一种无机填料的分散方法技术

本发明专利技术公开了一种无机填料的分散方法，具体为：先将无机填料置于非质子极性溶剂中超声浸润，所得混合液再置于含有不同粒径锆珠的砂磨机中以特定转速进行分散所得。采用本发明专利技术所述方法分散无机填料，分散效果好；将分散所得的无机填料分散浆料用于制备黑色亚光聚酰亚胺薄膜，所得薄膜机械性能和电气强度高，遮光率低，亚光性好；在薄膜的制备过程中更换滤芯的频率降低。

A Dispersion Method of Inorganic Fillers

The invention discloses a method for dispersing inorganic fillers, in particular: firstly, the inorganic fillers are soaked in non-proton polar solvents by ultrasonic wave, and the obtained mixture is then dispersed in a grinder containing zirconium beads of different particle sizes at a specific speed. The method of the invention disperses inorganic fillers with good dispersion effect; the dispersed inorganic filler slurry obtained by the method is used to prepare black matt polyimide film, which has high mechanical properties and electrical strength, low shading rate and good matting property; and the frequency of changing filter core during the preparation process of the film decreases.

【技术实现步骤摘要】
一种无机填料的分散方法
本专利技术涉及聚酰亚胺薄膜，具体涉及黑色亚光聚酰亚胺薄膜制备过程中用到的无机填料的分散方法。
技术介绍
黑色亚光聚酰亚胺(聚酰亚胺简称PI)薄膜是一种高绝缘、高强度的绝缘薄膜，相比于普通PI膜，黑色亚光PI膜不透明、光透射率和反射系数低，具有良好的遮光性、导热性等，广泛用于移动装置、电脑、汽车以及军用电子设备等。现有技术在聚酰胺酸(PAA)树脂中单独加入黑料或消光粉制备PI膜的文献较多，但同时加入两者制备黑色亚光聚酰亚胺薄膜的文献较少。公开号为CN101579904A的专利技术专利采用研磨4-8h工艺制备黑色浆料，将黑色浆料和亚光剂按比例先与反应物芳族二胺混合均匀，再与芳族二酐反应直接制备黑色亚光聚酰胺酸树脂溶液。公开号为102529262A的专利技术专利将黑色亚光油墨层涂布在聚酰亚胺薄膜基层上下表面，其中黑色亚光油墨为经砂磨机混合研磨1h，然后高速分散1h制备，组成为水基耐高温丙烯酸油墨树脂、氧化铜、氧化铁、氧化铬、耐高温助剂、分散剂、平流剂等。公开号为CN105733001A的专利技术专利采用球磨高速剪切均质将添加的黑料与消光剂在溶剂中高压溅射、渗透球磨制备黑色浆料；然后黑色浆料与二胺反应后分别与均苯二酐和联苯二酐反应。公开号为CN105385159A的专利技术专利向二甲基乙酰胺中加入硅烷偶联剂，搅拌均匀后加入黑色颜料，经高压均质处理，得到黑色浆料；将消光剂与滑石粉加入到有机溶剂中，搅拌均匀后，经剪切分散和超声分散处理制备消光粉浆料，然后将制得的PAA树脂、黑色浆料和消光粉浆料混合，制膜。公开号为CN106432724A的专利技术专利利用原位聚合法将聚丙烯腈粉粒和强极性非质子有机溶剂混合，加热搅拌，充分溶解后冷却，加入芳香族二元伯胺，完全溶解后加入芳香族二元酸酐，加热搅拌下，制备出聚丙烯腈和聚酰胺酸形成分子互穿网络的共混溶液。以上专利技术均未涉及黑料和消光粉具体的分散方法。而实际生产应用中，由于炭黑为纳米级别，炭黑的黑度与其粒径成反比的关系，炭黑粒径越小，黑度越高，制备的黑膜遮光性越好；炭黑分散性越好，制备的亚光黑膜电气强度也越好，因为炭黑分散性好时，各炭黑粒子间距离能维稳，降低了炭黑接近形成导电通路的可能。消光粉为微米级别，消光粉粒径与黑膜的亚光作用成正比的关系，消光粉粒径越大，黑膜亚光效果越好，但粒径过大的消光粉易堵塞滤网及降低黑膜的机械性能。可见，炭黑和消光粉的粒径相差较大，两者在表面结构、形貌上也相差颇大，同时对两者进行分散较单独一种填料分散，难度呈几何级的增加。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种无机填料的分散方法，采用本专利技术所述方法分散无机填料，分散效果好；将分散所得的无机填料分散浆料用于制备黑色亚光聚酰亚胺薄膜，所得薄膜机械性能和电气强度高，遮光率低，亚光性好；在薄膜的制备过程中更换滤芯的频率降低。本专利技术所述的无机填料的分散方法，所述的无机填料包括消光粉和/或炭黑，具体为采用下述方法a)-c)中的一种获得无机填料分散浆料：方法a)：当无机填料为消光粉时，其分散方法为：取消光粉置于非质子极性溶剂中，超声条件下浸润，所得混合液置于砂磨机中，加入或不加入分散剂，然后再加入粒径为1-5mm的锆珠，以3000-6000r/min的转速进行分散，得到消光粉浆料；方法b)：当无机填料为炭黑时，其分散方法为：取炭黑置于非质子极性溶剂中，超声条件下浸润，所得混合液置于另一砂磨机中，加入或不加入分散剂，然后再加入粒径为0.05-0.45mm的锆珠，以1000-2000r/min的转速进行分散，得到炭黑浆料即为所述的无机填料分散浆料；方法c)：当无机填料同时包括消光粉和炭黑时，先用方法a)获得消光粉浆料，然后用方法b)获得炭黑浆料，之后将消光粉浆料加入到炭黑浆料所在的砂磨机中继续以1000-2000r/min的转速进行分散，所得物料即为所述的无机填料分散浆料。上述无机填料的分散方法中，所述的消光粉为现有技术中的常规选择，优选为选自二氧化硅、二氧化钛和磷酸氢钙中一种或任意两种以上的组合。所述消光粉的粒度为微米级。而炭黑为纳米级，其原生粒径通常为10-40nm(实际商品是以葡萄藤状连接在一起)，优选为15-25nm。上述无机填料的分散方法中，所述的砂磨机为现有技术中的常规选择，优选为卧式砂磨机。上述无机填料的分散方法中，所述非质子极性溶剂为可用于制备聚酰胺酸树脂溶液的溶剂，其选择与现有技术相同，具体可以是选自N,N-二甲基乙酰胺(DMAC)、N,N-二甲基甲酰胺(DMF)、N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)、N,N-二乙基乙酰胺和N,N-二乙基甲酰胺中的一种或任意两种以上的的组合；当非质子极性溶剂的选择为上述两种以上的组合时，它们之间的配比可以为任意配比。在上述方案中，非质子极性溶剂的用量可根据需要确定，具体的，在方法a)中，非质子极性溶剂的用量通常为使消光粉在所得混合液中的浓度为10-20wt％，更优选为11-13wt％；在方法b)中，非质子极性溶剂的用量通常为使炭黑在所得混合液中的浓度为3-10wt％，更优选为4-8wt％。上述无机填料的分散方法中，所述的分散剂可以是现有技术中的常规选择，通常为带颜料亲和基团的分散剂，具体可以是含酸性基团的共聚物溶液分散剂(如润湿型分散剂KMT-3003)、改性高分子型界面活性剂(如KP100)、高效聚氨酯改性丙烯酸分散剂(如超分散剂SUP1400)或者是不饱和羧酸多胺酰胺的溶液(如润湿分散剂BYK-130)等。当在分散的过程中需要加入分散剂时，所述分散剂的用量优选为消光粉或炭黑用量的10-40wt％，更优选为15-20wt％。上述无机填料的分散方法的方法a)中，浸润是在不加热的条件下进行，浸润的时间通常为1-5h；在超声浸润时优选是控制体系的温度在10-30℃，以防止消光粉在过热的条件下团聚。在砂磨机中分散时，优选先在500-1000r/min的转速进行分散0.5-1h，然后再提速至3000-6000r/min的转速进行分散，在第一砂磨机中的分散时间共计为2-3h。上述无机填料的分散方法的方法b)中，浸润是在不加热的条件下进行，浸润的时间通常为1-11h；在超声浸润时优选是控制体系的温度在10-30℃，以防止碳黑在过热的条件下团聚。在砂磨机中分散时，优选先在500-1500r/min的转速进行分散0.2-0.5h，然后再提速至1000-2000r/min的转速进行分散，在砂磨机中的分散时间共计为1-2h。上述无机填料的分散方法的方法c)中，将消光粉浆料加入到炭黑浆料所在的砂磨机中继续以1000-2000r/min的转速进行分散的时间共计为1-2h。与现有技术相比，本专利技术的特点在于：1、先将炭黑、消光粉分别与溶剂混合超声，通过超声波的空化作用产生的局部高压、冲击力及微射流将炭黑、消光粉表面及缝隙中的空气和水分排除，降低填料表面的界面张力，提高后续分散剂和树脂与填料的界面结合性(即提高填料的润湿性)。2、分别用两台砂磨机对炭黑、消光粉进行分散，在用于分散消光粉的砂磨机中放置的锆珠粒径较大，防止消光粉被打碎成更小的颗粒，降低PI膜的消光性；采用在砂磨机中放置较小粒径的锆珠，用其来分散纳米级别的炭黑，通过调整分散速度及时间，在将炭黑附聚体打散的同时能避免炭黑表面本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种无机填料的分散方法，所述的无机填料包括消光粉和/或炭黑，其特征在于：采用下述方法a)‑c)中的一种获得无机填料分散浆料：方法a)：当无机填料为消光粉时，其分散方法为：取消光粉置于非质子极性溶剂中，超声条件下浸润，所得混合液置于砂磨机中，加入或不加入分散剂，然后再加入粒径为1‑5mm的锆珠，以3000‑6000r/min的转速进行分散，得到消光粉浆料；方法b)：当无机填料为炭黑时，其分散方法为：取炭黑置于非质子极性溶剂中，超声条件下浸润，所得混合液置于另一砂磨机中，加入或不加入分散剂，然后再加入粒径为0.05‑0.45mm的锆珠，以1000‑2000r/min的转速进行分散，所得炭黑浆料即为所述的无机填料分散浆料；方法c)：当无机填料同时包括消光粉和炭黑时，先用方法a)获得消光粉浆料，然后用方法b)获得炭黑浆料，之后将消光粉浆料加入到炭黑浆料所在的砂磨机中继续以1000‑2000r/min的转速进行分散，所得物料即为所述的无机填料分散浆料。

【技术特征摘要】
1.一种无机填料的分散方法，所述的无机填料包括消光粉和/或炭黑，其特征在于：采用下述方法a)-c)中的一种获得无机填料分散浆料：方法a)：当无机填料为消光粉时，其分散方法为：取消光粉置于非质子极性溶剂中，超声条件下浸润，所得混合液置于砂磨机中，加入或不加入分散剂，然后再加入粒径为1-5mm的锆珠，以3000-6000r/min的转速进行分散，得到消光粉浆料；方法b)：当无机填料为炭黑时，其分散方法为：取炭黑置于非质子极性溶剂中，超声条件下浸润，所得混合液置于另一砂磨机中，加入或不加入分散剂，然后再加入粒径为0.05-0.45mm的锆珠，以1000-2000r/min的转速进行分散，所得炭黑浆料即为所述的无机填料分散浆料；方法c)：当无机填料同时包括消光粉和炭黑时，先用方法a)获得消光粉浆料，然后用方法b)获得炭黑浆料，之后将消光粉浆料加入到炭黑浆料所...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋耿杰，青双桂，姬亚宁，白小庆，马纪翔，周福龙，
申请(专利权)人：桂林电器科学研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：广西,45