石墨烯聚酰亚胺复合薄膜的制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种石墨烯聚酰亚胺复合薄膜的制备方法，包括采用石墨烯和由4,4-二氨基二苯醚和均苯四甲酸二酐在溶剂中缩聚而得的聚酰胺酸，将已经分散好的石墨烯悬浮液加入到上述经缩聚反应而得到的聚酰胺酸中，经过循环分散，持续10小时~16小时，再把聚酰胺酸中胺与酐的摩尔比调到1:0.98~1:0.995，粘度达到60000CP~90000CP，其中石墨烯在聚酰胺酸的固含量中比例为1%~15%；然后脱泡流延成膜，最后亚胺化、收卷分切即可。本发明得到的石墨烯聚酰亚胺复合薄膜，其拉伸强度≥100Mpa，导热性能≥5w/m.k，断裂伸长率≥15%。
【专利说明】石墨烯聚酰亚胺复合薄膜的制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种石墨烯聚酰亚胺复合薄膜的制备方法。【背景技术】
[0002]聚酰亚胺薄膜(PI膜)自上世纪60年代投入应用以来，以其优异的热性能，介电性能和机械性能等使其成为电子和航天等工业领域的首选材料。随着高新科技的发展，普通聚酰亚胺材料已经不能满足高新科技产品的制造对材料性能的要求，因此聚酰亚胺改性就成为现在研究的热点。将无机组分引入聚酰亚胺基体中达到无机一有机性能的复合，成为其改性工作中较为有效的方法。
[0003]已有研究表明，仅添加微量的石墨烯就能对树脂基体的导热能力和线膨胀系数产生较大的提升，大大强化和拓宽了其应用领域。然而，对于石墨烯/聚酰亚胺复合材料的相关研发却很少，而且目前研发出来的材料其导热性能比较差，一般小于0.5w/m.k，无法很好地满足于市场上的需求。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是为了解决上述现有技术的不足而提供一种导热性能更好的石墨烯聚酰亚胺复合薄膜的制备方法。
[0005]为了实现上述目的，本发明所设计的石墨烯聚酰亚胺复合薄膜的制备方法，包括采用石墨烯和由二元胺和二元酐在溶剂中缩聚而得的聚酰胺酸，其具体步骤如下:
步骤一:先将1份石墨烯通过碾磨、分散，分散粒径达到lOOnm以下，均匀地分散到9份二甲基乙酰胺溶剂中，然后在上述悬浮液中再添加1份聚酰胺酸，继续分散，最终得到石墨烯悬浮液；
步骤二:将作为二元胺的4，4- 二氨基二苯醚和作为二元酐的均苯四甲酸二酐同时溶于二甲基乙酰胺溶剂中，其中4，4-二氨基二苯醚和均苯四甲酸二酐的份以胺的摩尔数与酐的摩尔数为1:0.80^1:0.90配比，然后将上述已经分散好的石墨烯悬浮液加入到上述经缩聚反应而得到的聚酰胺酸中，经过循环分散，持续10小时~16小时，再把聚酰胺酸中胺与酐的摩尔比调到1:0.98~1:0.995，粘度达到60000 CP^90000 CP，其中石墨烯在聚酰胺酸的固含量中比例为1%~15% ；
步骤三:将上述聚合物脱泡流延成膜，最后亚胺化、收卷分切即可。
[0006]本发明得到的石墨烯聚酰亚胺复合薄膜，由于石墨烯表面有羟基、羧基等基团，能与聚酰亚胺上的基团形成氢键，两者相容性好，使石墨烯均匀的分散在聚酰亚胺基体中；此外，聚酰亚胺基体结构稳定，石墨烯具有的良好的导热性能和导电性能，能够改善聚酰亚胺的导热性能与介电常数，得到的复合薄膜的拉伸强度> lOOMpa，导热性能> 5w/m.k，断裂伸长率≥15%。
【具体实施方式】[0007]下面结合实施例对本发明进一步说明。
[0008]实施例1:
本发明提供的石墨烯聚酰亚胺复合薄膜的制备方法，包括采用石墨烯和聚酰胺酸，其具体步骤如下:
步骤一:先将1份石墨烯通过碾磨、分散均匀地分散到9份二甲基乙酰胺溶剂中，然后在上述悬浮液中再添加1份聚酰胺酸，继续分散，最终得到石墨烯悬浮液；
步骤二:将4，4- 二氨基二苯醚和均苯四甲酸二酐同时溶于二甲基乙酰胺溶剂中，其中4，4- 二氨基二苯醚和均苯四甲酸二酐以胺的摩尔数与酐的摩尔数为1:0.80配比，然后将上述已经分散好的石墨烯悬浮液加入到聚酰胺酸中，经过循环分散，持续10小时~16小时，再把聚酰胺酸中胺与酐的摩尔比调到1:0.98，粘度达到60000 CP，其中石墨烯在聚酰胺酸的固含量中比例为7%;
步骤三:将上述聚合物脱泡流延成膜，最后亚胺化、收卷分切即可。
[0009]本实施例所得的石墨烯聚酰亚胺复合薄膜的拉伸强度118Mpa，导热性能达5.3w/m.k，断裂伸长率18%。
[0010]实施例2:
本实施例中石墨烯聚酰亚胺复合薄膜的制备方法的具体步骤如下:
步骤一:先将1份石墨烯通过碾磨、分散均匀地分散到9份二甲基乙酰胺溶剂中，然后在上述悬浮液中再添加1份聚酰胺酸，继续分散，最终得到石墨烯悬浮液；·步骤二:将4，4-二氨基二苯醚和均苯四甲酸二酐同时溶于二甲基乙酰胺溶剂中，其中4，4-二氨基二苯醚和均苯四甲酸二酐以胺的摩尔数与酐的摩尔数为1:0.90配比，然后将上述已经分散好的石墨烯悬浮液加入到聚酰胺酸中，经过循环分散，持续10小时~16小时，再把聚酰胺酸中胺与酐的摩尔比调到1:0.99，粘度达到90000 CP，其中石墨烯在聚酰胺酸的固含量中比例为10% ；
步骤三:将上述聚合物脱泡流延成膜，最后亚胺化、收卷分切即可。
[0011]本实施例所得的石墨烯聚酰亚胺复合薄膜的拉伸强度llOMpa，导热性能达5.8w/m.k，断裂伸长率15.1%。
【权利要求】
1.一种石墨烯聚酰亚胺复合薄膜的制备方法，包括采用石墨烯和由4，4-二氨基二苯醚和均苯四甲酸二酐在溶剂中缩聚而得的聚酰胺酸，其特征是按照如下步骤:步骤一:先将1份石墨烯通过碾磨、分散，分散粒径达到lOOnm以下，均匀地分散到9份二甲基乙酰胺溶剂中，然后在上述悬浮液中再添加1份聚酰胺酸，继续分散，最终得到石墨烯悬浮液；步骤二:将作为二元胺的4，4- 二氨基二苯醚和作为二元酐的均苯四甲酸二酐同时溶于二甲基乙酰胺溶剂中，其中4，4-二氨基二苯醚和均苯四甲酸二酐的份以胺的摩尔数与酐的摩尔数为1:0.80^1:0.90配比，然后将上述已经分散好的石墨烯悬浮液加入到上述经缩聚反应而得到的聚酰胺酸中，经过循环分散，持续10小时~16小时，再把聚酰胺酸中胺与酐的摩尔比调到1:0.98~1:0.995， 粘度达到60000 CP^90000 CP，其中石墨烯在聚酰胺酸的固含量中比例为1%~15% ；步骤三:将上述聚合物脱泡流延成膜，最后亚胺化、收卷分切即可。
【文档编号】C08J5/18GK103665866SQ201310685647
【公开日】2014年3月26日 申请日期:2013年12月16日 优先权日:2013年12月16日
【发明者】岑建军 申请人:宁波今山电子材料有限公司