一种含无机氧化物的纳米聚酰胺酰亚胺薄膜及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种含无机氧化物的纳米聚酰胺酰亚胺薄膜，该含有无机氧化物的纳米聚酰胺酰亚胺薄膜由以重量份计为100～120份聚酰胺酰亚胺溶液和0.5～10份已预处理的纳米无机氧化物材料制备而成；该含有无机氧化物的纳米聚酰胺酰亚胺薄膜的厚度为10‑100nm；所述聚酰胺酰亚胺溶液以重量份计包括以下的组分：聚酰胺酰亚胺树脂：20‑35份，有机溶剂：20‑60份；所述预处理的纳米无机氧化物材料是由纳米无机氧化物、偶联剂、表面活性剂按重量比为10：(2‑6)：(0.2‑0.5)经预处理得到的；本发明专利技术纳米聚酰胺酰亚胺薄膜具有优异的力学性能、稳定的化学性能、耐高温性能、强自润滑以及长寿命的优点，可以在漆包线行业广泛的应用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及薄膜
，更具体涉及一种含无机氧化物的纳米聚酰胺酰亚胺薄膜及其制备方法。
技术介绍
耐高温聚酰胺酰亚胺，目前主要应用于漆包线行业。目前现有耐高温聚酰胺酰亚胺，在市场的应用比较普遍，但是存在的问题是力学性能有待改进，耐高温性能需要进一步提高，光学性能改善困难；为了满足市场上的需求，急需开发新型的强自润滑，具有光学性能强的耐高温长寿命聚酰胺酰亚胺薄膜。
技术实现思路
(一)要解决的技术问题本专利技术要解决的技术问题就是如何提高聚酰胺酰亚胺薄膜的力学性能、化学性能、耐高温性能、自润滑性能，且延长寿命，而提供一种含无机氧化物的纳米聚酰胺酰亚胺薄膜及其制备方法。(二)技术方案为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种含无机氧化物的纳米聚酰胺酰亚胺薄膜(所用原料均市购得到)，该含有无机氧化物的纳米聚酰胺酰亚胺薄膜由以重量份计为100～120份聚酰胺酰亚胺溶液和0.5～10份经预处理的纳米无机氧化物材料制备而成；该含有无机氧化物的纳米聚酰胺酰亚胺薄膜的厚度为10-100nm；所述聚酰胺酰亚胺溶液以重量份计包括以下的组分：聚酰胺酰亚胺树脂：20-35份，有机溶剂：20-60份；所述经预处理的纳米无机氧化物材料是由纳米无机氧化物、偶联剂、表面活性剂按重量比为10：(2-6)：(0.2-0.5)经预处理得到的；所述纳米无机氧化物为纳米二氧化硅、纳米二氧化钛、纳米氧化>锌、纳米三氧化二铝的一种或几种；所述纳米无机氧化物的粒径为1-100nm。优选地，所述有机溶剂为N-甲基吡咯烷酮、氯苯、溴苯、二氯苯、二溴苯、1-四氢萘酮、葑酮、佛尔酮、异佛尔酮中的一种或几种。优选地，所述的偶联剂为硅烷偶联剂，硅烷偶联剂为氨基官能团硅烷(KH550)、γ-(2,3-环氧丙氧基)丙基三甲氧基硅烷(KH560)、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(KH570)、N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷(KH792)、N-β-(氨乙基)-γ-氨丙基甲基二甲基硅烷(DL602)、乙烯基三甲氧基硅烷(DL171)中的一种或几种；所述表面活性剂为阳离子表面活性剂：季铵盐、胺盐、乙氧基化酰胺、烷基咪唑啉、烷基咪唑啉盐、磷酸盐、磷酸酯、磺酸盐、季铵内盐、丙胺酸盐、吐温60、聚乙烯多胺盐、剂索罗明A、脂肪胺盐中的一种或几种。优选地，所述季铵盐为十二烷基三甲基氯化铵、十三烷基三甲基氯化铵、十四烷基三甲基氯化铵、十五烷基三甲基氯化铵、十六烷基三甲基氯化铵、十七烷基三甲基氯化铵、十八烷基三甲基氯化铵、十二烷基二甲基苄基氯化铵、十八烷基二甲基羟乙基硝酸铵、十八烷基二甲基羟乙基过氯酸铵、硬脂酸三甲基氯化铵、硬脂酸二甲基戊基氯化铵；所述胺盐为乙氧胺盐或乙氧基化脂肪胺盐；所述磺酸盐为烷基磺酸钠、烷基二苯醚二磺酸、烷基苯磺酸盐、烷基萘磺酸盐、壬基苯氧基丙烷磺酸钠或对壬基二苯醚磺酸钾；所述季铵内盐为十二烷基二甲基季铵乙内盐；所述丙胺酸盐为二甲基乙醇基十八酰胺丙基铵硝酸盐。本专利技术还提供了上述的含无机氧化物的纳米聚酰胺酰亚胺薄膜的制备方法，该方法包括以下步骤(所用原料均市购得到)：1)制备聚酰胺酰亚胺溶液：将聚酰胺酰亚胺树脂溶于有机溶剂中，搅拌至完全溶解，备用；2)纳米无机氧化物材料的预处理：向纳米无机氧化物中加入偶联剂和表面活性剂进行分散处理，制得经预处理的纳米无机氧化物材料，备用；3)制备聚酰胺酰亚胺溶液体系：向步骤1)得到的聚酰胺酰亚胺溶液中加入步骤2)得到的经预处理的纳米无机氧化物材料，搅拌均匀得到聚酰胺酰亚胺溶液体系；4)制备含有无机氧化物的纳米聚酰胺酰亚胺薄膜：采用匀胶法、刮刀工艺或基底流延法将步骤3)聚酰胺酰亚胺溶液体系均匀铺展在洁净的基底上并挥发溶剂，得到待处理薄膜；然后将待处理薄膜经亚胺化法交联固化，即得到纳米聚酰胺酰亚胺薄膜。优选地，在步骤2)中，所述分散处理为采用超声波的分散处理，时间为10-30分钟。优选地，在步骤3)中，制备温度在室温至100℃的温度范围内，一边搅拌一边加入经预处理的纳米无机氧化物材料，搅拌速度为300-1000转/分钟。优选地，所述的将聚酰胺酰亚胺溶液体系均匀铺展在洁净的基底上的过程是在真空度小于等于80KPa的环境中进行的；匀胶法中匀胶机的转动产生的力大小为0.5-10N，转速为120-600r/min，且基底选择具有10-70mm有效半径的基体，洁净的基底的粗糙度小于等于0.5μm；刮刀工艺和基底流延法中洁净的基底的粗糙度小于等于0.4μm。优选地，所述的亚胺化法为化学亚胺化法、热亚胺化法或化学热亚胺化法；所述的化学亚胺化法：是将待处理薄膜连同基底浸入30℃的亚胺化溶液中，恒温1-2小时，然后将待处理薄膜在50-80℃下干燥3-4小时；所述的热亚胺化法：是在120℃下将待处理薄膜恒温0.5-1小时，然后在小于等于20℃/min的升温速率下升温到150-200℃，恒温0.5-1小时；所述的化学热亚胺化法：是将待处理薄膜连同基底浸入30℃的亚胺化溶液中，恒温1-2小时，然后将待处理薄膜在50-80℃下干燥3-4小时，再在小于20℃/min的升温速率下升到150-200℃，恒温0.5-1小时。(三)有益效果在本专利技术中纳米级无机氧化物在加入制备好的聚酰胺酰亚胺溶液前进行预处理，提高了纳米级无机氧化物与聚酰胺酰亚胺溶液的互溶性，进一步增强其力学性能和绝缘性能，且能够使最终产品具有长寿命和良好的自润滑性能；纳米级无机氧化物的预处理包括加入偶联剂和表面活性剂；偶联剂可降低树脂熔体的粘度，改善分散度以提高加工性能，进而使制品获得良好的表面质量及机械、热和电性能；表面活性剂在溶液的表面能定向排列，并能使表面张力显著下降的物质；在纳米级无机氧化物单独添加偶联剂、或者单独添加表面活性剂都能够一定程度提高纳米级无机氧化物的性能，但是最好是同时添加适量的偶联剂和表面活性剂，两种物质共同作用可将纳米级无机氧化物的表面张力降至更理想的水平，以利于在有机体系中的分散表面的张力。有机溶剂N-甲基吡咯烷酮为常用有机溶剂，氯苯、溴苯、二氯苯、二溴苯均属于苯类，本身可用作有机溶，同时能与其他有机溶剂互溶，在化工生产中常单独或混合用作溶剂，特别是用作树脂的溶剂。进一步，加入聚酰胺酰亚胺溶液中的纳米级无机氧化物为纳米级别；纳米无机氧化物为较理想的高分子材料改性剂，具有较好的热稳...

【技术保护点】
一种含无机氧化物的纳米聚酰胺酰亚胺薄膜，其特征在于，该含有无机氧化物的纳米聚酰胺酰亚胺薄膜由以重量份计为100～120份聚酰胺酰亚胺溶液和0.5～10份已预处理的纳米无机氧化物材料制备而成；该含有无机氧化物的纳米聚酰胺酰亚胺薄膜的厚度为10‑100nm；所述聚酰胺酰亚胺溶液以重量份计包括以下的组分：聚酰胺酰亚胺树脂：20‑35份，有机溶剂：20‑60份；所述预处理过的纳米无机氧化物材料是由纳米无机氧化物、偶联剂、表面活性剂按重量比为10：(2‑6)：(0.2‑0.5)经预处理得到的；所述纳米无机氧化物为纳米二氧化硅、纳米二氧化钛、纳米氧化锌、纳米三氧化二铝的一种或几种；所述纳米无机氧化物的粒径为1‑100nm。

【技术特征摘要】
1.一种含无机氧化物的纳米聚酰胺酰亚胺薄膜，其特征在于，该
含有无机氧化物的纳米聚酰胺酰亚胺薄膜由以重量份计为100～120份
聚酰胺酰亚胺溶液和0.5～10份已预处理的纳米无机氧化物材料制备而
成；该含有无机氧化物的纳米聚酰胺酰亚胺薄膜的厚度为10-100nm；
所述聚酰胺酰亚胺溶液以重量份计包括以下的组分：聚酰胺酰亚
胺树脂：20-35份，有机溶剂：20-60份；
所述预处理过的纳米无机氧化物材料是由纳米无机氧化物、偶联
剂、表面活性剂按重量比为10：(2-6)：(0.2-0.5)经预处理得到的；
所述纳米无机氧化物为纳米二氧化硅、纳米二氧化钛、纳米氧化
锌、纳米三氧化二铝的一种或几种；所述纳米无机氧化物的粒径为
1-100nm。
2.根据权利要求1所述的含无机氧化物的纳米聚酰胺酰亚胺薄膜，
其特征在于，所述有机溶剂为N-甲基吡咯烷酮、氯苯、溴苯、二氯苯、
二溴苯、1-四氢萘酮、葑酮、佛尔酮、异佛尔酮中的一种或几种。
3.根据权利要求1所述的含无机氧化物的纳米聚酰胺酰亚胺薄膜，
其特征在于，所述的偶联剂为硅烷偶联剂，硅烷偶联剂为氨基官能团
硅烷、γ-(2,3-环氧丙氧基)丙基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙
基三甲氧基硅烷、N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷、N-β-(氨
乙基)-γ-氨丙基甲基二甲基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷中的一种或几
种；
所述表面活性剂为阳离子表面活性剂：季铵盐、胺盐、乙氧基化
酰胺、烷基咪唑啉、烷基咪唑啉盐、磷酸盐、磷酸酯、磺酸盐、季铵
内盐、丙胺酸盐、吐温60、聚乙烯多胺盐、剂索罗明A、脂肪胺盐中
的一种或几种。
4.根据权利要求3所述的含无机氧化物的纳米聚酰胺酰亚胺薄膜，
其特征在于，所述季铵盐为十二烷基三甲基氯化铵、十三烷基三甲基

\t氯化铵、十四烷基三甲基氯化铵、十五烷基三甲基氯化铵、十六烷基
三甲基氯化铵、十七烷基三甲基氯化铵、十八烷基三甲基氯化铵、十
二烷基二甲基苄基氯化铵、十八烷基二甲基羟乙基硝酸铵、十八烷基
二甲基羟乙基过氯酸铵、硬脂酸三甲基氯化铵、硬脂酸二甲基戊基氯
化铵；所述胺盐为乙氧胺盐或乙氧基化脂肪胺盐；所述磺酸盐为烷基
磺酸钠、烷基二苯醚二磺酸、烷基苯磺酸盐、烷基萘磺酸盐、壬基苯
氧基丙烷磺酸钠或对壬基二苯醚磺酸钾；所述季铵内盐为十二烷基二
甲基季铵乙内盐；所述丙胺酸盐为二甲基乙醇基十八酰胺丙基铵硝酸
盐。
5.根据权利要求1-4任一项所述的含无机氧化物的纳米聚酰胺酰
亚胺薄膜，其特征在于，所述聚酰胺酰亚胺溶液还包括以下以重量份
计的组分：
稀释剂：0.1-10份；所述稀释剂为邻苯二甲酸二酯、邻苯二甲酸二
丁酯、邻苯二甲酸二异丁酯、邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二戊酯
或邻苯二甲酸二异戊酯中的一种或几种；
第一助剂：0.1-20份，所述第一助剂为甲苯、苯、邻二甲苯、间二
甲苯、对二甲苯中的一种或几...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘保健，杨强，黄棉忠，谈家满，曹金国，幸泽铜，
申请(专利权)人：广东精达里亚特种漆包线有限公司，陕西科技大学，
类型：发明
国别省市：广东;44