CN112646225A - 一种柔性开孔聚酰亚胺泡沫的制备方法 - Google Patents
一种柔性开孔聚酰亚胺泡沫的制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN112646225A CN112646225A CN201910957503.0A CN201910957503A CN112646225A CN 112646225 A CN112646225 A CN 112646225A CN 201910957503 A CN201910957503 A CN 201910957503A CN 112646225 A CN112646225 A CN 112646225A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- polyimide foam
- solution
- dianhydride
- flexible open
- diamine
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000006260 foam Substances 0.000 title claims abstract description 72
- 239000004642 Polyimide Substances 0.000 title claims abstract description 67
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 title claims abstract description 67
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 15
- GTDPSWPPOUPBNX-UHFFFAOYSA-N ac1mqpva Chemical compound CC12C(=O)OC(=O)C1(C)C1(C)C2(C)C(=O)OC1=O GTDPSWPPOUPBNX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 74
- 125000003118 aryl group Chemical group 0.000 claims abstract description 51
- 238000005886 esterification reaction Methods 0.000 claims abstract description 46
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 claims abstract description 40
- 150000004985 diamines Chemical class 0.000 claims abstract description 38
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 claims abstract description 34
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims abstract description 31
- 230000032050 esterification Effects 0.000 claims abstract description 30
- DNIAPMSPPWPWGF-GSVOUGTGSA-N (R)-(-)-Propylene glycol Chemical compound C[C@@H](O)CO DNIAPMSPPWPWGF-GSVOUGTGSA-N 0.000 claims abstract description 27
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 19
- 238000011049 filling Methods 0.000 claims abstract description 16
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims abstract description 16
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 15
- 239000002981 blocking agent Substances 0.000 claims abstract description 9
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 30
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 27
- WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N Tetrahydrofuran Chemical compound C1CCOC1 WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 24
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 22
- LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N Ethylene glycol Chemical compound OCCO LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 21
- 239000004721 Polyphenylene oxide Substances 0.000 claims description 19
- 229920000570 polyether Polymers 0.000 claims description 19
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 17
- USIUVYZYUHIAEV-UHFFFAOYSA-N diphenyl ether Chemical compound C=1C=CC=CC=1OC1=CC=CC=C1 USIUVYZYUHIAEV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- 125000006158 tetracarboxylic acid group Chemical group 0.000 claims description 13
- KPUWHANPEXNPJT-UHFFFAOYSA-N disiloxane Chemical class [SiH3]O[SiH3] KPUWHANPEXNPJT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N tetrahydrofuran Natural products C=1C=COC=1 YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 229920001296 polysiloxane Polymers 0.000 claims description 11
- NSGXIBWMJZWTPY-UHFFFAOYSA-N 1,1,1,3,3,3-hexafluoropropane Chemical compound FC(F)(F)CC(F)(F)F NSGXIBWMJZWTPY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- ARXJGSRGQADJSQ-UHFFFAOYSA-N 1-methoxypropan-2-ol Chemical compound COCC(C)O ARXJGSRGQADJSQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N Isopropanol Chemical compound CC(C)O KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- LRHPLDYGYMQRHN-UHFFFAOYSA-N N-Butanol Chemical compound CCCCO LRHPLDYGYMQRHN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- AMQJEAYHLZJPGS-UHFFFAOYSA-N N-Pentanol Chemical compound CCCCCO AMQJEAYHLZJPGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- ATUOYWHBWRKTHZ-UHFFFAOYSA-N Propane Chemical compound CCC ATUOYWHBWRKTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- BDERNNFJNOPAEC-UHFFFAOYSA-N propan-1-ol Chemical compound CCCO BDERNNFJNOPAEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 229920002545 silicone oil Polymers 0.000 claims description 10
- -1 3-aminophenoxy Chemical group 0.000 claims description 9
- IAZDPXIOMUYVGZ-UHFFFAOYSA-N Dimethylsulphoxide Chemical compound CS(C)=O IAZDPXIOMUYVGZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- LGRFSURHDFAFJT-UHFFFAOYSA-N Phthalic anhydride Natural products C1=CC=C2C(=O)OC(=O)C2=C1 LGRFSURHDFAFJT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- ZBCBWPMODOFKDW-UHFFFAOYSA-N diethanolamine Chemical compound OCCNCCO ZBCBWPMODOFKDW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- KZTYYGOKRVBIMI-UHFFFAOYSA-N diphenyl sulfone Chemical compound C=1C=CC=CC=1S(=O)(=O)C1=CC=CC=C1 KZTYYGOKRVBIMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- WGCNASOHLSPBMP-UHFFFAOYSA-N hydroxyacetaldehyde Natural products OCC=O WGCNASOHLSPBMP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 229940018564 m-phenylenediamine Drugs 0.000 claims description 8
- IMNIMPAHZVJRPE-UHFFFAOYSA-N triethylenediamine Chemical compound C1CN2CCN1CC2 IMNIMPAHZVJRPE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N N,N-Dimethylformamide Chemical compound CN(C)C=O ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 claims description 7
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims description 7
- 239000002243 precursor Substances 0.000 claims description 7
- KSBAEPSJVUENNK-UHFFFAOYSA-L tin(ii) 2-ethylhexanoate Chemical compound [Sn+2].CCCCC(CC)C([O-])=O.CCCCC(CC)C([O-])=O KSBAEPSJVUENNK-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 7
- QQGYZOYWNCKGEK-UHFFFAOYSA-N 5-[(1,3-dioxo-2-benzofuran-5-yl)oxy]-2-benzofuran-1,3-dione Chemical compound C1=C2C(=O)OC(=O)C2=CC(OC=2C=C3C(=O)OC(C3=CC=2)=O)=C1 QQGYZOYWNCKGEK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- GSEJCLTVZPLZKY-UHFFFAOYSA-N Triethanolamine Chemical compound OCCN(CCO)CCO GSEJCLTVZPLZKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- UKLDJPRMSDWDSL-UHFFFAOYSA-L [dibutyl(dodecanoyloxy)stannyl] dodecanoate Chemical compound CCCCCCCCCCCC(=O)O[Sn](CCCC)(CCCC)OC(=O)CCCCCCCCCCC UKLDJPRMSDWDSL-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 6
- 239000012975 dibutyltin dilaurate Substances 0.000 claims description 6
- RVCHQYCXJDVJQF-UHFFFAOYSA-N (3,5-diethylphenyl)methanediamine Chemical compound CCC1=CC(CC)=CC(C(N)N)=C1 RVCHQYCXJDVJQF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- FILKGCRCWDMBKA-UHFFFAOYSA-N 2,6-dichloropyridine Chemical compound ClC1=CC=CC(Cl)=N1 FILKGCRCWDMBKA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- SBASXUCJHJRPEV-UHFFFAOYSA-N 2-(2-methoxyethoxy)ethanol Chemical compound COCCOCCO SBASXUCJHJRPEV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- OKDGRDCXVWSXDC-UHFFFAOYSA-N 2-chloropyridine Chemical compound ClC1=CC=CC=N1 OKDGRDCXVWSXDC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- RNLHGQLZWXBQNY-UHFFFAOYSA-N 3-(aminomethyl)-3,5,5-trimethylcyclohexan-1-amine Chemical compound CC1(C)CC(N)CC(C)(CN)C1 RNLHGQLZWXBQNY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- FXHOOIRPVKKKFG-UHFFFAOYSA-N N,N-Dimethylacetamide Chemical compound CN(C)C(C)=O FXHOOIRPVKKKFG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- SECXISVLQFMRJM-UHFFFAOYSA-N N-Methylpyrrolidone Chemical compound CN1CCCC1=O SECXISVLQFMRJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- QHWKHLYUUZGSCW-UHFFFAOYSA-N Tetrabromophthalic anhydride Chemical compound BrC1=C(Br)C(Br)=C2C(=O)OC(=O)C2=C1Br QHWKHLYUUZGSCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- KEIQPMUPONZJJH-UHFFFAOYSA-N dicyclohexylmethanediamine Chemical compound C1CCCCC1C(N)(N)C1CCCCC1 KEIQPMUPONZJJH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 239000001294 propane Substances 0.000 claims description 5
- ZBMISJGHVWNWTE-UHFFFAOYSA-N 3-(4-aminophenoxy)aniline Chemical compound C1=CC(N)=CC=C1OC1=CC=CC(N)=C1 ZBMISJGHVWNWTE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- VATRWWPJWVCZTA-UHFFFAOYSA-N 3-oxo-n-[2-(trifluoromethyl)phenyl]butanamide Chemical compound CC(=O)CC(=O)NC1=CC=CC=C1C(F)(F)F VATRWWPJWVCZTA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- HJNTWZFZPOUDDG-UHFFFAOYSA-N [2-(3-aminophenoxy)phenyl]-phenylmethanone Chemical compound NC1=CC=CC(OC=2C(=CC=CC=2)C(=O)C=2C=CC=CC=2)=C1 HJNTWZFZPOUDDG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- ZZTCPWRAHWXWCH-UHFFFAOYSA-N diphenylmethanediamine Chemical compound C=1C=CC=CC=1C(N)(N)C1=CC=CC=C1 ZZTCPWRAHWXWCH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- IISBACLAFKSPIT-UHFFFAOYSA-N bisphenol A Chemical compound C=1C=C(O)C=CC=1C(C)(C)C1=CC=C(O)C=C1 IISBACLAFKSPIT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- MRUXVMBOICABIU-UHFFFAOYSA-N [3,5-bis(methylsulfanyl)phenyl]methanediamine Chemical compound CSC1=CC(SC)=CC(C(N)N)=C1 MRUXVMBOICABIU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N Diethyl ether Chemical compound CCOCC RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 2
- KWIUHFFTVRNATP-UHFFFAOYSA-N Betaine Natural products C[N+](C)(C)CC([O-])=O KWIUHFFTVRNATP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 229930185605 Bisphenol Natural products 0.000 claims 1
- KWIUHFFTVRNATP-UHFFFAOYSA-O N,N,N-trimethylglycinium Chemical compound C[N+](C)(C)CC(O)=O KWIUHFFTVRNATP-UHFFFAOYSA-O 0.000 claims 1
- 229960003237 betaine Drugs 0.000 claims 1
- JHIWVOJDXOSYLW-UHFFFAOYSA-N butyl 2,2-difluorocyclopropane-1-carboxylate Chemical compound CCCCOC(=O)C1CC1(F)F JHIWVOJDXOSYLW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 5
- 239000002131 composite material Substances 0.000 abstract 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 19
- 150000002191 fatty alcohols Chemical class 0.000 description 8
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 6
- 150000008064 anhydrides Chemical class 0.000 description 4
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 4
- KNDQHSIWLOJIGP-UHFFFAOYSA-N 826-62-0 Chemical compound C1C2C3C(=O)OC(=O)C3C1C=C2 KNDQHSIWLOJIGP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 125000003368 amide group Chemical group 0.000 description 3
- 238000005187 foaming Methods 0.000 description 3
- PGFXOWRDDHCDTE-UHFFFAOYSA-N hexafluoropropylene oxide Chemical compound FC(F)(F)C1(F)OC1(F)F PGFXOWRDDHCDTE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- HLERILKGMXJNBU-UHFFFAOYSA-N norvaline betaine Chemical compound CCCC(C([O-])=O)[N+](C)(C)C HLERILKGMXJNBU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 3
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 3
- WCXGOVYROJJXHA-UHFFFAOYSA-N 3-[4-[4-(3-aminophenoxy)phenyl]sulfonylphenoxy]aniline Chemical compound NC1=CC=CC(OC=2C=CC(=CC=2)S(=O)(=O)C=2C=CC(OC=3C=C(N)C=CC=3)=CC=2)=C1 WCXGOVYROJJXHA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- NNKQLUVBPJEUOR-UHFFFAOYSA-N 3-ethynylaniline Chemical compound NC1=CC=CC(C#C)=C1 NNKQLUVBPJEUOR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VQVIHDPBMFABCQ-UHFFFAOYSA-N 5-(1,3-dioxo-2-benzofuran-5-carbonyl)-2-benzofuran-1,3-dione Chemical compound C1=C2C(=O)OC(=O)C2=CC(C(C=2C=C3C(=O)OC(=O)C3=CC=2)=O)=C1 VQVIHDPBMFABCQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 2
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 2
- 239000000178 monomer Substances 0.000 description 2
- VMXAIJCDNKFKPO-UHFFFAOYSA-N n-ethynylaniline Chemical compound C#CNC1=CC=CC=C1 VMXAIJCDNKFKPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 2
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 2
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 2
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 2
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 2
- VACCAVUAMIDAGB-UHFFFAOYSA-N sulfamethizole Chemical compound S1C(C)=NN=C1NS(=O)(=O)C1=CC=C(N)C=C1 VACCAVUAMIDAGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- BBRLKRNNIMVXOD-UHFFFAOYSA-N bis[4-(3-aminophenoxy)phenyl]methanone Chemical compound NC1=CC=CC(OC=2C=CC(=CC=2)C(=O)C=2C=CC(OC=3C=C(N)C=CC=3)=CC=2)=C1 BBRLKRNNIMVXOD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 239000002666 chemical blowing agent Substances 0.000 description 1
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 239000012024 dehydrating agents Substances 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 125000006159 dianhydride group Chemical group 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000006261 foam material Substances 0.000 description 1
- ZHDTXTDHBRADLM-UHFFFAOYSA-N hydron;2,3,4,5-tetrahydropyridin-6-amine;chloride Chemical compound Cl.NC1=NCCCC1 ZHDTXTDHBRADLM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 239000012948 isocyanate Substances 0.000 description 1
- 150000002513 isocyanates Chemical class 0.000 description 1
- 231100000252 nontoxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000003000 nontoxic effect Effects 0.000 description 1
- 231100000956 nontoxicity Toxicity 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920005575 poly(amic acid) Polymers 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 239000002861 polymer material Substances 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 230000008439 repair process Effects 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 239000000779 smoke Substances 0.000 description 1
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
- 230000009967 tasteless effect Effects 0.000 description 1
- 239000003053 toxin Substances 0.000 description 1
- 231100000765 toxin Toxicity 0.000 description 1
- 238000009736 wetting Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J9/00—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof
- C08J9/04—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof using blowing gases generated by a previously added blowing agent
- C08J9/12—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof using blowing gases generated by a previously added blowing agent by a physical blowing agent
- C08J9/122—Hydrogen, oxygen, CO2, nitrogen or noble gases
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G73/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming a linkage containing nitrogen with or without oxygen or carbon in the main chain of the macromolecule, not provided for in groups C08G12/00 - C08G71/00
- C08G73/06—Polycondensates having nitrogen-containing heterocyclic rings in the main chain of the macromolecule
- C08G73/10—Polyimides; Polyester-imides; Polyamide-imides; Polyamide acids or similar polyimide precursors
- C08G73/1003—Preparatory processes
- C08G73/1007—Preparatory processes from tetracarboxylic acids or derivatives and diamines
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J2203/00—Foams characterized by the expanding agent
- C08J2203/06—CO2, N2 or noble gases
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J2203/00—Foams characterized by the expanding agent
- C08J2203/08—Supercritical fluid
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J2205/00—Foams characterised by their properties
- C08J2205/04—Foams characterised by their properties characterised by the foam pores
- C08J2205/05—Open cells, i.e. more than 50% of the pores are open
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J2379/00—Characterised by the use of macromolecular compounds obtained by reactions forming in the main chain of the macromolecule a linkage containing nitrogen with or without oxygen, or carbon only, not provided for in groups C08J2361/00 - C08J2377/00
- C08J2379/04—Polycondensates having nitrogen-containing heterocyclic rings in the main chain; Polyhydrazides; Polyamide acids or similar polyimide precursors
- C08J2379/08—Polyimides; Polyester-imides; Polyamide-imides; Polyamide acids or similar polyimide precursors
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Macromolecular Compounds Obtained By Forming Nitrogen-Containing Linkages In General (AREA)
Abstract
本发明公开了一种柔性开孔聚酰亚胺泡沫的制备方法，该方法的步骤包括:步骤(1)、将芳香族二酐加入到有机溶剂中，加入2.2‑4.2倍芳香二酐摩尔量的脂肪醇，同时加入溶剂，进行酯化，反应1.5‑5.5h后至酯化反应完全，得到溶液A；步骤(2)、在步骤(1)得到的溶液A中加入一定量的二胺、催化剂、表面活性剂及封端剂，反应0.5‑3.5h后，得到溶液B；步骤(3)、将步骤(2)得到的产物置于高压容器中，抽真空除去空气后充进CO2，连续置换三次，然后升温、加压，恒定段时间，最后冷却、释放压力，得到交联的聚酰亚胺泡沫。本发明制备的聚酰亚胺泡沫不但成本低、柔韧性好、开孔率高，而且具有优异的热稳定性、优异的阻燃性、突出的介电性能，以及良好的化学稳定性。
Description
技术领域
本发明涉及高分子材料技术领域，具体涉及一种柔性开孔聚酰亚胺泡沫的制备方法。
背景技术
随着航空航天、航海等科技领域的飞速发展，传统泡沬塑料(如PS、PU、PVC等)在强度、刚度及耐热性等方面已无法满足使用要求，故硏制高性能泡沬塑料已成为该领域的硏究方向和热点。应用于航天航空领域以及军用舰船上的材料的特性是具有本质阻燃、环保无毒、耐受温度范围宽、导热系数低、耐辐照、质轻、易加工安装等优异的综合性能，可以在超高温、超低温、高盐雾、强噪声、强腐蚀、强辐射等极端条件下长期服役，具有极高的可靠性和质量保证。聚酰亚胺泡沫良好的综合性能使其倍受青睐，主要在于与其他泡沫材料相比，其拥有众多优异的特性：（1）优异的阻燃性：聚酰亚胺泡沫是自熄性聚合物，燃烧率低、发烟率低；（2）良好的机械性能：高抗蠕变、高尺寸稳定、低热膨胀系数、高耐磨性以及具有自润性等等；（3）优异的热性能：耐高低温、使用温度上下限较高以及耐辐照；（4）突出的介电性能：介电系数超低、耐电弧性；（5）良好的化学稳定性：不易溶于各类有机溶剂；（6）优异的施工性能：易切割，对人体无危害，施工过程无粉尘产生、无毒素挥发，安装修补工艺简便等。因此，聚酰亚胺泡沫拥有巨大的战略意义。
自60年代美国杜邦公司和孟山都公司发表聚酰亚胺相关专利以来，可以合成出聚酰亚胺的二酐与二胺单体多达300多种，而根据不同应用目的选择不同单体以及方法的话，目前已合成或已研究出的聚酰亚胺材料已达上千种。但是由于成本、质量、性价比以及规模生产、技术路线等因素影响，能够真正实现聚酰亚胺泡沫工业化的产品并不多。美国海军早已将聚酰亚胺泡沫应用到军用装备上。美国公司的聚酰亚胺泡沫研究以及工业化也一直走在世界前列。Inspec Foam公司生产的Solimide聚酰亚胺泡沫系列、NASA研发出的TEEK系列、DuPont公司的SF系列以及Monsanto公司生产的Skybond聚酰亚胺泡沫系列都已经被应用在美国海军船舶隔热保温材料以及民用船舶上。
美国杜邦公司专利US3249561最早公开了一种聚酰亚胺泡沫制备方法，该专利通过在聚酰胺酸溶液加入脱水剂，然后加入可产生气体的酸，经发泡后固化，得到聚酰亚胺泡沫，然而这种方法制备的泡沫孔径不均匀且化学发泡剂残留在泡沫中。
美国专利US4900761公开了一种通过聚酯铵盐粉末制备聚酰亚胺泡沫的方法，然而这种方法制备的产品柔韧性较差、且密度调节范围较窄。
中国专利CN101402743A公布了一种制备聚酰亚胺泡沫的方法，其由芳香二酐、低分子醇、僅化剂、表面活性剂等按比例混合在有机溶剂中形成泡沫前体的溶液，然后再与异氰酸酯混合发泡，进一步通过微波处理和热处理得到聚酰亚胺泡沫，然而这种方法制备的泡沫柔韧性不佳且容易掉渣。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中的问题之一。
为了克服现有技术的不足和缺点，本发明的目的在于提供一种柔性开孔聚酰亚胺泡沫的制备方法，该制备方法得到的的聚酰亚胺泡沫不但成本低、效率高、柔韧性好、开孔率高，而且具有优异的热稳定性、优异的阻燃性、突出的介电性能、良好的化学稳定性、优异的施工性能等。
本发明提供一种柔性开孔聚酰亚胺泡沫的制备方法，该方法的步骤包括:
步骤(1)、将芳香族二酐加入到有机溶剂中，加入2.2-4.2倍芳香二酐摩尔量的脂肪醇，同时加入溶剂，进行酯化，反应1.5-5.5h后至酯化反应完全，得到溶液A；
步骤(2)、在步骤(1)得到的溶液A中加入一定量的二胺、催化剂、表面活性剂及封端剂，反应0.5-3.5h后，得到溶液B；
步骤(3)、将步骤(2)得到的产物置于高压容器中，抽真空除去空气后充进CO2，连续置换三次，然后升温、加压，恒定段时间，最后冷却、释放压力，得到交联的聚酰亚胺泡沫。
另外，根据本发明上述实施例的柔性开孔聚酰亚胺泡沫的制备方法，还可以具有如下附加技术特征：
根据本发明的一个实施例，所述步骤(2)中，对得到的溶液B进行干燥处理除去有机溶剂，然后粉碎得到前驱体粉末，后将所述前驱体粉末置于高压容器中。
根据本发明的一个实施例，所述步骤(1)中，脂肪醇与芳香族二酐的物质的量的比例为2.2-4.2:1，有机溶剂与芳香族二酐的质量比为100:22-410，酯化温度为55-75℃，酯化时间为1.5-5.5h。
根据本发明的一个实施例，所述步骤(1)中，芳香族二酐为1，2，4，5-均苯四甲酸二酐(PMDA)、3，3’，4，4二苯醚四酸二酐(ODPA)、3，3’，4，4’-二苯甲酮四酸二酐(TDA、双酚A型二苯醚二酐(BPADA)、2，2-双(3，4-苯二甲酸酐)六氟丙烷或1，3-双(3，4-苯二甲酸酐)六氟丙烷、3，34，4’-二苯硫醚四甲酸二酐、3，34，4-三苯双醚四甲酸二酐、四溴邻苯二甲酸酐、4,4ˆ-(六氟异丙烯)二酞酸酐中的一种或两种以上的混合物。
根据本发明的一个实施例，所述步骤(1)中，有机溶剂为四氢呋喃、2-氯吡啶、2,6-二氯吡啶、二甲基亚砜、N,N-二甲基乙酰胺、N,N-二甲基甲酰胺、二乙二醇单甲醚、丙二醇甲醚或二丙二醇二甲醚、N-甲基吡咯烷酮中的一种或两种以上的混合物。
根据本发明的一个实施例，所述步骤(1)中，脂肪醇为乙醇、甲醇、正丙醇、异丙醇、乙二醇、丁醇或戊醇中的一种或两种以上的混合物。
根据本发明的一个实施例，所述步骤(2)中，二胺为1，4-对苯二胺、1，3-间苯二胺、4，4-二胺基二苯醚、3，4’-二胺基二苯醚、4，4’-双(3-氨基苯氧基)苯甲酮、4，4’-双(3-氨基苯氧基)二苯基砜、2，2’-双[4-(4-氨基苯氧基苯基)]丙烷中的一种或两种以上的混合物。
根据本发明的一个实施例，所述步骤(2)中，催化剂为二乙醇胺、三乙醇胺、二环己基甲烷二胺、二苯基甲烷二胺,异佛二酮二胺、3,5-二乙基甲苯二胺、3,5-二甲硫基甲苯二胺、三亚乙基二胺、辛酸亚锡、二月桂酸二丁基锡或辛酸亚锡二醋酸二丁基锡中的一种或两种以上的混合物。
根据本发明的一个实施例，所述步骤(2)中，表面活性剂为聚醚改性硅氧烷、聚醚改性硅油、硅酮类、硅酮乙二醇共聚物、有机硅聚醚共聚物、3-三聚环氧六氟丙烷酰胺基丙基甜菜碱、水溶性硅油中的一种或两种以上的混合物。
根据本发明的一个实施例，所述步骤(2)中，溶液A中加入二胺、催化剂及封端剂之间的质量比例关系为100:1.2-22:5.5-155。
本发明的柔性开孔聚酰亚胺泡沫的制备方法，其与现有技术相比，所取得的技术进步在于：
（1）本发明的柔性开孔聚酰亚胺泡沫的制备方法采用无毒、无味、不燃、价廉易得的CO2作为发泡气体，制备方法新颖，应用体系广，对于不同二酐和二胺体系均可适用；
（2）本发明的柔性开孔聚酰亚胺泡沫的制备方法中CO
主要作用是在高温高压下进入超临界状态后在聚酰亚胺中溶解、扩散，在高温下保持一段时间后待树脂粘度增加后释放气体而发泡固化，同时也可以起到环境压力调节的作用，控制泡沫体系中气体膨胀的倍率；
（3）本发明的柔性开孔聚酰亚胺泡沫的制备方法通过不同二酐与二胺的组合可制备不同化学结构的聚酰亚胺泡沫，从原料组成的变化降低原材料的成本；
（4）本发明的柔性开孔聚酰亚胺泡沫的制备方法可以通过调节压力的大小调节聚酰亚胺泡沫材料的密度;
（5）本发明的柔性开孔聚酰亚胺泡沫的制备方法中聚酰亚胺泡沫的尺寸大小易于调节，产品的大小只与压力容器的尺寸相关。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限制本发明的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
实施例1
本发明实施例1提供了一种柔性开孔聚酰亚胺泡沫的制备方法，该方法的步骤包括:
步骤(1)、将芳香族二酐加入到有机溶剂中，加入2.2-4.2倍芳香二酐摩尔量的脂肪醇，同时加入溶剂，进行酯化，反应1.5-5.5h后至酯化反应完全，得到溶液A；
步骤(2)、在步骤(1)得到的溶液A中加入一定量的二胺、催化剂、表面活性剂及封端剂，反应0.5-3.5h后，得到溶液B；
步骤(3)、将步骤(2)得到的产物置于高压容器中，抽真空除去空气后充进CO2，连续置换三次，然后升温、加压，恒定段时间，最后冷却、释放压力，得到交联的聚酰亚胺泡沫。
在本发明的优选实施方式中，所述步骤(1)中，脂肪醇与芳香族二酐的物质的量的比例为2.2-4.2:1，有机溶剂与芳香族二酐的质量比为100:22-410，酯化温度为55-75℃，酯化时间为1.5-5.5h。
在本发明的优选实施方式中，所述步骤(1)中，芳香族二酐为1，2，4，5-均苯四甲酸二酐(PMDA)、3，3’，4，4二苯醚四酸二酐(ODPA)、3，3’，4，4’-二苯甲酮四酸二酐(TDA、双酚A型二苯醚二酐(BPADA)、2，2-双(3，4-苯二甲酸酐)六氟丙烷或1，3-双(3，4-苯二甲酸酐)六氟丙烷、3，34，4’-二苯硫醚四甲酸二酐、3，34，4-三苯双醚四甲酸二酐、四溴邻苯二甲酸酐、4,4ˆ-(六氟异丙烯)二酞酸酐中的一种或两种以上的混合物。
在本发明的优选实施方式中，所述步骤(1)中，有机溶剂为四氢呋喃、2-氯吡啶、2,6-二氯吡啶、二甲基亚砜、N,N-二甲基乙酰胺、N,N-二甲基甲酰胺、二乙二醇单甲醚、丙二醇甲醚或二丙二醇二甲醚、N-甲基吡咯烷酮中的一种或两种以上的混合物。
在本发明的优选实施方式中，所述步骤(1)中，脂肪醇为乙醇、甲醇、正丙醇、异丙醇、乙二醇、丁醇或戊醇中的一种或两种以上的混合物。
更优选地，所述步骤(2)中，二胺为1，4-对苯二胺、1，3-间苯二胺、4，4-二胺基二苯醚、3，4’-二胺基二苯醚、4，4’-双(3-氨基苯氧基)苯甲酮、4，4’-双(3-氨基苯氧基)二苯基砜、2，2’-双[4-(4-氨基苯氧基苯基)]丙烷中的一种或两种以上的混合物。
更优选地，所述步骤(2）中，催化剂为二乙醇胺、三乙醇胺、二环己基甲烷二胺、二苯基甲烷二胺,异佛二酮二胺、3,5-二乙基甲苯二胺、3,5-二甲硫基甲苯二胺、三亚乙基二胺、辛酸亚锡、二月桂酸二丁基锡或辛酸亚锡二醋酸二丁基锡中的一种或两种以上的混合物。
更优选地，所述步骤(2）中，封端剂为4-苯乙炔苯酐(4-PEPA)、5-降冰片烯-2,3-二酸酐、3乙炔基苯胺中的一种或两种以上的混合物。
更优选地，所述步骤(2)中，表面活性剂为聚醚改性硅氧烷、聚醚改性硅油、硅酮类、硅酮乙二醇共聚物、有机硅聚醚共聚物、3-三聚环氧六氟丙烷酰胺基丙基甜菜碱、水溶性硅油中的一种或两种以上的混合物。
在本发明的优选实施方式中，所述步骤(2)中，溶液A中加入二胺、表面活性剂及封端剂之间的质量比例关系为100:1.2-22:5.5-155。
优选地，所述步骤(3）中，压力容器为工业高压釜设备，加热的温度为125-355℃,加压的压力为1.5-12MPa,加压时间为0.5-12.5h。
实施例2
本发明实施例2提供了一种柔性开孔聚酰亚胺泡沫的制备方法，该方法的步骤包括:
步骤(1)、将芳香族二酐加入到有机溶剂中，加入2.2-4.2倍芳香二酐摩尔量的脂肪醇，同时加入溶剂，进行酯化，反应1.5-5.5h后至酯化反应完全，得到溶液A；
步骤(2)、在步骤(1)得到的溶液A中加入一定量的二胺、催化剂、表面活性剂及封端剂，反应0.5-3.5h后，得到溶液B，并对得到的溶液B进行干燥处理除去有机溶剂，然后粉碎得到前驱体粉末；
步骤(3)、将步骤(2)得到的前驱体粉末置于高压容器中，抽真空除去空气后充进CO2，连续置换三次，然后升温、加压，恒定段时间，最后冷却、释放压力，得到交联的聚酰亚胺泡沫。
在本发明的优选实施方式中，所述步骤(1)中，脂肪醇与芳香族二酐的物质的量的比例为2.2-4.2:1，有机溶剂与芳香族二酐的质量比为100:22-410，酯化温度为55-75℃，酯化时间为1.5-5.5h。
在本发明的优选实施方式中，所述步骤(1)中，芳香族二酐为1，2，4，5-均苯四甲酸二酐(PMDA)、3，3’，4，4二苯醚四酸二酐(ODPA)、3，3’，4，4’-二苯甲酮四酸二酐(TDA、双酚A型二苯醚二酐(BPADA)、2，2-双(3，4-苯二甲酸酐)六氟丙烷或1，3-双(3，4-苯二甲酸酐)六氟丙烷、3，34，4’-二苯硫醚四甲酸二酐、3，34，4-三苯双醚四甲酸二酐、四溴邻苯二甲酸酐、4,4ˆ-(六氟异丙烯)二酞酸酐中的一种或两种以上的混合物。
在本发明的优选实施方式中，所述步骤(1)中，有机溶剂为四氢呋喃、2-氯吡啶、2,6-二氯吡啶、二甲基亚砜、N,N-二甲基乙酰胺、N,N-二甲基甲酰胺、二乙二醇单甲醚、丙二醇甲醚或二丙二醇二甲醚、N-甲基吡咯烷酮中的一种或两种以上的混合物。
在本发明的优选实施方式中，所述步骤(1)中，脂肪醇为乙醇、甲醇、正丙醇、异丙醇、乙二醇、丁醇或戊醇中的一种或两种以上的混合物。
更优选地，所述步骤(2)中，二胺为1，4-对苯二胺、1，3-间苯二胺、4，4-二胺基二苯醚、3，4’-二胺基二苯醚、4，4’-双(3-氨基苯氧基)苯甲酮、4，4’-双(3-氨基苯氧基)二苯基砜、2，2’-双[4-(4-氨基苯氧基苯基)]丙烷中的一种或两种以上的混合物。
更优选地，所述步骤(2）中，催化剂为二乙醇胺、三乙醇胺、二环己基甲烷二胺、二苯基甲烷二胺,异佛二酮二胺、3,5-二乙基甲苯二胺、3,5-二甲硫基甲苯二胺、三亚乙基二胺、辛酸亚锡、二月桂酸二丁基锡或辛酸亚锡二醋酸二丁基锡中的一种或两种以上的混合物。
更优选地，所述步骤(2）中，封端剂为4-苯乙炔苯酐(4-PEPA)、5-降冰片烯-2,3-二酸酐、3乙炔基苯胺中的一种或两种以上的混合物。
更优选地，所述步骤(2)中，表面活性剂为聚醚改性硅氧烷、聚醚改性硅油、硅酮类、硅酮乙二醇共聚物、有机硅聚醚共聚物、3-三聚环氧六氟丙烷酰胺基丙基甜菜碱、水溶性硅油中的一种或两种以上的混合物。
在本发明的优选实施方式中，所述步骤(2)中，溶液A中加入二胺、表面活性剂及封端剂之间的质量比例关系为100:1.2-22:5.5-155。
优选地，所述步骤(3）中，压力容器为工业高压釜设备，加热的温度为125-355℃,加压的压力为1.5-12MPa,加压时间为0.5-12.5h。
实施例3
本实施例3提供了一种柔性开孔聚酰亚胺泡沫的制备方法，该方法的步骤包括:
步骤(1)、将芳香族二酐加入到有机溶剂中，加入2.2倍芳香二酐摩尔量的脂肪醇，同时加入溶剂，进行酯化，反应1.5h后至酯化反应完全，得到溶液A；
步骤(2)、在步骤(1)得到的溶液A中加入一定量的二胺、催化剂、表面活性剂及封端剂，反应0.5h后，得到溶液B；
步骤(3)、将步骤(2)得到的产物置于高压容器中，抽真空除去空气后充进CO2，连续置换三次，然后升温、加压，恒定段时间，最后冷却、释放压力，得到交联的聚酰亚胺泡沫。
其中，脂肪醇与芳香族二酐的物质的量的比例为2.2:1，有机溶剂与芳香族二酐的质量比为100:22，酯化温度为55℃，酯化时间为1.5h。
其中，溶液A中加入二胺、表面活性剂及封端剂之间的质量比例关系为100:1.2:5.5。
实施例4
本实施例4提供了一种柔性开孔聚酰亚胺泡沫的制备方法，该方法的步骤包括:
步骤(1)、将芳香族二酐加入到有机溶剂中，加入4.2倍芳香二酐摩尔量的脂肪醇，同时加入溶剂，进行酯化，反应5.5h后至酯化反应完全，得到溶液A；
步骤(2)、在步骤(1)得到的溶液A中加入一定量的二胺、催化剂、表面活性剂及封端剂，反应3.5h后，得到溶液B；
步骤(3)、将步骤(2)得到的产物置于高压容器中，抽真空除去空气后充进CO2，连续置换三次，然后升温、加压，恒定段时间，最后冷却、释放压力，得到交联的聚酰亚胺泡沫。
其中，脂肪醇与芳香族二酐的物质的量的比例为4.2:1，有机溶剂与芳香族二酐的质量比为100:410，酯化温度为75℃，酯化时间为5.5h。
其中，溶液A中加入二胺、表面活性剂及封端剂之间的质量比例关系为100:22:155。
实施例5
本实施例5提供了一种柔性开孔聚酰亚胺泡沫的制备方法，该方法的步骤包括:
步骤(1)、将芳香族二酐加入到有机溶剂中，加入3.2倍芳香二酐摩尔量的脂肪醇，同时加入溶剂，进行酯化，反应3.5h后至酯化反应完全，得到溶液A；
步骤(2)、在步骤(1)得到的溶液A中加入一定量的二胺、催化剂、表面活性剂及封端剂，反应2.5h后，得到溶液B；
步骤(3)、将步骤(2)得到的产物置于高压容器中，抽真空除去空气后充进CO2，连续置换三次，然后升温、加压，恒定段时间，最后冷却、释放压力，得到交联的聚酰亚胺泡沫。
其中，脂肪醇与芳香族二酐的物质的量的比例为3.2:1，有机溶剂与芳香族二酐的质量比为100:205，酯化温度为65℃，酯化时间为3.5h。
其中，溶液A中加入二胺、表面活性剂及封端剂之间的质量比例关系为100:10:75。
下面通过实施例6至实施例13对制备得到的聚酰亚胺泡沫进行测试数据对比：
实施例6
取芳香族二酐：1,2,4,5-均苯四甲酸二酐(PMDA)的重量份数100份；
脂肪醇：甲醇的重量份数300份；
二胺：1,4-对苯二胺的重量份数100份；
有机溶剂：四氢呋喃的重量份数50份；
催化剂：二乙醇胺的重量份数12份；
表面活性剂：聚醚改性硅氧烷重量份数10份；
封端剂：4-苯乙炔苯酐(4-PEPA)重量份数15份；
将芳香族二酐加入到有机溶剂中,加入脂肪醇,同时加入溶剂,进行酯化,反应2.5h后至酯化反应完全,然后加入二胺、催化剂、表面活性剂及封端剂,反应1.5h后,得到溶液A；将得到的溶液A置于高压容器中，抽真空除去空气后充进CO2，连续置换三次，然后升温至280℃、加压至8MPa,恒定1.5h时间，最后冷却、释放压力,得到交联的聚酰亚胺泡沫。
实施例7
取芳香族二酐：3,3’,4,4二苯醚四酸二酐(ODPA)的重量份数100份；
脂肪醇：正丙醇的重量份数280份；
二胺：1,3-间苯二胺的重量份数110份；
有机溶剂：四氢呋喃、2-氯吡啶总重量份数50份；
催化剂：二乙醇胺的重量份数10份；
表面活性剂：聚醚改性硅氧烷重量份数8份；
封端剂：4-苯乙炔苯酐(4-PEPA)重量份数20份；
将芳香族二酐加入到有机溶剂中,加入脂肪醇,同时加入溶剂,进行酯化,反应2h后至酯化反应完全,然后加入二胺、催化剂、表面活性剂及封端剂,反应1.2h后,得到溶液A；将得到的溶液A置于高压容器中，抽真空除去空气后充进CO2,连续置换三次，然后升温至290℃、加压至8.5MPa,恒定1.3h时间，最后冷却、释放压力,得到交联的聚酰亚胺泡沫。
实施例8
取芳香族二酐：3,3’,4,4’-二苯甲酮四酸二酐(TDA、双酚A型二苯醚二酐( BPADA)的重量份数100份；
脂肪醇：乙醇的重量份数245份；
二胺：4,4-二胺基二苯醚、1,4-对苯二胺的总重量份数120份；
有机溶剂：四氢呋喃、2,6-二氯吡啶总重量份数55份；
催化剂：二乙醇胺、3,5-二乙基甲苯二胺的总重量份数15份；
表面活性剂：聚醚改性硅氧烷、有机硅聚醚共聚物总重量份数11份；
封端剂：4-苯乙炔苯酐(4-PEPA)重量份数18份；
将芳香族二酐加入到有机溶剂中,加入脂肪醇,同时加入溶剂,进行酯化,反应2.8h后至酯化反应完全,然后加入二胺、催化剂、表面活性剂及封端剂,反应1.6h后,得到溶液A；将得到的溶液A置于高压容器中，抽真空除去空气后充进CO2,连续置换三次，然后升温至300℃、加压至10MPa,恒定1.8h时间，最后冷却、释放压力,得到交联的聚酰亚胺泡沫。
实施例9
取芳香族二酐：3,3’,4,4’-二苯甲酮四酸二酐(TDA、双酚A型二苯醚二酐( BPADA)、2,2-双(3,4-苯二甲酸酐)六氟丙烷的总重量份数100份；
脂肪醇：甲醇、乙醇的总重量份数225份；
二胺：4,4’-双(3-氨基苯氧基)苯甲酮、1,4-对苯二胺的总重量份数130份；
有机溶剂：四氢呋喃、N,N-二甲基乙酰胺总重量份数55份；
催化剂：三乙醇胺、辛酸亚锡的重量份数20份；
表面活性剂：聚醚改性硅氧烷、硅酮乙二醇共聚物总重量份数15份；
封端剂：4-苯乙炔苯酐(4-PEPA)重量份数21份；
将芳香族二酐加入到有机溶剂中,加入脂肪醇,同时加入溶剂,进行酯化,反应3h后至酯化反应完全,然后加入二胺、催化剂、表面活性剂及封端剂,反应1.8h后,得到溶液A；将得到的溶液A置于高压容器中，抽真空除去空气后充进CO2,连续置换三次，然后升温至305℃、加压至10.5MPa,恒定2h时间，最后冷却、释放压力,得到交联的聚酰亚胺泡沫。
实施例10
取芳香族二酐：4,4ˆ-(六氟异丙烯)二酞酸酐、1,3-双(3,4-苯二甲酸酐)六氟丙烷的总重量份数100份；
脂肪醇：甲醇、异丙醇的总重量份数325份；
二胺：4,4’-双(3-氨基苯氧基)二苯基砜、1,4-对苯二胺的总重量份数112份；
有机溶剂：四氢呋喃、N-甲基吡咯烷酮总重量份数60份；
催化剂：三乙醇胺、辛酸亚锡的重量份数22份；
表面活性剂：聚醚改性硅氧烷、硅酮乙二醇共聚物总重量份数20份；
封端剂：4-苯乙炔苯酐(4-PEPA)、5-降冰片烯-2,3-二酸酐总重量份数21份；
将芳香族二酐加入到有机溶剂中,加入脂肪醇,同时加入溶剂,进行酯化,反应3.1h后至酯化反应完全,然后加入二胺、催化剂、表面活性剂及封端剂,反应2.2h后,得到溶液A；将得到的溶液A置于高压容器中，抽真空除去空气后充进CO2,连续置换三次，然后升温至330℃、加压至11MPa,恒定2.5h时间，最后冷却、释放压力,得到交联的聚酰亚胺泡沫。
实施例11
取芳香族二酐：四溴邻苯二甲酸酐、1,2,4,5-均苯四甲酸二酐(PMDA)的总重量份数100份；
脂肪醇：甲醇、乙二醇的总重量份数360份；
二胺：4,4’-双(3-氨基苯氧基)二苯基砜、1,3-间苯二胺的总重量份数115份；
有机溶剂：四氢呋喃、二乙二醇单甲醚总重量份数65份；
催化剂：异佛二酮二胺、辛酸亚锡的重量份数25份；
表面活性剂：聚醚改性硅氧烷、硅酮乙二醇共聚物总重量份数20份；
封端剂：5-降冰片烯-2,3-二酸酐总重量份数20份；
将芳香族二酐加入到有机溶剂中,加入脂肪醇,同时加入溶剂,进行酯化,反应3h后至酯化反应完全,然后加入二胺、催化剂、表面活性剂及封端剂,反应2h后,得到溶液A；将得到的溶液A置于高压容器中，抽真空除去空气后充进CO2,连续置换三次，然后升温至335℃、加压至11.5MPa,恒定2.4h时间，最后冷却、释放压力,得到交联的聚酰亚胺泡沫。
实施例12
取芳香族二酐：3,34,4-三苯双醚四甲酸二酐、1,2,4,5-均苯四甲酸二酐(PMDA)的总重量份数100份；
脂肪醇：甲醇、丁醇的总重量份数385份；
二胺：2, 2’-双[4-(4-氨基苯氧基苯基)]丙烷、1,3-间苯二胺的总重量份数112份；
有机溶剂：四氢呋喃、丙二醇甲醚总重量份数58份；
催化剂：二月桂酸二丁基锡、二乙醇胺的重量份数20份；
表面活性剂：聚醚改性硅氧烷、水溶性硅油总重量份数22份；
封端剂：5-降冰片烯-2,3-二酸酐、3乙炔基苯胺总重量份数21份；
将芳香族二酐加入到有机溶剂中,加入脂肪醇,同时加入溶剂,进行酯化,反应2.9h后至酯化反应完全,然后加入二胺、催化剂、表面活性剂及封端剂,反应2.1h后,得到溶液A；将得到的溶液A置于高压容器中，抽真空除去空气后充进CO2,连续置换三次，然后升温至340℃、加压至11.5MPa,恒定2.5h时间，最后冷却、释放压力,得到交联的聚酰亚胺泡沫。
实施例13
取芳香族二酐：3,3’,4,4二苯醚四酸二酐(ODPA)、1,2,4,5-均苯四甲酸二酐(PMDA)的总重量份数100份；
脂肪醇：甲醇、戊醇的总重量份数400份；
二胺：1,4-对苯二胺、1,3-间苯二胺的总重量份数108份；
有机溶剂：四氢呋喃、N,N-二甲基甲酰胺总重量份数60份；
催化剂：二月桂酸二丁基锡、二环己基甲烷二胺的重量份数18份；
表面活性剂：聚醚改性硅氧烷、水溶性硅油总重量份数25份；
封端剂：5-降冰片烯-2,3-二酸酐、3乙炔基苯胺总重量份数22份；
将芳香族二酐加入到有机溶剂中,加入脂肪醇,同时加入溶剂,进行酯化,反应2.7h后至酯化反应完全,然后加入二胺、催化剂、表面活性剂及封端剂,反应1.9h后,得到溶液A；将得到的溶液A置于高压容器中，抽真空除去空气后充进CO2,连续置换三次，然后升温至345℃、加压至11MPa,恒定2.8h时间，最后冷却、释放压力,得到交联的聚酰亚胺泡沫。
表1为实施例6至实施例13制备的聚酰亚胺泡沫的测试数据结果
| 开孔率（%） | 极限氧指数（%） | 压缩永久变形（%） | 柔软程度 | |
| 实施例6 | 97 | 39 | 5.1 | 优秀 |
| 实施例7 | 98 | 40 | 5.0 | 优秀 |
| 实施例8 | 99 | 41 | 5.1 | 优秀 |
| 实施例9 | 99 | 40 | 4.8 | 优秀 |
| 实施例10 | 98 | 40 | 4.9 | 优秀 |
| 实施例11 | 99 | 42 | 4.7 | 优秀 |
| 实施例12 | 98 | 40 | 5.0 | 优秀 |
| 实施例13 | 99 | 41 | 4.8 | 优秀 |
本发明提供的柔性开孔聚酰亚胺泡沫的制备方法得到的的聚酰亚胺泡沫不但成本低、效率高、柔韧性好、开孔率高，而且具有优异的热稳定性、优异的阻燃性、突出的介电性能、良好的化学稳定性、优异的施工性能等。
Claims (10)
1.一种柔性开孔聚酰亚胺泡沫的制备方法，其特征在于：该方法的步骤包括:
步骤(1)、将芳香族二酐加入到有机溶剂中，加入2.2-4.2倍芳香二酐摩尔量的脂肪醇，同时加入溶剂，进行酯化，反应1.5-5.5h后至酯化反应完全，得到溶液A；
步骤(2)、在步骤(1)得到的溶液A中加入一定量的二胺、催化剂、表面活性剂及封端剂，反应0.5-3.5h后，得到溶液B；
步骤(3)、将步骤(2)得到的产物置于高压容器中，抽真空除去空气后充进CO2，连续置换三次，然后升温、加压，恒定段时间，最后冷却、释放压力，得到交联的聚酰亚胺泡沫。
2.如权利要求1所述的柔性开孔聚酰亚胺泡沫的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中，对得到的溶液B进行干燥处理除去有机溶剂，然后粉碎得到前驱体粉末，后将所述前驱体粉末置于高压容器中。
3.如权利要求1所述的柔性开孔聚酰亚胺泡沫的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中，脂肪醇与芳香族二酐的物质的量的比例为2.2-4.2:1，有机溶剂与芳香族二酐的质量比为100:22-410，酯化温度为55-75℃，酯化时间为1.5-5.5h。
4.如权利要求1所述的柔性开孔聚酰亚胺泡沫的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中，芳香族二酐为1，2，4，5-均苯四甲酸二酐(PMDA)、3，3’，4，4二苯醚四酸二酐(ODPA)、3，3’，4，4’-二苯甲酮四酸二酐(TDA、双酚A型二苯醚二酐(BPADA)、2，2-双(3，4-苯二甲酸酐)六氟丙烷或1，3-双(3，4-苯二甲酸酐)六氟丙烷、3，34，4’-二苯硫醚四甲酸二酐、3，34，4-三苯双醚四甲酸二酐、四溴邻苯二甲酸酐、4,4ˆ-(六氟异丙烯)二酞酸酐中的一种或两种以上的混合物。
5.如权利要求1所述的柔性开孔聚酰亚胺泡沫的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中，有机溶剂为四氢呋喃、2-氯吡啶、2,6-二氯吡啶、二甲基亚砜、N,N-二甲基乙酰胺、N,N-二甲基甲酰胺、二乙二醇单甲醚、丙二醇甲醚或二丙二醇二甲醚、N-甲基吡咯烷酮中的一种或两种以上的混合物。
6.如权利要求1所述的柔性开孔聚酰亚胺泡沫的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中，脂肪醇为乙醇、甲醇、正丙醇、异丙醇、乙二醇、丁醇或戊醇中的一种或两种以上的混合物。
7.如权利要求1所述的柔性开孔聚酰亚胺泡沫的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中，二胺为1，4-对苯二胺、1，3-间苯二胺、4，4-二胺基二苯醚、3，4’-二胺基二苯醚、4，4’-双(3-氨基苯氧基)苯甲酮、4，4’-双(3-氨基苯氧基)二苯基砜、2，2’-双[4-(4-氨基苯氧基苯基)]丙烷中的一种或两种以上的混合物。
8.如权利要求1所述的柔性开孔聚酰亚胺泡沫的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中，催化剂为二乙醇胺、三乙醇胺、二环己基甲烷二胺、二苯基甲烷二胺,异佛二酮二胺、3,5-二乙基甲苯二胺、3,5-二甲硫基甲苯二胺、三亚乙基二胺、辛酸亚锡、二月桂酸二丁基锡或辛酸亚锡二醋酸二丁基锡中的一种或两种以上的混合物。
9.如权利要求1所述的柔性开孔聚酰亚胺泡沫的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中，表面活性剂为聚醚改性硅氧烷、聚醚改性硅油、硅酮类、硅酮乙二醇共聚物、有机硅聚醚共聚物、3-三聚环氧六氟丙烷酰胺基丙基甜菜碱、水溶性硅油中的一种或两种以上的混合物。
10.如权利要求1所述的柔性开孔聚酰亚胺泡沫的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中，溶液A中加入二胺、催化剂及封端剂之间的质量比例关系为100:1.2-22:5.5-155。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201910957503.0A CN112646225A (zh) | 2019-10-10 | 2019-10-10 | 一种柔性开孔聚酰亚胺泡沫的制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201910957503.0A CN112646225A (zh) | 2019-10-10 | 2019-10-10 | 一种柔性开孔聚酰亚胺泡沫的制备方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN112646225A true CN112646225A (zh) | 2021-04-13 |
Family
ID=75342472
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201910957503.0A Pending CN112646225A (zh) | 2019-10-10 | 2019-10-10 | 一种柔性开孔聚酰亚胺泡沫的制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN112646225A (zh) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101402743A (zh) * | 2008-11-25 | 2009-04-08 | 北京市射线应用研究中心 | 一种聚酰亚胺泡沫及其制备方法 |
| CN102134396A (zh) * | 2010-12-22 | 2011-07-27 | 北京航空航天大学 | 一种轻质柔性聚酰亚胺泡沫材料及其制备方法 |
| US20160272775A1 (en) * | 2014-05-28 | 2016-09-22 | Changzhou Tiansheng New Materials Co., Ltd. | A method for continuously preparing solvent-free open-cell and closed-cell polyimide foams |
| CN107459669A (zh) * | 2017-08-04 | 2017-12-12 | 航天材料及工艺研究所 | 一种制备硬质开孔聚酰亚胺泡沫的方法 |
| CN107540841A (zh) * | 2017-08-04 | 2018-01-05 | 航天材料及工艺研究所 | 一种硬质闭孔聚酰亚胺泡沫的制备方法 |
-
2019
- 2019-10-10 CN CN201910957503.0A patent/CN112646225A/zh active Pending
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101402743A (zh) * | 2008-11-25 | 2009-04-08 | 北京市射线应用研究中心 | 一种聚酰亚胺泡沫及其制备方法 |
| CN102134396A (zh) * | 2010-12-22 | 2011-07-27 | 北京航空航天大学 | 一种轻质柔性聚酰亚胺泡沫材料及其制备方法 |
| US20160272775A1 (en) * | 2014-05-28 | 2016-09-22 | Changzhou Tiansheng New Materials Co., Ltd. | A method for continuously preparing solvent-free open-cell and closed-cell polyimide foams |
| CN107459669A (zh) * | 2017-08-04 | 2017-12-12 | 航天材料及工艺研究所 | 一种制备硬质开孔聚酰亚胺泡沫的方法 |
| CN107540841A (zh) * | 2017-08-04 | 2018-01-05 | 航天材料及工艺研究所 | 一种硬质闭孔聚酰亚胺泡沫的制备方法 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 柴春鹏，李国平编著: "《高分子合成材料学》", 31 January 2019, 北京：北京理工大学出版社, pages: 96 - 97 * |
| 詹茂盛等编著: "《聚酰亚胺泡沫材料》", 北京：国防工业出版社, pages: 321 - 323 * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN110606951B (zh) | 一种半芳香型聚酰亚胺、其制备方法、用途和包含其的气体分离膜 | |
| Prociak et al. | Effect of bio-polyols with different chemical structures on foaming of polyurethane systems and foam properties | |
| US9562141B2 (en) | Method of aerogel synthesis | |
| CA3002391C (en) | Highly branched non-crosslinked aerogel, methods of making, and uses thereof | |
| CN101812232B (zh) | 一种聚酰亚胺泡沫塑料及其制备方法 | |
| US6956066B2 (en) | Polyimide foams | |
| CN110054752B (zh) | 一种低密度硬质聚氨酯泡沫及其制备方法 | |
| CN102964834B (zh) | 一种耐高温高抗压缩交联型聚酰亚胺类泡沫材料及其制备方法与应用 | |
| CN109880096B (zh) | 聚酰亚胺泡沫及其制备方法和应用 | |
| CN110028668B (zh) | 一种硬质聚酰亚胺泡沫材料的制备方法 | |
| CN107540841B (zh) | 一种硬质闭孔聚酰亚胺泡沫的制备方法 | |
| Sun et al. | Fabrication of isocyanate‐based polyimide foam by a postgrafting method | |
| CN110655790A (zh) | 一种聚酰亚胺泡沫材料的生产方法 | |
| KR102334124B1 (ko) | 저유전 폴리이미드 복합 분말 및 그 제조방법 | |
| WO2013053851A1 (en) | Polyetherimide/ poly(biphenyl ether sulfone) foam materials | |
| Yao et al. | Multiple shape memory effects of polyimide nanocomposites based on octa (aminophenyl) silsequioxanes | |
| CN103709749A (zh) | 一种聚酰亚胺泡沫材料及其制备方法 | |
| CN112646225A (zh) | 一种柔性开孔聚酰亚胺泡沫的制备方法 | |
| JP2007063380A (ja) | 発泡成形用ポリイミド前駆体粉末の製法 | |
| CN106146840B (zh) | 一种聚酰亚胺泡沫材料及其制备方法 | |
| CN102850569A (zh) | 一种聚酰亚胺泡沫的制备方法 | |
| CN106380600A (zh) | 柔性聚酰亚胺泡沫的制备方法 | |
| CN113527681B (zh) | 一种有机硅掺杂聚酰亚胺软质泡沫材料及制备方法、应用 | |
| KR101420165B1 (ko) | 폴리아믹산 및 이를 이용하여 제조된 투명 고내열 폴리이미드 | |
| CN114805806A (zh) | 降低聚酰胺酸溶液粘度的方法和聚酰亚胺膜的制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| CB02 | Change of applicant information | ||
| CB02 | Change of applicant information |
Address after: 071000 northwest village of Henan village, Xian Tai Township, Baoding High-tech Zone, Hebei Applicant after: Baoding Kaiborui Technology Co.,Ltd. Address before: 071000 northwest village of Henan village, Xian Tai Township, Baoding High-tech Zone, Hebei Applicant before: BAODING KAIBORUI MACHINERY MANUFACTURING Co.,Ltd. |
|
| CB03 | Change of inventor or designer information | ||
| CB03 | Change of inventor or designer information |
Inventor after: Zheng Yongli Inventor after: Yuan Chuming Inventor before: Yuan Chuming Inventor before: Zheng Yongli |