[發(fā)明專利]一種聚醚酰亞胺/聚醚醚酮復(fù)合涂料、制備方法及用于制備復(fù)合涂層

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202310075966.0
• 申請日: 2023-02-07
• 公開（公告）號: CN116285655A
• 公開（公告）日: 2023-06-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 關(guān)紹巍;李嘉昊;祝世洋;姚洪巖;張躍;范航;凌熙皓;禚嘉奇
• 申請（專利權(quán)）人: 吉林大學(xué)
• 主分類號: C09D179/08
• 分類號: C09D179/08;C09D5/08;C09D171/10;C08G73/10;C08G65/48
• 代理公司: 長春吉大專利代理有限責(zé)任公司 22201
• 代理人: 劉世純;王恩遠(yuǎn)

1.一種聚醚酰亞胺/聚醚醚酮復(fù)合涂料，其特征在于：各組分質(zhì)量百分?jǐn)?shù)和按100％計(jì)算，由25％～32％的聚醚酰亞胺、15～25％的聚醚醚酮微粉、5％～10％的聚醚醚酮-聚醚酰亞胺嵌段共聚物、0～8％的顏填料和余量的稀釋劑組成；稀釋劑由60～70％質(zhì)量的N-甲基吡咯烷酮和30～40％質(zhì)量的甲苯組成，N-甲基吡咯烷酮和甲苯的質(zhì)量和為100％；其中，聚醚酰亞胺的結(jié)構(gòu)式如下所示，

m表示為聚醚酰亞胺的聚合度，為正整數(shù)；聚醚酰亞胺的數(shù)均分子量在40000～60000之間；

聚醚醚酮-聚醚酰亞胺嵌段共聚物的結(jié)構(gòu)式如下所示，

其中Ar為，

p表示聚醚醚酮齊聚物的聚合度，q表示聚醚酰亞胺齊聚物的聚合度，n表示嵌段共聚物的聚合度，p、q、n均為正整數(shù)；聚醚醚酮嵌段和聚醚酰亞胺嵌段的數(shù)均分子量在1000～6000之間，嵌段共聚物的數(shù)均分子量在20000～40000之間。

2.如權(quán)利要求1所述的一種聚醚酰亞胺/聚醚醚酮復(fù)合涂料，其特征在于：顏填料為炭黑、二氧化鈦、片層狀珠光粉中的一種或幾種。

3.如權(quán)利要求1所述的一種聚醚酰亞胺/聚醚醚酮復(fù)合涂料，其特征在于：聚醚醚酮微粉的細(xì)度≥300目，熔融指數(shù)為90～100g/10min。

4.如權(quán)利要求1所述的一種聚醚酰亞胺/聚醚醚酮復(fù)合涂料，其特征在于：聚醚醚酮-聚醚酰亞胺嵌段共聚物是由如下步驟所述方法制備得到，

(1)在氮?dú)獗Ｗo(hù)下，將4,4’-二氟二苯甲酮、間苯二酚和催化劑量的碳酸鉀加入到環(huán)丁砜溶劑中攪拌均勻，反應(yīng)體系的固含量為10～30％，升溫至130～150℃保溫1～3小時(shí)，再升溫至240～270℃縮聚反應(yīng)4～8小時(shí)；然后降溫至30～50℃加入對羥基苯胺作為封端劑，升溫至130～150℃保溫1～3小時(shí)，再升溫至180～220℃保溫3～5小時(shí)，得到聚合物黏液；

(2)待步驟(1)得到的聚合物黏液冷卻至50～80℃，研磨粉碎得到固體反應(yīng)物，用丙酮和水反復(fù)洗滌固體反應(yīng)物除去溶劑和無機(jī)鹽，最后在110～130℃下真空干燥，得到結(jié)構(gòu)式如下所示的氨基封端的聚醚醚酮齊聚物；

(3)在氮?dú)獗Ｗo(hù)下，將二酐單體雙酚A型二醚二酐、二胺單體4,4’-二氨基二苯醚或4,4’-雙(4-氨基苯氧基)二苯基砜加入到N-甲基吡咯烷酮溶劑中，在冰浴條件下反應(yīng)6～9小時(shí)，得到酸酐封端的聚醚酰亞胺齊聚物溶液；酸酐封端的聚醚酰亞胺齊聚物的結(jié)構(gòu)式如下所示，

(4)向步驟(3)得到的酸酐封端的聚醚酰亞胺齊聚物溶液中加入步驟(2)得到的氨基封端的聚醚醚酮齊聚物，酸酐封端的聚醚酰亞胺齊聚物與氨基封端的聚醚醚酮齊聚物的質(zhì)量比為1：1～1.5；然后在20～60℃進(jìn)行聚合反應(yīng)4～12小時(shí)，之后加入體積比2：1的乙酸酐和三乙胺作為扣環(huán)溶劑，在80～120℃進(jìn)行化學(xué)扣環(huán)反應(yīng)4～12小時(shí)；將得到的聚合物粉碎，用水、丙酮依次煮沸洗滌，減壓抽濾直至濾液無色透明，產(chǎn)物干燥后得到聚醚醚酮-聚醚酰亞胺嵌段共聚物。

5.如權(quán)利要求4所述的一種聚醚酰亞胺/聚醚醚酮復(fù)合涂料，其特征在于：步驟(1)中4,4’-二氟二苯甲酮與間苯二酚的摩爾比為1：0.5～0.9，對羥基苯胺的摩爾量是間苯二酚的0.5倍。

6.如權(quán)利要求4所述的一種聚醚酰亞胺/聚醚醚酮復(fù)合涂料，其特征在于：步驟(4)中扣環(huán)溶劑的總體積與步驟(3)中酸酐封端的聚醚酰亞胺齊聚物的用量比為1200～1800mL：1mol。

7.權(quán)利要求1～6任何一項(xiàng)所述的一種聚醚酰亞胺/聚醚醚酮復(fù)合涂料的制備方法，其特征在于：是在1000～2000r/min的攪拌轉(zhuǎn)速下，將聚醚酰亞胺溶于稀釋劑中；然后提高攪拌速度至3500～4500r/min，再將聚醚醚酮-聚醚酰亞胺嵌段共聚物、聚醚醚酮微粉和顏填料一同加入，研磨3～6h后得到所述的聚醚酰亞胺/聚醚醚酮復(fù)合涂料。

8.權(quán)利要求7所述的一種聚醚酰亞胺/聚醚醚酮復(fù)合涂料用于制備復(fù)合涂層，其特征在于：在復(fù)合涂料中加入稀釋劑進(jìn)行粘度調(diào)節(jié)，然后利用空氣噴槍和空氣壓縮機(jī)將粘度調(diào)節(jié)后的復(fù)合涂料噴涂到金屬底材上，在80～100℃下使涂料表面干燥，再在350～450℃下固化2～5小時(shí)，從而得厚度為80～100μm的復(fù)合涂層。