[發明專利]改性聚酰亞胺泡沫材料及其制備方法

在審

• 申請號: 202011230815.0
• 申請日: 2020-11-06
• 公開（公告）號: CN112358725A
• 公開（公告）日: 2021-02-12
• 發明（設計）人: 覃鵬玉;鄧成
• 申請（專利權）人: 南北兄弟藥業投資有限公司
• 主分類號: C08L79/08
• 分類號: C08L79/08;C08K9/10;C08K3/22;C08J9/08;C08G73/10
• 代理公司: 深圳市優賽諾知識產權代理事務所(普通合伙) 44461
• 代理人: 姜芬

本發明提供一種改性聚酰亞胺泡沫材料及其制備方法。所述改性聚酰亞胺泡沫材料由包括如下重量份的原料制備得到：芳香二酐80?150份，多異氰酸酯120?200份，極性溶劑80?150份，脂肪醇5?15份，去離子水10?20份，泡沫穩定劑8?15份，催化劑2?5份，阻燃劑5?20份；其中，所述阻燃劑為氮摻雜石墨碳包覆的中空氧化鐵/氧化鎳復合物。本發明得到的改性聚酰亞胺泡沫材料具有阻燃性能和機械性能優、密度小的優勢，有望應用于對阻燃性能有特殊要求的高端領域。

技術領域

本發明涉及聚酰亞胺材料制備技術領域，具體涉及一種改性聚酰亞胺泡沫材料及其制備方法。

背景技術

聚酰亞胺泡沫材料是一類含有大量氣體微孔/介孔/納孔的聚合物材料。與傳統的泡沫塑料相比，聚酰亞胺泡沫不僅具有隔熱、減震、降噪等特點，同時具有耐高溫、耐低溫、本征阻燃、耐輻射、低發煙率等特優點，在航天、航空、空間、船舶、核電等許多高技術領域獲得了廣泛而重要的應用。

目前，聚酰亞胺泡沫的制備方法主要包括：

(1)由四元酸的二元酯和二胺反應可以獲得聚酰亞胺泡沫材料。如BTDA和乙醇回流反應得BDTA的二乙酯，此酯與MPD反應得粉狀產物，在300℃加熱得聚酰亞胺泡沫材料。

(2)四元酸和二胺反應合成。如二苯甲酮四酸和MPD溶解在水中，用吡啶作催化劑，315℃加熱經由二吡啶鹽中間體得聚酰亞胺泡沫材料。

(3)二元酐或多元酸和多異氰酸酯反應合成。二元酐或多元酸和多異氰酸酯反應生成不穩定的中間體氨基甲酸，繼而脫羧形成聚酰亞胺泡沫材料。二元酐或多元酸和多異氰酸酯加熱反應產生氣體CO₂發泡。如多異氰酸酯、多元酸、呋喃甲醇發泡劑、無機酸80℃噴涂制備聚酰亞胺泡沫涂料。

但目前，上述方法得到的聚酰亞胺泡沫的阻燃性仍不能滿足一些特殊要求的使用，尤其是通過多異氰酸酯制備得到的聚酰亞胺泡沫材料。鑒于此，特提出本發明。

發明內容

本發明的目的在于提供一種改性聚酰亞胺泡沫材料的制備方法，引入石墨碳包覆的中空氧鐵/氧化鎳復合物，提高聚酰亞胺泡沫材料的阻燃性能。

為了達到上述目的，本發明采用如下技術方案。

第一方面，本發明提供一種改性聚酰亞胺泡沫材料，其由包括如下重量份的原料制備得到：

其中，所述阻燃劑為氮摻雜石墨碳包覆的中空氧化鐵/氧化鎳復合物。

根據本發明提供的改性聚酰亞胺泡沫材料，使用氮摻雜石墨碳包覆的中空氧化鐵/氧化鎳復合物對聚酰亞胺進行改性，所述金屬氧化物能夠促進材料的熱氧化降解，在有效提升聚酰亞胺泡沫材料的阻燃性能的同時，其中空結構不會增加所得泡沫材料的密度，依然能夠保持泡沫材料質輕的優勢。

根據本發明提供的實施方式，所述改性聚酰亞胺泡沫材料，由包括如下重量份的原料制備得到：

根據本發明提供的實施方式，所述氮摻雜石墨碳包覆的中空氧化鐵/氧化鎳復合物中，所述氧化鐵和氧化鎳的質量之和占比為60-70％，所述鐵與鎳的摩爾比為1:1-1.5。該范圍內組成的阻燃劑，阻燃效果更優。

根據本發明提供的實施方式，所述氮摻雜石墨碳包覆的中空氧化鐵/氧化鎳復合物中，中空部分的直徑為2-5μm。

根據本發明提供的實施方式，所述芳香二酐為均苯四甲酸二酐(PMDA)、聯苯四甲酸二酐(BPDA)、二苯甲酮四酸二酐(BTDA)、二苯醚四酸二酐(ODPA)、聯苯基砜四羧酸二酐(DSDA)中的一種或多種，但不限于此。