一種製備籠型倍半矽氧烷交聯固化的聚(脲-醯亞胺)的方法
2023-05-09 19:30:46 1
一種製備籠型倍半矽氧烷交聯固化的聚(脲-醯亞胺)的方法
【專利摘要】本發明提供了一種製備籠型倍半矽氧烷固化的聚(脲-醯亞胺)的方法。本發明利用聚脲低聚物與均苯四甲酸酐反應製備了聚(脲-醯亞胺)預聚體，再用具有高反應活性的八苯氨基籠型倍半矽氧烷固化，最終製備出耐高溫的塗層材料。本方法所合成的聚(脲-醯亞胺)，既具有聚脲的優良的加工性，可塑性，優良的粘接性以及極好的介電性能，又具有聚醯亞胺的韌性和強度，同時具有優良的熱穩定性能。通過調節聚脲段的含量得到具有不同強度和耐熱性能的塗層材料。本方法只需要常溫固化，工藝簡單、生產成本低、工業化前景廣泛。
【專利說明】-種製備籠型倍半矽氧烷交聯固化的聚（脲-醯亞胺）的 方法
【技術領域】
[0001] 本發明是關於一種利用籠型倍半矽氧烷作為交聯劑固化製備聚（脲-醯亞胺）耐 高溫塗層材料的製備方法，屬於雜化材料製備的【技術領域】。
【背景技術】
[0002] 近年來，由於嵌段共聚物兼具有嵌段單元的特性而備受重視。聚脲（PU)和聚醯亞 胺（PI)是兩種性能優異的高分子材料，但PU的耐熱性差和PI柔韌性差等缺點極大地限制 了它們在某些【技術領域】的應用。為了彌補他們的缺點，採用化學的方法將PU和PI嵌入到 同一主鏈中，製備出分子鏈中既含有脲（PU)軟、硬段結構又含有聚醯亞胺（PI)結構的聚 (脲-醯亞胺）嵌段共聚物（ΡΠ )，ΡΠ 的結構特性決定其兼具有聚脲和聚醯亞胺的優點， 性能優良。通過調節聚脲軟段含量，可製備出軟硬度不同的聚（脲-醯亞胺）耐高溫塗層 材料。
[0003] 倍半矽氧烷作為一種新型有機-無機納米雜化材料前驅體正引起人們極大的興 趣和廣泛的關注。籠型倍半娃氧燒（POSS)是倍半娃氧燒（Silsesquioxane)中性能最為突 出的一種，它具有獨特的三維立體結構，納米尺寸，易於官能化等優點，可用作製備耐高溫 複合材料、電子材料、光電功能材料等高性能雜化材料。將POSS分子進行各種功能化，並通 過各種聚合方式製備聚合物/POSS雜化材料的研究已經取得了較大的進展。製備出的各種 不同聚合物基體的雜化材料具有優秀的熱性能，阻燃性能以及表面性能。隨著研究得深入， POSS在功能性高分子領域的應用也變得越來越廣泛。
[0004] 近年來，POSS複合高分子材料的研究與開發日益多樣化，並產生了許多有意義的 成果；但是目前對低溫固化的耐高溫材料的研究很少，而且國內尚無專利報導八苯氨基籠 型倍半矽氧烷改性的聚（脲-醯亞胺）耐高溫塗層材料的製備方法。用本方法製備的聚 (脲-醯亞胺）能在低溫下固化，是一種低溫固化而耐高溫的優良材料，可以在耐高溫膠黏 劑和塗料等領域應用。並且從現有研究現狀來看，POSS改性有機/無機雜化耐高溫材料的 研究與應用具有十分重要的意義。
【發明內容】
[0005] 本發明的目的在於提供一種利用籠型倍半矽氧烷作為交聯劑固化製備聚（脲-醯 亞胺）耐高溫塗層材料的簡便方法。製備過程中，首先製備出不同分子量的聚脲低聚物，再 利用聚脲低聚物與酸酐反應製備了聚（脲-醯亞胺）預聚體，再用具有高反應活性的八苯 氨基籠型倍半矽氧烷交聯固化，最終乾燥除去溶劑，製備出耐高溫的塗層材料。
[0006] 本發明提供的籠型倍半矽氧烷作為交聯劑固化製備聚（脲-醯亞胺）耐高溫塗層 材料的製備工藝過程，具體步驟是：
[0007] -種製備籠型倍半矽氧烷固化的聚（脲-醯亞胺）的方法，其特徵在於步驟如下：
[0008] (1)將分子量為600?5000的端氨基聚醚和異佛爾酮二異氰酸酯按照摩爾比 1:2?1:2. 1加入到反應容器，加入溶劑N，N-二甲基甲醯胺，氮氣保護下混合攪拌均勻，常 溫反應0. 5?2小時；
[0009] (2)按照異佛爾酮二異氰酸酯和均苯四甲酸酐摩爾比4:1?4. 2:1稱取均苯四甲 酸酐，加入步驟（1)得到溶液；滴入三乙胺催化劑，氮氣保護下反應24小時，用飽和石灰水 檢測反應產生的CO2，以確定反應是否完成；待無 CO2放出後，停止反應；整個反應過程控制 在75?85? ;
[0010] (3)取步驟（2)得到的溶液，攪拌下加入八苯氨基籠型倍半矽氧烷，其中每40g溶 液加入0. 46g?2. 6g八苯氨基籠型倍半矽氧烷，繼續攪拌30min，靜置待氣泡完全消失後， 倒入到模具中，常溫固化1-2天，乾燥得到最終產物。
[0011] 進一步，三乙胺催化劑加入量為每8g異佛爾酮二異氰酸酯加入三乙胺9-15mL。
[0012] 進一步，三乙胺催化劑分三次加入，每次3_5mL。
[0013] 所述方法製備的籠型倍半矽氧烷固化的聚（脲-醯亞胺），其特徵在於結構特徵 為：
[0014]
【權利要求】
1. 一種製備籠型倍半矽氧烷固化的聚（脲-醯亞胺）的方法，其特徵在於步驟如下： (1) 將分子量為600?5000的端氨基聚醚和異佛爾酮二異氰酸酯按照摩爾比1:2? 1:2. 1加入到反應容器，加入溶劑N，N-二甲基甲醯胺，氮氣保護下混合攪拌均勻，常溫反應 0. 5?2小時； (2) 按照異佛爾酮二異氰酸酯和均苯四甲酸酐摩爾比4:1?4. 2:1稱取均苯四甲酸酐， 加入步驟（1)得到溶液；滴入三乙胺催化劑，氮氣保護下反應24小時，用飽和石灰水檢測反 應產生的CO2，以確定反應是否完成；待無CO2放出後，停止反應；整個反應過程控制在75? 850C； (3) 取步驟（2)得到的溶液，攪拌下加入八苯氨基籠型倍半矽氧烷，其中每40g溶液加 入0. 46g?2. 6g八苯氨基籠型倍半矽氧烷，繼續攪拌30min，靜置待氣泡完全消失後，倒入 到模具中，常溫固化1-2天，乾燥得到最終產物。
2. 根據權利要求1所述的一種製備籠型倍半矽氧烷固化的聚（脲-醯亞胺）的方法， 其特徵在於：三乙胺催化劑加入量為每8g異佛爾酮二異氰酸酯加入三乙胺9-15mL。
3. 根據權利要求2所述的一種製備籠型倍半矽氧烷固化的聚（脲-醯亞胺）的方法， 其特徵在於：三乙胺催化劑分三次加入，每次3-5mL。
4. 應用權利要求1所述方法製備的籠型倍半矽氧烷固化的聚（脲-醯亞胺），其特徵 在於結構特徵為：
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【文檔編號】C08G73/10GK104311826SQ201410560019
【公開日】2015年1月28日 申請日期:2014年10月19日 優先權日:2014年10月19日
【發明者】李齊方, 郭志龍, 周政 申請人:北京化工大學