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专利摘要

本发明公开了一种具有可挤出形状记忆性能的聚酰亚胺光敏树脂，是先以3,5‑二氨基苯甲酸、4,4'二氨基联苯醚、4,4'‑（4,4'‑异丙基二苯氧基）二酞酸酐作为单体构成自由共聚体聚酰亚胺，再将甲基丙烯酸‑β‑羟乙酯接枝到聚酰亚胺主链上，并在光交联剂、光引发剂的存在下制备成光敏树脂；然后在光敏树脂中加入纳米黏土使树脂具备剪切变稀性能，促进树脂在挤出成型时的连续性，最后通过UV光辅助固化挤出成型，得到具有可挤出形状记忆聚酰亚胺树脂光敏树脂。该光敏树脂具备良好的形状记忆性能、机械性能及热稳定性可以应用于温度传感器、智能机器人、封装技术及复杂形状记忆材料的快速成型等领域。 ......

基本信息

专利类型:
发明专利
申请/专利号:
CN201911353228.8
申请日期:
2019-12-25
专利申请人:
中国科学院兰州化学物理研究所
分类号:
C08F285/00;C08F2/48;C08F283/04;C08K3/34
发明/设计人:
张新瑞，李霄，杨增辉，张耀明，王齐华，王廷梅
权利要求: 1.一种具有可挤出形状记忆聚酰亚胺树脂光敏树脂的制备方法，包括以下步骤：（1）自由共聚制备聚酰亚胺粉末：在有机溶剂中，氮气氛围、冰浴条件下，将4,4'-二氨基联苯醚和4,4'-(4,4'-异丙基二苯氧基)二酞酸酐混合并搅拌20h~30h；再加入3,5-二氨基苯甲酸，并继续搅拌20~30h，得到生成的黑色聚酰胺酸溶液；然后将聚酰胺酸溶液加热到150~250℃并搅拌3~7 h进行热亚胺化反应，得到黑色粘稠状共聚聚酰亚胺溶液；最后将共聚聚酰亚胺溶液用乙醇沉淀，并反复清洗和干燥，得到聚酰亚胺粉末；（2）丙烯酸酯接枝的聚酰亚胺的制备：在室温下，将步骤（1）所得聚酰亚胺粉末完全溶解于有机溶剂中，再加入甲基丙烯酸-β-羟乙酯、N,N'-二环己基碳酰亚胺和4-二甲胺基吡啶，搅拌5~15min后静止20~30h；过滤，滤液用乙醇沉淀，并反复清洗干燥，得到丙烯酸酯接枝的聚酰亚胺；（3）形状记忆聚酰亚胺光敏树脂的制备：将丙烯酸酯接枝的聚酰亚胺溶解到有机溶剂中，加入光交联剂甲基丙烯酸异冰片酯，光引发剂Irgacure 819，搅拌10~20min，得到光敏形状记忆聚酰亚胺树脂；（4）可挤出形状记忆聚酰亚胺光敏树脂的制备：在上述制备的光敏形状记忆聚酰亚胺树脂中加入其质量10~30%的纳米黏土，充分搅拌混合均匀，后加入树脂槽中，在紫外光环境中通过空气挤出方式进行挤出成型；然后将成型产品放入UV紫外固化箱中进行固化；待固化完全烘干，即得挤出成型的可挤出形状记忆聚酰亚胺。2.如权利要求1所述一种具有可挤出形状记忆聚酰亚胺树脂光敏树脂的制备方法，其特征在于：步骤（1）中， 4,4'二氨基联苯醚和3,5-二氨基苯甲酸两种二胺与4,4'- (4,4'-异丙基二苯氧基)二酞酸酐的总摩尔比为1:1~3:1；且二胺3,5-二氨基苯甲酸与4,4'二氨基联苯醚的摩尔量比为1:0.2~1:5。3.如权利要求1所述一种具有可挤出形状记忆聚酰亚胺树脂光敏树脂的制备方法，其特征在于：步骤（2）中，所述甲基丙烯酸-β-羟乙酯与3,5-二氨基苯甲酸以等摩尔量配比；甲基丙烯酸-β-羟乙酯、N,N'-二环己基碳酰亚胺和4-二甲胺基吡啶的摩尔比为1:1:1~10:10:1。4.如权利要求1所述一种具有可挤出形状记忆聚酰亚胺树脂光敏树脂的制备方法，其特征在于：步骤（3）中，所述交联单体甲基丙烯酸异冰片酯的加入量为丙烯酸酯接枝的聚酰亚胺质量的50%~80%；光引发剂Irgacure819的加入量为丙烯酸酯接枝的聚酰亚胺质量的1~3%。5.如权利要求1所述一种具有可挤出形状记忆聚酰亚胺树脂光敏树脂的制备方法，其特征在于：步骤（4）中，所述挤出成型中，挤出成型设备内径为200μm~400μm，挤出速率为1~15mm/s。6.如权利要求1所述一种具有可挤出形状记忆聚酰亚胺树脂光敏树脂的制备方法，其特征在于：步骤（4）中，UV紫外固化箱的紫外光波长为360~420nm，功率为50~200W/cm2。7.如权利要求1所述一种具有可挤出形状记忆聚酰亚胺树脂光敏树脂的制备方法，其特征在于：步骤（4）中，所述固化后的烘干，是将样品放在烘箱中，先从室温升温至80~120℃，保温1~2h；继续升温至130~160℃，保温1~2h；然后升温至170~280℃，保温1~2h，以除去残余小分子。8.如权利要求1所述一种具有可挤出形状记忆聚酰亚胺树脂光敏树脂的制备方法，其特征在于：各步骤中，有机溶剂为酰胺类有机溶剂、四氢呋喃和N-甲基-2-吡咯烷酮、N-乙烯基-2-吡咯烷酮中的一种或几种，优选N-甲基-2-吡咯烷酮。9.如权利要求1所述方法制备的具有可挤出形状记忆聚酰亚胺树脂光敏树脂用于制备温度响应的自折叠盒子。10.如权利要求1所述方法制备的具有可挤出形状记忆聚酰亚胺树脂光敏树脂用于制备温度响应的自收缩爪。