一種側(cè)基為短鏈烷基的可溶性聚酰亞胺材料及制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種側(cè)基為短鏈烷基的可溶性聚酰亞胺材料及制備方法，主要是在聚酰亞胺主鏈結(jié)構(gòu)中引入短鏈烷基，可以增加分子間距離，降低分子鏈間作用力，從而改善了聚酰亞胺的溶解性。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明涉及的聚酰亞胺具有優(yōu)異的溶解性，同時(shí)具有良好的熱穩(wěn)定性、力學(xué)機(jī)械性能、和電學(xué)性能，由于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低廉具有潛在的實(shí)用價(jià)值。
【專利說明】一種側(cè)基為短鏈烷基的可溶性聚酰亞胺材料及制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及聚酰亞胺材料，尤其是涉及一種側(cè)基為短鏈烷基的可溶性聚酰亞胺材 料及制備方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 聚酰亞胺（Polyimide，PI)是指主鏈上含有酰亞胺環(huán)的一類聚合物，一般由芳香 族二胺和脂肪族二酐或者芳香族二酐縮聚而成。芳香族聚酰亞胺由于其半梯形和梯形的 主鏈結(jié)構(gòu)、芳環(huán)的共振作用，因而具有優(yōu)秀的熱穩(wěn)定性、化學(xué)穩(wěn)定性、電絕緣性以及高的機(jī) 械強(qiáng)度。因其優(yōu)異的綜合性能，目前在航空航天、電子電氣、精密機(jī)械、石油化工、汽車等領(lǐng) 域得到廣泛應(yīng)用，其材料制品形式包括聚酰亞胺基體樹脂及其復(fù)合材料、高性能工程塑料、 高溫粘結(jié)劑、薄膜、涂料、纖維以及泡沫等。但是大部分芳香族聚酰亞胺材料不熔不溶，因此 其加工成型的條件極為苛刻，改善聚酰亞胺材料的加工性能是產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)研究的重點(diǎn)和熱 點(diǎn)。
[0003] 提高聚酰亞胺的加工性能主要包括溶解性和熱塑性兩個(gè)方面，近年來人們通過在 分子主鏈中引入柔性基團(tuán)、含氟基團(tuán)、大側(cè)基等方式在提高聚酰亞胺溶解性方面取得了一 定的進(jìn)展。但是現(xiàn)有制備方法中涉及的芳香族二胺或者芳香族二酐往往難以大規(guī)模制備、 成本較高，因此亟需找到廉價(jià)易得的芳香族二胺或者芳香族二酐單體來制備可溶性聚酰亞 胺。
[0004] 申請(qǐng)?zhí)枮?00780022063. 5的中國(guó)專利公開了聚酰亞胺樹脂及其制備方法、含該 聚酰亞胺樹脂的粘結(jié)劑、薄膜以及包括由該聚酰亞胺樹脂形成的粘結(jié)層的覆金屬箔層壓 體，其中該聚酰亞胺樹脂為有機(jī)溶劑可溶性的，具有低吸水率、熱塑性、高耐熱性以及優(yōu)良 的粘結(jié)性。該專利中涉及的三種制備方法均需高溫加熱一段時(shí)間，并且制備過程中要收集 蒸發(fā)的液體與補(bǔ)加溶劑，而本發(fā)明中制備方法涉及的所有操作均在室溫下進(jìn)行，無需加熱 意味著減少大量能耗，溶劑不會(huì)蒸發(fā)也無需補(bǔ)加，大大簡(jiǎn)化制備方法；同時(shí)本發(fā)明涉及聚酰 亞胺為均聚物，相對(duì)于申請(qǐng)?zhí)枮?00780022063. 5的中國(guó)專利得到的多元共聚的聚酰亞胺， 分子量的分散度小，分子結(jié)晶性好從而耐熱性、力學(xué)性能相對(duì)更好。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種具有良好熱穩(wěn) 定性、力學(xué)機(jī)械性能、優(yōu)異溶解性能的側(cè)基為短鏈烷基的可溶性聚酰亞胺材料及其制備方 法。
[0006] 本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)：
[0007] -種側(cè)基為短鏈烷基的可溶性聚酰亞胺材料，結(jié)構(gòu)式如式I所示：
[0008]

【權(quán)利要求】
1. 一種側(cè)基為短鏈烷基的可溶性聚酰亞胺材料，其特征在于，該材料的結(jié)構(gòu)式如式I 所示：
中的一種。
2. 如權(quán)利要求1所述的側(cè)基為短鏈烷基的可溶性聚酰亞胺材料的制備方法，其特征在 于，該方法采用以下步驟： a) 在惰性氣體保護(hù)下，將芳香族二胺溶于有機(jī)溶劑中，待其完全溶解后，以固態(tài)懸浮聚 合方式加入芳香族二酐，芳香族二胺與芳香族二酐的摩爾比為1 : 0.98-1 : 1.02,室溫下 機(jī)械攪拌，得到聚酰胺酸溶液； b) 室溫下向所得聚酰胺酸溶液中滴加化學(xué)亞胺化試劑，機(jī)械攪拌，得到聚酰亞胺溶 液； c) 將所得聚酰亞胺溶液在水中析出成絲，真空干燥后得到固態(tài)的可溶性聚酰亞胺。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的側(cè)基為短鏈烷基的可溶性聚酰亞胺材料的制備方法，其特征 在于，所述的芳香族二酐單體選自3, 3'，4,4'_聯(lián)苯四酸二酐、3, 3'，4,4'_二苯甲醚四酸二 酐、3,3'，4,4'-二苯酮四酸二酐、3,3'，4,4'-二苯砜基四酸二酐或4,4'-(異丙基）雙鄰 苯四酸二酐中的一種或幾種。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的側(cè)基為短鏈烷基的可溶性聚酰亞胺材料的制備方法，其 特征在于，所述的芳香族二酐單體優(yōu)選3,3'，4,4'-二苯甲醚四酸二酐、3,3'，4,4'-二苯酮 四酸二酐或4,4' -(異丙基）雙鄰苯四酸二酐。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的側(cè)基為短鏈烷基的可溶性聚酰亞胺材料的制備方法，其特征 在于，所述的芳香族二胺單體選自3,3'_二甲基_4,4'_二氨基二苯甲烷、2,2'_二甲基-4， 4'-二氛基二苯甲燒、3, 3'，5, 5'-四甲基_4,4'-二氛基二苯甲燒、3, 3'-二乙基_4,4'-二 氛基二苯甲燒、2, 2' -二乙基_4,4' -二氛基二苯甲燒、3, 3'，5, 5' -四乙基_4,4'-二氛基 -苯甲燒、3,3' - _異丙基_4,4' - _氣基_苯甲燒、2,2' - _異丙基_4,4' - _氣基_苯 甲燒、3,3' -二叔丁基_4,4' -二氨基二苯甲燒、2,2' -二叔丁基_4,4' -二氨基二苯甲燒 中的一種或幾種。
6. 根據(jù)權(quán)利要求2或5所述的側(cè)基為短鏈烷基的可溶性聚酰亞胺材料的制備方法，其 特征在于，所述的芳香族二胺單體優(yōu)選3, 3'-二甲基-4,4'-二氨基二苯甲烷或2, 2' -二 甲基-4,4' -二氨基二苯甲燒。
7. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的側(cè)基為短鏈烷基的可溶性聚酰亞胺材料的制備方法，其特征 在于，所述的有機(jī)溶劑選自N-甲基吡咯烷酮、N、N-二甲基甲酰胺和N、N二甲基乙酰胺中的 一種或幾種。
8. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的側(cè)基為短鏈烷基的可溶性聚酰亞胺材料的制備方法，其特征 在于，所述的化學(xué)亞胺化試劑為乙酸酐和三乙胺的混合溶劑。
9. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的側(cè)基為短鏈烷基的可溶性聚酰亞胺材料的制備方法，其特征 在于，步驟a)中機(jī)械攪拌反應(yīng)時(shí)間為6-10小時(shí)，優(yōu)選8-9小時(shí)，步驟b)中機(jī)械攪拌反應(yīng)時(shí) 間為10-24小時(shí)，優(yōu)選14-16小時(shí)。
10. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的側(cè)基為短鏈烷基的可溶性聚酰亞胺材料的制備方法，其特 征在于，所述的聚酰亞胺溶液的固含量為10-15%，優(yōu)選11. 5-12. 5%。
【文檔編號(hào)】C08G73/10GK104151550SQ201410390114
【公開日】2014年11月19日 申請(qǐng)日期:2014年8月8日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月8日
【發(fā)明者】路慶華, 張燁 申請(qǐng)人:上海交通大學(xué)