可溶可熔共聚聚酰亚胺超细粉及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种可溶可熔共聚聚酰亚胺超细粉及其制备方法，它是二胺单体APABI和m

【技术实现步骤摘要】
可溶可熔共聚聚酰亚胺超细粉及其制备方法


[0001]本专利技术属于聚酰亚胺
，具体涉及一种可溶可熔共聚聚酰亚胺超细粉及其制备方法。

技术介绍

[0002]热塑性聚酰亚胺是一类具有优异综合性能的耐高温高分子材料，其具有优良的耐热性能、力学性能、介电性能、阻燃性能等。早期，大多数热塑性聚酰亚胺具有难溶难熔的特点，影响了其加工性能，限制了其进一步广泛的应用。
[0003]可溶性的热塑性聚酰亚胺由于具有良好的溶解性能和韧性性能，在高性能树脂及其复合材料改性领域具有较好的应用前景，然而，现有的可溶性的热塑性聚酰亚胺往往存在以下问题：（1）为了获得较好的溶解性能，往往需要引入大的侧基或非共平面结构，这样会破坏分子链的规整性，从而导致力学性能不佳。
[0004]（2）溶剂性能较好的聚酰亚胺结构中柔性基团较多，导致热学性能也不理想，包括玻璃化转变温度较低以及线性热膨胀系数较高。
[0005]（3）粒径偏大，由于具有较好的溶解度，需要采用特殊工艺才能制得粒径较小的超细粉体。
[0006]中国专利文献CN112795011A公开了一种可溶性的热塑性聚酰亚胺超细粉及其制备方法，它是由等摩尔的双酚A型二醚二酐【BPADA】与特殊的二胺单体5(6)
‑
氨基
‑1‑
(4
‑
氨基苯基)
‑
1,3,3
‑
三甲基茚满【PIDA】采用特殊的聚酰胺酸微粒法制得。该聚酰亚胺超细粉的D50粒径为10～20μm，D90粒径为30～40μm；无缺口冲击强度可达200kJ/m2以上，具有较好的力学性能；但是，玻璃化转变温度只有250℃左右，热学性能不佳。
[0007]中国专利文献CN113265048A公开了一种模压用聚酰亚胺超细粉及其制备方法，它是由常规二酐单体与特殊的二胺单体1H,1'H
‑
（2,2'
‑
双苯并咪唑）
‑
5,5'
‑
二胺【BBIDA】采用特殊的搅拌工艺制得。该聚酰亚胺超细粉的D50粒径为10～20μm，D90粒径为30～40μm；玻璃化转变温度可达400℃以上，线性热膨胀系数（CTE）可达10ppm/K以下，具有较好的热学性能；但是，无缺口冲击强度只有100～150kJ/m2，力学性能不佳。
[0008]中国专利文献CN108047445A公开了一种耐高温的热塑性聚酰亚胺超细粉及其制备方法，它是由等摩尔的双酚A型二醚二酐【BPADA】和2
‑
（3
‑
氨基苯基）
‑5‑
氨基苯并咪唑【APABI】采用特殊的凝胶沉淀法制得。该聚酰亚胺超细粉的D50粒径为10～20μm，D90粒径为30～70μm；无缺口冲击强度为240kJ/m2左右，具有较好的力学性能；玻璃化转变温度在295～320℃，具有较好的热学性能。但是该文献采用的凝胶沉淀法一方面对于工艺要求较高，操作较为繁琐，难以控制；另一方面凝胶沉淀法对于单体结构要求也较高，并非任意结构都能够采用该方法制得聚酰亚胺超细粉。
[0009]由上述文献可知：不同结构的聚酰亚胺性能差异较大，尤其是制备方法与结构有着密不可分的关联，因此，在现有的常规二酐及常规二胺的基础上，结合相匹配的工艺制得
热学性能和力学性能均较好的聚酰亚胺超细粉是本领域急需解决的技术问题。

技术实现思路

[0010]本专利技术的目的在于解决上述问题，提供一种不仅具有较好的热学性能以及力学性能，而且工艺要求较低、操作简便、易于控制、且对环境友好、适合工业化大生产的可溶可熔共聚聚酰亚胺超细粉及其制备方法。
[0011]实现本专利技术目的的技术方案是：一种可溶可熔共聚聚酰亚胺超细粉，由二胺单体与二酐单体制成；其中：二胺单体为2
‑
（4
‑
氨基苯基）
‑5‑
氨基苯并咪唑【以下简称APABI】和间苯二胺【以下简称m
‑
PDA】，二酐单体为双酚A型二醚二酐【以下简称BPADA】和均苯四甲酸酐【以下简称PMDA】；粒径满足：D50粒径为10～20μm，D90粒径为30～40μm。
[0012]所述二胺单体中，APABI的摩尔占比在85%以上，优选为85%～95%。
[0013]所述二酐单体中，BPADA的摩尔占比在85%以上，优选为85%～95%。
[0014]所述二胺单体与所述二酐单体的摩尔比为1∶0.95～1∶1.05。
[0015]上述可溶可熔共聚聚酰亚胺超细粉的制备方法，具有以下步骤：
①
室温下，二胺单体与二酐单体在极性溶剂中反应得到聚酰胺酸溶液；
②
向步骤
①
得到的聚酰胺酸溶液中加入不良溶剂，升温至回流反应，待反应体系粘度明显增大后，升温蒸除不良溶剂，然后缓慢降温至一定温度，在该温度以及搅拌状态下，快速加入沉析剂，加完再缓慢升温至反应体系澄清，停止升温，接着自然降温，至粉体不再析出后，过滤；所述一定温度为所述沉析剂沸点温度以下5～10℃；
③
对步骤
②
得到的滤饼采用洗涤溶剂进行两次洗涤
→
过滤（也即洗涤
→
过滤
→
洗涤
→
过滤）；
④
对步骤
③
得到的滤饼依次进行真空干燥、高温鼓风烘干，得到可溶可熔共聚聚酰亚胺超细粉。
[0016]上述步骤
①
中所述极性溶剂为N
‑
甲基吡咯烷酮（NMP）、N,N
‑
二甲基甲酰胺（DMF）、N,N
‑
二甲基乙酰胺（DMAc）、二甲基亚砜（DMSO）中的一种或者两种以上（含两种）。
[0017]上述步骤
①
中所述极性溶剂的用量为所述二胺单体与二酐单体总重量的2～6倍。
[0018]上述步骤
②
中所述不良溶剂为甲苯或者二甲苯。
[0019]上述步骤
②
中所述不良溶剂与上述步骤
①
中所述极性溶剂的重量比为1∶2～1∶6。
[0020]上述步骤
②
中所述沉析剂为甲醇、乙醇、丙酮、丁酮中的一种或者两种以上（含两种），优选为乙醇或者丙酮。
[0021]上述步骤
②
中所述沉析剂的与上述步骤
①
中所述极性溶剂的重量比为0.7∶1～1.2∶1，优选为0.8∶1～0.85∶1。
[0022]上述步骤
③
中所述洗涤溶剂与上述步骤S2中所述沉析剂的种类相同。
[0023]上述步骤
③
中每次洗涤溶剂的用量为所述二胺单体与二酐单体总重量的2.5～5倍。
[0024]上述步骤
④
中所述真空干燥的温度为80～120℃，时间为3～6h。
[0025]上述步骤
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可溶可熔共聚聚酰亚胺超细粉，由二胺单体与二酐单体制成；其特征在于：二胺单体为2
‑
（4
‑
氨基苯基）
‑5‑
氨基苯并咪唑和间苯二胺，二酐单体为双酚A型二醚二酐和均苯四甲酸酐；粒径满足：D50粒径为10～20μm，D90粒径为30～40μm。2.根据权利要求1所述的可溶可熔共聚聚酰亚胺超细粉，其特征在于：所述二胺单体中，2
‑
（4
‑
氨基苯基）
‑5‑
氨基苯并咪唑的摩尔占比为85%～95%；所述二酐单体中，双酚A型二醚二酐的摩尔占比为85%～95%。3.一种权利要求1或2所述的可溶可熔共聚聚酰亚胺超细粉的制备方法，其特征在于具有以下步骤：
①
室温下，二胺单体与二酐单体在极性溶剂中反应得到聚酰胺酸溶液；
②
向步骤
①
得到的聚酰胺酸溶液中加入不良溶剂，升温至回流反应，待反应体系粘度明显增大后，升温蒸除不良溶剂，然后缓慢降温至一定温度，在该温度以及搅拌状态下，快速加入沉析剂，加完再缓慢升温至反应体系澄清，停止升温，接着自然降温，至粉体不再析出后，过滤；所述一定温度为所述沉析剂沸点温度以下5～10℃；
③
对步骤
②
得到的滤饼采用洗涤溶剂进行洗涤
→
过滤
→
洗涤
→
过滤；
④
对步骤
③
得到的滤饼依次进行真空干燥、高温鼓风烘干，得到可溶可熔共聚聚酰亚胺超细粉。4.根据权利要求1所述的可溶可熔共聚聚酰亚胺超细粉的制备方法，其特征在于：上述步骤
...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡锦平，吴建华，陈益，
申请(专利权)人：常州市尚科新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：