技术摘要：
本发明公开了一种具有高比强度的聚酰亚胺绝热吸声泡沫及其加工方法，其加工方法包括S1.聚酰亚胺吸声泡沫的切割步骤；S2.热压设备的预热步骤；S3.聚酰亚胺吸声泡沫的热熔步骤；S4.聚酰亚胺吸声泡沫的热压步骤；S5.高比强度的聚酰亚胺绝热吸声泡沫的室温冷却步骤。该加工 全部
背景技术：
聚酰亚胺泡沫材料是一种分子主链中含有酰亚胺结构的有机高分子泡沫材料。聚 酰亚胺泡沫具有优异的热稳定性、保温性及耐化学腐蚀性，被广泛应用于航天航空、航海舰 船等保温吸声材料领域。但由于其作为聚合物泡沫材料，具有低密度优势的同时也存在着 拉伸强度不足的缺陷，导致聚酰亚胺泡沫在使用尤其是曲面应用过程中容易发生断裂，一 定程度上限制了聚酰亚胺泡沫材料的发展与应用。并且由于聚酰亚胺泡沫泡孔孔径较大， 且多为开孔结构，导致其隔热性能有限，导热系数一般在0.05-0.06W/(m·K)。 为了提高聚酰亚胺泡沫材料的比强度，研究人员进行了很多尝试，其中在 《Journal of Applied Polymer Science》(《《应用高分子科学杂志》》)期刊中的《Facile Fabrication of Polyimide Foam Sheets with Millimeter Thickness:Processing , Morphology ,and Properties》(《易加工的毫米厚度的聚酰亚胺泡沫板:加工，形态，和性 能》)一文中，通过液体法先制备聚酰亚胺泡沫中间体，之后通过热压机整体压缩泡沫中间 体定型以及直接在热压机上酰亚胺化的方式改善了聚酰亚胺泡沫的力学性能。但是整体热 压导致得到的聚酰亚胺泡沫在具有较高拉伸强度的同时密度也严重增大，不利于轻量化， 最终使聚酰亚胺泡沫的比强度仍旧较低，且该泡沫吸声性能较差。 在CN106751826A、CN106280447A、CN102061003A等专利文献中，公开了通过引入改 性填料提高聚酰亚胺泡沫材料机械性能的方法，例如CN106751826A专利文献中的说明书记 载了：“玻璃微球的加入能增加泡沫抗压强度，玻璃纤维的加入能增加泡沫的拉升强度与断 裂强度，两者都增强了泡沫的耐温性能。”这种方法虽然会在一定程度提升泡沫机械性能， 但存在填料与发泡原料混合不均的问题，这极易影响泡沫的发泡过程并形成大量缺陷，最 终导致泡沫的泡孔结构不均匀。 综上，聚酰亚胺泡沫材料由于密度低，孔隙率大的原因，其力学性能欠佳，在使用 过程中容易发生断裂，且开孔率较大导致绝热性能不理想。现有《易加工的毫米厚度的聚酰 亚胺泡沫板:加工，形态，和性能》通过热压机整体压缩泡沫中间体定型以及直接在热压机 上酰亚胺化的方式提高聚酰亚胺泡沫材料机械性能，存在泡沫密度过大，轻量化优势不明 显，吸声性能较差等问题； 而CN106751826A等通过引入填料提高聚酰亚胺泡沫材料比强度的方法中，填料的 引入会严重影响泡沫的发泡过程，导致泡沫材料泡孔结构不均匀。
技术实现要素：
有鉴于此，为解决上述问题，本发明的目的在于提供一种具有高比强度的聚酰亚 胺绝热吸声泡沫及其加工方法，该加工方法可以在不影响原材料基本理化性能的情况下， 3 CN 111590913 A 说 明 书 2/5 页 实现成品材料比强度的有效提高，保留优异吸声性能的同时提高其绝热性能。 所采用的技术方案为： 本发明的一种具有高比强度的聚酰亚胺绝热吸声泡沫的加工方法，包括如下步 骤： S1.聚酰亚胺吸声泡沫的切割： 对聚酰亚胺吸声泡沫进行切割，使聚酰亚胺吸声泡沫的长度小于热压设备热压板 的长度，聚酰亚胺吸声泡沫的宽度小于热压设备热压板的宽度；热压板包括上下间隔设置 的上板和下板； S2.热压设备的预热： 将步骤S1中切割得到的聚酰亚胺吸声泡沫放置在热压设备的下板的中间，打开热 压设备电源开关和加热开关，将热压设备的上板温度升高到250-350℃； S3.聚酰亚胺吸声泡沫的热熔： 待热压设备上板的温度升高至上述指定温度且保持稳定后，将热压设备上板高度 调节至刚好与聚酰亚胺吸声泡沫上面接触，然后保持温度10-40min； S4.聚酰亚胺吸声泡沫的热压： 待步骤S3中热熔完成后，开启热压开关将聚酰亚胺吸声泡沫压缩并保持5-30min； S5.高比强度的聚酰亚胺绝热吸声泡沫的室温冷却： 步骤S4热压完成后，取出聚酰亚胺泡沫，并冷却至室温，得到具有高比强度的聚酰 亚胺绝热吸声泡沫。 进一步地，步骤S1中，使聚酰亚胺吸声泡沫的长度为热压设备热压板长度的85％- 95％，聚酰亚胺吸声泡沫的宽度为热压设备热压板宽度的85％-95％。 进一步地，步骤S1中，将聚酰亚胺吸声泡沫切割成正方体、长方体、大体呈正方体 或大体呈长方体的泡沫块。 进一步地，S1中聚酰亚胺吸声泡沫的密度为5-7kg/m3，玻璃化转变温度为220-280 ℃，导热系数为0.05-0.06W/(m·K)，比强度为2-7kPa/(kg/m3)，5cm厚聚酰亚胺吸声泡沫降 噪系数为0.45-0.60。 进一步地，所述的热压设备为平板硫化机、热压机或压片机。 通过上述加工方法，原材料聚酰亚胺吸声泡沫被压缩变薄，其受热面泡孔被热熔 压缩密实化，密实泡沫层厚度占成品材料：具有高比强度的聚酰亚胺绝热吸声泡沫的总厚 度的5％-15％。 本发明的一种具有高比强度的聚酰亚胺绝热吸声泡沫，其是由上述的加工方法制 得的。 进一步地，该高比强度的聚酰亚胺绝热吸声泡沫的密实层泡沫密度为70-300kg/ m3，整体泡沫密度为10-50kg/m3，比强度为17-30kPa/(kg/m3)，导热系数为0.03-0.04W/(m· K)，5cm厚具有高比强度的聚酰亚胺绝热吸声泡沫降噪系数为0.45-0.60。 本发明的具有高比强度的聚酰亚胺绝热吸声泡沫的使用方法是，将具有高比强度 的聚酰亚胺绝热吸声泡沫的密实面面向热源或冷源，将具有高比强度的聚酰亚胺绝热吸声 泡沫的非密实面面向声源。将密实面面向热源或冷源主要用于隔绝热量传递起到绝热作 用，将非密实面面向声源主要用于吸收声音起到降噪作用。 4 CN 111590913 A 说 明 书 3/5 页 本发明的有益效果在于： 本发明选用低密度的聚酰亚胺吸声泡沫，通过简单的单面受热热熔压缩工艺实现 了聚酰亚胺泡沫单面泡孔密实化处理，在保证低密度的同时，其拉伸性能得到有效提高。同 时，泡孔密实面由于热熔闭孔等作用，隔热性能提高，而另一面由于原始泡孔结构没有被破 坏，保留了良好的吸声性能。最终，本发明制得了具有高比强度的聚酰亚胺绝热吸声泡沫材 料，达到发明目的。该加工方法可以在不影响材料基本理化性能的情况下，实现成品材料比 强度的有效提高，保留优异吸声性能的同时提高其绝热性能。 与现有的通过热压机整体压缩泡沫中间体定型以及直接在热压机上酰亚胺化提 高聚酰亚胺泡沫材料韧性的方式相比，本发明具有密度可控、材料轻量化特性明显、难度 低、方便实施的优点，且得到的泡沫兼具低密度和良好的力学性能，在保留原始泡沫吸声性 能的同时有效提高了其绝热性能； 与现有的引入填料提高聚酰亚胺泡沫材料比强度的方法相比，本发明可以避免由 于填料的引入导致的泡沫泡孔不均匀等问题，为高比强度聚酰亚胺绝热吸声泡沫材料的制 备提供了新思路。
本发明公开了一种具有高比强度的聚酰亚胺绝热吸声泡沫及其加工方法，其加工方法包括S1.聚酰亚胺吸声泡沫的切割步骤；S2.热压设备的预热步骤；S3.聚酰亚胺吸声泡沫的热熔步骤；S4.聚酰亚胺吸声泡沫的热压步骤；S5.高比强度的聚酰亚胺绝热吸声泡沫的室温冷却步骤。该加工 全部
背景技术：
聚酰亚胺泡沫材料是一种分子主链中含有酰亚胺结构的有机高分子泡沫材料。聚 酰亚胺泡沫具有优异的热稳定性、保温性及耐化学腐蚀性，被广泛应用于航天航空、航海舰 船等保温吸声材料领域。但由于其作为聚合物泡沫材料，具有低密度优势的同时也存在着 拉伸强度不足的缺陷，导致聚酰亚胺泡沫在使用尤其是曲面应用过程中容易发生断裂，一 定程度上限制了聚酰亚胺泡沫材料的发展与应用。并且由于聚酰亚胺泡沫泡孔孔径较大， 且多为开孔结构，导致其隔热性能有限，导热系数一般在0.05-0.06W/(m·K)。 为了提高聚酰亚胺泡沫材料的比强度，研究人员进行了很多尝试，其中在 《Journal of Applied Polymer Science》(《《应用高分子科学杂志》》)期刊中的《Facile Fabrication of Polyimide Foam Sheets with Millimeter Thickness:Processing , Morphology ,and Properties》(《易加工的毫米厚度的聚酰亚胺泡沫板:加工，形态，和性 能》)一文中，通过液体法先制备聚酰亚胺泡沫中间体，之后通过热压机整体压缩泡沫中间 体定型以及直接在热压机上酰亚胺化的方式改善了聚酰亚胺泡沫的力学性能。但是整体热 压导致得到的聚酰亚胺泡沫在具有较高拉伸强度的同时密度也严重增大，不利于轻量化， 最终使聚酰亚胺泡沫的比强度仍旧较低，且该泡沫吸声性能较差。 在CN106751826A、CN106280447A、CN102061003A等专利文献中，公开了通过引入改 性填料提高聚酰亚胺泡沫材料机械性能的方法，例如CN106751826A专利文献中的说明书记 载了：“玻璃微球的加入能增加泡沫抗压强度，玻璃纤维的加入能增加泡沫的拉升强度与断 裂强度，两者都增强了泡沫的耐温性能。”这种方法虽然会在一定程度提升泡沫机械性能， 但存在填料与发泡原料混合不均的问题，这极易影响泡沫的发泡过程并形成大量缺陷，最 终导致泡沫的泡孔结构不均匀。 综上，聚酰亚胺泡沫材料由于密度低，孔隙率大的原因，其力学性能欠佳，在使用 过程中容易发生断裂，且开孔率较大导致绝热性能不理想。现有《易加工的毫米厚度的聚酰 亚胺泡沫板:加工，形态，和性能》通过热压机整体压缩泡沫中间体定型以及直接在热压机 上酰亚胺化的方式提高聚酰亚胺泡沫材料机械性能，存在泡沫密度过大，轻量化优势不明 显，吸声性能较差等问题； 而CN106751826A等通过引入填料提高聚酰亚胺泡沫材料比强度的方法中，填料的 引入会严重影响泡沫的发泡过程，导致泡沫材料泡孔结构不均匀。
技术实现要素：
有鉴于此，为解决上述问题，本发明的目的在于提供一种具有高比强度的聚酰亚 胺绝热吸声泡沫及其加工方法，该加工方法可以在不影响原材料基本理化性能的情况下， 3 CN 111590913 A 说 明 书 2/5 页 实现成品材料比强度的有效提高，保留优异吸声性能的同时提高其绝热性能。 所采用的技术方案为： 本发明的一种具有高比强度的聚酰亚胺绝热吸声泡沫的加工方法，包括如下步 骤： S1.聚酰亚胺吸声泡沫的切割： 对聚酰亚胺吸声泡沫进行切割，使聚酰亚胺吸声泡沫的长度小于热压设备热压板 的长度，聚酰亚胺吸声泡沫的宽度小于热压设备热压板的宽度；热压板包括上下间隔设置 的上板和下板； S2.热压设备的预热： 将步骤S1中切割得到的聚酰亚胺吸声泡沫放置在热压设备的下板的中间，打开热 压设备电源开关和加热开关，将热压设备的上板温度升高到250-350℃； S3.聚酰亚胺吸声泡沫的热熔： 待热压设备上板的温度升高至上述指定温度且保持稳定后，将热压设备上板高度 调节至刚好与聚酰亚胺吸声泡沫上面接触，然后保持温度10-40min； S4.聚酰亚胺吸声泡沫的热压： 待步骤S3中热熔完成后，开启热压开关将聚酰亚胺吸声泡沫压缩并保持5-30min； S5.高比强度的聚酰亚胺绝热吸声泡沫的室温冷却： 步骤S4热压完成后，取出聚酰亚胺泡沫，并冷却至室温，得到具有高比强度的聚酰 亚胺绝热吸声泡沫。 进一步地，步骤S1中，使聚酰亚胺吸声泡沫的长度为热压设备热压板长度的85％- 95％，聚酰亚胺吸声泡沫的宽度为热压设备热压板宽度的85％-95％。 进一步地，步骤S1中，将聚酰亚胺吸声泡沫切割成正方体、长方体、大体呈正方体 或大体呈长方体的泡沫块。 进一步地，S1中聚酰亚胺吸声泡沫的密度为5-7kg/m3，玻璃化转变温度为220-280 ℃，导热系数为0.05-0.06W/(m·K)，比强度为2-7kPa/(kg/m3)，5cm厚聚酰亚胺吸声泡沫降 噪系数为0.45-0.60。 进一步地，所述的热压设备为平板硫化机、热压机或压片机。 通过上述加工方法，原材料聚酰亚胺吸声泡沫被压缩变薄，其受热面泡孔被热熔 压缩密实化，密实泡沫层厚度占成品材料：具有高比强度的聚酰亚胺绝热吸声泡沫的总厚 度的5％-15％。 本发明的一种具有高比强度的聚酰亚胺绝热吸声泡沫，其是由上述的加工方法制 得的。 进一步地，该高比强度的聚酰亚胺绝热吸声泡沫的密实层泡沫密度为70-300kg/ m3，整体泡沫密度为10-50kg/m3，比强度为17-30kPa/(kg/m3)，导热系数为0.03-0.04W/(m· K)，5cm厚具有高比强度的聚酰亚胺绝热吸声泡沫降噪系数为0.45-0.60。 本发明的具有高比强度的聚酰亚胺绝热吸声泡沫的使用方法是，将具有高比强度 的聚酰亚胺绝热吸声泡沫的密实面面向热源或冷源，将具有高比强度的聚酰亚胺绝热吸声 泡沫的非密实面面向声源。将密实面面向热源或冷源主要用于隔绝热量传递起到绝热作 用，将非密实面面向声源主要用于吸收声音起到降噪作用。 4 CN 111590913 A 说 明 书 3/5 页 本发明的有益效果在于： 本发明选用低密度的聚酰亚胺吸声泡沫，通过简单的单面受热热熔压缩工艺实现 了聚酰亚胺泡沫单面泡孔密实化处理，在保证低密度的同时，其拉伸性能得到有效提高。同 时，泡孔密实面由于热熔闭孔等作用，隔热性能提高，而另一面由于原始泡孔结构没有被破 坏，保留了良好的吸声性能。最终，本发明制得了具有高比强度的聚酰亚胺绝热吸声泡沫材 料，达到发明目的。该加工方法可以在不影响材料基本理化性能的情况下，实现成品材料比 强度的有效提高，保留优异吸声性能的同时提高其绝热性能。 与现有的通过热压机整体压缩泡沫中间体定型以及直接在热压机上酰亚胺化提 高聚酰亚胺泡沫材料韧性的方式相比，本发明具有密度可控、材料轻量化特性明显、难度 低、方便实施的优点，且得到的泡沫兼具低密度和良好的力学性能，在保留原始泡沫吸声性 能的同时有效提高了其绝热性能； 与现有的引入填料提高聚酰亚胺泡沫材料比强度的方法相比，本发明可以避免由 于填料的引入导致的泡沫泡孔不均匀等问题，为高比强度聚酰亚胺绝热吸声泡沫材料的制 备提供了新思路。
