本發(fā)明專利技術(shù)涉及一種聚酰亞胺膠粘劑及制備方法，包括聚酰亞胺93～99％(重量)、有機(jī)絹云母1～7％(重量)，其中所述聚酰亞胺是以4，4’-二氨基二苯甲烷和2，2-雙[4-(4-氨基苯氧基)苯基]丙烷作為二胺單體，以3，3’，4，4’-二苯酮四酸二酐作為單體的合成物，所述有機(jī)絹云母的陽(yáng)離子交換容量是60meq/100g，晶面間距d002為2.85nm。本發(fā)明專利技術(shù)可以直接采用改性的絹云母作為增強(qiáng)填料，不需要添加其它表面活性劑，簡(jiǎn)化了生產(chǎn)工藝。制備的改性膠粘劑粘結(jié)性能、耐熱性、玻璃化轉(zhuǎn)變溫度得到明顯改善。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及一種聚酰亞胺膠粘劑及其制備方法。
技術(shù)介紹
聚酰亞胺(PI)是較早應(yīng)用于耐高溫膠粘劑的一類高分子材料，因具有良好地耐熱性、化學(xué)穩(wěn)定性、高粘結(jié)強(qiáng)度而被廣泛應(yīng)用于航空航天、汽車制動(dòng)系統(tǒng)等領(lǐng)域。目前，很多研究思路是將層狀硅酸鹽(如蒙脫土、蛭石等)作為增強(qiáng)填料加入到聚酰亞胺體系中，以進(jìn)一步提高其力學(xué)性能、耐熱性能、粘結(jié)性能等，從而擴(kuò)寬聚酰亞胺的應(yīng)用范圍。絹云母是2∶1型的層狀硅酸鹽礦物，和蒙脫土相比，具有更大的長(zhǎng)徑比、價(jià)格也更加低廉，同時(shí)它的化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定性高，耐熱絕緣、耐酸耐堿。目前絹云母作為重要的增強(qiáng)填料已廣泛應(yīng)用于涂料、橡膠、塑料、陶瓷等工業(yè)領(lǐng)域。Zhi-MinDang(MacromolRapidCommun.2005，26，1473～1477)研究報(bào)道了利用原位插層聚合方法制備了云母改性聚酰亞胺，并研究了改性材料的介電性能。Yi-HeZhang(CompositesScienceandTechnology.2005，65，1743～1748)研究報(bào)道了云母改性聚酰亞胺的熱性能以及力學(xué)性能。據(jù)知目前，雖有少量的研究云母改性聚酰亞胺的專利以及研究報(bào)道，但云母改性聚酰亞胺粘結(jié)性能的研究還未見報(bào)道。同時(shí)，已有的研究并沒有明顯改善聚酰亞胺材料的熱性能以及玻璃化轉(zhuǎn)變溫度，因此研究層狀云母改性聚酰亞胺膠粘劑有著重要的應(yīng)用價(jià)值及理論意義。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的是提供一種具有較好熱性能和粘結(jié)性能的聚酰亞胺膠粘劑。為了達(dá)到上述目的，本專利技術(shù)組分為：聚酰亞胺93～99％(重量)、有機(jī)絹云母1～7％(重量)，其中所述聚酰亞胺是以4，4′-二氨基二苯甲烷和2，2-雙[4-(4-氨基苯氧基)苯基]丙烷作為二胺單體，以3，3′，4，4′-二苯酮四酸二酐作為單體的合成物，添加的4，4′-二氨基二苯甲烷與2，2-雙[4-(4-氨基苯氧基)苯基]丙烷的物質(zhì)的量之比為1∶1～1∶1.5，3，3′，4，4′-二苯酮四酸二酐的物質(zhì)的量與兩種二胺4，4′-二氨基二苯甲烷和2，2-雙[4-(4-氨基苯氧基)苯基]丙烷的物質(zhì)的量和之比為1∶1；所述有機(jī)絹云母的陽(yáng)離子交換容量是60meq/100g，晶面間距d002為2.85nm。本專利技術(shù)的另一個(gè)目的是提供一種具有較好熱性能和粘結(jié)性能的聚酰亞胺膠粘劑的制備方法。為了達(dá)到上述目的，本專利技術(shù)的方法包括：1)絹云母的改性：將1000～2500目的絹云母粉末在400～800℃煅燒0.5～3h；加入到濃度為1～6mol/L的NaCl溶液中，反應(yīng)溫度為50～90℃，粉末質(zhì)量和NaCl體積比為1∶15～1∶50g/ml，充分反應(yīng)后去掉NaCl溶液，用蒸餾水反復(fù)洗滌至粉末不含有Cl-，粉末干燥后與LiNO3混合均勻，粉末和LiNO3質(zhì)量之比為1∶8～1∶15，在350～500℃反應(yīng)15～25h，處理結(jié)束后去除LiNO3，然后干燥；加入去離子水，粉末質(zhì)量和去離子水體積比為1∶30～1∶50g/ml，然后加入十六烷基三甲基溴化銨，粉末樣品和十六烷基三甲基溴化銨的質(zhì)量比為1∶5～1∶20，反應(yīng)溫度為60～200℃，反應(yīng)5～15h，反應(yīng)完全后用蒸餾水洗滌直至洗去Br-，然后干燥得到改性的有機(jī)絹云母。2)有機(jī)絹云母改性聚酰亞胺膠粘劑的制備將有機(jī)絹云母加入到N-甲基砒咯烷酮溶劑中，得到穩(wěn)定的懸浮液；將二胺單體4，4′-二氨基二苯甲烷和2，2-雙[4-(4-氨基苯氧基)苯基]丙烷，加入到N-甲基砒咯烷酮溶劑中，在惰性氣氛保護(hù)下攪拌溶解，然后分批加入干燥過的3，3′，4，4′-二苯酮四酸單體，室溫下攪拌反應(yīng)，得到淡黃色的粘稠狀聚酰胺酸溶液，其中添加4，4′-二氨基二苯甲烷和2，2-雙[4-(4-氨基苯氧基)苯基]丙烷的物質(zhì)的量之比1∶1～1∶1.5，3，3′，4，4′-二苯酮四酸二酐的物質(zhì)的量與兩種二胺4，4′-二氨基二苯甲烷和2，2-雙[4-(4-氨基苯氧基)苯基]丙烷的物質(zhì)的量之和之比為1∶1，溶液中聚酰亞胺的含量為15～25％(質(zhì)量)，有機(jī)絹云母和聚酰亞胺質(zhì)量比為1∶99～7∶93；將得到的聚酰胺酸溶液流延成膜，分梯度進(jìn)行熱亞胺化反應(yīng)，具體工藝為：60～90℃保溫1～3h，在100～140℃保溫0.5～1.5h，在180～240℃保溫0.5～3h，在270～320℃保溫0.5～1.5h。采用上述技術(shù)方案，絹云母改性后的d002晶面間距由原樣絹云母的0.99nm擴(kuò)大到2.85nm，絹云母晶面間距的擴(kuò)大，有利于下一步的插層聚合反應(yīng)。以上述絹云母作為增強(qiáng)填料，改性聚酰亞胺膠粘劑，得到的改性性能為：聚酰亞胺膠粘劑改性材料T5(失重5％質(zhì)量時(shí)的溫度)為515℃，玻璃化轉(zhuǎn)變溫度380℃。常溫及250℃，300℃，350℃的粘結(jié)強(qiáng)度分別為21.52，5.75，4.18，2.85MPa。而未經(jīng)改性的純聚酰亞胺膠粘劑材料性能如下：T5為478℃，玻璃化轉(zhuǎn)變溫度302℃。常溫及250℃，300℃，350℃的粘結(jié)強(qiáng)度分別為15.65，4.21，2.51，1.97MPa。可見改性后聚酰亞胺膠粘劑材料的粘結(jié)強(qiáng)度，耐熱性得到明顯提高。具體實(shí)施方式實(shí)施例1將2500目的絹云母粉末在700℃煅燒2h；反應(yīng)后加入濃度為6mol/L的NaCl溶液中，反應(yīng)溫度為85℃，粉末質(zhì)量和NaCl體積比為1∶30g/ml，充分反應(yīng)后去掉NaCl溶液，用蒸餾水反復(fù)洗滌至粉末不含有Cl-，粉末干燥后與LiNO3混合均勻，粉末和LiNO3質(zhì)量之比為1∶15，在400℃反應(yīng)20h，處理結(jié)束后去除LiNO3，然后干燥；加入去離子水，粉末質(zhì)量和去離子水體積比為1∶50g/ml，然后加入十六烷基三甲基溴化銨，粉末樣品和十六烷基三甲基溴化銨的質(zhì)量比為1∶20，反應(yīng)溫度為180℃，反應(yīng)12h，反應(yīng)完全后用蒸餾水洗滌直至洗去Br-，然后干燥得到改性的有機(jī)絹云母，絹云母的晶面間距d002達(dá)到2.85nm。將有機(jī)絹云母加入到N-甲基砒咯烷酮溶劑中，得到穩(wěn)定的懸浮液；將二胺單體4，4′-二氨基二苯甲烷和2，2-雙[4-(4-氨基苯氧基)苯基]丙烷，加入到N-甲基砒咯烷酮溶劑中，在惰性氣氛保護(hù)下攪拌溶解，然后分批加入干燥過的3，3′，4，4′-二苯酮四酸二酐單體，室溫下攪拌反應(yīng)，得到淡黃色的粘稠狀聚酰胺酸溶液，其中添加4，4′-二氨基二苯甲烷和2，2-雙[4-(4-氨基苯氧基)苯基]丙烷的物質(zhì)量之比1∶1.2，3，3′，4，4′-二苯酮四酸二酐的物質(zhì)量與兩種二胺4，4′-二氨基二苯甲烷和2，2-雙[4-(4-氨基苯氧基)苯基]丙烷的物質(zhì)量之和之比為1∶1，溶液中聚酰亞胺的含量...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種聚酰亞胺膠粘劑，其特征在于，包括聚酰亞胺93～99％(重量)、有機(jī)絹云母1～7％(重量)，其中所述聚酰亞胺是以4，4’?二氨基二苯甲烷和2，2?雙[4?(4?氨基苯氧基)苯基]丙烷作為二胺單體，以3，3’，4，4’?二苯酮四酸二酐作為單體的合成物，添加的4，4’?二氨基二苯甲烷與2，2?雙[4?(4?氨基苯氧基)苯基]丙烷的物質(zhì)的量之比為1∶1～1∶1.5，3，3’，4，4’?二苯酮四酸二酐的物質(zhì)的量與兩種二胺4，4’?二氨基二苯甲烷和2，2?雙[4?(4?氨基苯氧基)苯基]丙烷的物質(zhì)的量和之比為1∶1；所述有機(jī)絹云母的陽(yáng)離子交換容量是60meq/100g，晶面間距d002為2.85nm。
【技術(shù)特征摘要】
1.一種聚酰亞胺膠粘劑，其特征在于，包括聚酰亞胺93～99％(重量)、
有機(jī)絹云母1～7％(重量)，其中所述聚酰亞胺是以4，4’-二氨基二苯甲烷和2，2-
雙[4-(4-氨基苯氧基)苯基]丙烷作為二胺單體，以3，3’，4，4’-二苯酮四酸二酐
作為單體的合成物，添加的4，4’-二氨基二苯甲烷與2，2-雙[4-(4-氨基苯氧基)
苯基]丙烷的物質(zhì)的量之比為1∶1～1∶1.5，3，3’，4，4’-二苯酮四酸二酐的物質(zhì)的
量與兩種二胺4，4’-二氨基二苯甲烷和2，2-雙[4-(4-氨基苯氧基)苯基]丙烷的
物質(zhì)的量和之比為1∶1；所述有機(jī)絹云母的陽(yáng)離子交換容量是60meq/100g，晶面
間距d002為2.85nm。
2.一種聚酰亞胺膠粘劑的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：
1)絹云母的改性：
將1000～2500目的絹云母粉末在400～800℃煅燒0.5～3h；加入到濃度為
1～6mol/L的NaCl溶液中，反應(yīng)溫度為50～90℃，粉末質(zhì)量和NaCl體積比為
1∶15～1∶50g/ml，充分反應(yīng)后去掉NaCl溶液，用蒸餾水反復(fù)洗滌至粉末不含有
Cl-，粉末干燥后與LiNO3混合均勻，粉末和LiNO3質(zhì)量之比為1∶8～1∶15，在
350～500℃反應(yīng)15～25h，處理結(jié)束后去除LiNO3，然后干燥；加入去離子水，
粉末質(zhì)量和去離子水體積比為1∶30～...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：李篤信，張起，楊彩娟，楊旖莎，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：中南大學(xué)，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：湖南;43
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