一种湿敏电容及其制备方法与流程

本发明属于功能高分子新材料、制备，及其在功能器件中的应用等技术领域，特别是涉及一种感湿聚酰亚胺功能高分子材料、制备，及其在湿敏电容中的应用技术领域。

背景技术：
在气象、环保、国防、航空、航天、航海、工业、农业、医疗、电子微电子等领域，经常需要对环境湿度进行测量及控制。对湿度的测量要比对温度的测量复杂得多，这主要是因为温度是个独立的被测量，而湿度的测量由于空气中水蒸气分压无法测量，因此，不得不根据物理和化学定律转化为测量和湿度相关的二次参数再进行转换才能求得湿度值。传统的湿度测量工具主要有三种，即伸缩式湿度计、干湿球湿度计和露点计。传统测量方法除灵敏度、准确性和分辨率等特性较差外，难以与现代通讯记录控制设备相连。这样，湿度测量的任务的任务就落在湿度传感器身上。具有高灵敏度、长期稳定性好、测湿范围宽等优良性能的湿度传感器和检测装置已成为当今追逐的目标。湿度传感器的核心是感湿材料，感湿材料的性能决定着湿度传感器的感湿特性。感湿材料主要有电解质类、半导体陶瓷类和高分子材料类。常用的感湿高分子材料主要有聚苯乙烯、醋酸纤维素、聚丙烯酸酯和聚酰亚胺等。聚酰亚胺是一类综合性能非常优异的高分子材料，具有特别优异的耐热性、耐低温性、阻燃性、电气性能和力学性能，被广泛地应用于电子微电子、航空航天、激光、光电等高科技领域。有关聚酰亚胺树脂领域的研究开发工作已有不少报道：中国发明专利CN1022516867A公开了一种光导纤维用聚酰亚胺涂料及其制备方法，该涂料组成包括马来酰亚胺基聚酰亚胺、双马来酰亚胺和含酚羟基聚硅氧烷酰亚胺以及有机溶剂；其中，马来酰亚胺基聚酰亚胺、双马来酰亚胺和含酚羟基聚硅氧烷酰亚胺的重量比为1：0.1-0.2：0.5-2.0。中国发明专利CN1927908A公开了一种含酚羟基聚酰亚胺粉末的制备方法，其主要特征在于：(1)摩尔比为1：1的含酚羟基芳香族二元胺化合物或含酚羟基芳香族二元胺与其它二元胺的混合物和芳香族二元酐在强极性非质子有机溶剂中，氮气保护下，于0℃～30℃下反应3～12小时后，得到透明粘稠的聚羟基酰胺酸溶液，其中，强极性非质子有机溶剂占整个反应体系的质量百分数为5％～30％；(2)氮气气氛中，加入共沸脱水剂，加热升温，于120℃～160℃的温度范围内，回流共沸脱水亚胺化反应5～18小时，冷却至室温，过滤，洗涤，真空干燥，得到含酚羟基聚酰亚胺粉末，其中，共沸脱水剂与强极性非质子有机溶剂的体积比为0.1～10：1。中国发明专利CN102676046A公开了一种自润滑聚酰亚胺漆包线漆及其制备方法，该漆液由A组分和B组分组成，其中A组分为固含量25wt％-35wt％的聚酰胺酸溶液，占漆液总质量的90wt％～98wt％；B组分为硬脂酸、缩水甘油醚丙基三甲氧基硅烷、桐油酸酐的共混物，占漆液总质量的2wt％-10wt％；制备方法：将A组分、B组分在室温下混合均匀即可。中国发明专利CN101560298A公开了一种热塑性含氟全芳型聚酰亚胺粉末及其制备方法，主要特征在于，在催化剂的作用下，摩尔比为1：0.8～1.2的含氟芳香族二元伯胺与芳香族二元酸酐在酚类溶剂中，与100℃～180℃的温度范围内反应5-10小时后，趁热倒入高速搅拌状态下的沉析剂中，析出固体粉末，过滤、洗涤、浸泡、过滤、干燥，获得热塑性含氟全芳型聚酰亚胺粉末。中国发明专利CN101580637A公开了一种含脂环聚酰亚胺薄膜及其制备方法，主要特征在于：室温下，将脂环二元伯胺、芳香族二元伯胺溶解于强极性非质子有机溶剂中，搅拌呈均相溶液后，加入芳香族二元酸酐，搅拌，于室温下反应1-3小时后，获得均相、透明、粘稠状的含脂环聚酰胺酸树脂溶液；用强极性非质子有机溶剂调节上述含脂环聚酰胺酸树脂溶液的粘度，于流延机中成膜，加热升温，进行脱水热亚胺化反应，冷却，脱膜，获得均相透明的含脂环聚酰亚胺薄膜。中国发明专利CN102816517A公开了一种光导纤维用光固化聚酰亚胺涂料及其制备方法，涂料中光固化聚酰亚胺树脂的分子结构通式为：制备方法包括：室温下，将2,2-双[4-(2,4-二氨基苯氧基)苯基]六氟丙烷和马来酸酐反应，加入芳香族二元酸酐，室温下搅拌反应，加入2,2-双(3-氨基-4-羟基苯基)六氟丙烷，搅拌反应，随后，加入对甲基苯磺酸和共沸脱水剂，加热升温反应，加入沉析剂析出固体物，加入三乙胺和吡啶，搅拌均匀后加入甲基丙烯酰氯，室温下搅拌反应，加入光聚合引发剂，即得。中国发明专利CN101597428A公开了一种全芳型含氟无色透明聚酰亚胺薄膜及其制备方法，主要特征在于：将含氟芳香族二元伯胺和强极性非质子有机溶剂加入聚合瓶中，室温下搅拌，完全溶解后，冰水浴冷却至5℃以下，加入芳香族二元酸酐，搅拌，于5℃-10℃的温度范围内反应3小时后，获得均相、透明、粘稠状的含氟芳香族聚酰胺酸树脂溶液；用强极性非质子有机溶剂调节上述含氟芳香族聚酰胺酸树脂溶液的粘度，于流延机中成膜，加热升温，进行脱水热亚胺化反应，冷却，脱膜，获得全芳型含氟无色透明聚酰亚胺薄膜。中国发明专利CN103102796A公开了一种苯并咪唑型聚酰亚胺漆包线漆及其制备方法，组成为：质量比为100:5-15:100-300的A、B、C三种组份的混合物；其中，A组份是由2-(4-氨基苯基)-5-氨基苯并咪唑、芳香族二酐与2,2-双(3-氨基-4-羟基苯基)六氟丙烷在强极性非质子有机溶剂中通过反应而成；B组份是由2,2-双[4-(2,4-二氨基苯氧基)苯基]丙烷与马来酸酐在强极性非质子有机溶剂中通过反应而成；C组份是由2,2-双[4-(2,4-二氨基苯氧基)苯基]丙烷、马来酸酐、芳香族二胺以及芳香族二酐在强极性非质子有机溶剂中通过反应而成。中国发明专利CN101585923A公开了一种高可见光透过性聚酰亚胺薄膜及其制备方法，主要特征在于：在室温下，将二元伯胺溶解于强极性非质子有机溶剂体系中，冰水浴冷却至5℃-10℃的温度范围内，加入芳香族二元酸酐，搅拌，于5℃-10℃的温度范围内反应4-10小时后，获得均相、透明、粘稠状的聚酰胺酸树脂溶液；调节该聚酰胺酸树脂溶液的粘度，于流延机中成膜，热亚胺化，获得均相透明的聚酰亚胺薄膜。中国发明专利CN102942310A公开了一种有机硅聚酰亚胺苯并咪唑光导纤维涂料层，其分子结构通式为：；制备方法，包括如下步骤：将有机硅二胺溶解于有机混合溶剂中，加入芳香族二酐，室温下搅拌反应1-2小时后，加入2-(4-氨基苯基)-5-氨基苯并咪唑单体和芳香族二胺单体，搅拌反应4-5小时，得到均相透明粘稠的有机硅聚酰胺酸苯并咪唑树脂溶液，均相地涂覆于光导纤维表面，热固化，得到表面光洁，均质坚韧的有机硅聚酰亚胺苯并咪唑光导纤维涂料层。

技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题是提供一种湿敏电容及其制备方法，其感湿材料为感湿聚酰亚胺涂层。本发明的湿敏电容具有灵敏度高、湿滞小、制造工艺简单、成本低等优点，具有良好的市场化前景。本发明的一种湿敏电容，是由基片、下电极、感湿聚酰亚胺涂层、上电极组成；其中，感湿聚酰亚胺是由有机硅二胺、芳香族二胺与芳香族二酐反应而成的。其中，有机硅二胺与芳香族二胺的摩尔比为1:12-15；芳香族二酐摩尔数等于有机硅二胺、芳香族二胺的总摩尔数之和。所述的下电极、上电极，所采用的原料选自铂、金、银、镍中的一种或几种；且纯度为99.9％以上；优选的是金。所述的基片为硅片。所述的芳香族二胺选自对苯胺、间苯二胺、邻苯二胺、2,4,6-三甲基间苯二胺、4,4’-二氨基-4”-羟基三苯甲烷、4,4’-二氨基二苯醚、3,3’-二氨基二苯醚、3,4’-二氨基二苯醚、4,4’-二氨基二苯甲烷、3,3’-二甲基-4,4’-二氨基二苯甲烷、4,4’-二氨基联苯、3,3’-二甲基-4,4’-二氨基联苯、2,2’-二甲基-4,4’-二氨基联苯、2,2’-二(三氟甲基)-4,4’-二氨基联苯、4,4’-二氨基二苯甲酮、4,4’-二氨基二苯砜、3,3’-二氨基二苯砜、2,2-双[4-(4-氨基苯氧基)苯基]丙烷、2,2-双[4-(4-氨基苯氧基)苯基]丙烷、2,2-双[4-(3-氨基苯氧基)苯基]丙烷、2,2-双[4-(3-氨基苯氧基)苯基]丙烷、4,4’-双(4-氨基苯氧基)二苯甲酮、4,4’-双(3-氨基苯氧基)二苯甲酮、4,4’-双(4-氨基苯氧基)二苯砜、4,4...