一种聚酰亚胺材料及其制备方法技术

一种聚酰亚胺材料，该材料含有聚酰亚胺，其中，所述聚酰亚胺具有如右式（Ⅰ）所示结构的重复单元，且该材料还含有含偶联剂的填料：式中，Ａｒ↓［１］和Ａｒ↓［２］各自为含有至少一个苯环的芳基，ｌ的值使与该聚酰亚胺对应的聚酰胺酸的特性粘度为１００－２００毫升／克；Ｒ↓［１］、Ｒ↓［２］和Ｒ↓［３］各自为氢、烷基、羧基、氰基、氨基或烷基氨基；Ｒ’和Ｒ”各自为亚烷基或次烷基；ｍ为０－６４的整数、ｎ为０－４１的整数，且ｍ和ｎ不同时为０。还提供了该聚酰亚胺材料的制备方法。该聚酰亚胺材料同时具备较高的剥离强度、抗撕裂强度、良好的柔韧性能以及较高的玻璃化转变温度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术是关于。
技术介绍
从1955年美国的Dupont公司专利技术芳香族聚酰亚胺类化合物到现在，已 经形成了许多种具有各种各样不同结构和性能的聚酰亚胺膜、制品等。由于 聚酰亚胺具有优异的机械性能、电性能、耐辐射性能和耐热性能等独特的优 点，因而在航空航天、电子、汽车、通讯等行业的应用越来越广泛。但是由 于聚酰亚胺类高分子化合物所具有的独特的分子结构，使其具有难溶、难熔 融的特点，这给其在实际应用中带来了很大的不便。因此，对聚酰亚胺类化 合物进行改性成了各国科学家们所要研究的热点，他们也做出了很大的成 就。如美国Dupont公司在1962年开发出的Kapton膜，是由均苯四甲酸二 酐和三苯二醚二胺通过縮合反应生成的聚酰亚胺，Kapton膜具有接近极限的 耐热性能，并且性价比优异，至今在众多耐热性树脂中仍占据首要地位，在 军事、航空航天、电子电器、汽车等众多领域具有广泛的用途。20世纪80 年代，日本的宇部兴产株式会社用3,3',4,4'-联苯四甲酸二酐和4,4'-二氨基二 苯醚为原料合成了高性能的全芳香族聚酰亚胺，其成型材料如聚酰亚胺膜 Upilex-R和Upilex-尤其是Upilex-S具有更高的刚性、机械强度、低收縮率、低热膨胀系数、低得多的透水性和透气性，更有意义的是其水解稳定性大大 高于Kapton膜，在微电子领域显示出巨大的价值，因而成为迄今为止最引 人注目的有竞争力的产品。此外还有日本钟渊化学工业株式会社的Apical PI 膜；美国GE公司的Ultem聚醚酰亚胺(PEI)塑料；Amoco公司的Torlon 聚酰胺酰亚胺(PAI)塑料等。迄今为止，尽管PI巿场上己经出现了众多具有各种各样性能的聚酰亚 胺类化合物，但是随着科学技术往高端和精细化方向的发展，在航空航天、 微电子、电子电器、汽车等领域对所需使用的聚酰亚胺的性能提出了更高更 全面更细致的要求，比如较高的剥离强度、抗撕裂强度、良好的柔韧性能， 以及较高的玻璃化转变温度等。到目前为止国内国际市场上有关此类聚酰亚 胺的合成报道并不多见。CN 1529546A公开了一种用于柔性印刷线路板的盖膜的制备方法，该方 法包括将20-30份EX-48溴化环氧树脂、16-20份E-12双酚A环氧树脂、8-12 份F-44酚醛环氧树脂、14-29份Hytrel热塑性弹性体、8-14份热塑性羧基丁 腈橡胶、4份二氨基二苯甲烷芳胺固化剂、8份改性双氰胺固化剂配成25% 的氯仿溶液，然后将该溶液涂布到聚酰亚胺薄膜上，80-9(TC干燥15分钟， 形成15-20微米的涂层，用聚酯或离型纸隔离，制成盖膜。CN 1123589C公开了一种热固性聚酰亚胺基体树脂，该树脂由100重量 份芳香族四酸二酐、35-110重量份芳香族二胺和10-55重量份反应性脂肪族 二羧酸组成，所述反应性脂肪族二羧酸为具有下述化学结构的有机化合物其中R为H、甲基或乙基。该树脂可在310-32(TC下长期使用，经固化后得 到的固化材料与PMR-15相比具有很好的抗冲击性能，由其制备的碳纤维增 强树脂基复合材料可明显减少高温使用过程中的微裂现象。CN 1693338A公开了一种多嵌段共聚聚酰亚胺，该多嵌段共聚聚酰亚胺 的化学结构式为上述多嵌段共聚聚酰亚胺的制备方法包括(1)先将一种芳香族二胺溶解在N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)中；(2)在搅拌作用下加入一定配比的一种芳 香族二酐，反应温度约为0-25°C，反应时间为4-6小时，得到氨基或酐基封 端的低聚物溶液；G)然后再相继加入其它种类的二酐和二胺，充分反应6-8 小时，得到嵌段结构的共聚物；(4)采用化学酰亚胺或热酰亚胺法制得共聚 聚酰亚胺的粉末或薄膜，其中所述芳香族二酐为联苯二酐和均苯四甲酸二 酐，所述芳香族二胺选自二氨基二苯醚、双酚A二胺中的一种或几种，所述 其它二酐选自3,3，，4，4'-二苯酮二酐、3,3，，4,4，-二苯醚二酐、双酚A二酐、1,4-双(3,4-二羧酸苯氧基)苯二酐、2，2-双G,4-二羧基苯基)六氟丙烷二酐中 的一种或几种，所述其它二胺选自二苯酮二胺、苯二胺、1,3-双(4-氨基苯 氧基)苯(1，3，4陽APB)、 1,4-双(4-氨基苯氧基)苯(1,4，4陽APB)、 2,2-双六氟丙烷中的一种或几种。使用上述方法制得的多嵌 段共聚聚酰亚胺具有较好的耐热性和机械性能，并可通过调节多嵌段共聚聚 酰亚胺的组成调节聚酰亚胺的分子刚性和加工性。尽管上述聚酰亚胺材料的某些性能非常优异，但均存在不能同时具备优 异的剥离强度、抗撕裂强度、柔韧性和较高的玻璃化转变温度的缺点，而随 着科学技术往高端和精细化两个方向的发展，在航空航天、微电子、电子电 器、汽车等领域对所需使用的聚酰亚胺的性能提出了更高、更全面、更细致 的要求，要求聚酰亚胺材料同时具备高的剥离强度、抗撕裂强度、良好的柔 韧性能，以及较高的玻璃化转变温度。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了克服现有技术中的聚酰亚胺薄膜不能同时具备较 高的剥离强度、抗撕裂强度、良好的柔韧性能以及较高的玻璃化转变温度的 缺点，提供一种能够同时具备较高的剥离强度、抗撕裂强度、良好的柔韧性能以及较高的玻璃化转变温度的聚酰亚胺材料及其制备方法。本专利技术提供了一种聚酰亚胺材料，该材料含有聚酰亚胺，其中，所述聚 酰亚胺具有如下式(I)所示结构的重复单元，且该材料还含有含偶联剂的填料式中，Ar,和Ar2各自为含有至少一个苯环的芳基，1的值使与该聚酰 亚胺对应的聚酰胺酸的特性粘度为100-200毫升/克；Ri、 R2和R3各自选自 氢、烷基、羧基、氰基、氨基、烷基氨基中的一种或几种；R'和R"各自为 亚垸基或次垸基；m为0-64的整数、n为0-41的整数，且m和n不同时为 0。<formula>formula see original document page 11</formula>本专利技术提供了一种聚酰亚胺材料的制备方法，该方法包括将一种含有芳 香族四酸二酐和芳香族二胺的混合物在溶剂中接触反应，得到聚酰胺酸溶 液，然后将所得聚酰胺酸溶液加热进行酰亚胺化反应，其特征在于，所述混 合物还含有含偶联剂的填料，该方法还包括在酰亚胺化反应之前先将所得聚酰胺酸与具有以下结构式(n)所示结构的脂肪族二羧酸进行反应<formula>formula see original document page 11</formula> (II)式中R" R2和R3各自选自氢、烷基、羧基、氰基、氨基、垸基氨基中的一种或几种；R，和R"各自为亚烷基或次烷基；m为0-64的整数、n为0-41 的整数，且m和n不同时为0;所述聚酰胺酸的特性粘度为100-200毫升/ 克。本专利技术提供的聚酰亚胺材料由于聚酰亚胺中含有由脂肪族二羧酸与芳 香族二胺反应得到的结构单元，并同时含有含偶联剂的填料，因而同时具备 较高的剥离强度、抗撕裂强度、良好的柔韧性能以及较高的玻璃化转变温度。 例如，由本专利技术实施例1制得的聚酰亚胺材料薄膜与金属复合后的剥离强度 为17.3牛/厘米、抗撕裂强度为170兆帕、断裂延伸率为60%、玻璃化转变 温度为453°C;而由现有技术制得的聚酰亚胺材料在相同测试条件下的剥离本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种聚酰亚胺材料，该材料含有聚酰亚胺，其特征在于，所述聚酰亚胺具有如下式（Ⅰ）所示结构的重复单元，且该材料还含有含偶联剂的填料：　＊＊＊　（Ⅰ）　式中，Ａｒ↓［１］和Ａｒ↓［２］各自为含有至少一个苯环的芳基，１的值使与该聚酰亚胺对应的聚酰胺酸的特性粘度为１００－２００毫升／克；Ｒ↓［１］、Ｒ↓［２］和Ｒ↓［３］各自选自氢、烷基、羧基、氰基、氨基、烷基氨基中的一种或几种；Ｒ’和Ｒ”各自为亚烷基或次烷基；ｍ为０－６４的整数、ｎ为０－４１的整数，且ｍ和ｎ不同时为０。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李强，李成章，江林，
申请(专利权)人：比亚迪股份有限公司，
类型：发明
国别省市：94[]