[發(fā)明專利]一種原位摻雜的耐熱隔熱聚酰亞胺氣凝膠及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202111155773.3
• 申請(qǐng)日: 2021-09-30
• 公開（公告）號(hào): CN113637215B
• 公開（公告）日: 2022-04-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鄭玉嬰;熊立堯
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 福州大學(xué)
• 主分類號(hào): C08J9/08
• 分類號(hào): C08J9/08;C08L79/08;C08G73/10
• 代理公司: 福州元?jiǎng)?chuàng)專利商標(biāo)代理有限公司 35100
• 代理人: 吳姍姍;蔡學(xué)俊

1.一種原位摻雜的耐熱隔熱聚酰亞胺氣凝膠材料的制備方法，其特征在于，包括以下的制備步驟：

1)在低溫環(huán)境下將反應(yīng)性二胺和反應(yīng)性二酐在有機(jī)溶劑下進(jìn)行交聯(lián)反應(yīng)，得到聚酰胺酸溶膠；

2)將前述的聚酰胺酸溶膠在緩慢攪拌下與硅烷改性劑反應(yīng)，并持續(xù)攪拌至溶膠體系均勻，得到改性聚酰胺酸溶液；

3)在前述的改性聚酰胺酸溶液中滴定季銨化成鹽劑，待反應(yīng)均勻后緩慢加入到醇沉淀劑中充分沉淀并用醇沉淀劑洗滌三次，真空干燥后得到改性聚酰胺酸季銨鹽粉末；

4)在去離子水中加入前述的改性聚酰胺酸季銨鹽粉末，攪拌至體系均勻得到初步原位摻雜的聚酰胺酸濕凝膠；

5)將前述初步原位摻雜的聚酰胺酸濕凝膠逐漸加入到一種硅烷/醇分散體系中充分?jǐn)嚢枥匣?小時(shí)，隨后將產(chǎn)物置于40℃的真空烘箱中老化脫氣8小時(shí)，得到原位摻雜的聚酰胺酸-硅酸濕凝膠；

6)將前述原位摻雜的聚酰胺酸-硅酸濕凝膠放置在冷阱中預(yù)凍至溫度恒定后凍干12～48h，得到原位摻雜的聚酰胺酸氣凝膠；

7)將前述的原位摻雜的聚酰胺酸氣凝膠在惰性氣氛下進(jìn)行分段熱處理得到原位摻雜的耐熱隔熱聚酰亞胺氣凝膠；

步驟2）所述硅烷改性劑是γ-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、3-氨丙基三乙氧基硅烷、3-氨丙基三甲氧基硅烷中的一種或多種；所述硅烷改性劑摩爾量和反應(yīng)性二胺摩爾量的摩爾比為1:1～5；

步驟3）所述季銨化成鹽劑為N-甲基二乙醇胺、三乙醇胺和三乙胺中的一種或多種；所述季銨化成鹽劑摩爾量和反應(yīng)性二酐摩爾量的摩爾比為1:0.8～1.1；

所述醇沉淀劑是甲醇、乙醇、乙二醇、丙三醇、異丙醇中的一種或多種。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述的反應(yīng)性二胺為3,4'-二氨基二苯醚、4,4'-二氨基二苯醚、2-(4-氨基苯基)-5-氨基苯并咪唑、2-（4-氨基苯基）-5-氨基苯并噁唑、2，5-雙（4-氨基苯基）嘧啶中的一種；

所述反應(yīng)性二酐為3,3'4,4'-二苯甲酮四甲酸二酐、1,2,4,5-均苯四甲酸二酐、馬來酸酐、3,3', 3,3',-聯(lián)苯四甲酸二酐、3,3',4,4'-聯(lián)苯四羧酸二酐、3,3',4,4'-三苯雙醚四甲酸二酐中的一種；

所述有機(jī)溶劑為N-甲基吡咯烷酮、N,N-二甲基乙酰胺、正己烷中的一種或幾種；

所述反應(yīng)性二胺總摩爾量與反應(yīng)性二酐總摩爾量的摩爾比為50:49～52；

所述反應(yīng)性二胺質(zhì)量和反應(yīng)性二酐質(zhì)量的總質(zhì)量與有機(jī)溶劑的質(zhì)量比為1:4～6。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于：步驟1）所述低溫環(huán)境為冰浴條件或1～4℃的低溫環(huán)境。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟5）所述硅烷/醇分散體系是正硅酸乙酯、四甲氧基硅烷中的一種或多種與甲醇、乙醇、乙二醇、丙三醇、異丙醇中的一種或多種

所述硅烷/醇體系中硅烷和醇的體積比為3:4；

步驟5)所述聚酰胺酸濕凝膠和硅烷/醇分散體系的添加關(guān)系為，每4g聚酰胺酸濕凝膠添加入7g硅烷/醇體系中。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟5）老化過程中的定溫環(huán)境為-1～4℃；所述老化時(shí)間為8～24h。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟6）所述冷阱溫度為-70℃～-50℃。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟7）所述分段熱處理為對(duì)聚酰胺酸氣凝膠的一種多段式的熱處理程序，包括將聚酰胺酸氣凝膠在65℃～85℃下恒溫處理30min～60min，在100℃～130℃下恒溫處理45min～60min，在185℃～215℃下恒溫處理45～60min，在280℃～310℃下恒溫處理45～60min；

步驟7）所述惰性氣氛為氮?dú)鈿夥铡?/p>

8.一種如權(quán)利要求1-7任一項(xiàng)所述方法制備得到的原位摻雜的耐熱隔熱聚酰亞胺氣凝膠材料。