【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及聚酰亚胺材料领域，具体涉及一种聚酰亚胺水相合成方法与应用。
技术介绍
1、聚酰亚胺具有耐高温、耐摩擦、耐腐蚀、抗辐射、抗氧化、机械强度高、电绝缘性能好等优异特性。同时随着航天和微电子等尖端
的迅猛发展，对于耐高温有机粘合剂的需求日益迫切。聚酰亚胺粘合剂作为耐高温性能最好的有机粘合剂之一，备受业界关注。传统的聚酰亚胺合成方法主要是以有机溶剂为反应介质的溶液法，气相沉积法、熔融挤出法等合成方法虽然也合成了性能优异的聚酰亚胺，但对产品的形态或原料的要求局限性较大。水相法合成聚酰亚胺是近几年来发展起来的一种聚酰亚胺的合成方法，大都是在高温、高压条件下合成各种类型的聚酰亚胺，存在能耗高、对设备要求高等问题。存在聚酰亚胺易水解，储存和成型稳定性不佳，进而使得粘合性能不佳。此外，部分水相合成聚酰亚胺的方法中，虽然反应介质采用的是水，但是后处理过程中也不可避免地需要采用有机溶剂才能够最终得到高性能的聚酰亚胺材料。
2、中国专利技术专利cn118909248a公开了一种聚酰亚胺合成方法及其聚酰亚胺薄膜，采用一锅法将二酰基叠氮衍生物、二酸酐衍生物和溶剂混合，在一定温度下使酰基叠氮原位转化为异腈酸酯，进而与二酸酐衍生物聚合生成聚酰亚胺，然后将反应溶液倒入惰性溶剂中，通过过滤得到聚酰亚胺固体，该专利技术解决了-nco易水解和难以保存的问题，还简化了反应条件，使得聚酰亚胺的合成可以在常温下进行，但对产品的形态或原料的要求局限性较大。
技术实现思路
1、本专利技术第一方面提供了
2、优选的，所述四羧基二酐包括均苯二酐、酮酐、联苯醚二酐、联苯二酐、萘四甲酸二酐中的至少一种。
3、进一步优选的，所述四羧基二酐包括均苯二酐、联苯二酐中的至少一种。
4、所述聚合反应的温度为90-100℃，压力为0.1-0.3mpa。
5、本申请研究发现，通过限定聚合反应的温度为90-100℃，压力为0.1-0.3mpa，可提高制备得到聚酰亚胺薄膜的力学性能。可能是高温有利于聚合物链的增长和交联反应的发生，从而增加了聚合物的总分子量。然而，过高的温度可能导致分子链断裂，反而降低聚合物的性能，同时配合特定的压力，聚合物链段可能会受到压迫而更倾向于有序排列，进一步提高聚合链段的均一性。
6、优选的，所述聚合反应的温度为95-100℃，压力为0.20-0.3mpa。
7、所述成盐剂与四羧基二酐的摩尔比为(2.2-2.5)：1。
8、优选的，所述成盐剂与四羧基二酐的摩尔比为(2.2-2.4)：1。
9、所述封闭型二异氰酸酯和四羧基二酐的摩尔比为(1.05-1.2)：1。
10、优选的，所述封闭型二异氰酸酯和四羧基二酐的摩尔比为(1.08-1.15)：1。
11、优选的，所述聚酰亚胺水溶液的固含量为5-10wt％。
12、所述封闭型二异氰酸酯包括亚硫酸氢钠封闭二异氰酸酯。
13、所述亚硫酸氢钠封闭二异氰酸酯的制备方法，包括以下步骤：将亚硫酸氢钠溶解中水中，然后将二异氰酸酯缓慢加入亚硫酸氢钠的水溶液中，取样红外检测无-nco(异氰酸酯基团)特征峰，得到所述亚硫酸氢钠封闭二异氰酸酯。
14、所述二异氰酸酯包括甲苯二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、二环己基甲烷二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、赖氨酸二异氰酸酯、萘二异氰酸酯中的至少一种。
15、优选的，所述二异氰酸酯包括甲苯二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、二环己基甲烷二异氰酸酯中的至少一种。
16、所述封闭型二异氰酸酯的水溶液的摩尔浓度为1.0-1.5mol/l。
17、优选的，所述封闭型二异氰酸酯的水溶液的摩尔浓度为1.0-1.2mol/l。
18、所述亚硫酸氢钠与二异氰酸酯的摩尔比为(1.05-1.20)：1。
19、优选的，所述亚硫酸氢钠与二异氰酸酯的摩尔比为(1.1-1.15)：1。
20、优选的，所述亚硫酸氢钠与二异氰酸酯的摩尔比为1.1:1。
21、所述成盐剂包括三乙胺、二乙胺、n，n-二甲基乙醇胺、n-甲基-4-羟基哌啶、甲基咪唑、二甲基咪唑、4-乙基-甲基咪唑、吡啶中的至少一种。
22、本专利技术第二方面提供了一种聚酰亚胺水相合成方法的应用，应用于聚酰亚胺薄膜的制备。
23、优选的，通过流延法制备聚酰亚胺薄膜。
24、有益效果
25、1.本申请使用封闭二异氰酸取代二胺，实现了水相合成聚酰亚胺，同时丰富了水性聚酰亚胺的结构。
26、2.通过限定聚合反应的温度为90-100℃，压力为0.1-0.3mpa，可提高制备得到聚酰亚胺薄膜的力学性能。
27、3.通过限定聚合反应的温度为95-100℃，压力为0.20-0.3mpa，制备得到聚酰亚胺薄膜拉伸强度达到120mpa以上，断裂伸长率大于20％。
28、4.成盐剂与四羧基二酐的摩尔比为(2.2-2.5)：1，可控制聚酰亚胺溶液粘度达到3000-5000cp，避免出现凝胶现象。
29、5.本申请通过水相合成的聚酰亚胺与油性聚酰亚胺的机械性能和耐热性能接近。
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1.一种聚酰亚胺水相合成方法，其特征在于，包括以下步骤：将封闭型二异氰酸酯的水溶液和四羧基二酐投入水中，加入成盐剂，聚合反应得到聚酰亚胺水溶液。
2.根据权利要求1所述的聚酰亚胺水相合成方法，其特征在于，所述聚合反应的温度为90-100℃，压力为0.1-0.3MPa。
3.根据权利要求2所述的聚酰亚胺水相合成方法，其特征在于，所述成盐剂与四羧基二酐的摩尔比为(2.2-2.5)：1。
4.根据权利要求1或3所述的聚酰亚胺水相合成方法，其特征在于，所述四羧基二酐包括均苯二酐、酮酐、联苯醚二酐、联苯二酐、萘四甲酸二酐中的至少一种。
5.根据权利要求4所述的聚酰亚胺水相合成方法，其特征在于，所述成盐剂包括三乙胺、二乙胺、N，N-二甲基乙醇胺、N-甲基-4-羟基哌啶、甲基咪唑、二甲基咪唑、4-乙基-甲基咪唑、吡啶中的至少一种。
6.根据权利要求1或5所述的聚酰亚胺水相合成方法，其特征在于，所述封闭型二异氰酸酯包括亚硫酸氢钠封闭二异氰酸酯。
7.根据权利要求6所述的聚酰亚胺水相合成方法，其特征在于，所述封闭型二异氰酸酯的
8.根据权利要求7所述的聚酰亚胺水相合成方法，其特征在于，所述亚硫酸氢钠与二异氰酸酯的摩尔比为(1.05-1.20)：1。
9.一种根据权利要求1-8任一项所述聚酰亚胺水相合成方法的应用，其特征在于，应用于聚酰亚胺薄膜的制备。
10.根据权利要求9所聚酰亚胺水相合成方法的应用，其特征在于，通过流延法制备聚酰亚胺薄膜。
...【技术特征摘要】
1.一种聚酰亚胺水相合成方法，其特征在于，包括以下步骤：将封闭型二异氰酸酯的水溶液和四羧基二酐投入水中，加入成盐剂，聚合反应得到聚酰亚胺水溶液。
2.根据权利要求1所述的聚酰亚胺水相合成方法，其特征在于，所述聚合反应的温度为90-100℃，压力为0.1-0.3mpa。
3.根据权利要求2所述的聚酰亚胺水相合成方法，其特征在于，所述成盐剂与四羧基二酐的摩尔比为(2.2-2.5)：1。
4.根据权利要求1或3所述的聚酰亚胺水相合成方法，其特征在于，所述四羧基二酐包括均苯二酐、酮酐、联苯醚二酐、联苯二酐、萘四甲酸二酐中的至少一种。
5.根据权利要求4所述的聚酰亚胺水相合成方法，其特征在于，所述成盐剂包括三乙胺、二乙胺、n，n-二甲基乙醇胺、n-甲基-4-羟基哌啶、甲基咪唑、二甲基咪唑、4-乙基-甲基咪唑、...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈海权，张振宇，张锐，陈文博，
申请(专利权)人：江苏环峰电工材料有限公司，
类型：发明
国别省市：
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