一种聚酰亚胺复合薄膜及其制备方法与流程

文档序号:11804059阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种聚酰亚胺复合薄膜的制备方法,其特征在于,所述方法为向聚酰亚胺预聚物中添加改性的层状硅酸盐,聚合得到聚酰亚胺聚合物溶液,之后涂覆在衬底上,升温固化,获得聚酰亚胺复合薄膜;

所述改性的层状硅酸盐为表面带有氨基官能团的层状硅酸盐。

2.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述层状硅酸盐选自高岭土、埃洛石、蒙脱土、滑石或云母中的任意1种或至少2种的组合;优选高岭土和/或埃洛石;

优选地,所述层状硅酸盐经过活化后使用,所述活化方法优选自焙烧活化和/或湿法球磨活化。

3.如权利要求1或2所述的方法,其特征在于,所述表面带有氨基官能团的层状硅酸盐通过用带有氨基的长链偶联剂将层状硅酸盐改性获得;

优选地,所述带有氨基的长链偶联剂选自γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-氨丙基三甲氧基硅烷或γ-氨丙基甲基二乙氧基硅烷中的任意1种或至少2种的组合;

优选地,所述带有氨基的长链偶联剂和层状硅酸盐的质量比为(0.05~0.5):1。

4.如权利要求3所述的方法,其特征在于,所述表面带有氨基官能团的层状硅酸盐通过如下方法获得:

将层状硅酸盐分散在醇类溶剂中,加入带有氨基的长链偶联剂水解液,搅拌反应,过滤,洗涤,干燥,得到表面带有氨基官能团的层状硅酸盐;

优选地,所述带有氨基的长链偶联剂水解液为带有氨基的长链偶联剂溶于醇水溶液中,调节pH值至3~5,搅拌均匀得到的水溶液;

优选地,所述带有氨基的长链偶联剂水解液中,带有氨基的长链偶联剂、醇、水的体积比为(2.0~6.0):(10.0~16.0):1;优选地,所述醇选自甲醇、乙 醇或丙醇中的任意1种或至少2种的组合。

5.如权利要求1~4之一所述的方法,其特征在于,当层状硅酸盐为高岭土和/或埃洛石时,在带有氨基的长链偶联剂改性之前进行短链改性剂改性,包括如下步骤:

将高岭土和/或埃洛石分散在醇溶剂中,之后向其中加入氨水,升温,加入短链改性剂,搅拌反应,之后过滤,洗涤,干燥得到表面带有羟基的层状硅酸盐;

其中,所述短链改性剂为正硅酸乙酯和/或钛酸乙酯;

其中,醇溶剂、氨水和短链改性剂的体积比优选为(14.0~22.0):(2.0~8.0):1;其中,氨水以浓度35%计;

其中,所述短链改性剂和层状硅酸盐的质量比为(0.1~0.8):1;

优选地,所述升温的温度为50~80℃,搅拌时间为0.8~1.2h。

6.如权利要求1~5之一所述的方法,其特征在于,所述聚酰亚胺复合薄膜通过如下方法制备:

(1)聚酰亚胺预聚物的合成:保护性气氛下,将共聚聚合单体在溶剂中分散混合,搅拌进行预聚反应,得到聚酰亚胺预聚物溶液;

(2)聚酰亚胺预聚物的改性:向步骤(1)得到的聚酰亚胺预聚物溶液中加入分散在溶剂中的改性层状硅酸盐,搅拌进行改性反应,得到改性的聚酰亚胺聚合物溶液;

(3)聚酰亚胺薄膜的制备:将步骤(2)得到的聚酰亚胺聚合物溶液涂覆在衬底上干燥,之后升温固化,得到聚酰亚胺薄膜。

7.如权利要求1~6之一所述的方法,其特征在于,所述干燥温度为50~70℃, 干燥时间为11~13h;

优选地,所述升温固化的过程为依次在80~100℃,150~200℃,220~280℃和300~350℃分别固化50~70min。

8.如权利要求6所述的方法,其特征在于,所述共聚聚合单体为BTDA和ODA,或者为PMDA和ODA;

优选地,聚酰亚胺复合薄膜的制备过程中,共聚聚合单体为BTDA和ODA时,BTDA、ODA和改性层状硅酸盐的质量比为(50~70):(30~50):1;共聚聚合单体为PMDA和ODA时,PMDA、ODA和改性层状硅酸盐的质量比为(40~65):(35~55):1;

优选地,步骤(1)所述保护性气氛为惰性气体气氛或氮气气氛;

优选地,步骤(1)所述预聚反应温度为25℃,时间为1小时;

优选地,步骤(2)所述改性反应温度为25℃,时间为3小时;

优选地,步骤(1)和步骤(2)所述溶剂为二甲基乙酰胺和/或二甲基甲酰胺;

优选地,步骤(3)所述衬底为玻璃衬底。

9.一种聚酰亚胺复合薄膜,其特征在于,通过权利要求1~8之一所述的方法制备得到。

10.如权利要求9所述的聚酰亚胺复合薄膜,其特征在于,所述聚酰亚胺复合薄膜中层状硅酸盐的含量为1~5%;

优选地,所述聚酰亚胺复合薄膜中,层状硅酸盐融合在聚酰亚胺薄膜内,热分解温度为550~580℃;拉伸强度为100~154MPa,杨式模量为2000~2600MPa。

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