一種高耐熱性、高流動性聚酰亞胺模塑粉及其制備方法
【專利摘要】一種高耐熱性、高流動性聚酰亞胺模塑粉及其制備方法，本發(fā)明屬于高分子材料領(lǐng)域。該模塑粉采用含有柔性鏈結(jié)構(gòu)的二酐和空間扭曲結(jié)構(gòu)的二胺通過高溫溶液縮聚制得。該模塑粉的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度可達到350℃，比其它常規(guī)的聚酰亞胺模塑粉的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度高100℃左右，使聚酰亞胺模塑粉的耐熱性得到了很大幅度的提高。并且在高溫加工過程中，該模塑粉具有較低的熔體粘度和較好的熔融流動性，這使得該模塑粉不僅可以模壓加工成型，還可以適用于樹脂傳遞成型工藝。該模塑粉在制備高性能熱塑性材料方面具有潛在的應(yīng)用價值。
【專利說明】一種高耐熱性、高流動性聚酰亞胺模塑粉及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于高分子材料領(lǐng)域，具體涉及一種新型聚酰亞胺模塑粉的制備技術(shù)。
【背景技術(shù)】
[0002]新型耐熱工程塑料聚酰亞胺(PI)作為一種性能突出的尖端材料，以其優(yōu)異的電絕緣性、耐磨性、抗高溫輻射和物理機械性能，廣泛用于機電、電子電氣、儀表、石油化工等領(lǐng)域，已成為全球火箭、宇航等尖端科技領(lǐng)域不可缺少的材料之一。聚酰亞胺(PI)就其化學結(jié)構(gòu)組成來說，有全芳型和脂族型之分。前者有均酐系列、聯(lián)苯系列、酮(醚)酐系列、偏酐系列等；后者有雙馬來酰亞胺等。它們可以制造成薄膜、纖維、成型材料、復(fù)合材料以及涂料、膠粘劑等制品，以適應(yīng)各種不同的用途。全芳型聚酰亞胺(PI)，是特種工程塑料家族中最重要的成員。它的耐熱性最高、綜合性能最好、用量最大、用途最廣。
[0003]聚酰亞胺模塑粉主要用于模壓成型制備模壓零件。由于該材料具有良好的機械性能和耐熱性、耐腐蝕性、耐絕緣性等，受到人們的高度重視，其制品廣泛應(yīng)用于機械、化工、電氣、核電工業(yè)、航天器等領(lǐng)域的耐高溫零件以及印制電路材料等。比如用作飛機噴氣發(fā)動機零件，機械零件軸套和軸承以及密封圈，印刷機元件和連接器等。然而大多數(shù)全芳香型聚酰亞胺不溶、不熔，模壓成型條件高，模壓制品的韌性差，使其應(yīng)用范圍受到了限制。此外，聚酰亞胺的優(yōu)異特性很大程度取決于聚酰胺酸轉(zhuǎn)化成聚酰亞胺的環(huán)化條件、亞胺化程度等因素，因而對聚酰亞胺的 亞胺化工藝進行研究，對改善模壓材料的性能具有重要意義。
[0004]至今所開發(fā)的全芳型聚酰亞胺樹脂，可加工性差，故應(yīng)用領(lǐng)域受到限制。新品PI開發(fā)的重點主要集中在開發(fā)熱塑性PI，改善PI自身的加工性能以及與其它材料的兼容性，以適應(yīng)航空航天和電子工業(yè)等領(lǐng)域?qū)舛瞬牧系钠惹行枨蟆?br>
【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是為了改進常規(guī)的聚酰亞胺的熱性能和加工性能而制備一種新型的具有特殊結(jié)構(gòu)的高耐熱性、高流動性熱塑性聚酰亞胺模塑粉。
[0006]為了獲得比現(xiàn)有聚酰亞胺模塑粉更優(yōu)異的性能，本發(fā)明采用含有柔性鏈段的二酐單體與特殊結(jié)構(gòu)的二胺通過高溫溶液縮聚制得擁有較高玻璃化轉(zhuǎn)變溫度，所以具有高耐熱性，同時還具有良好的流動性能的新型聚酰亞胺模塑粉。由于這種模塑粉具有的特殊分子鏈結(jié)構(gòu)，使得聚合物鏈端之間的分子間作用力降低，這使聚酰亞胺在高溫熔融時具有良好的流動性，同時這種聚酰亞胺模塑粉中擁有亞胺環(huán)、苯并咪唑等剛性結(jié)構(gòu)，又使其擁有比一般聚酰亞胺更高的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度。這樣的聚酰亞胺模塑粉既能夠滿足在高溫環(huán)境下正常工作，又能具備良好的熱塑性，提升了本身的加工性能，擁有良好的發(fā)展前景。
[0007]本發(fā)明中聚酰亞胺模塑粉，其結(jié)構(gòu)通式如式(I )所示:
[0008]
【權(quán)利要求】
1.一種聚酰亞胺模塑粉，其結(jié)構(gòu)通式如式(I )所示:
2.權(quán)利要求1所述的聚酰亞胺模塑粉的制備方法，其步驟如下: . 1)在機械攪拌和氮氣保護下，將二胺和二酐溶解于有機溶劑中，反應(yīng)體系的固含量為.10 ~20% ； .2)室溫下反應(yīng)2~10小時后加入封端劑，封端劑的量為聚合物的二摩爾比，再繼續(xù)反應(yīng)2~10小時得到聚酰胺酸溶液；然后加入帶水試劑，帶水試劑的用量為有機溶劑體積的15~50%，升溫到148~156°C后帶水回流2~10小時；待體系中水分全部帶出后將帶水試劑蒸盡，再升溫到160~170°C回流2~10小時，得到酰亞胺樹脂； . 3)將酰亞胺樹脂用甲醇或乙醇洗2~8次，過濾后得到黃色粉末，將黃色粉末在90~.300°C條件下真空干燥，即得到聚酰亞胺模塑粉； 采用苯胺做封端劑，制備amol、聚合度為η的模塑粉時，二胺、二酐和苯胺的投料摩爾比為an:a(n+l):2a ;采用苯酐做封端劑,制備amol、聚合度為η的模塑粉時,二胺、二酐和苯酐的投料摩爾比為a(n+l):an:2a ;n為10~60的整數(shù)，a>0。
3.如權(quán)利要求2所述的聚酰亞胺模塑粉的制備方法，其特征在于:有機溶劑為N-甲基-1-吡咯烷酮、N, N’ -二甲基甲酰胺或N，N’ -二甲基乙酰胺中的一種。
4.如權(quán)利要求2所述的聚酰亞胺模塑粉的制備方法，其特征在于:帶水試劑為甲苯或二甲苯中的一 種。
【文檔編號】C08G73/10GK103497335SQ201310472430
【公開日】2014年1月8日 申請日期:2013年10月11日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月11日
【發(fā)明者】黨國棟, 張宇, 宋廣亮, 趙曉剛, 陳春海, 王大明 申請人:吉林大學