CN104086995A - 一种中空微珠增强聚酰亚胺基复合发泡材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种中空微珠增强聚酰亚胺基复合发泡材料及其制备方法，该复合发泡材料表观密度为0.023g/cm3~0.035g/cm3、泡沫收缩率为-35.0%~-20.0%、压缩强度为0.05~0.35MPa、冲击强度为20~60KJ/m2，在125-4000Hz频率范围内的平均吸声系数为0.40~0.51。其制备方法为：芳香二酐酯化后，与芳香二胺和表面活性剂混合得发泡前体；再向前体溶液中加入中空微珠和发泡剂并加热得发泡块；最后发泡块热亚胺化得复合发泡材料。本发明可以制得机械性能良好，吸声性和隔音性优异的复合发泡塑料。

Description

一种中空微珠增强聚酰亚胺基复合发泡材料及其制备方法
技术领域
本发明属于聚酰亚胺材料技术领域，特别涉及一种中空微珠增强聚酰亚胺基复合发泡材料及其制备方法。
背景技术
当今社会对用于吸声和隔音的材料要求严格。吸声和隔音材料用于改善立体声效果，例如降低不希望的噪音程度。为此通常使用塑料，这些材料由于具有优异的粘弹性、易于加工和可商购获得而成为合适的材料。这些塑料的使用形式通常为多孔泡沫形式。
多孔材料的特点在于其在高频率有良好的吸声，但在较低频率下有低的吸收能力。塑料泡沫在较低频率下的吸声可以通过引入各种填料来进行改善或增强。其中中空微珠作为无机隔音填料被广泛的运用于各种复合材料中。
聚酰亚胺(PI)高分子聚合物属于非结晶性工程塑料，具有优异的耐热性和机械性，优良的介电性能以及容易实现分子结构的优化设计以满足不同的性能要求等。聚酰亚胺泡沫复合材料不仅保持了聚酰亚胺的耐热性能和机械性能，还具有良好的高温阻隔性、降噪性、抗冲击性、稳定性和阻燃性，可作为隔热、隔音和阻燃材料，在飞机、航天器、武器装备、舰船、高速列车和汽车等领域应用。
聚酰亚胺泡沫虽然在高频率具有良好的吸声性，但仍需要在相对低频率范围内的吸声和隔音进行改善。
发明内容
本发明的目的是提供一种中空微珠增强聚酰亚胺基复合发泡材料，以解决现有聚酰亚胺泡沫材料在较低频率范围内的吸声性和隔音性差、成本较高等缺陷不足。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种中空微珠增强聚酰亚胺基复合发泡材料，其表观密度为0.023g/cm3 ~ 0.035g/cm3、泡沫收缩率为-35.0% ~ -20.0%、压缩强度为0.05 ~ 0.35MPa、冲击强度为20 ~60KJ/m2，在125-4000Hz频率范围内的平均吸声系数为0.40~0.51。
本发明还提供了上述中空微珠增强聚酰亚胺基复合发泡材料的制备方法，其技术方案是：
一种中空微珠增强聚酰亚胺基复合发泡材料的制备方法，包括以下步骤：
A)将芳香二酐加入有机极性溶剂中溶解，加入脂肪醇，加热到50~80℃，回流1~3小时，得到酯化产物；在所述酯化产物中加入芳香二胺，并在催化剂和表面活性剂的作用下继续进行反应3~7小时，得到泡沫前体溶液；
B)向步骤A得到的泡沫前体溶液中加入中空玻璃微珠和发泡剂，搅拌3~5小时，并将其浓缩并烘干后放入模具中加热到150~200℃预处理，发泡60~120分钟后得到发泡块；
C)将步骤B得到的发泡块加热到280~350℃进行热亚胺化处理，2~4小时后，得到所述的中空玻璃微珠增强聚酰亚胺基复合发泡材料。
泡沫前体溶液中各组分用量以重量份计，配比如下：
芳香二酐100份、芳香二胺50~200份、脂肪醇1~25份、有机极性溶剂50~1000份、催化剂0.01~10份、表面活性剂0.5~100份、中空玻璃微珠1~20份、发泡剂5~30份。
优选的，所述芳香二酐为均苯四甲酸二酐、3,3’,4,4’-联苯基四甲酸二酐、3,3’,4,4’-二苯醚四甲酸二酐、双酚A型二苯醚二酐、六氟二酐、3,3’,4,4’-二苯硫醚四甲酸二酐、3,3’,4,4’-二苯甲酮四甲酸二酐的一种或多种。
优选的，所述脂肪醇为甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、辛醇、糠醇、聚乙二醇或丁醇的一种或多种。
优选的，所述芳香二胺为3,4’-二氨基二苯醚、4,4’-二氨基二苯醚、间苯二胺、对苯二胺、邻苯二胺、联苯二胺、4,4’-二氨基二苯砜、2,6-二氨基吡啶、1,6-乙二胺、含硅二胺、含磷二胺、三胺苯基苯、3,4’-二氨基二苯甲烷与4,4’-二氨基二苯甲烷中的一种或多种。
优选的，其中的极性溶剂是N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮、六甲基磷酰胺、二甲基亚砜、N-氧化吡啶、N-环己基吡咯烷酮、己内酰胺、苯酚、间苯酚、对甲酚、苯甲酸、环己酮和丁酮中的一种或两种。
优选的，所述催化剂是三乙醇胺、N,N-二甲基乙醇胺、N,N-二甲基吡啶、二甲基苄胺、N,N-二甲基十六烷基胺、三亚乙基二胺和三乙胺的一种或任意几种的混合物。
优选的，所述表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠、脂肪酸甘油酯、脂肪酸山梨坦、聚山梨酯、聚二甲基硅氧烷、聚二甲基硅氧烷中的一种或任意几种的混合物。
优选的，所述中空玻璃微珠为碱石灰硼硅酸盐玻璃，呈中空密闭的正球形，粒径在15~135微米之间，表观密度在0.12~0.60g/cm3之间。
优选的，所述发泡剂为甲酸、乙酸、乙二酸、丙酸、正丁酸、丁二酸、偶氮二甲酰胺、偶氮氨基苯、对甲苯磺酰肼、对甲苯磺酰氨基脲、偶氮二异丁氰、偶氮二甲酸二异丙酯、N,N-二亚硝基五次甲基四胺、N,N-二甲基-N,N’-二亚硝基对苯、4,4’-氧代双苯磺酰肼、3,3’-二磺酰肼二苯砜、偶氮二甲酸钡、四氢噻吩、5-四唑代苯、碳酸氢钠、碳酸铵、亚硝酸铵中的一种或任意几种的混合物。
本发明的有益效果是：本发明的工艺简单可行，能够经济高效地制备出综合性能优良且密度可控的聚酰亚胺基复合发泡材料。本发明的中空微珠增强聚酰亚胺基复合发泡材料中，中空微珠的质量为聚酰亚胺泡沫质量的1%~30%，其外观呈球形、中空、质轻，主要成分为碱石灰硼硅酸盐玻璃，属于无机刚性填料，能够有效地提高材料的各项机械性能。由于中空微珠的流动性极佳，在加工过程中可以降低对设备的磨损，并提高了中空微珠的分散性。中空微珠由于有极佳的吸声性和隔音性，能够大幅度提高复合泡沫对声音的阻隔。采用中空微珠作为聚酰亚胺泡沫的添加材料，并且通过控制添加材料的比例，解决了中空玻璃微珠在聚酰亚胺泡沫中的分散性和界面粘合性问题，使得到的聚酰亚胺泡沫复合材料孔径均匀，无裂泡、并泡、塌陷及酰亚胺化不完全的缺陷，耐热性较好，玻璃化转变温度高，机械性能良好，可代替现有的各种热塑性发泡塑料及其复合材料广泛应用于各类包装材料、缓冲材料、汽车内饰品、餐具等，具有绿色环保和性能优异等优势。
本发明制备工艺简单，无需专用设备，且发泡过程无毒。
具体实施方式
以下通过实施例可进一步理解本发明，但不能限制本发明内容。该领域的技术熟练人员可根据上述本发明内容对本发明作一些非本质的改进和调整。本发明所用原料皆为市售。
一种中空微珠增强聚酰亚胺基复合发泡材料，其表观密度为0.023g/cm3 ~ 0.035g/cm3、泡沫收缩率为-35.0% ~ -20.0%、压缩强度为0.05 ~ 0.35MPa、冲击强度为20 ~60KJ/m2，在125-4000Hz频率范围内的平均吸声系数为0.40~0.51。
上述中空微珠增强聚酰亚胺基复合发泡材料的制备方法，包括以下步骤：
A)将芳香二酐加入有机极性溶剂中溶解，加入脂肪醇，加热到50~80℃，回流1~3小时，得到酯化产物；在所述酯化产物中加入芳香二胺，并在催化剂和表面活性剂的作用下继续进行反应3~7小时，得到泡沫前体溶液；
B)向步骤A得到的泡沫前体溶液中加入中空玻璃微珠和发泡剂，搅拌3~5小时，并将其浓缩并烘干后放入模具中加热到150~200℃预处理，发泡60~120分钟后得到发泡块；
C)将步骤B得到的发泡块加热到280~350℃进行热亚胺化处理，2~4小时后，得到所述的中空玻璃微珠增强聚酰亚胺基复合发泡材料。
泡沫前体溶液中各组分用量以重量份计，配比如下：
芳香二酐100份、芳香二胺50~200份、脂肪醇1~25份、有机极性溶剂50~1000份、催化剂0.01~10份、表面活性剂0.5~100份、中空玻璃微珠1~20份、发泡剂5~30份。
芳香二酐为均苯四甲酸二酐、3,3’,4,4’-联苯基四甲酸二酐、3,3’,4,4’-二苯醚四甲酸二酐、双酚A型二苯醚二酐、六氟二酐、3,3’,4,4’-二苯硫醚四甲酸二酐、3,3’,4,4’-二苯甲酮四甲酸二酐的一种或多种。
脂肪醇为甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、辛醇、糠醇、聚乙二醇或丁醇的一种或多种。
芳香二胺为3,4’-二氨基二苯醚、4,4’-二氨基二苯醚、间苯二胺、对苯二胺、邻苯二胺、联苯二胺、4,4’-二氨基二苯砜、2,6-二氨基吡啶、1,6-乙二胺、含硅二胺、含磷二胺、三胺苯基苯、3,4’-二氨基二苯甲烷与4,4’-二氨基二苯甲烷中的一种或多种。
极性溶剂是N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮、六甲基磷酰胺、二甲基亚砜、N-氧化吡啶、N-环己基吡咯烷酮、己内酰胺、苯酚、间苯酚、对甲酚、苯甲酸、环己酮和丁酮中的一种或两种。
催化剂是三乙醇胺、N,N-二甲基乙醇胺、N,N-二甲基吡啶、二甲基苄胺、N,N-二甲基十六烷基胺、三亚乙基二胺和三乙胺的一种或任意几种的混合物。
表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠、脂肪酸甘油酯、脂肪酸山梨坦、聚山梨酯、聚二甲基硅氧烷（PEG-12）、聚二甲基硅氧烷(DC-193)中的一种或任意几种的混合物。
中空玻璃微珠为碱石灰硼硅酸盐玻璃，呈中空密闭的正球形，粒径在15~135微米之间，表观密度在0.12~0.60g/cm3之间。
发泡剂为甲酸、乙酸、乙二酸、丙酸、正丁酸、丁二酸、偶氮二甲酰胺、偶氮氨基苯、对甲苯磺酰肼、对甲苯磺酰氨基脲、偶氮二异丁氰、偶氮二甲酸二异丙酯、N,N-二亚硝基五次甲基四胺、N,N-二甲基-N,N’-二亚硝基对苯、4,4’-氧代双苯磺酰肼、3,3’-二磺酰肼二苯砜、偶氮二甲酸钡、四氢噻吩（THT）、5-四唑代苯、碳酸氢钠、碳酸铵、亚硝酸铵中的一种或任意几种的混合物。
本发明通过加入中空玻璃微珠对聚酰亚胺基体起到增强作用，催化剂可以加速聚酰亚胺基体的形成，同时加入适量的自由基引发交联剂，使树脂基体产生轻微的交联效应，提高了前体强度，加入纳米级的成核剂有效地改善了材料的泡孔结构、增大了泡孔密度。
下面结合具体实施例对本发明做进一步说明。
实施例1
按照重量份计：
均苯四甲酸二酐                 100份
4,4’-二氨基二苯醚               100份
无水乙醇                        18份
N,N-二甲基乙酰胺               600份
三乙胺                         0.5份
十二烷基苯磺酸钠                20份
中空玻璃微珠                    10份
甲酸                             6份
将均苯四甲酸二酐和N,N-二甲基乙酰胺溶剂加入到反应瓶中充分搅拌，待均苯四甲酸二酐全部溶解后，加入无水乙醇并加热到50℃回流，继续反应1小时获得二酸二酯溶液；将所述二酸二酯溶液温度降到室温，加入4,4’-二氨基二苯醚、三乙胺和十二烷基苯磺酸钠，继续反应3小时，得到发泡前体溶液；将中空玻璃微珠和甲酸加入发泡前体溶液中，搅拌5小时，浓缩和干燥后，放入模具中在160℃进行加热预处理60分钟，发泡后得到发泡块；然后升温到300℃亚胺化4个小时，最后获得中空微珠增强聚酰亚胺基复合发泡材料。
对上述得到的中空玻璃微珠增强聚酰亚胺基复合发泡材料进行测试，得到其表观密度为0.023 g/cm3，泡沫收缩率为-20%，50%压缩强度0.31Mpa，冲击强度为60KJ/m2，在125-4000Hz频率范围内的平均吸声系数为0.47。
对上述得到的中空玻璃微珠增强聚酰亚胺基复合发泡材料进行弯曲测试，将其制成长宽高为5×1×1样条，对折弯两端接近直角，样条不断裂。
实施例2
按照重量份计：
3,3’,4,4’-联苯基四甲酸二酐         100份
3,4’-二氨基二苯醚                 80份
甲醇                             11份
N,N-二甲基甲酰胺                800份
三乙醇胺                         2份
脂肪酸甘油酯                     30份
中空玻璃微珠                     5份
乙酸                             10份
将3,3’,4,4’-联苯基四甲酸二酐和N,N-二甲基甲酰胺溶剂加入到反应瓶中充分搅拌，待3,3’,4,4’-联苯基四甲酸二酐全部溶解后，加入甲醇并加热到60℃回流，继续反应2小时获得二酸二酯溶液；将所述二酸二酯溶液温度降到室温，加入3,4’-二氨基二苯醚、三乙醇胺和脂肪酸甘油酯，继续反应7小时，得到发泡前体溶液；将中空玻璃微珠和乙酸加入发泡前体溶液中，搅拌3小时，浓缩和干燥后，放入模具中在150℃进行加热预处理120分钟，发泡后得到发泡块；然后升温到280℃亚胺化3个小时，最后获得中空微珠增强聚酰亚胺基复合发泡材料。
对上述得到的中空玻璃微珠增强聚酰亚胺基复合发泡材料进行测试，得到其表观密度为0.035 g/cm3，泡沫收缩率为-30%，50%压缩强度0.35Mpa，冲击强度为48KJ/m2，在125-4000Hz频率范围内的平均吸声系数为0.40。
对上述得到的中空玻璃微珠增强聚酰亚胺基复合发泡材料进行弯曲测试，将其制成长宽高为5×1×1样条，对折弯两端接近直角，样条不断裂。
实施例3
按照重量份计：
3,3’,4,4’-二苯醚四甲酸二酐         100份
间苯二胺                         50份
正丙醇                           7份
N-甲基吡咯烷酮                  400份
N,N-二甲基乙醇胺                 1份
脂肪酸山梨坦                     5份
中空玻璃微珠                     1份
乙二酸                           15份
将3,3’,4,4’-二苯醚四甲酸二酐和N-甲基吡咯烷酮溶剂加入到反应瓶中充分搅拌，待3,3’,4,4’-二苯醚四甲酸二酐全部溶解后，加入正丙醇并加热到70℃回流，继续反应3小时获得二酸二酯溶液；将所述二酸二酯溶液温度降到室温，加入间苯二胺、N,N-二甲基乙醇胺和脂肪酸山梨坦，继续反应4小时，得到发泡前体溶液；将中空玻璃微珠和乙二酸加入发泡前体溶液中，搅拌3小时，浓缩和干燥后，放入模具中在150℃进行加热预处理120分钟，发泡后得到发泡块；然后升温到280℃亚胺化3个小时，最后获得中空微珠增强聚酰亚胺基复合发泡材料。
对上述得到的中空玻璃微珠增强聚酰亚胺基复合发泡材料进行测试，得到其表观密度为0.035 g/cm3，泡沫收缩率为-35%，50%压缩强度0.15Mpa，冲击强度为20KJ/m2，在125-4000Hz频率范围内的平均吸声系数为0.48。
对上述得到的中空玻璃微珠增强聚酰亚胺基复合发泡材料进行弯曲测试，将其制成长宽高为5×1×1样条，对折弯两端接近直角，样条不断裂。
实施例4
按照重量份计：
3,3’,4,4’-二苯硫醚四甲酸二酐       100份
3,4’-二氨基二苯甲烷               80份
丁醇                              1份
二甲基亚砜                       50份
N,N-二甲基吡啶                  0.01份
聚山梨酯                        0.5份
中空玻璃微珠                      1份
丙酸                              5份
将3,3’,4,4’-二苯硫醚四甲酸二酐和二甲基亚砜溶剂加入到反应瓶中充分搅拌，待3,3’,4,4’-二苯硫醚四甲酸二酐全部溶解后，加入丁醇并加热到80℃回流，继续反应1小时获得二酸二酯溶液；将所述二酸二酯溶液温度降到室温，加入3,4’-二氨基二苯甲烷、N,N-二甲基吡啶和聚山梨酯，继续反应5小时，得到发泡前体溶液；将中空玻璃微珠和丙酸加入发泡前体溶液中，搅拌5小时，浓缩和干燥后，放入模具中在180℃进行加热预处理60分钟，发泡后得到发泡块；然后升温到290℃亚胺化2个小时，最后获得中空微珠增强聚酰亚胺基复合发泡材料。
对上述得到的中空玻璃微珠增强聚酰亚胺基复合发泡材料进行测试，得到其表观密度为0.033 g/cm3，泡沫收缩率为-31%，50%压缩强度0.05Mpa，冲击强度为50KJ/m2，在125-4000Hz频率范围内的平均吸声系数为0.51。
对上述得到的中空玻璃微珠增强聚酰亚胺基复合发泡材料进行弯曲测试，将其制成长宽高为5×1×1样条，对折弯两端接近直角，样条不断裂。
实施例5
按照重量份计：
3,3’,4,4’-二苯甲酮四甲酸二酐        80份
六氟二酐                          20份
4,4’-二氨基二苯甲烷              200份
聚乙二醇                          25份
N-氧化吡啶                      1000份
二甲基苄胺                        10份
PEG-12                           100份
中空玻璃微珠                      18份
丁二酸                            30份
将3,3’,4,4’-二苯甲酮四甲酸二酐、六氟二酐和N-氧化吡啶溶剂加入到反应瓶中充分搅拌，待3,3’,4,4’-二苯甲酮四甲酸二酐和六氟二酐全部溶解后，加入聚乙二醇并加热到50℃回流，继续反应1小时获得二酸二酯溶液；将所述二酸二酯溶液温度降到室温，加入4,4’-二氨基二苯甲烷、二甲基苄胺和PEG-12，继续反应7小时，得到发泡前体溶液；将中空玻璃微珠和丁二酸加入发泡前体溶液中，搅拌5小时，浓缩和干燥后，放入模具中在150℃进行加热预处理120分钟，发泡后得到发泡块；然后升温到350℃亚胺化3个小时，最后获得中空微珠增强聚酰亚胺基复合发泡材料。
对上述得到的中空玻璃微珠增强聚酰亚胺基复合发泡材料进行测试，得到其表观密度为0.030 g/cm3，泡沫收缩率为-32%，50%压缩强度0.23Mpa，冲击强度为55KJ/m2，在125-4000Hz频率范围内的平均吸声系数为0.45。
对上述得到的中空玻璃微珠增强聚酰亚胺基复合发泡材料进行弯曲测试，将其制成长宽高为5×1×1样条，对折弯两端接近直角，样条不断裂。
实施例6
按照重量份计：
3,3’,4,4’-二苯甲酮四甲酸二酐       100份
4,4’-二氨基二苯甲烷               150份
乙醇                               5份
聚乙二醇                          15份
苯酚                            1000份
N,N-二甲基十六烷基胺              10份
DC-193                           100份
中空玻璃微珠                      20份
偶氮二甲酸二异丙酯                30份
将3,3’,4,4’-二苯甲酮四甲酸二酐和苯酚溶剂加入到反应瓶中充分搅拌，待3,3’,4,4’-二苯甲酮四甲酸二酐全部溶解后，加入乙醇和聚乙二醇的混合液并加热到70℃回流，继续反应2小时获得二酸二酯溶液；将所述二酸二酯溶液温度降到室温，加入4,4’-二氨基二苯甲烷、N,N-二甲基十六烷基胺和DC-193，继续反应6小时，得到发泡前体溶液；将中空玻璃微珠和丁二酸加入发泡前体溶液中，搅拌3小时，浓缩和干燥后，放入模具中在200℃进行加热预处理120分钟，发泡后得到发泡块；然后升温到320℃亚胺化4个小时，最后获得中空微珠增强聚酰亚胺基复合发泡材料。
实施例7
按照重量份计：
3,3’,4,4’-二苯硫醚四甲酸二酐       100份
3,4’-二氨基二苯甲烷               80份
邻苯二胺                         20份
丁醇                              1份
二甲基亚砜                       50份
苯酚                            100份
N,N-二甲基吡啶                  0.01份
二甲基苄胺                        1份
聚山梨酯                         0.5份
脂肪酸山梨坦                      1份
中空玻璃微珠                      1份
丙酸                              5份
丁二酸                            5份
将3,3’,4,4’-二苯硫醚四甲酸二酐和二甲基亚砜溶剂加入到反应瓶中充分搅拌，待3,3’,4,4’-二苯硫醚四甲酸二酐全部溶解后，加入丁醇并加热到90℃回流，继续反应2小时获得二酸二酯溶液；将所述二酸二酯溶液温度降到室温，加入3,4’-二氨基二苯甲烷、邻苯二胺、N,N-二甲基吡啶、二甲基苄胺、脂肪酸山梨坦和聚山梨酯，继续反应4小时，得到发泡前体溶液；将中空玻璃微珠、丁二酸和丙酸加入发泡前体溶液中，搅拌4小时，浓缩和干燥后，放入模具中在170℃进行加热预处理60分钟，发泡后得到发泡块；然后升温到290℃亚胺化2个小时，最后获得中空微珠增强聚酰亚胺基复合发泡材料。
对上述得到的中空玻璃微珠增强聚酰亚胺基复合发泡材料进行测试，得到其表观密度为0.033 g/cm3，泡沫收缩率为-31%，50%压缩强度0.05Mpa，冲击强度为50KJ/m2，在125-4000Hz频率范围内的平均吸声系数为0.51。
对上述得到的中空玻璃微珠增强聚酰亚胺基复合发泡材料进行弯曲测试，将其制成长宽高为5×1×1样条，对折弯两端接近直角，样条不断裂。
对上述得到的中空玻璃微珠增强聚酰亚胺基复合发泡材料进行测试，得到其表观密度为0.028 g/cm3，泡沫收缩率为-30%，50%压缩强度0.25Mpa，冲击强度为49KJ/m2，在125-4000Hz频率范围内的平均吸声系数为0.48。
对上述得到的中空玻璃微珠增强聚酰亚胺基复合发泡材料进行弯曲测试，将其制成长宽高为5×1×1样条，对折弯两端接近直角，样条不断裂。

Claims (10)

1.一种中空微珠增强聚酰亚胺基复合发泡材料，其特征在于：其表观密度为0.023g/cm3 ~ 0.035g/cm3、泡沫收缩率为-35.0% ~ -20.0%、压缩强度为0.05 ~ 0.35MPa、冲击强度为20 ~60KJ/m2，在125-4000Hz频率范围内的平均吸声系数为0.40~0.51。
2.一种中空微珠增强聚酰亚胺基复合发泡材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
A)将芳香二酐加入有机极性溶剂中溶解，加入脂肪醇，加热到50~80℃，回流1~3小时，得到酯化产物；在所述酯化产物中加入芳香二胺，并在催化剂和表面活性剂的作用下继续进行反应3~7小时，得到泡沫前体溶液；
B)向步骤A得到的泡沫前体溶液中加入中空玻璃微珠和发泡剂，搅拌3~5小时，并将其浓缩并烘干后放入模具中加热到150~200℃预处理，发泡60~120分钟后得到发泡块；
C)将步骤B得到的发泡块加热到280~350℃进行热亚胺化处理，2~4小时后，得到所述的中空玻璃微珠增强聚酰亚胺基复合发泡材料；
泡沫前体溶液中各组分用量以重量份计，配比如下：
芳香二酐100份、芳香二胺50~200份、脂肪醇1~25份、有机极性溶剂50~1000份、催化剂0.01~10份、表面活性剂0.5~100份、中空玻璃微珠1~20份、发泡剂5~30份。
3.如权利要求2所述的中空微珠增强聚酰亚胺基复合发泡材料的制备方法，其特征在于：所述芳香二酐为均苯四甲酸二酐、3,3’,4,4’-联苯基四甲酸二酐、3,3’,4,4’-二苯醚四甲酸二酐、双酚A型二苯醚二酐、六氟二酐、3,3’,4,4’-二苯硫醚四甲酸二酐、3,3’,4,4’-二苯甲酮四甲酸二酐的一种或多种。
4.如权利要求2所述的中空微珠增强聚酰亚胺基复合发泡材料的制备方法，其特征在于：所述脂肪醇为甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、辛醇、糠醇、聚乙二醇或丁醇的一种或多种。
5.如权利要求2所述的中空微珠增强聚酰亚胺基复合发泡材料的制备方法，其特征在于：所述芳香二胺为3,4’-二氨基二苯醚、4,4’-二氨基二苯醚、间苯二胺、对苯二胺、邻苯二胺、联苯二胺、4,4’-二氨基二苯砜、2,6-二氨基吡啶、1,6-乙二胺、含硅二胺、含磷二胺、三胺苯基苯、3,4’-二氨基二苯甲烷与4,4’-二氨基二苯甲烷中的一种或多种。
6.如权利要求2所述的中空微珠增强聚酰亚胺基复合发泡材料的制备方法，其特征在于：所述极性溶剂是N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮、六甲基磷酰胺、二甲基亚砜、N-氧化吡啶、N-环己基吡咯烷酮、己内酰胺、苯酚、间苯酚、对甲酚、苯甲酸、环己酮和丁酮中的一种或两种。
7.如权利要求2所述的中空微珠增强聚酰亚胺基复合发泡材料的制备方法，其特征在于：所述催化剂是三乙醇胺、N,N-二甲基乙醇胺、N,N-二甲基吡啶、二甲基苄胺、N,N-二甲基十六烷基胺、三亚乙基二胺和三乙胺的一种或任意几种的混合物。
8.如权利要求2所述的中空微珠增强聚酰亚胺基复合发泡材料的制备方法，其特征在于：所述表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠、脂肪酸甘油酯、脂肪酸山梨坦、聚山梨酯、聚二甲基硅氧烷、聚二甲基硅氧烷中的一种或任意几种的混合物。
9.如权利要求2所述的中空微珠增强聚酰亚胺基复合发泡材料的制备方法，其特征在于：所述中空玻璃微珠为碱石灰硼硅酸盐玻璃，呈中空密闭的正球形，粒径在15~135微米之间，表观密度在0.12~0.60g/cm3之间。
10.如权利要求2所述的中空微珠增强聚酰亚胺基复合发泡材料的制备方法，其特征在于：所述发泡剂为甲酸、乙酸、乙二酸、丙酸、正丁酸、丁二酸、偶氮二甲酰胺、偶氮氨基苯、对甲苯磺酰肼、对甲苯磺酰氨基脲、偶氮二异丁氰、偶氮二甲酸二异丙酯、N,N-二亚硝基五次甲基四胺、N,N-二甲基-N,N’-二亚硝基对苯、4,4’-氧代双苯磺酰肼、3,3’-二磺酰肼二苯砜、偶氮二甲酸钡、四氢噻吩、5-四唑代苯、碳酸氢钠、碳酸铵、亚硝酸铵中的一种或任意几种的混合物。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108790319A (zh) * 2018-05-16 2018-11-13 合肥易美特建材有限公司 一种高效阻燃隔音板材及其制备方法
CN110591358A (zh) * 2019-09-23 2019-12-20 中国航空工业集团公司基础技术研究院 一种轻质耐高温聚酰亚胺玻璃微珠芯材的制备方法
CN110903649A (zh) * 2019-11-21 2020-03-24 广东工业大学 一种低介电聚酰亚胺薄膜及其制备方法和应用
CN111087618A (zh) * 2019-12-30 2020-05-01 常州天晟新材料研究院有限公司 一种吸声降噪型聚酰亚胺泡沫及吸声降噪型高铁列车防寒材、应用

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102585465A (zh) * 2012-01-05 2012-07-18 南京航空航天大学 一种中空微珠增强聚乳酸基复合发泡材料及其制备方法
CN102618034A (zh) * 2012-03-24 2012-08-01 青岛海洋新材料科技有限公司 一种聚醚胺改性异氰酸酯基聚酰亚胺泡沫体制备方法
CN102942668A (zh) * 2012-10-22 2013-02-27 青岛海洋新材料科技有限公司 一种填充功能填料的聚酰亚胺复合泡沫材料制备方法
KR20140026087A (ko) * 2012-08-24 2014-03-05 현대이피 주식회사 알루미늄 입자를 함유하는 발포성 스티렌 중합체의 제조방법 및 이로부터 제조된 발포성 스티렌 중합체
CN103755956A (zh) * 2013-12-06 2014-04-30 河北联合大学 一种绿色阻燃性硬质聚氨酯-酰亚胺泡沫塑料的制备方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102585465A (zh) * 2012-01-05 2012-07-18 南京航空航天大学 一种中空微珠增强聚乳酸基复合发泡材料及其制备方法
CN102618034A (zh) * 2012-03-24 2012-08-01 青岛海洋新材料科技有限公司 一种聚醚胺改性异氰酸酯基聚酰亚胺泡沫体制备方法
KR20140026087A (ko) * 2012-08-24 2014-03-05 현대이피 주식회사 알루미늄 입자를 함유하는 발포성 스티렌 중합체의 제조방법 및 이로부터 제조된 발포성 스티렌 중합체
CN102942668A (zh) * 2012-10-22 2013-02-27 青岛海洋新材料科技有限公司 一种填充功能填料的聚酰亚胺复合泡沫材料制备方法
CN103755956A (zh) * 2013-12-06 2014-04-30 河北联合大学 一种绿色阻燃性硬质聚氨酯-酰亚胺泡沫塑料的制备方法

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108790319A (zh) * 2018-05-16 2018-11-13 合肥易美特建材有限公司 一种高效阻燃隔音板材及其制备方法
CN110591358A (zh) * 2019-09-23 2019-12-20 中国航空工业集团公司基础技术研究院 一种轻质耐高温聚酰亚胺玻璃微珠芯材的制备方法
CN110903649A (zh) * 2019-11-21 2020-03-24 广东工业大学 一种低介电聚酰亚胺薄膜及其制备方法和应用
CN111087618A (zh) * 2019-12-30 2020-05-01 常州天晟新材料研究院有限公司 一种吸声降噪型聚酰亚胺泡沫及吸声降噪型高铁列车防寒材、应用

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