专利名称：聚酰亚胺复合铝箔及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种耐高低温的复合材料，具体地说涉及一种聚酰亚胺与铝箔构成的复合材料及其制备方法。
背景技术：
随着科学技术的迅猛发展，尤其是航天航空技术的发展，对耐高温的密封材料提出了越来越高的要求。目前工业上广泛使用的耐高低温的密封材料，如聚聚酯薄膜、尼龙薄膜等均不能满足要求，因此必须尽快开发研究新的耐高温的密封材料，以满足有关部门的需要。
发明内容
本发明需要解决的技术问题是公开一种聚酰亚胺复合铝箔，以克服现有技术存在的耐高温性能不能够理想的缺陷，满足航天航空技术发展的需要；本发明需要解决的技术问题之二是提供上述聚酰亚胺复合铝箔的制备方法。
本发明的复合材料由作为载体的铝箔和作为密封层的聚酰亚胺薄膜构成，所说的铝箔夹在两层聚酰亚胺薄膜之间。
按照本发明，所说的铝箔采用软性铝箔，其厚度以0.01～0.02mm为适宜，所说的聚酰亚胺薄膜的厚度以0.03～0.04mm为适宜。
本发明的聚酰亚胺复合铝箔的制备方法包括如下步骤(1)树脂的制备将均苯四甲酸二酐分批投入二甲基乙酰胺、4，4’-二胺基二苯醚和溶剂中进行反应，获得粘度(茄氏)为20～30秒的聚酰胺树脂。反应温度为20～60℃，反应时间为5～9小时，在本发明优选的技术方案中，均苯四甲酸二酐可分2～5批投入。
所说的溶剂包括二甲基乙酰胺或苯等芳香烃类化合物中的一种及其混合物。
采取二酐投料方式为逐步分批加料，可使聚合反应趋于平缓，树脂粘度控制在茄氏20～30秒，经稀释后的聚酰胺树脂固体含量可达到10～20％，如15％，便于聚酰胺铝箔浸胶过程中厚度的控制。
物料的投料重量份数为二甲基乙酰胺 100份均苯四甲酸二酐 10～20份4，4’-二胺基二苯醚 8～18份溶剂 40～60份。
(2)薄膜的浸渍将步骤(1)所获得的聚酰胺树脂用溶剂进行稀释，使其含固量为10～20wt％，将厚度为0.01～0.02mm的软性铝箔在多层立式上胶机中浸渍。
所述及的多层立式上胶机为一种常规的设备。
所述及的溶剂包括二甲基乙酰胺、苯或甲苯等芳香烃类化合物中的一种及其混合物，优选的为二甲基乙酰胺、苯或甲苯。
由于用作浸渍的聚酰胺树脂分子量较小，茄氏粘度控制在20～30秒，一旦树脂粘附在铝箔上逐段进入溶剂挥发区域，树脂受热后加大百分子的能量，使分子链段中带有羧基与胺基的分子之间发生了反应，加快了分子链增长，并且在链增长过程的同时。伴随了部分分子问亚胺化，使线型分子支联成网络型的大分子，使薄膜中部分分子结构转变成不溶不熔状态.若溶剂挥发区域温度过高，造成薄膜外表于因而分子内部部分亚胺化后析出极微量的水及低聚物残留在内，一旦经高温亚胺化，导致聚酰亚胺薄膜上做孔气泡鼓出并与铝箔分离。为此，浸渍过程必须控制适宜的温度，以控制浸渍过程中聚酰胺树脂的亚胺化程度，杜绝微孔气泡的重复出现。
按照本发明，合适的浸渍温度为80～190℃。
(3)聚酰胺酸的亚胺化在300～350℃的温度下，对浸渍在铝箔上的聚酰胺酸树脂进行亚胺化，亚胺化时间为1～4小时，切边复卷包装，即获得本发明的聚酰亚胺复合铝箔。
所说的亚胺化指的是进行分子内脱水闭合成酰亚胺环，由于在聚酰胺酸分子中羧基的存在，使得酰胺基中的氢原子较为活泼，容易质子化。在高温下与羧基中的羟基缔合成水并析出，形成了聚酰亚胺。在对聚酰亚胺复合铝箔的亚胶化过程中，针对该产品具有收卷长度大于普通产品，而且薄膜厚度薄，并带有静电。容易倒伏而产生折痕现象，经过调整升温速率，避免了升温过快造成局部过热碳化和上下温差形成的色泽差异的热老化现象。
聚酰亚胺的亚胺化程度对产品质量的影响较大，环化率(即亚胺化程度)愈大，聚酰亚胺的大分子链中亚胺环愈多，其分子结构就愈趋于理想状态，产品的综合性能更为优良，倘若亚胺化不完全，残留在大分子链中的羧基和酰胺链极易水解，使聚酰亚胺的综合性能差而导致材料破坏，而聚酰亚胺的环化率，主要取决于环化温度，所以严格选择适宜的亚胺化条件和精确控制亚胺化的温度及相对应的时间，便是聚酰亚胺薄膜质量得以保证的重要因素。
本发明的聚酰亚胺薄膜采用GB/13022-92标准进行测试，其结果表明，在-260～260℃的条件下使用，有较高的机械性能和良好的密封性能，耐辐射，尤其在低温状态下，有足够的强度以及尺寸稳定性能，可作为航天火箭等的体外绝热材料。
具体实施例方式
实施例1(1)树脂的制备将32公斤粉状均苯四甲酸二酐分3批投入230公斤二甲基乙酰胺、30公斤4，4’-二胺基二苯醚和130公斤甲苯中进行反应，获得粘度(茄氏)为30秒的聚酰胺树脂，反应温度为30℃，反应时间为7小时，(2)薄膜的浸渍将步骤(1)所获得的聚酰胺树脂用甲苯进行稀释，使其含固量为15wt％，将厚度为0.015mm的软性铝箔在多层立式上胶机中浸渍。浸渍温度为140℃。
(3)聚酰胺酸的亚胺化在320℃的温度下，对浸渍在铝箔上的聚酰胺酸树脂进行亚胺化，亚胺化时间为3小时，切边复卷包装，即获得本发明的聚酰亚胺复合铝箔。
采用GB/13022-92标准进行测试，抗拉强度纵向75克/平方米；横向73.6克/平方米。
权利要求
1.一种聚酰亚胺复合铝箔，其特征在于由作为载体的铝箔和作为密封层的聚酰亚胺薄膜构成，所说的铝箔夹在两层聚酰亚胺薄膜之间。
2.根据权利要求1所述的聚酰亚胺复合铝箔，其特征在于，所说的铝箔为软性铝箔。
3.根据权利要求2所述的聚酰亚胺复合铝箔，其特征在于，其厚度为0.03～0.04mm，铝箔的厚度为0.01～0.02mm。
4.根据权利要求1、2或3所述的聚酰亚胺复合铝箔的制备方法，其特征在于包括如下步骤(1)树脂的制备将均苯四甲酸二酐分批投入二甲基乙酰胺、4，4’-二胺基二苯醚和溶剂中进行反应，反应温度为20～60℃，反应时间为5～9小时；(2)薄膜的浸渍将步骤(1)所获得的聚酰胺树脂用溶剂进行稀释，将软性铝箔在多层立式上胶机中浸渍。浸渍温度为80～190℃；(3)聚酰胺酸的亚胺化在300～350℃的温度下，对浸渍在铝箔上的聚酰胺酸树脂进行亚胺化，亚胺化时间为1～4小时，即获得本发明的聚酰亚胺复合铝箔。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，聚酰胺树脂的粘度(茄氏)为20～30秒。
6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，物料的投料重量份数为二甲基乙酰胺 100份均苯四甲酸二酐10～20份4，4’-二胺基二苯醚 8～18份溶剂 40～60份。
7.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，将步骤(1)所获得的聚酰胺树脂用溶剂进行稀释，使其含固量为10～20wt％，铝箔的厚度为0.01～0.02mm。
全文摘要
本发明公开了一种聚酰亚胺复合铝箔及其制备方法。本发明涉及一种耐高温的复合材料，具体地说涉及一种聚酰亚胺与铝箔构成的复合材料及其制备方法。本发明的复合材料由作为载体的铝箔和作为密封层的聚酰亚胺薄膜构成，所说的铝箔夹在两层聚酰亚胺薄膜之间。本发明的聚酰亚胺复合铝箔的制备方法包括1)树脂的制备，2)薄膜的浸渍，3)聚酰胺酸的亚胺化等步骤，本发明的聚酰亚胺薄膜采用GB/13022－92标准进行测试，其结果表明，在－260～260℃的条件下使用，有较高的机械性能和良好的密封性能，耐辐射，尤其在低温状态下，有足够的强度以及尺寸稳定性能，可作为航天火箭等的体外绝热材料。
文档编号B32B15/08GK1533886SQ031160
公开日2004年10月6日 申请日期2003年3月27日 优先权日2003年3月27日
发明者王宪标 申请人:上海赛璐珞厂