本发明涉及聚合物薄膜的制备技术领域，更具体的说是涉及一种长效抗静电聚酰亚胺薄膜及其制备方法。
背景技术：
静电是一种处于静止状态的电荷，静电在日常生活中比较常见，如脱毛衣过程中产生的电火花，开金属门把手产生的电火花等。在工业生产中存在静电往往造成比较大的危害。如在飞机机体与空气、水气、灰尘等微粒摩擦时会使飞机带电，如果不采取措施，将会严重干扰飞机无线电设备的正常工作，使飞机变成聋子和瞎子；在印刷厂里，纸页之间的静电会使纸页粘合在一起，难以分开，给印刷带来麻烦；在制药厂里，由于静电吸引尘埃，会使药品达不到标准的纯度；在放电视时荧屏表面的静电容易吸附灰尘和油污，形成一层尘埃的薄膜，使图像的清晰程度和亮度降低；在煤矿，则会引起瓦斯爆炸，会导致工人死伤，矿井报废；静电在电子元器件上积累会造成元器件的积尘等。
聚酰亚胺(polyimide，pi)薄膜因具有优异的热稳定性、电气绝缘性、机械性能及介电性等特点，已广泛应用于微电子集成电路、柔性印刷电路基材、轨道交通、航空航天等领域。但传统的聚酰亚胺薄膜表面电阻率高达1012ω以上，薄膜表面异常容易聚集大量的静电电荷。高静电一方面容易使薄膜吸尘、毛细等杂质，更重要的一方面是当电荷聚集到一定程度会发生放电现象，此种放电对于航天航空、精细电路等存在严重的安全隐患。，同时，传统聚酰亚胺薄膜在酸碱性溶液环境下容易被破坏分解，影响了其加工及限制应用环境。传统的聚酰亚胺薄膜在静电及耐腐蚀性问题上已经无法满足现有的市场需求。
因此，如何提供一种具有良好的抗静电性及耐腐蚀性的聚酰亚胺薄膜是本领域技术人员亟需解决的问题。
技术实现要素：
有鉴于此，本发明提供一种具有良好的抗静电性及耐腐蚀性的聚酰亚胺薄膜。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种长效抗静电聚酰亚胺薄膜，包括以下重量份的原料：3，3’-二甲基联苯胺70-79份、对苯二胺130-150份、2，2’，3，3’-联苯四羧酸二酐190-208份、三乙胺2-3份、二氧化钛2-4份、导电云母粉8-10份、碳化钛9-12份、α-氰基丙烯酸酯15-20、十八烷基二羟乙基甜菜碱2-3份、甲基硅油6-9份、甲叉二硫氰酸酯6-12份、环氧树脂12-15份、正钛酸丁酯7-8份。
本发明的有益效果：本发明中以二胺和二酐为主料，并添加了其他辅料使聚酰亚胺薄膜具有优良的力学性能、抗静电性、耐腐蚀性和耐老化等性能，可以广泛应用于航空航天工业。
优选地，包括以下重量份的原料：3，3’-二甲基联苯胺73-76份、对苯二胺138-142份、2，2’，3，3’-联苯四羧酸二酐200-202份、三乙胺2-3份、二氧化钛2-3份、导电云母粉8-9份、碳化钛9-10份、α-氰基丙烯酸酯16-18份、十八烷基二羟乙基甜菜碱2-2.5份、甲基硅油7-8份、甲叉二硫氰酸酯8-10份、环氧树脂13-15份、正钛酸丁酯7-7.5份。
优选地，包括以下重量份的原料：3，3’-二甲基联苯胺75份、对苯二胺140份、2，2’，3，3’-联苯四羧酸二酐201份、三乙胺2.5份、二氧化钛2份、导电云母粉8.5份、碳化钛9.5份、α-氰基丙烯酸酯17份、十八烷基二羟乙基甜菜碱2份、甲基硅油7份、甲叉二硫氰酸酯9份、环氧树脂13份、正钛酸丁酯7份。
本发明还提供了一种长效抗静电聚酰亚胺薄膜的制备方法，包括以下步骤：
(1)按照权利要求1-3中的一种长效抗静电聚酰亚胺薄膜的重量份数称取各原料；
(2)在氮气保护下，将3，3’-二甲基联苯胺、对苯二胺及2，2’，3，3’-联苯四羧酸二酐混合，加入三乙胺搅拌反应，得到浆料；
(3)在浆料中加入二氧化钛、导电云母粉、碳化钛、十八烷基二羟乙基甜菜碱、甲基硅油及甲叉二硫氰酸酯，混合搅拌得到物料a；
(4)在物料a中加入α-氰基丙烯酸酯、环氧树脂及正钛酸丁酯搅拌混合，研磨，得到共混料；
(5)将共混料流延成膜，然后以0.5-1℃/min的速率升温至55-65℃，恒
温3-5h；再以0.5-0.8℃/min的速率升温80-90℃，恒温2-3h；再以1-2℃/min的速率升温至120-130℃，恒温1-2h；再以1-2/min的速率升温至190-210℃，恒温1-2h；再以0.5-1/min的速率升温至300-320℃，恒温0.5-1h；最后放置降温至23-30℃，即得聚酰亚胺薄膜。
本发明中的工艺简单易操作，更适用于大工业化生产；步骤(3)的目的是增加产品的抗静电性能，步骤(4)的目的是增加产品的耐磨性能。
优选地，步骤(2)中，所述反应时间为3-5h，反应温度为20-30℃；所述搅拌速度为400-600r/min。
优选地，步骤(3)中，所述搅拌时间为25-35min，搅拌温度为20-30℃。
优选地，步骤(4)中，所述搅拌时间为30-40min，搅拌温度为20-30℃；所述研磨时间为2-4h。
经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明公开提供了一种长效抗静电聚酰亚胺薄膜及其制备方法，本发明所制备的聚酰亚胺薄膜，抗静电效果好，机械性能优良，且易于加工成型和实现工业化生产，在耐高温抗静电薄膜方面应用前景广阔。本发明的制备聚酰亚胺薄膜的方法，工艺流程短，操作简单，成本低，对环境友好，适于大规模化生产。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
长效抗静电聚酰亚胺薄膜的原料：3，3’-二甲基联苯胺70g、对苯二胺130g、2，2’，3，3’-联苯四羧酸二酐190g、三乙胺2g、二氧化钛2g、导电云母粉8g、碳化钛9g、α-氰基丙烯酸酯15g、十八烷基二羟乙基甜菜碱2g、甲基硅油6g、甲叉二硫氰酸酯6g、环氧树脂12g、正钛酸丁酯7g；
上述原料的制备方法为：
(1)称取上述各原料，备用；
(2)在氮气保护下，将3，3’-二甲基联苯胺、对苯二胺及2，2’，3，3’-联苯四羧酸二酐混合，加入三乙胺在25℃下以400r/min的速度搅拌反应4h，得到浆料；
(3)在浆料中加入二氧化钛、导电云母粉、碳化钛、十八烷基二羟乙基甜菜碱、甲基硅油及甲叉二硫氰酸酯，在20℃下混合搅拌35min得到物料a；
(4)在物料a中加入α-氰基丙烯酸酯、环氧树脂及正钛酸丁酯并在20℃下搅拌混合40min，研磨3h，得到共混料；
(5)将共混料流延成膜，然后以0.8℃/min的速率升温至55℃，恒温4h；再以0.8℃/min的速率升温至90℃，恒温3h；再以2℃/min的速率升温至120℃，恒温1h；再以2/min的速率升温至210℃，恒温2h；再以0.8/min的速率升温至300℃，恒温0.9h；最后放置降温至23-30℃(室温)，即得聚酰亚胺薄膜。
实施例2
长效抗静电聚酰亚胺薄膜的原料：3，3’-二甲基联苯胺79g、对苯二胺150g、2，2’，3，3’-联苯四羧酸二酐208g、三乙胺3g、二氧化钛4g、导电云母粉10g、碳化钛12g、α-氰基丙烯酸酯20g、十八烷基二羟乙基甜菜碱3g、甲基硅油9g、甲叉二硫氰酸酯12g、环氧树脂15g、正钛酸丁酯8g；
上述原料的制备方法与实施例1中的制备方法相同。
实施例3
长效抗静电聚酰亚胺薄膜的原料：3，3’-二甲基联苯胺73g、对苯二胺138g、2，2’，3，3’-联苯四羧酸二酐200g、三乙胺2g、二氧化钛2g、导电云母粉8g、碳化钛9g、α-氰基丙烯酸酯16g、十八烷基二羟乙基甜菜碱2g、甲基硅油7g、甲叉二硫氰酸酯8g、环氧树脂13g、正钛酸丁酯7g；
上述原料的制备方法与实施例1中的制备方法相同。
实施例4
长效抗静电聚酰亚胺薄膜的原料：3，3’-二甲基联苯胺76g、对苯二胺142g、2，2’，3，3’-联苯四羧酸二酐202g、三乙胺3g、二氧化钛3g、导电云母粉9g、碳化钛10g、α-氰基丙烯酸酯18g、十八烷基二羟乙基甜菜碱2.5g、甲基硅油8g、甲叉二硫氰酸酯10g、环氧树脂15g、正钛酸丁酯7.5g；
上述原料的制备方法与实施例1中的制备方法相同。
实施例5
长效抗静电聚酰亚胺薄膜的原料：3，3’-二甲基联苯胺75g、对苯二胺140g、2，2’，3，3’-联苯四羧酸二酐201g、三乙胺2.5g、二氧化钛2g、导电云母粉8.5g、碳化钛9.5g、α-氰基丙烯酸酯17g、十八烷基二羟乙基甜菜碱2g、甲基硅油7g、甲叉二硫氰酸酯9g、环氧树脂13g、正钛酸丁酯7g；
上述原料的制备方法与实施例1中的制备方法相同。
性能测试
实施例1-5中的聚酰亚胺薄膜的性能测试按照以下标准检测：
拉伸强度按gb/t1040标准检测，弯曲强度按gb/t9341标准检测，击穿强度按gb7752-87标准检测，表面电阻率按gbt1410-2006标准检测，耐腐蚀性的检测采用盐酸及氢氧化钠溶液来检测，检测数据见表1：
表1测试结果
由表1中可以得出本发明中制得的聚酰亚胺薄膜具有抗静电性，耐腐蚀性还具有良好的机械性能。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。