CN105949577A - 一种聚酰亚胺改性耐热光缆料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种聚酰亚胺改性耐热光缆料，由下述重量份原料组成：二甘醇二苯甲酸酯2‑3、均苯四酸二酐0.7‑2、羟基硬脂酸1‑2、偏硼酸铵1‑2、八甲基环四硅氧烷5‑7、八苯基‑POSS2‑3、四甲基氢氧化铵0.01‑0.02、二甲基乙酰胺300‑400、辛基苯基环四硅氧烷1‑3、20‑25%的氨水2‑4、均苯四甲酸二酐46‑50、N‑甲基吡咯烷酮70‑80、氮化铝3‑4、高密度聚乙烯100‑110、4，4'‑二氨基二苯醚37‑40、月桂基二甲基氧化胺0.4‑1、硫化亚锡0.8‑1、8‑羟基喹啉0.1‑0.3、二烷基二硫代磷酸锌2‑3。本发明具有高导热，低膨胀，低介电，电绝缘，耐高温等优异性能。

Description

一种聚酰亚胺改性耐热光缆料及其制备方法
技术领域
本发明涉及光缆料技术领域，尤其涉及一种聚酰亚胺改性耐热光缆料及其制备方法。
背景技术
聚酰亚胺复合材料通常以聚酰亚胺为基体与其它物质复合而成"其中以聚酞亚胺为基体与高性能增强纤维(如玻璃纤维，碳纤维，芳纶纤维等)复合而成的先进复合材料，比强度高，耐高温，制件重量轻，已大量用于制作航空航天器的结构件，对航空航天工业的发展作出了巨大的贡献"当前以聚酰亚胺为基体，与无机微粒复合的研究也越来越引人注目，作为功能复合材料，具有广阔应用前景"用于聚酰亚胺/无机物(纳米)复合材料的无机物及其前体的物质主要有陶瓷、聚硅氧烷、粘土和分子筛，通常无机物以分散相的形式分散于聚酰亚胺基体中，形成一定相分离尺寸的无机相"无机物可以超微粉的形式引入聚酰亚胺中，更普遍的是以某种前驱体形式(如烷氧化物等)与聚酰亚胺的前体溶液共混再转化为相应的无机相；
由于一般的聚酰亚胺不熔，成型加工温度高，因此开发易于成型加工的聚酰亚胺是其研究发展的一个热点"此外，由于其成本较高，在一般的民用和工业应用方面受到了极大的限制，因此合成出成本低，性能保持良好的聚酰亚胺也是研究的重点之一；
聚酰亚胺具有非常优异的耐热性，耐磨性，耐辐射性，耐化学性，良好的电绝缘性，韧性，同时还具有很高的气体渗透性，由于具有优越的综合性能，现已广泛应用于航空航天，电子电气，机车汽车，精密机械和自动办公机械等领域，聚酰亚胺固化温度太高，并且难于成型加工，而将聚酰亚胺制备成粉末状，则可作为材料改性添加剂，具有很广阔的应用前景；。
发明内容
本发明目的就是为了弥补已有技术的缺陷，提供一种聚酰亚胺改性耐热光缆料及其制备方法。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种聚酰亚胺改性耐热光缆料，它是由下述重量份的原料组成的：
二甘醇二苯甲酸酯2-3、均苯四酸二酐0.7-2、羟基硬脂酸1-2、偏硼酸铵1-2、八甲基环四硅氧烷5-7、八苯基-POSS2-3、四甲基氢氧化铵0.01-0.02、二甲基乙酰胺300-400、辛基苯基环四硅氧烷1-3、20-25%的氨水2-4、均苯四甲酸二酐46-50、N-甲基吡咯烷酮70-80、氮化铝3-4、高密度聚乙烯100-110、4，4'-二氨基二苯醚37-40、月桂基二甲基氧化胺0.4-1、硫化亚锡0.8-1、8-羟基喹啉0.1-0.3、二烷基二硫代磷酸锌2-3。
一种所述的聚酰亚胺改性耐热光缆料的制备方法，包括以下步骤：
（1）取上述八甲基环四硅氧烷重量的10-15%，与四甲基氢氧化铵、偏硼酸铵混合，通入氮气，在90-95℃下保温反应2-3小时，缓慢降低温度为常温，得碱溶胶；
（2）取上述二甲基乙酰胺重量的10-15%，加入剩余的八甲基环四硅氧烷、辛基苯基环四硅氧烷、八苯基-POSS，搅拌均匀，通入氮气，加入上述碱溶胶，在90-95℃保温搅拌30-40分钟，停止通入氮气，保温2-3小时，升高温度为150-160℃，保温27-30分钟，冷却，在60-65℃下真空干燥1-2小时，得交联聚硅氧烷；
（3）将上述4，4'-二氨基二苯醚加入到其重量36-40倍的、15-17%的硫酸溶液中，加入上述20-25%的氨水，静置1-2小时，过滤，将沉淀用去离子水洗3-4次，在60-70℃下真空干燥4-5小时，得精制苯醚；
（4）将上述二烷基二硫代磷酸锌加入到其重量3-5倍的无水乙醇中，搅拌均匀，加入上述8-羟基喹啉，升高温度为60-70℃，保温搅拌10-17分钟，得醇溶液；
（5）将上述精制苯醚、均苯四甲酸二酐、交联聚硅氧烷混合，加入剩余的二甲基乙酰胺，搅拌均匀，送入冰水浴中，通入氮气，搅拌反应2-3小时，出料，将产物加入到其重量30-40倍的蒸馏水中，常温静置4-5天，过滤，得预交联聚酰亚胺；
（6）将上述氮化铝加入到N-甲基吡咯烷酮中，超声2-3分钟，得氮化铝分散液；
（7）将上述预交联聚酰亚胺加入到醇溶液中，加入硫化亚锡，搅拌均匀，蒸馏除去乙醇，得改性预交联聚酰亚胺；
（8）将上述改性预交联聚酰亚胺加入到氮化铝分散液中，加入上述月桂基二甲基氧化胺，超声20-30分钟，过滤，将沉淀在76-80℃下真空干燥3-5小时，磨成细粉，送入250-260℃的真空干燥箱中，加热6-7小时，出料冷却，得交联改性聚酰亚胺；
（9）将上述交联改性聚酰亚胺与剩余各原料混合，搅拌均匀，送入到螺杆挤出机中，熔融挤出，冷却，磨粉，即得所述光缆料。
本发明的优点是：本发明以4,4.一二氨基二苯醚和均苯四甲酸二酐为单体，以N-甲基吡咯烷酮为反应溶剂，以交联聚硅氧烷为疏水性组分，反应完成后经蒸馏水浸泡除去溶剂,再高温环化得到交联改性聚酰亚胺；
本发明在聚酰亚胺的分子链中引入了具有疏水性的Si-O-Si结构，通过聚酰亚胺对交联聚硅氧烷的剪切力，可以将聚硅氧烷分散成更小的颗粒，其可以均匀的包覆在聚酰亚胺粒子的表面，从而形成疏水层，从而改善了其在复合材料中的分散均匀性；本发明的交联聚硅氧烷还具有很好的热稳定性和辐射稳定性，提高了其阻尼性能和与聚酰亚胺的相容性；本发明将预交联聚酰亚胺与氮化铝悬浮液混合，形成的复合材料结合了聚酰亚胺和氮化铝的各自优点，具有高导热，低膨胀，低介电，电绝缘，耐高温等优异的性能。
具体实施方式
一种聚酰亚胺改性耐热光缆料，它是由下述重量份的原料组成的：
二甘醇二苯甲酸酯2、均苯四酸二酐0.7、羟基硬脂酸1、偏硼酸铵1、八甲基环四硅氧烷5、八苯基POSS2、四甲基氢氧化铵0.01、二甲基乙酰胺300、辛基苯基环四硅氧烷1、20%的氨水2、均苯四甲酸二酐46、N甲基吡咯烷酮70、氮化铝3、高密度聚乙烯100、4，4'二氨基二苯醚37、月桂基二甲基氧化胺0.4、硫化亚锡0.8、8羟基喹啉0.1、二烷基二硫代磷酸锌2。
一种所述的聚酰亚胺改性耐热光缆料的制备方法，包括以下步骤：
（1）取上述八甲基环四硅氧烷重量的10%，与四甲基氢氧化铵、偏硼酸铵混合，通入氮气，在90℃下保温反应2小时，缓慢降低温度为常温，得碱溶胶；
（2）取上述二甲基乙酰胺重量的10%，加入剩余的八甲基环四硅氧烷、辛基苯基环四硅氧烷、八苯基POSS，搅拌均匀，通入氮气，加入上述碱溶胶，在90℃保温搅拌30分钟，停止通入氮气，保温2小时，升高温度为150℃，保温27分钟，冷却，在60℃下真空干燥1小时，得交联聚硅氧烷；
（3）将上述4，4'二氨基二苯醚加入到其重量36倍的、15%的硫酸溶液中，加入上述20%的氨水，静置1小时，过滤，将沉淀用去离子水洗3次，在60℃下真空干燥4小时，得精制苯醚；
（4）将上述二烷基二硫代磷酸锌加入到其重量3倍的无水乙醇中，搅拌均匀，加入上述8羟基喹啉，升高温度为60℃，保温搅拌10分钟，得醇溶液；
（5）将上述精制苯醚、均苯四甲酸二酐、交联聚硅氧烷混合，加入剩余的二甲基乙酰胺，搅拌均匀，送入冰水浴中，通入氮气，搅拌反应2小时，出料，将产物加入到其重量30倍的蒸馏水中，常温静置4天，过滤，得预交联聚酰亚胺；
（6）将上述氮化铝加入到N甲基吡咯烷酮中，超声2分钟，得氮化铝分散液；
（7）将上述预交联聚酰亚胺加入到醇溶液中，加入硫化亚锡，搅拌均匀，蒸馏除去乙醇，得改性预交联聚酰亚胺；
（8）将上述改性预交联聚酰亚胺加入到氮化铝分散液中，加入上述月桂基二甲基氧化胺，超声20分钟，过滤，将沉淀在76℃下真空干燥3小时，磨成细粉，送入250℃的真空干燥箱中，加热6小时，出料冷却，得交联改性聚酰亚胺；
（9）将上述交联改性聚酰亚胺与剩余各原料混合，搅拌均匀，送入到螺杆挤出机中，熔融挤出，冷却，磨粉，即得所述光缆料。
性能测试：
拉伸强度：19.4MPa；
断裂伸长率：353%。

Claims (2)

1.一种聚酰亚胺改性耐热光缆料，其特征在于，它是由下述重量份的原料组成的：
二甘醇二苯甲酸酯2-3、均苯四酸二酐0.7-2、羟基硬脂酸1-2、偏硼酸铵1-2、八甲基环四硅氧烷5-7、八苯基-POSS2-3、四甲基氢氧化铵0.01-0.02、二甲基乙酰胺300-400、辛基苯基环四硅氧烷1-3、20-25%的氨水2-4、均苯四甲酸二酐46-50、N-甲基吡咯烷酮70-80、氮化铝3-4、高密度聚乙烯100-110、4，4'-二氨基二苯醚37-40、月桂基二甲基氧化胺0.4-1、硫化亚锡0.8-1、8-羟基喹啉0.1-0.3、二烷基二硫代磷酸锌2-3。
2.一种如权利要求1所述的聚酰亚胺改性耐热光缆料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）取上述八甲基环四硅氧烷重量的10-15%，与四甲基氢氧化铵、偏硼酸铵混合，通入氮气，在90-95℃下保温反应2-3小时，缓慢降低温度为常温，得碱溶胶；
（2）取上述二甲基乙酰胺重量的10-15%，加入剩余的八甲基环四硅氧烷、辛基苯基环四硅氧烷、八苯基-POSS，搅拌均匀，通入氮气，加入上述碱溶胶，在90-95℃保温搅拌30-40分钟，停止通入氮气，保温2-3小时，升高温度为150-160℃，保温27-30分钟，冷却，在60-65℃下真空干燥1-2小时，得交联聚硅氧烷；
（3）将上述4，4'-二氨基二苯醚加入到其重量36-40倍的、15-17%的硫酸溶液中，加入上述20-25%的氨水，静置1-2小时，过滤，将沉淀用去离子水洗3-4次，在60-70℃下真空干燥4-5小时，得精制苯醚；
（4）将上述二烷基二硫代磷酸锌加入到其重量3-5倍的无水乙醇中，搅拌均匀，加入上述8-羟基喹啉，升高温度为60-70℃，保温搅拌10-17分钟，得醇溶液；
（5）将上述精制苯醚、均苯四甲酸二酐、交联聚硅氧烷混合，加入剩余的二甲基乙酰胺，搅拌均匀，送入冰水浴中，通入氮气，搅拌反应2-3小时，出料，将产物加入到其重量30-40倍的蒸馏水中，常温静置4-5天，过滤，得预交联聚酰亚胺；
（6）将上述氮化铝加入到N-甲基吡咯烷酮中，超声2-3分钟，得氮化铝分散液；
（7）将上述预交联聚酰亚胺加入到醇溶液中，加入硫化亚锡，搅拌均匀，蒸馏除去乙醇，得改性预交联聚酰亚胺；
（8）将上述改性预交联聚酰亚胺加入到氮化铝分散液中，加入上述月桂基二甲基氧化胺，超声20-30分钟，过滤，将沉淀在76-80℃下真空干燥3-5小时，磨成细粉，送入250-260℃的真空干燥箱中，加热6-7小时，出料冷却，得交联改性聚酰亚胺；
（9）将上述交联改性聚酰亚胺与剩余各原料混合，搅拌均匀，送入到螺杆挤出机中，熔融挤出，冷却，磨粉，即得所述光缆料。
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