一种基于含氟聚酰胺酸前驱体的聚酰亚胺泡沫材料及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种聚酰亚胺泡沫材料，按原料质量份数计，包括，25～60重量份的含氟聚酰胺酸前驱体、10～30重量份的溶剂、15～50重量份的异氰酸酯、1～8重量份的发泡剂、4～12重量份的泡沫稳定剂以及0.5～5重量份的催化剂。本发明专利技术使用含氟二胺与含氟二酐制备的聚酰胺酸前驱体，与异氰酸酯基团反应发泡，并通过亚胺化过程，实现将含氟结构引入泡沫中，利用含氟结构的低表面能、低介电特点，制备疏水型低介电聚酰亚胺泡沫。而且本发明专利技术提供的工艺简单、易于控制，有利于实现工业连续化生产。有利于实现工业连续化生产。

【技术实现步骤摘要】
一种基于含氟聚酰胺酸前驱体的聚酰亚胺泡沫材料及其制备方法


[0001]本专利技术属于疏水、低介电聚酰亚胺泡沫材料
，涉及一种聚酰亚胺泡沫材料及其制备方法，尤其涉及一种基于含氟聚酰胺酸前驱体的聚酰亚胺泡沫材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]聚酰亚胺是指主链的链节上含有酰亚胺环结构的一类聚合物，根据重复单元的化学结构，可以分为脂肪族、半芳香族和芳香族聚酰亚胺三种，根据链间相互作用力，可分为交联型和非交联型两种，是现有已知的综合性能最佳的一类有机高分子材料，结构简式如式I所示。
[0003][0004]聚酰亚胺泡沫是一种轻质多孔材料，具有轻质、优异的耐高低温、隔热、吸音降噪、阻燃、绝缘等性能。高性能的聚酰亚胺泡沫长期可耐250～300℃，短时可耐400～500℃，是有机聚合物中热稳定性最好的材料之一。高性能聚酰亚胺泡沫材料还可耐极低温，在
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269℃的液态氦中不发生脆裂。正是由于聚酰亚胺泡沫材料具有上述诸多优点，近年来在军工国防、航空航天、船舶航舰、轨道交通、电子和新能源等领域有着广泛的应用。
[0005]随着下游应用领域的迅速发展，其对聚酰亚胺的功能和性能也提出了进一步的需求，一方面随着5G产业的迅速发展，对于透波材料的需求逐渐增加。另一方面，传统聚酰亚胺泡沫由于高开孔率，存在高湿度条件下，导热系数上升严重的问题。
[0006]因此，如何找到一种更为适宜的聚酰亚胺泡沫材料，进一步拓宽其功能性，解决上述应用中存在的需求和问题，已成为诸多研发型生产厂商以及一线研究人员广为关注的焦点之一。

技术实现思路

[0007]有鉴于此，本专利技术要解决的技术问题在于提供一种聚酰亚胺泡沫材料及其制备方法，特别是一种基于含氟聚酰胺酸前驱体的聚酰亚胺泡沫材料。本专利技术通过含氟二胺与二酐结构，利用氟原子高的吸电子特性，具有低介电常数、良好的疏水性能，在保持聚酰亚胺泡沫原有的耐高温、高氧指数性能的同时，制备兼具耐温、阻燃、疏水高透波的聚酰亚胺泡沫，而且工艺简单、易于控制，有利于实现工业连续化生产。
[0008]本专利技术提供了一种聚酰亚胺泡沫材料，按原料质量份数计，包括：
[0009][0010]优选的，所述含氟聚酰胺酸前驱体由含氟芳香族二酐和含氟的二胺在溶剂中经过预聚后得到；
[0011]所述含氟的二胺包括式(1)～(9)所示含氟二胺中的一种或多种：
[0012][0013]所述含氟芳香族二酐包括六氟二酐、4,4'
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氧基双[3
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(三氟甲基)苯胺]、4,4'
‑
氧基双[3
‑
(氧三氟甲基)苯胺]、4,4'
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氧基双[3
‑
氟苯胺]、2
‑
(三氟甲基)
‑
1,4
‑
对苯二胺、2
‑
(氧三氟甲基)
‑
1,4
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对苯二胺、2
‑
氟
‑
1,4
‑
对苯二胺、2,2'
‑
双(三氟甲基)二氨基联苯、2,2'
‑
双(氧三氟甲基)二氨基联苯和2,2'
‑
双(氟)二氨基联苯中的一种或多种；
[0014]所述含氟芳香族二酐为过量的含氟芳香族二酐；
[0015]所述聚酰亚胺泡沫材料包括疏水型聚酰亚胺泡沫材料。
[0016]优选的，所述含氟聚酰胺酸前驱体的封端基团包括酸酐基团；
[0017]所述含氟芳香族二酐与所述含氟的二胺的摩尔比为(1.01～1.1)：1；
[0018]所述预聚的时间为2～24h；
[0019]所述预聚的温度为0℃～200℃。
[0020]优选的，所述溶剂包括N,N
’‑
二甲基甲酰胺、N,N
’‑
二甲基乙酰胺、N
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甲基吡咯烷酮和二甲基亚砜中的一种或多种；
[0021]所述异氰酸酯包括甲苯二异氰酸酯、4,4
’‑
二苯基甲烷二异氰酸酯、多苯基多亚甲基多异氰酸酯、1,5
‑
萘二异氰酸酯、3,3
’‑
二甲氧基
‑
4,4
’‑
二苯基二异氰酸酯、四甲基苯基
二亚甲基二异氰酸酯、异氟尔酮二异氰酸酯、甲基环己烷二异氰酸酯、环己基二亚甲基二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯和甲酸甲酯五亚甲基二异氰酸酯中的一种或多种；
[0022]所述发泡剂包括二氯三氟乙烷、二氯一氟甲烷、丙酮、水、甲醇、乙醇和2
‑
丁氧基乙醇中的一种或多种；
[0023]所述泡沫稳定剂包括DC193、DC197、DC5000、DC5598、L560、L580、AK8805、SF8427、KY
‑
6035、HK
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314、GT
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320、B4900、B8123和B8002中的一种或多种。
[0024]优选的，所述催化剂包括金属催化剂和/或胺类催化剂；
[0025]所述金属催化剂包括辛酸亚锡、二月桂酸二丁基锡、二乙酸二丁基锡、硫醇二丁基锡、异辛酸钾、油酸钾、异辛酸钴和新癸酸钴中的一种或多种；
[0026]所述胺类催化剂包括N,N
‑
二甲基环己胺、双(2
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二甲氨基乙基)醚、N,N,N',N'
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四甲基亚烷基二胺、三乙胺、N,N
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二甲基苄胺、N
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乙基吗啉、N
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甲基吗啉、N,N
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二乙基哌嗪、三乙醇胺和N,N
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二甲基吡啶中的一种或多种；
[0027]所述聚酰亚胺泡沫材料包括低介电型聚酰亚胺泡沫材料。
[0028]本专利技术提供了一种聚酰亚胺泡沫材料的制备方法，包括以下步骤：
[0029]1)将含氟芳香族二酐与含氟二胺在溶剂进行预聚反应后，得到含氟聚酰胺酸发泡前驱体的溶液；
[0030]2)将上述步骤得到的含氟聚酰胺酸发泡前驱体的溶液、催化剂、发泡剂、泡沫稳定剂进行再次混合后，得到混合液；
[0031]3)将上述步骤得到的混合液和异氰酸酯经过最后混合，在模具中经过自由发泡成型，然后进行预固化和亚胺化后，得到含氟聚酰亚胺泡沫材料。
[0032]优选的，所述预聚反应的温度为0℃～200℃；
[0033]所述预聚反应的时间为2～24h；
[0034]所述再次混合的时间为1～10min；
[0035]所述最后混合的方式包括高速搅拌混合。
[0036]优选的，所述模具包括敞开式发泡模具；
[0037]所述高速搅拌混合的转速为800～3000r/min；
[0038]所述高速搅拌混合的时间为10～40s。
[0039]优选的，所述自由发泡的时间为5～30min；
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种聚酰亚胺泡沫材料，其特征在于，按原料质量份数计，包括：2.根据权利要求1所述的聚酰亚胺泡沫材料，其特征在于，所述含氟聚酰胺酸前驱体由含氟芳香族二酐和含氟的二胺在溶剂中经过预聚后得到；所述含氟的二胺包括式(1)～(9)所示含氟二胺中的一种或多种：所述含氟芳香族二酐包括六氟二酐、4,4'
‑
氧基双[3
‑
(三氟甲基)苯胺]、4,4'
‑
氧基双[3
‑
(氧三氟甲基)苯胺]、4,4'
‑
氧基双[3
‑
氟苯胺]、2
‑
(三氟甲基)
‑
1,4
‑
对苯二胺、2
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(氧三氟甲基)
‑
1,4
‑
对苯二胺、2
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氟
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1,4
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对苯二胺、2,2'
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双(三氟甲基)二氨基联苯、2,2'
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双(氧三氟甲基)二氨基联苯和2,2'
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双(氟)二氨基联苯中的一种或多种；所述含氟芳香族二酐为过量的含氟芳香族二酐；所述聚酰亚胺泡沫材料包括疏水型聚酰亚胺泡沫材料。3.根据权利要求2所述的聚酰亚胺泡沫材料，其特征在于，所述含氟聚酰胺酸前驱体的封端基团包括酸酐基团；所述含氟芳香族二酐与所述含氟的二胺的摩尔比为(1.01～1.1)：1；所述预聚的时间为2～24h；所述预聚的温度为0℃～200℃。4.根据权利要求1所述的聚酰亚胺泡沫材料，其特征在于，所述溶剂包括N,N
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二甲基
甲酰胺、N,N
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二甲基乙酰胺、N
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甲基吡咯烷酮和二甲基亚砜中的一种或多种；所述异氰酸酯包括甲苯二异氰酸酯、4,4
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二苯基甲烷二异氰酸酯、多苯基多亚甲基多异氰酸酯、1,5
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萘二异氰酸酯、3,3
’‑
二甲氧基
‑
4,4
’‑
二苯基二异氰酸酯、四甲基苯基二亚甲基二异氰酸酯、异氟尔酮二异氰酸酯、甲基环己烷二异氰酸酯、环己基二亚甲基二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯和甲酸甲酯五亚甲基二异氰酸酯中的一种或多种；所述发泡剂包括二氯三氟乙烷、二氯一氟甲烷、丙酮...

【专利技术属性】
技术研发人员：周光远，聂赫然，李卓超，陈存友，
申请(专利权)人：常州福隆科技新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：