專利名稱：：一種聚酰亞胺泡沫塑料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種聚酰亞胺泡沫塑料及其制備方法。
背景技術(shù)：
：現(xiàn)有聚酰亞胺泡沫材料可在250°C300°C下長期使用，短時(shí)可在400°C500°C下使用，是聚合物泡沫中熱穩(wěn)定性最好的材料之一。聚酰亞胺泡沫材料還具有良好的隔熱吸聲性能，良好的介電性能，良好的柔韌性和彈性，以及良好的耐輻照性能。因此，聚酰亞胺泡沫材料作為工程材料廣泛應(yīng)用于航空航天、戰(zhàn)術(shù)武器、電子、通訊和艦船等領(lǐng)域。聚酰亞胺泡沫材料的研究起于19世紀(jì)60年代，美國杜邦公司在1966年申請了專利US3249561，該專利公開一種首先制備聚酰胺酸溶液，然后加入脫水劑或脫水劑/叔胺混合物，再加入可產(chǎn)生氣體的酸如蟻酸等，此時(shí)加入的酸在脫水劑或脫水劑/叔胺混合物的作用下產(chǎn)生CO或CO2發(fā)泡，最后高溫下酰亞胺化固化成型得到聚酰亞胺泡沫的方法。但是，采用該法制備的泡沫孔徑不均勻且化學(xué)發(fā)泡劑容易殘留在泡沫中。1969年，E.Lavin等在專利US3483144中提出了采用球磨法制備聚酰亞胺泡沫的方法。該方法將等當(dāng)量比的二苯甲酮四羧酸和間苯二胺制成揮發(fā)分含量至少為6.的混合物，然后將混合物置于300°C的烘箱中處理10分鐘便可得到密度為430kg/m3的高強(qiáng)度聚酰亞胺泡沫。該法制備的聚酰亞胺泡沫雖無大量的外加發(fā)泡劑，但制備的泡沫密度較大，缺陷較多。GarsonP.Shulman等人在專利US4647596、US4656198以及US4670478中公開了一種采用粉發(fā)泡制備聚酰亞胺泡沫的方法。該方法首先將芳香二酐與低分子醇反應(yīng)制備酯化產(chǎn)物，然后將酯化產(chǎn)物與二元胺混合制備聚酰亞胺前驅(qū)體粉末，最后將得到的前驅(qū)體粉末在模具中發(fā)泡制得聚酰亞胺泡沫。該法制備的聚酰亞胺泡沫孔徑較均勻，密度可控且耐溫性好，但制備工藝復(fù)雜，成本高。1973年，RobertW.Rosser等在專利US3772216中公開了一種隔熱阻燃聚酰亞胺泡沫的制備方法。該方法將多異氰酸酯、二酐、催化劑、硅烷表面活性劑和少量的水在室溫混合并攪拌均勻，然后放入烘箱加熱到110°C330°C反應(yīng)1小時(shí)2小時(shí)，利用原位產(chǎn)生的CO2氣體發(fā)泡，制備了一種密度在16kg/m396kg/m3范圍內(nèi)，具有良好的隔熱阻燃性能的聚酰亞胺泡沫。該法可通過調(diào)節(jié)反應(yīng)溫度和表面活性劑的用量來控制泡沫的密度。美國專利US5900440公開了一種低密度開孔聚酰亞胺泡沫及其制備方法。該泡沫是由至少含有兩個官能團(tuán)的多異氰酸酯與二官能團(tuán)的酸和酐的混合物(其中多異氰酸酯中-NCO與酐基和羧基總和的比例在0.91.1之間)在叔胺催化劑、表面活性劑、及溶劑存在的條件下進(jìn)行反應(yīng)。反應(yīng)過程通常分為兩到三步，反應(yīng)物首先在低溫下(約150°C)混合反應(yīng)，當(dāng)反應(yīng)產(chǎn)生的CO2釋放量為反應(yīng)物總量的lwt%8wt%時(shí)，終止反應(yīng)并將混合物從反應(yīng)容器中移出，冷卻后磨成細(xì)粉，最后將粉末在225°C260°C高溫下加熱進(jìn)一步反應(yīng)放出CO2發(fā)泡，得到密度在1.602kg/m36.408kg/m3范圍內(nèi)的低密度開孔聚酰亞胺泡沫。該方法的缺陷是工藝復(fù)雜，CO2釋放量不易控制和把握。中國專利CN101402743A公開了一種將芳香二酐和/或芳香酸酯、低分子醇、催化劑和表面活性劑按比例混合，并在極性溶劑中形成泡沫前體溶液；然后將泡沫前體溶液按比例與異氰酸酯迅速攪拌均勻，待溶液開始發(fā)白時(shí)倒入預(yù)先準(zhǔn)備好的模具內(nèi)，自由發(fā)泡得到泡沫中間體；并經(jīng)微波輻射或/和烘箱加熱固化得到聚酰亞胺泡沫的方法。由于該法主要利用芳香二酐和/或芳香酸酯與異氰酸酯在非常短的時(shí)間內(nèi)迅速混合反應(yīng)并產(chǎn)生CO2發(fā)泡，泡沫開孔率高且吸聲性能好，但缺陷多，且質(zhì)軟，力學(xué)性能很差，邵氏硬度僅為2.5HC，限制了其作為結(jié)構(gòu)材料應(yīng)用于航空航天等高端領(lǐng)域。目前，用作夾層復(fù)合材料芯材的泡沫主要有聚甲基丙烯酰亞胺(PMI)泡沫、硬質(zhì)聚氯乙烯(PVC)泡沫、硬質(zhì)聚氨酯(PU)泡沫、聚苯乙烯(PS)泡沫。表1對這幾種泡沫塑料的性能進(jìn)行了比較。表1幾種泡沫塑料的性能<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>*聚甲基丙烯酰亞胺泡沫無明顯玻璃化轉(zhuǎn)變溫度。由表1可知，硬質(zhì)聚氯乙烯(PVC)泡沫、硬質(zhì)聚氨酯(PU)泡沫和聚苯乙烯(PS)泡沫的壓縮強(qiáng)度較高，但玻璃化轉(zhuǎn)變溫度均小于130°C，長期使用溫度低于<120°C，不能作高溫吸聲或降噪材料使用，也難以作為碳纖維增強(qiáng)環(huán)氧樹脂復(fù)合材料支持體使用，更不可能成為高溫先進(jìn)樹脂基復(fù)合材料支撐體使用；聚甲基丙烯酰亞胺(PMI)泡沫材料的長期使用溫度高達(dá)180°C，壓縮強(qiáng)度和使用溫度提高，雖然基本滿足碳纖維增強(qiáng)環(huán)氧樹脂復(fù)合材料支持體要求，但抵抗成型過程中的熱形變或蠕變能力低，而且其泡沫閉孔率幾乎100%，吸聲性能差。因此，急需開發(fā)玻璃化轉(zhuǎn)變溫度和長期使用溫度大于20(TC、硬質(zhì)、低密度高分子泡沫塑料，使其既可作高溫吸聲材料使用，也可作高溫先進(jìn)復(fù)合材料成型支撐體或夾心材料使用。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種長期使用溫度大于200°C，硬質(zhì)，低密度，孔徑均勻，壓縮性能和吸聲性能優(yōu)良，且制備工藝簡單，成本低，發(fā)泡過程無毒環(huán)保的聚酰亞胺泡沫塑料及其制備方法。為上述目的，本發(fā)明提出一種聚酰亞胺泡沫塑料及其制備方法，所用原料是芳香二酐或芳香四酸、異氰酸酯、極性溶劑、復(fù)合催化劑、表面活性劑、起泡劑、及其它助劑。其特征在于(a)第一步，該制備方法包括在復(fù)合催化劑和表面活性劑存在條件下，將芳香二酐或芳香四酸與異氰酸酯按比例混合，在極性溶劑中加熱進(jìn)行反應(yīng)形成聚酰亞胺，產(chǎn)生的CO2氣體部分逸出，得到泡沫前體溶液。各組分用量以重量份計(jì)，配比如下芳香二酐0100份芳香酸酯0100份異氰酸酯95200份極性溶劑100300份復(fù)合催化劑0.0110份表面活性劑0.510份起泡劑530份其它助劑010份(b)第二步，該制備方法包括將所述泡沫前體溶液冷卻至10°C50°C；將起泡劑添加到泡沫前體溶液中反應(yīng)，迅速攪拌0.05分鐘2分鐘，倒入預(yù)熱的模具內(nèi)自由發(fā)泡1分鐘10分鐘，形成泡沫中間體；(c)第三步，該制備方法包括將所述泡沫中間體室溫放置0.5小時(shí)12小時(shí)；最后在150°C250°C的真空烘箱中加熱固化定型2小時(shí)10小時(shí)，得到充分酰亞胺化的硬質(zhì)低密度聚酰亞胺泡沫塑料。所述芳香二酐或芳香四酸具有如下結(jié)構(gòu)<formula>formulaseeoriginaldocumentpage6</formula>或<formula>formulaseeoriginaldocumentpage6</formula>其中A是<formula>formulaseeoriginaldocumentpage6</formula>X是<formula>formulaseeoriginaldocumentpage6</formula><formula>formulaseeoriginaldocumentpage7</formula>所述異氰酸酯是4，4’-二苯基甲烷二異氰酸酯、甲苯二異氰酸酯、對亞苯基二異氰酸酯、萘基二異氰酸酯、1，6_亞己基二異氰酸酯、多亞甲基多苯基多異氰酸酯、四亞甲基二異氰酸酯、六亞甲基二異氰酸酯、或異氟爾酮二異氰酸酯中的一種或兩種。所述極性溶劑是六甲基磷酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮、二甲基亞砜、N-氧化吡啶、N，N-二甲基甲酰胺、或二乙二醇二甲醚中的一種。所述復(fù)合催化劑是三乙醇胺、N,N-二甲基乙醇胺、N，N’-二甲基吡啶、二甲基芐胺、N，N-二甲基十六烷基胺、三亞乙基二胺、N-乙基嗎啉、雙(二甲基胺基乙基)和三乙胺有機(jī)胺類催化劑中的一種分別與辛酸亞錫、二月桂酸二丁基錫、二乙酸二丁基錫、二馬來酸二丁基錫和硫醇二丁基錫有機(jī)金屬鹽類催化劑中的一種的復(fù)合物。所述表面活性劑是PEG-12聚二甲基硅氧烷(DC-193)和AK系列有機(jī)硅油中的一種。所述起泡劑是甲酸、乙酸、乙二酸、丙酸、正丁酸、丁二酸、苯甲酸、鄰羥基苯甲酸、苯丙酸、鄰苯二甲酸、呋喃甲酸、順丁烯二酸、α-萘乙酸、水、甲醇、乙醇、丙醇、異丙醇、或正丁醇中的一種或兩種。所述其它助劑包括至少一種選自下列物質(zhì)乙二醇、丁二醇、一縮二乙二醇、低分子聚乙二醇、丙三醇、雙酚Α、芳香二胺、以及1，1-二氯-1-氟代乙烷、二氟一氯乙烷、1，1,1,3,3-五氟丙烷、1，1-二氟乙烷、正戊烷、環(huán)戊烷和石油醚。本發(fā)明的主要原理是利用原料芳香二酐或芳香四酸溶解在極性溶劑中，與異氰酸酯充分混合并在60°C120°C下進(jìn)行反應(yīng)形成聚酰亞胺，產(chǎn)生的CO2氣體部分逸出，獲得粘度較大的泡沫前體溶液，然后降溫至10°C50°C，將起泡劑與泡沫前體溶液迅速混合反應(yīng)，產(chǎn)生大量發(fā)泡劑自由發(fā)泡得到聚酰亞胺泡沫中間體，通過在真空烘箱中加熱固化定型，最終得到充分酰亞胺化的硬質(zhì)低密度聚酰亞胺泡沫塑料。在混合樹脂中加入表面活性劑用以穩(wěn)定泡孔；加入胺類和有機(jī)金屬鹽類復(fù)合催化劑用以加速并協(xié)調(diào)鏈增長反應(yīng)和發(fā)泡反應(yīng)；加入起泡劑用以產(chǎn)生大量發(fā)泡劑發(fā)泡。<formula>formulaseeoriginaldocumentpage7</formula>(a)第一步<formula>formulaseeoriginaldocumentpage8</formula>發(fā)泡劑(b)第二步本發(fā)明配方中也可加入乙二醇、丁二醇、一縮二乙二醇、低分子聚乙二醇、丙三醇、雙酚A、或芳香二元胺中的一種，以便與異氰酸酯預(yù)聚形成以異氰酸根為端基的預(yù)聚體，提高反應(yīng)活性。本發(fā)明配方中也可加入1，1-二氯-1-氟代乙烷、二氟一氯乙烷、1，1，1，3，3_五氟丙烷、1，1-二氟乙烷、正戊烷、環(huán)戊烷、或石油醚中一種或兩種，以便降低泡沫體的密度。本發(fā)明具有如下區(qū)別和優(yōu)點(diǎn)(1)泡沫材料長期使用溫度高、硬度大、密度低、壓縮強(qiáng)度大、吸聲性能好；(2)泡沫體孔徑均勻，無塌泡、并泡、裂泡及材料酰亞胺化不完全的缺陷；(3)制備工藝簡單，無需專用設(shè)備；(4)與傳統(tǒng)二元酐與二元胺制備的聚酰亞胺泡沫相比，采用二元酐與異氰酸酯制備的聚酰亞胺泡沫價(jià)格低廉；(5)發(fā)泡過程無毒環(huán)保；(6)本發(fā)明所得制品性能穩(wěn)定，應(yīng)用領(lǐng)域廣。具體實(shí)施例方式以下通過實(shí)施例可以進(jìn)一步理解本發(fā)明，但不能限制本發(fā)明的內(nèi)容。該領(lǐng)域的技術(shù)熟練人員可以根據(jù)上述本
發(fā)明內(nèi)容對本發(fā)明作一些非本質(zhì)的改進(jìn)和調(diào)整。實(shí)施例11，2，4，5-均苯四甲酸酐100份多亞甲基多苯基多異氰酸酯130份N，N-二甲基甲酰胺150份三乙醇胺0.50份辛酸亞錫0.50份DC-1932.50份起泡劑6份將1，2，4，5_均苯四甲酸酐和N，N-二甲基甲酰胺溶劑加入到容器中充分?jǐn)嚢?，?,2,4,5-均苯四甲酸酐粉末全部溶解后，加入多亞甲基多苯基多異氰酸酯、三乙醇胺、辛酸亞錫、DC-193，并在60V90°C溫度范圍內(nèi)反應(yīng)0.3小時(shí)2小時(shí)，然后降溫至30°C，得到粘度較大的泡沫前體溶液；加入起泡劑，快速攪拌，待溶液開始發(fā)白后倒入預(yù)先準(zhǔn)備好的模具中，自由發(fā)泡5分鐘，得到泡沫中間體；然后將泡沫中間體放入真空烘箱中，在240°C下固化2小時(shí)，冷卻后脫模得到固體聚酰亞胺泡沫。實(shí)施例23，3，，4，4，-二苯酮四酸二酐80份多亞甲基多苯基多異氰酸酯109份N，N-二甲基甲酰胺210份三乙胺0.35份辛酸亞錫0.35份AK88051份起泡劑5份將3，3’，4，4’-二苯酮四酸二酐和N，N-二甲基甲酰胺溶劑加入到容器中充分?jǐn)嚢?，?，3’，4，4’-二苯酮四酸二酐粉末全部溶解后，加入多亞甲基多苯基多異氰酸酯、三乙胺、辛酸亞錫、AK8805，并在90°C下反應(yīng)1小時(shí)2小時(shí)，然后降溫至30°C，得到粘度較大的泡沫前體溶液；加入起泡劑，快速攪拌，待溶液開始發(fā)白后倒入預(yù)先準(zhǔn)備好的模具中，自由發(fā)泡10分鐘，得到泡沫中間體；然后將泡沫中間體放入真空烘箱中，在250°C下固化3小時(shí)，冷卻后脫模得到固體聚酰亞胺泡沫。實(shí)施例31，2，4，5-均苯四甲酸酐45份3，3，，4，4，-二苯酮四酸二酐65份多亞甲基多苯基多異氰酸酯180份N，N-二甲基乙酰胺210份三乙醇胺0.40份二月桂酸二丁基錫0.40份AK88052份起泡劑4份將1，2，4，5_均苯四甲酸酐、3，3’，4，4’_二苯酮四酸二酐和N，N_二甲基乙酰胺溶劑加入到容器中充分?jǐn)嚢?，?，2，4，5-均苯四甲酸酐和3，3’，4，4’-二苯酮四酸二酐粉末全部溶解后，加入多亞甲基多苯基多異氰酸酯、三乙醇胺、二月桂酸二丁基錫、AK8805，并在90°C下反應(yīng)1小時(shí)2小時(shí)，然后降溫至30°C，得到粘度較大的泡沫前體溶液；加入起泡齊U，快速攪拌，待溶液開始發(fā)白后倒入預(yù)先準(zhǔn)備好的模具中，自由發(fā)泡8分鐘，得到泡沫中間體；然后將泡沫中間體放入真空烘箱中，在250°C下固化3小時(shí)，冷卻后脫模得到固體聚酰亞胺泡沫。實(shí)施例43，3，，4，4，-二苯酮四酸二酐65份4,4'-二苯基甲烷二異氰酸酯13份多亞甲基多苯基多異氰酸酯90份N,N-二甲基乙酰胺145份三乙醇胺0.30份二月桂酸二丁基錫0.30份DC-1932份1，4_丁二醇2.5份起泡劑6.5份將4，4’_二苯基甲烷二異氰酸酯和多亞甲基多苯基多異氰酸酯投放于容器中攪拌，然后緩慢加入1，4_丁二醇，使之與4，4’-二苯基甲烷二異氰酸酯及多亞甲基多苯基多異氰酸酯充分預(yù)聚，待混合物澄清后再反應(yīng)5分鐘30分鐘，得到以異氰酸根為端基的預(yù)聚體；然后將溶于N，N-二甲基乙酰胺中的3，3’，4，4’-二苯酮四酸二酐溶液緩慢加入到預(yù)聚體中并充分?jǐn)嚢杈鶆?，再加入三乙醇胺、二月桂酸二丁基錫、DC-193，并在70°C下反應(yīng)0.5小時(shí)1小時(shí)后降溫至35°C，得到泡沫前體溶液；加入起泡劑，快速攪拌，待溶液開始發(fā)白后倒入預(yù)先準(zhǔn)備好的模具中，自由發(fā)泡7分鐘，得到泡沫中間體；然后將泡沫中間體放入真空烘箱中，在200°C下固化3小時(shí)，冷卻后脫模，得到固體聚酰亞胺泡沫。實(shí)施例51，2，4，5-均苯四甲酸酐30份3，3，，4，4，-二苯醚四酸二酐30份多亞甲基多苯基多異氰酸酯100份N，N-二甲基甲酰胺85份三乙醇胺0.30份辛酸亞錫0.30份DC-1931份4，4，-二氨基二苯醚35份起泡劑5份將多亞甲基多苯基多異氰酸酯投放于容器中攪拌，然后緩慢加入4，4’_二氨基二苯醚，使之與多亞甲基多苯基多異氰酸酯充分預(yù)聚，待混合物澄清后，再反應(yīng)5分鐘30分鐘，得到以異氰酸根為端基的預(yù)聚體；然后將溶于N，N-二甲基甲酰胺中的1，2，4，5_均苯四甲酸酐及3，3’，4，4’-二苯醚四酸二酐溶液緩慢加入到預(yù)聚體中并充分?jǐn)嚢杈鶆?，再加入三乙醇胺、辛酸亞錫、DC-193，并在80°C下反應(yīng)0.8小時(shí)后降溫至25°C，獲得粘度較大的泡沫前體溶液；加入起泡劑，快速攪拌，待溶液開始發(fā)白后倒入預(yù)先準(zhǔn)備好的模具中，自由發(fā)泡2分鐘5分鐘，得到泡沫中間體；然后將泡沫中間體放入真空烘箱中，在230°C下固化2.5小時(shí)，冷卻后脫模，得到固體聚酰亞胺泡沫。實(shí)施例61，2，4，5-均苯四甲酸酐30份3，3，，4，4，-二苯醚四酸二酐30份多亞甲基多苯基多異氰酸酯100份N，N-二甲基甲酰胺210份三乙醇胺0.50份辛酸亞錫0.50份AK88051份起泡劑5.5份環(huán)戊烷2份將1，2，4，5_均苯四甲酸酐、3，3’，4，4’-二苯醚四酸二酐、及N，N-二甲基甲酰胺溶劑在容器中充分?jǐn)嚢杈鶆?，?，2，4，5_均苯四甲酸酐和3，3’，4，4’-二苯醚四酸二酐全部溶解后，加入多亞甲基多苯基多異氰酸酯、三乙醇胺、辛酸亞錫、AK8805，并在60°C100°C溫度范圍內(nèi)反應(yīng)1.5小時(shí)，然后降溫至38°C，獲得泡沫前體溶液；加入起泡劑和環(huán)戊烷，快速攪拌均勻，待溶液開始發(fā)白后倒入預(yù)熱的模具中，自由發(fā)泡10分鐘，得到泡沫中間體；然后將泡沫中間體放入真空烘箱中，在230°C下固化3小時(shí)，冷卻后脫模，得到固體聚酰亞胺泡沫。實(shí)施例73，3，，4，4，-二苯醚四酸二酐60份多亞甲基多苯基多異氰酸酯130份N，N-二甲基甲酰胺120份三乙醇胺0.30份辛酸亞錫0.30份AK88052份丙三醇2.5份起泡劑3.5份正戊烷2份將多亞甲基多苯基多異氰酸酯投放于容器中攪拌，然后緩慢加入丙三醇，使之與多亞甲基多苯基多異氰酸酯充分預(yù)聚，待混合物澄清后，再反應(yīng)20分鐘，得到異氰酸根為端基的預(yù)聚體；然后將溶于N，N-二甲基甲酰胺溶劑中的3，3’，4，4’_二苯醚四酸二酐緩慢加入到預(yù)聚體中并充分?jǐn)嚢杈鶆?，再加入三乙醇胺、辛酸亞錫、AK8805，并在90°C下反應(yīng)1小時(shí)后降溫至25°C，獲得泡沫前體溶液；加入起泡劑和正戊烷，快速攪拌均勻，待溶液開始發(fā)白后倒入預(yù)熱的模具中，自由發(fā)泡5分鐘，得到泡沫中間體；然后將泡沫中間體放入真空烘箱中，在210°C下固化2小時(shí)，冷卻后脫模，得到固體聚酰亞胺泡沫。實(shí)施例81，2，4，5-均苯四甲酸酐60份多亞甲基多苯基多異氰酸酯130份N，N-二甲基甲酰胺120份三乙醇胺0.30份辛酸亞錫0.30份AK88052份聚乙二醇60054份起泡劑4.5份1，1_二氯-1-氟代乙烷2份將多亞甲基多苯基多異氰酸酯投放于容器中攪拌，然后緩慢加入聚乙二醇600，使之與多亞甲基多苯基多異氰酸酯充分預(yù)聚，待混合物澄清后，再反應(yīng)20分鐘，得到以異氰酸根為端基的預(yù)聚體，然后將溶于N，N-二甲基甲酰胺溶劑中的1，2，4，5_均苯四甲酸酐溶液緩慢加入到預(yù)聚體中并充分?jǐn)嚢杈鶆颍偌尤肴掖及?、辛酸亞錫、AK8805，并在78°C下反應(yīng)1小時(shí)后降溫至35°C，獲得泡沫前體溶液；加入起泡劑和1，1-二氯-1-氟代乙烷，快速攪拌均勻，待溶液開始發(fā)白后倒入預(yù)熱的模具中，自由發(fā)泡1分鐘4分鐘，得到泡沫中間體；然后將泡沫中間體放入真空烘箱中，在250°C下固化2小時(shí)，冷卻后脫模，得到固體聚酰亞胺泡沫。實(shí)施例91，2，4，5-均苯四甲酸酐85份3，3，，4，4，-二苯酮四酸二酐35份多亞甲基多苯基多異氰酸酯175份N，N-二甲基乙酰胺200份三乙醇胺0.30份二月桂酸二丁基錫0.50份AK88051.5份起泡劑3.8份將1，2，4，5_均苯四甲酸酐、3，3’，4，4’_二苯酮四酸二酐和N，N_二甲基乙酰胺溶劑加入到容器中充分?jǐn)嚢?，?，2，4，5-均苯四甲酸酐和3，3’，4，4’-二苯酮四酸二酐粉末全部溶解后，加入多亞甲基多苯基多異氰酸酯、三乙醇胺、二月桂酸二丁基錫、AK8805，并在110°C下反應(yīng)2小時(shí)，然后降溫至25°C，得到粘度較大的泡沫前體溶液；加入起泡劑，快速攪拌，待溶液開始發(fā)白后倒入預(yù)先準(zhǔn)備好的模具中，自由發(fā)泡10分鐘，得到泡沫中間體；然后將泡沫中間體放入真空烘箱中，在250°C下固化3小時(shí)，冷卻后脫模得到固體聚酰亞胺泡沫。由上述實(shí)施例1至實(shí)施例9所得硬質(zhì)低密度聚酰亞胺泡沫塑料的密度、平均孔徑、壓縮強(qiáng)度、玻璃化轉(zhuǎn)變溫度、硬度、以及平均吸聲系數(shù)表示在表2中。表2實(shí)施例制備的聚酰亞胺泡沫塑料基本性能<table>tableseeoriginaldocumentpage12</column></row><table>**邵氏硬度測試標(biāo)準(zhǔn)ASTMD2240-05"StandardTestMethodforRubberProperty-DurometerHardness即“用硬度計(jì)測定橡膠硬度的試驗(yàn)方法”。***平均吸聲系數(shù)采用駐波管法測試。權(quán)利要求一種聚酰亞胺泡沫塑料及其制備方法，所用原料是芳香二酐或芳香四酸、異氰酸酯、極性溶劑、復(fù)合催化劑、表面活性劑、起泡劑、及其它助劑。其特征在于(a)第一步，該制備方法包括在復(fù)合催化劑和表面活性劑存在條件下，將芳香二酐或芳香四酸與異氰酸酯按比例混合，在極性溶劑中加熱進(jìn)行反應(yīng)形成聚酰亞胺，產(chǎn)生的CO2氣體部分逸出，得到泡沫前體溶液。各組分用量以重量份計(jì)，配比如下芳香二酐0～100份芳香四酸0～100份異氰酸酯95～200份極性溶劑100～300份復(fù)合催化劑0.01～10份表面活性劑0.5～10份起泡劑5～30份其它助劑0～10份(b)第二步，該制備方法包括將所述泡沫前體溶液冷卻至10℃～50℃，將起泡劑添加到泡沫前體溶液中反應(yīng)，迅速攪拌0.05分鐘～2分鐘，倒入預(yù)熱的模具內(nèi)自由發(fā)泡1分鐘～10分鐘，形成泡沫中間體。(c)第三步，該制備方法包括將所述泡沫中間體室溫放置0.5小時(shí)～12小時(shí)，最后在150℃～250℃的真空烘箱中加熱固化定型2小時(shí)～10小時(shí)，得到充分酰亞胺化的硬質(zhì)低密度聚酰亞胺泡沫塑料。2.權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，其中的芳香二酐或芳香四酸具有如下結(jié)構(gòu)<formula>formulaseeoriginaldocumentpage2</formula>或<formula>formulaseeoriginaldocumentpage2</formula>其中A是X是<formula>formulaseeoriginaldocumentpage3</formula>3.權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，其中的異氰酸酯是4，4’-二苯基甲烷二異氰酸酯、甲苯二異氰酸酯、對亞苯基二異氰酸酯、萘基二異氰酸酯、1，6_亞己基二異氰酸酯、多亞甲基多苯基多異氰酸酯、四亞甲基二異氰酸酯、六亞甲基二異氰酸酯、或異氟爾酮二異氰酸酯中的一種或兩種。4.權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，其中的極性溶劑是六甲基磷酰胺、Ν，Ν-二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮、二甲基亞砜、N-氧化吡啶、N，N-二甲基甲酰胺、或二乙二醇二甲醚中的一種。5.權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，其中的復(fù)合催化劑是三乙醇胺、N，N-二甲基乙醇胺、N，N’-二甲基吡啶、二甲基芐胺、N，N-二甲基十六烷基胺、三亞乙基二胺、N-乙基嗎啉、雙(二甲基胺基乙基)和三乙胺有機(jī)胺類催化劑中的一種分別與辛酸亞錫、二月桂酸二丁基錫、二乙酸二丁基錫、二馬來酸二丁基錫和硫醇二丁基錫有機(jī)金屬鹽類催化劑中的一種的復(fù)合物。6.權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，其中的表面活性劑是PEG-12聚二甲基硅氧烷(DC-193)和AK系列有機(jī)硅油中的一種。7.權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，其中的起泡劑是甲酸、乙酸、乙二酸、丙酸、正丁酸、丁二酸、苯甲酸、鄰羥基苯甲酸、苯丙酸、鄰苯二甲酸、呋喃甲酸、順丁烯二酸、α-萘乙酸、水、甲醇、乙醇、丙醇、異丙醇、或正丁醇中的一種或兩種。8.權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，其中的其它助劑包括至少一種選自下列物質(zhì)乙二醇、丁二醇、一縮二乙二醇、低分子聚乙二醇、丙三醇、雙酚Α、芳香二胺、以及1，1_二氯-1-氟代乙烷、二氟一氯乙烷、1，1，1，3，3-五氟丙烷、1，1_二氟乙烷、正戊烷、環(huán)戊烷和石油醚。全文摘要本發(fā)明涉及一種聚酰亞胺泡沫塑料及其制備方法。所用原料是芳香二酐或芳香四酸、異氰酸酯、極性溶劑、復(fù)合催化劑、表面活性劑、起泡劑及其它助劑。制備方法為芳香二酐或芳香四酸與異氰酸酯反應(yīng)得到聚酰亞胺泡沫前體溶液；將起泡劑添加到泡沫前體溶液中反應(yīng)，自由發(fā)泡形成泡沫中間體；通過熱處理使泡沫中間體固化定型。本發(fā)明特征在于該法制備的聚酰亞胺泡沫塑料泡孔均勻，質(zhì)硬，密度低，玻璃化轉(zhuǎn)變溫度為260℃～305℃，邵氏硬度為40HC～88HC，壓縮強(qiáng)度為400kPa～700kPa，制備工藝簡單，成本低，發(fā)泡過程無毒環(huán)保，創(chuàng)新了高溫、輕質(zhì)、抗壓、吸聲降噪和隔熱高分子泡沫材料，為高溫先進(jìn)復(fù)合材料技術(shù)提供了重要支撐體。文檔編號C08L79/08GK101812232SQ201010144568公開日2010年8月25日申請日期2010年4月9日優(yōu)先權(quán)日2010年4月9日發(fā)明者劉小艷,王凱,詹茂盛申請人:北京航空航天大學(xué)