一種耐熱高強度聚酰亞胺薄膜的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種耐熱高強度聚酰亞胺薄膜，其原料按重量份包括：含硫二元胺40?50份、2?(4?氨基苯基)?5?氨基苯并咪唑10?35份、3,3',4,4'?聯(lián)苯四羧酸二酐40?50份、2，2?雙(3，4?二羧基苯基)六氟丙烷二酐50?65份、石墨烯2?5份、鈦酸鋇1?3份、納米二氧化硅0.5?2份、納米氧化鋁2?5份、納米二氧化鈦0.5?2份。本發(fā)明提出的耐熱高強度聚酰亞胺薄膜，其耐熱性好，機械強度高，熱膨脹系數(shù)小。
【專利說明】
一種耐熱高強度聚酰亞胺薄膜
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及薄膜技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種耐熱高強度聚酰亞胺薄膜。
【背景技術(shù)】
[0002]聚酰亞胺薄膜由于具有優(yōu)異的綜合性能，包括耐熱性、機械性能、尺寸穩(wěn)定性及電氣絕緣性能而被廣泛應(yīng)用于電氣/電子材料、宇宙/航空、電氣通信等高技術(shù)領(lǐng)域。其中最為典型的應(yīng)用是作為柔性基底材料使用，例如，在微電子工業(yè)中，將聚酰亞胺薄膜作為柔性印刷線路板和自粘帶技術(shù)用的基底材料，以及薄膜太陽能的柔性基底材料等。在這些應(yīng)用領(lǐng)域中，對聚酰亞胺薄膜材料的熱性能、機械性能及尺寸穩(wěn)定性均有較高的要求。現(xiàn)有的聚酰亞胺薄膜其性能仍不能滿足使用的要求，需要進行改性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]基于【背景技術(shù)】存在的技術(shù)問題，本發(fā)明提出了一種耐熱高強度聚酰亞胺薄膜，其耐熱性好，機械強度高，熱膨脹系數(shù)小。
[0004]本發(fā)明提出的一種耐熱高強度聚酰亞胺薄膜，其原料按重量份包括:含硫二元胺40-50份、2-(4-氨基苯基)-5-氨基苯并咪唑10-35份、3，3 ’，4，4 ’ -聯(lián)苯四羧酸二酐40-50份、2，2_雙(3，4_ 二羧基苯基)六氟丙烷二酐50-65份、石墨烯2-5份、鈦酸鋇1-3份、納米二氧化硅0.5-2份、納米氧化鋁2-5份、納米二氧化鈦0.5-2份。
[0005]優(yōu)選地，其原料按重量份包括:含硫二元胺45-48份、2-(4-氨基苯基)-5_氨基苯并咪唑25-30份、3，3 ’，4，4 ’ -聯(lián)苯四羧酸二酐43-47份、2，2-雙(3，4-二羧基苯基)六氟丙烷二酐55-62份、石墨烯3.2-4份、鈦酸鋇1.9-2.4份、納米二氧化硅1-1.6份、納米氧化鋁3.5-4份、納米二氧化鈦1-1.6份。
[0006]優(yōu)選地，其原料按重量份包括:含硫二元胺47份、2-(4-氨基苯基)-5_氨基苯并咪唑28份、3，3’，4，4’-聯(lián)苯四羧酸二酐45份、2，2-雙(3，4-二羧基苯基)六氟丙烷二酐60份、石墨稀3.7份、鈦酸鋇2.1份、納米二氧化娃1.3份、納米氧化招3.7份、納米二氧化鈦1.2份。
[0007]優(yōu)選地，所述含硫二元胺按照以下工藝進行制備:在氮氣的保護下，將雙酚S、對氯硝基苯加入二甲基甲酰胺中，攪拌溶解后加入碳酸鉀，攪拌均勻后回流反應(yīng)2-5h，反應(yīng)結(jié)束后抽濾，將濾液倒入甲醇和水的混合液中，過濾后經(jīng)洗滌、干燥得到物料A;將物料A加入乙醇中，然后加入Pd/C催化劑，攪拌均勻后加入水合肼，回流反應(yīng)1-2.5h，過濾，將濾液倒入水中析出固體，經(jīng)過濾、干燥得到所述含硫二元胺。
[0008]優(yōu)選地，在含硫二元胺的制備過程中，雙酚S、對氯硝基苯的摩爾比為1:2-2.5。
[0009]優(yōu)選地，在含硫二元胺的制備過程中，物料A、水合肼的重量比為2-3:1。
[0010]優(yōu)選地，所述含硫二元胺按照以下工藝進行制備:在氮氣的保護下，將雙酚S、對氯硝基苯加入二甲基甲酰胺中，其中，雙酚S、對氯硝基苯的摩爾比為1: 2.1，攪拌溶解后加入碳酸鉀，碳酸鉀的重量為雙酚S重量的40wt%，攪拌均勻后回流反應(yīng)3h，反應(yīng)結(jié)束后抽濾，將濾液倒入甲醇和水的混合液中，過濾后經(jīng)洗滌、干燥得到物料A;將物料A加入乙醇中，然后加入Pd/C催化劑，攪拌均勻后加入水合肼，其中，Pd/C催化劑的重量為物料A重量的1.5%，物料A、水合肼的重量比為2.2:1，回流反應(yīng)2h，過濾，將濾液倒入水中析出固體，經(jīng)過濾、干燥得到所述含硫二元胺。
[00?1 ]優(yōu)選地，所述納米二氧化娃為娃燒偶聯(lián)劑KH-550改性納米二氧化娃;所述納米氧化鋁為硅烷偶聯(lián)劑KH-550改性納米氧化鋁;所述納米二氧化鈦為十七氟癸基三乙氧基硅烷改性納米二氧化鈦;將納米二氧化硅、納米氧化鋁以及納米二氧化鈦利用偶聯(lián)劑改性后，其能均勻地分散在基體中，提高了薄膜的強度，同時所采用的硅烷偶聯(lián)劑KH-550能與聚酰亞胺作用，提高了其與基體的結(jié)合強度。
[0012]本發(fā)明所述耐熱高強度聚酰亞胺薄膜可以按照以下工藝進行制備:按配比將含硫二元胺和2-(4-氨基苯基)-5-氨基苯并咪唑加入二甲基甲酰胺中，攪拌溶解后加入3，3’，4，4’_聯(lián)苯四羧酸二酐和2，2_雙(3，4_二羧基苯基)六氟丙烷二酐，在室溫下攪拌2-5h后加入剩余原料，在室溫下攪拌20-35min，然后將反應(yīng)液倒入表面皿中，過濾脫泡后在300-350°C下保持0.5-lh，置于去離子水中水煮脫膜得到所述耐熱高強度聚酰亞胺薄膜。
[0013]本發(fā)明耐熱高強度聚酰亞胺薄膜的原料中，以2-(4-氨基苯基)-5_氨基苯并咪唑與含硫二元胺為二元胺單體，以3，3’，4，4’_聯(lián)苯四羧酸二酐和2，2_雙(3，4_二羧基苯基)六氟丙烷二酐配合作為二元酸酐單體，從而將苯并咪唑雜環(huán)引入聚酰亞胺中，增強了聚酰亞胺薄膜的耐熱性、尺寸穩(wěn)定性和機械性能，同時在體系中引入了氟離子，其具有很大的電負性，可以切斷電子云的共軛，從而抑制薄膜中電子給體和電子供體之間電荷轉(zhuǎn)移絡(luò)合物的形成，提高了薄膜的透明性;同時加入了石墨烯、鈦酸鋇、納米二氧化硅、納米氧化鋁和納米二氧化鈦對其進行改性，提高了薄膜的擊穿場強，提高了薄膜的耐電暈性能，使得到的聚酰亞胺薄膜強度高，拉伸模量可達7.8GPa以上，拉伸強度可達293MPa以上，耐熱性能優(yōu)異，在熱應(yīng)力下尺寸變化小，且透明性好，能滿足多種領(lǐng)域的使用要求。
【具體實施方式】
[0014]下面，通過具體實施例對本發(fā)明的技術(shù)方案進行詳細說明。
[0015]實施例1
[0016]本發(fā)明提出的一種耐熱高強度聚酰亞胺薄膜，其原料按重量份包括:含硫二元胺50份、2-(4-氨基苯基)-5-氨基苯并咪唑1份、3，3 ’，4，4 ’ -聯(lián)苯四羧酸二酐50份、2，2-雙(3，4-二羧基苯基)六氟丙烷二酐50份、石墨烯5份、鈦酸鋇I份、納米二氧化硅2份、納米氧化鋁2份、納米二氧化鈦2份。
[0017]實施例2
[0018]本發(fā)明提出的一種耐熱高強度聚酰亞胺薄膜，其原料按重量份包括:含硫二元胺40份、2-(4-氨基苯基)-5-氨基苯并咪唑35份、3，3 ’，4，4 ’ -聯(lián)苯四羧酸二酐40份、2，2-雙(3，4-二羧基苯基)六氟丙烷二酐65份、石墨烯2份、鈦酸鋇3份、納米二氧化硅0.5份、納米氧化鋁5份、納米二氧化鈦0.5份。
[0019]實施例3
[0020]本發(fā)明提出的一種耐熱高強度聚酰亞胺薄膜，其原料按重量份包括:含硫二元胺48份、2-(4-氨基苯基)-5-氨基苯并咪唑25份、3，3 ’，4，4 ’ -聯(lián)苯四羧酸二酐47份、2，2-雙(3，4-二羧基苯基)六氟丙烷二酐55份、石墨烯4份、鈦酸鋇1.9份、納米二氧化硅1.6份、納米氧化鋁3.5份、納米二氧化鈦1.6份；
[0021]其中，所述含硫二元胺按照以下工藝進行制備:在氮氣的保護下，將雙酚S、對氯硝基苯加入二甲基甲酰胺中，其中，雙酚S、對氯硝基苯的摩爾比為1:2.5，攪拌溶解后加入碳酸鉀，攪拌均勻后回流反應(yīng)2h，反應(yīng)結(jié)束后抽濾，將濾液倒入甲醇和水的混合液中，過濾后經(jīng)洗滌、干燥得到物料A；將物料A加入乙醇中，然后加入Pd/C催化劑，攪拌均勻后加入水合肼，其中，物料A、水合肼的重量比為3:1，回流反應(yīng)lh，過濾，將濾液倒入水中析出固體，經(jīng)過濾、干燥得到所述含硫二元胺。
[0022]實施例4
[0023]本發(fā)明提出的一種耐熱高強度聚酰亞胺薄膜，其原料按重量份包括:含硫二元胺45份、2-(4-氨基苯基)-5-氨基苯并咪唑30份、3，3 ’，4，4 ’ -聯(lián)苯四羧酸二酐43份、2，2-雙(3，4-二羧基苯基)六氟丙烷二酐62份、石墨烯3.2份、鈦酸鋇2.4份、納米二氧化硅I份、納米氧化鋁4份、納米二氧化鈦I份；
[0024]其中，所述含硫二元胺按照以下工藝進行制備:在氮氣的保護下，將雙酚S、對氯硝基苯加入二甲基甲酰胺中，其中，雙酚S、對氯硝基苯的摩爾比為1: 2，攪拌溶解后加入碳酸鉀，攪拌均勻后回流反應(yīng)5h，反應(yīng)結(jié)束后抽濾，將濾液倒入甲醇和水的混合液中，過濾后經(jīng)洗滌、干燥得到物料A;將物料A加入乙醇中，然后加入Pd/C催化劑，攪拌均勻后加入水合肼，其中，物料A、水合肼的重量比為2:1，回流反應(yīng)2.5h，過濾，將濾液倒入水中析出固體，經(jīng)過濾、干燥得到所述含硫二元胺。
[0025]實施例5
[0026]本發(fā)明提出的一種耐熱高強度聚酰亞胺薄膜，其原料按重量份包括:含硫二元胺47份、2-(4-氨基苯基)-5-氨基苯并咪唑28份、3，3 ’，4，4 ’ -聯(lián)苯四羧酸二酐45份、2，2-雙(3，4-二羧基苯基)六氟丙烷二酐60份、石墨烯3.7份、鈦酸鋇2.1份、納米二氧化硅1.3份、納米氧化鋁3.7份、納米二氧化鈦1.2份；
[0027]其中，所述含硫二元胺按照以下工藝進行制備:在氮氣的保護下，將雙酚S、對氯硝基苯加入二甲基甲酰胺中，其中，雙酚S、對氯硝基苯的摩爾比為1:2.1，攪拌溶解后加入碳酸鉀，碳酸鉀的重量為雙酚S重量的40wt%，攪拌均勻后回流反應(yīng)3h，反應(yīng)結(jié)束后抽濾，將濾液倒入甲醇和水的混合液中，過濾后經(jīng)洗滌、干燥得到物料A;將物料A加入乙醇中，然后加入Pd/C催化劑，攪拌均勻后加入水合肼，其中，Pd/C催化劑的重量為物料A重量的1.5%，物料A、水合肼的重量比為2.2:1，回流反應(yīng)2h，過濾，將濾液倒入水中析出固體，經(jīng)過濾、干燥得到所述含硫二元胺；
[0028]所述納米二氧化娃為娃燒偶聯(lián)劑KH-550改性納米二氧化娃;所述納米氧化招為娃烷偶聯(lián)劑KH-550改性納米氧化鋁;所述納米二氧化鈦為十七氟癸基三乙氧基硅烷改性納米二氧化鈦。
[0029]以上所述，僅為本發(fā)明較佳的【具體實施方式】，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案及其發(fā)明構(gòu)思加以等同替換或改變，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種耐熱高強度聚酰亞胺薄膜，其特征在于，其原料按重量份包括:含硫二元胺40-50份、2-(4-氨基苯基)-5-氨基苯并咪唑10-35份、3，3 ’，4，4 ’ -聯(lián)苯四羧酸二酐40-50份、2，2-雙(3，4_ 二羧基苯基)六氟丙烷二酐50-65份、石墨烯2-5份、鈦酸鋇1-3份、納米二氧化硅0.5-2份、納米氧化鋁2-5份、納米二氧化鈦0.5-2份。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述耐熱高強度聚酰亞胺薄膜，其特征在于，其原料按重量份包括:含硫二元胺45-48份、2-(4-氨基苯基)-5-氨基苯并咪唑25-30份、3，3 ’，4，4 ’_聯(lián)苯四羧酸二酐43-47份、2，2_雙(3，4_ 二羧基苯基)六氟丙烷二酐55-62份、石墨烯3.2-4份、鈦酸鋇1.9-2.4份、納米二氧化娃1-1.6份、納米氧化招3.5-4份、納米二氧化鈦1-1.6份。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述耐熱高強度聚酰亞胺薄膜，其特征在于，其原料按重量份包括:含硫二元胺47份、2-(4-氨基苯基)-5-氨基苯并咪唑28份、3，3’，4，4’_聯(lián)苯四羧酸二酐45份、2，2_雙(3，4_二羧基苯基)六氟丙烷二酐60份、石墨烯3.7份、鈦酸鋇2.1份、納米二氧化娃1.3份、納米氧化招3.7份、納米二氧化鈦1.2份。4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項所述耐熱高強度聚酰亞胺薄膜，其特征在于，所述含硫二元胺按照以下工藝進行制備:在氮氣的保護下，將雙酚S、對氯硝基苯加入二甲基甲酰胺中，攪拌溶解后加入碳酸鉀，攪拌均勻后回流反應(yīng)2_5h，反應(yīng)結(jié)束后抽濾，將濾液倒入甲醇和水的混合液中，過濾后經(jīng)洗滌、干燥得到物料A ；將物料A加入乙醇中，然后加入Pd/C催化劑，攪拌均勻后加入水合肼，回流反應(yīng)1-2.5h，過濾，將濾液倒入水中析出固體，經(jīng)過濾、干燥得到所述含硫二元胺。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述耐熱高強度聚酰亞胺薄膜，其特征在于，在含硫二元胺的制備過程中，雙酚S、對氯硝基苯的摩爾比為1:2-2.5。6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述耐熱高強度聚酰亞胺薄膜，其特征在于，在含硫二元胺的制備過程中，物料A、水合肼的重量比為2-3:1。7.根據(jù)權(quán)利要求4-6中任一項所述耐熱高強度聚酰亞胺薄膜，其特征在于，所述含硫二元胺按照以下工藝進行制備:在氮氣的保護下，將雙酚S、對氯硝基苯加入二甲基甲酰胺中，其中，雙酚S、對氯硝基苯的摩爾比為1:2.1，攪拌溶解后加入碳酸鉀，碳酸鉀的重量為雙酚S重量的40wt %，攪拌均勻后回流反應(yīng)3h，反應(yīng)結(jié)束后抽濾，將濾液倒入甲醇和水的混合液中，過濾后經(jīng)洗滌、干燥得到物料A;將物料A加入乙醇中，然后加入Pd/C催化劑，攪拌均勻后加入水合肼，其中，Pd/C催化劑的重量為物料A重量的1.5%，物料A、水合肼的重量比為2.2:1，回流反應(yīng)2h，過濾，將濾液倒入水中析出固體，經(jīng)過濾、干燥得到所述含硫二元胺。8.根據(jù)權(quán)利要求1-7中任一項所述耐熱高強度聚酰亞胺薄膜，其特征在于，所述納米二氧化硅為硅烷偶聯(lián)劑KH-550改性納米二氧化硅;所述納米氧化鋁為硅烷偶聯(lián)劑KH-550改性納米氧化鋁;所述納米二氧化鈦為十七氟癸基三乙氧基硅烷改性納米二氧化鈦。
【文檔編號】C08K9/06GK106084221SQ201610456897
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年6月22日
【發(fā)明人】魏松
【申請人】安慶市天虹新型材料科技有限公司