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，同時具有良好的熱穩(wěn)定性、力學機械性能、和電學性能，由于結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉具有潛在的實用價值。
【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、化學穩(wěn)定性、電絕緣性以及高的機 械強度。因其優(yōu)異的綜合性能，目前在航空航天、電子電氣、精密機械、石油化工、汽車等領(lǐng) 域得到廣泛應用，其材料制品形式包括聚酰亞胺基體樹脂及其復合材料、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)研究的重點和熱 點。
[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方面，近年來人們通過在 分子主鏈中引入柔性基團、含氟基團、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?zhí)枮?00780022063. 5的中國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間，并且制備過程中要收集 蒸發(fā)的液體與補加溶劑，而本發(fā)明中制備方法涉及的所有操作均在室溫下進行，無需加熱 意味著減少大量能耗，溶劑不會蒸發(fā)也無需補加，大大簡化制備方法；同時本發(fā)明涉及聚酰 亞胺為均聚物，相對于申請?zhí)枮?00780022063. 5的中國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、力學性能相對更好。


【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、力學機械性能、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) 在惰性氣體保護下，將芳香族二胺溶于有機溶劑中，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亞胺化試劑，機械攪拌，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)中機械攪拌反應時間為6-10小時，優(yōu)選8-9小時，步驟b)中機械攪拌反應時 間為10-24小時，優(yōu)選14-16小時。
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】C08G73/10GK104151550SQ201410390114
【公開日】2014年11月19日 申請日期: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 申請人:上海交通大學