一种抗静电聚酰亚胺薄膜的制备方法技术

一种抗静电聚酰亚胺薄膜的制备方法，其具体步骤如下：A、聚酰胺酸(PAA)/导电填料复合溶液制备，B、聚酰胺酸(PAA)溶液制备，C、三层抗静电聚酰亚胺薄膜的制备，有益效果：1、本发明专利技术采用原位聚合法添加纳米级导电填料，可以很好的分散在聚酰胺酸溶液中，形成稳定的悬浮液。2、本发明专利技术采用在无孔载体上涂覆或者三层共挤出流延成膜方法，制备了三层抗静电聚酰亚胺薄膜，抗静电效果持久，所得薄膜两面表面电阻率可降至抗静电范围(106～1011Ω)，同时体积电阻率接近1016Ω·cm，仍保持了较高的体积电阻率，有效避免加入导电填料对聚酰亚胺薄膜绝缘性能的影响。

Preparation of an Antistatic Polyimide Film

The preparation methods of an antistatic polyimide film are as follows: A, PAA/conductive filler composite solution preparation, B, PAA solution preparation, C, three layers of antistatic polyimide film preparation, beneficial effects: 1. The method of in-situ polymerization with nano-conductive filler can be well dispersed in polyamic acid solution and formed. Stable suspension. 2. The invention adopts the method of coating on the porous carrier or three-layer co-extrusion tape casting to prepare three-layer antistatic polyimide film. The antistatic effect is durable. The surface resistivity of the obtained film can be reduced to the antistatic range (106-1011_) and the volume resistivity is close to 1016_.cm, which still keeps a high volume resistivity and effectively avoids adding conductive fillers to the polyimide film. Effect of Amine Film on Insulation Property.

【技术实现步骤摘要】
一种抗静电聚酰亚胺薄膜的制备方法
本专利技术涉及抗静电聚酰亚胺薄膜的制备方法，尤其涉及通过添加导电填料的三层抗静电聚酰亚胺薄膜的制备方法。
技术介绍
随着塑料、合成橡胶、合成纤维等合成高分子材料的开发、应用，在人们的生活中，绝缘材料的使用日益广泛，静电危害也越来越多，为提高生活质量，人们也越来越重视防止静电的问题，抗静电薄膜的开发应用，也正是基于这样的现实背景。目前国内外对抗静电树脂的研究已经相当成熟，但其研究的基材主要集中在聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚氯乙烯(PVC)等热塑性树脂材料，而该种材料最大的缺点是不能耐高温，一般在160℃左右即可熔化；另一方面，常用的生产抗静电薄膜的方法主要有添加导电填料、抗静电剂、与结构型导电高分子共混、表面涂覆，以上方法总存在着一些缺陷：如导电填料的加入虽能降低表面电阻率，满足抗静电需求，但同时也会降低体积电阻率，影响薄膜本身的绝缘性能；抗静电剂改性的薄膜抗静电性能存在不能持久的问题；表面涂覆改性也存在粘接不牢、使用寿命短等缺陷。聚酰亚胺(Polyimide，简称PI)是指主链上含有酰亚胺环的一类高聚物，其不仅拥有良好的耐高、低温性能，还具有良好的物理性能、电性能和力学性能。聚酰亚胺在很大的温度范围内可以保持物理性能稳定，可以耐受-269℃～400℃的环境温度。除此之外，选用合适的填料和采用适宜的成膜技术可得到抗静电的聚酰亚胺膜，填料粒子可在聚酰亚胺基体中形成导电网络，使得聚合物表面电阻率降低，防止了静电的积聚。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了改善抗静电薄膜抗静电性能不能持久，加入导电填料会同时降低其体积电阻率，影响其绝缘性能等缺点，从而提供了制备三层抗静电聚酰亚胺薄膜的方法。本专利技术的技术方案是，三层抗静电聚酰亚胺薄膜的制备方法，其具体步骤如下：A、聚酰胺酸(PAA)/导电填料复合溶液制备将一定量的导电填料加入非质子极性溶剂中，加入硅烷偶联剂，控温超声搅拌，使导电填料均匀地分散在溶剂中，加入二胺，搅拌，待其完全溶解后，分批加入与二胺等摩尔量的二酐，连续搅拌至均匀相，制得固含量(导电填料和聚酰胺酸PAA总质量)为12～25％的聚酰胺酸PAA/导电填料复合溶液，聚酰胺酸(PAA)为二胺和二酐的缩聚物；B、聚酰胺酸(PAA)溶液制备在反应器中加入二胺，使其溶于非质子极性溶剂中，控制温度搅拌，待其完全溶解后，分批加入与二胺等摩尔量的二酐，搅拌，制得固含量(PAA质量)为12～25％的PAA溶液；C、三层抗静电聚酰亚胺薄膜的制备C1：将步骤A制得的聚酰胺酸(PAA)/导电填料复合溶液浸涂在流延板上放入真空烘箱升温至150～200℃，待薄膜冷却至20～30℃，将步骤B制得的聚酰胺酸PAA溶液浸涂于薄膜表面，放入真空烘箱升温至150～200℃，待薄膜冷却至20～30℃，再次将步骤A制得的聚酰胺酸(PAA)/导电填料复合溶液涂于薄膜表面，放入真空烘箱阶梯升温，脱水环化制得三层抗静电聚酰亚胺薄膜；或者是：C2：将步骤A和B制得的溶液供给至三层共挤出口模，并在流延板上进行扩幅、流延，梯度升温使其热亚胺化成膜；其中三层共挤出口模中间层流路为步骤B制得的聚酰胺酸(PAA)溶液，其余流路为步骤A制得的聚酰胺酸/导电填料复合溶液。优选上述步骤A和B中，分2～8批加入与二胺等摩尔量的二酐，加入二酐后搅拌时间为4～12h。上述步骤A中导电填料加入非质子极性溶剂中，温度控制在15℃～30℃，超声波频率20KHz～100KHz，搅拌时间15min～50min。步骤B中的温度控制在20～30℃。优选导电填料与聚酰胺酸的质量比为0.05～0.5∶1，硅烷偶联剂与导电填料的质量比0.02～0.1∶1。优选上述步骤C1中所述的梯度升温过程中，升温速率为2～5℃/min，先升温到80℃～120℃恒温30min～90min；再升温到180℃～220℃恒温30min～90min；最后升温到280℃～380℃恒温30min～90min。上述步骤C2中所述梯度升温过程，升温速率为80℃～100℃/min，先升温到100℃～130℃恒温3min～15min；再升温到180℃～250℃恒温3min～15min；最后升温到320℃～380℃恒温3min～15min。优选上述步骤C中所用流延板为玻璃平板、不锈钢流延板等无孔载体。根据本专利技术的制造方法三层膜中每层膜的厚度控制在3～20μm。本专利技术步骤A和步骤B所用二胺均优选为：4，4’-二氨基二苯醚(ODA)，二甲基二苯甲烷二胺(DMMDA)，1，3-双(3-氨基苯氧基)苯(BAPB)，4，4’-双酚A二苯醚二胺(BAPP)，全氟异亚丙基双胺(4-BDAF)，4，4’-二(4-氨基苯氧基)二苯砜(BAPS)，4，4’-二(4-氨基苯氧基)二苯醚(BAPE)，二氨基二苯(甲)酮(DABP)，4，4’-二氨基三苯胺(DATPA)，4，4’-二氨基二苯甲烷(MDA)，二氨基二苯基砜(DDS)，3，4’-二氨基二苯醚，4，4’-二氨基二苯基甲烷，3，3’-二甲基-4，4’-二氨基二苯基甲烷，4，，4’-二氨基-二苯氧基-1”，4”-苯，4，4’-二氨基-二苯氧基-1”，3”-苯，3，3’-二氨基-二苯氧基-1”，3”-苯或4，4’-二氨基-二苯氧基-4”，4-二苯基异丙烷中的一种或两种共混。本专利技术步骤A和步骤B所用二酐均优选为：均苯四甲酸二酐(PMDA)，3，3’，4，4’-联苯四甲酸二酐(BPDA)，4，4’-氧双邻苯二甲酸酐(ODPA)，异构二苯硫醚二酐(TDPA)，三苯二醚四酸二酐(HQDPA)，苯酮四甲酸二酐(BTDA)，二苯酮四酸二酐(BDPA)，六氟异亚丙基二钛酸二酐(6-FDA)或3，3’，4，4’-二苯基砜四羧酸酐(DSDA)中的一种或两种共混。本专利技术步骤A和步骤B所用非质子极性溶剂均优选为：N-甲基吡咯烷酮(NMP)，N，N-二甲基甲酰胺(DMF)，N，N-二甲基乙酰胺(DMAc)，二甲基亚砜(DMSO)或四氢呋喃。本专利技术所用的硅烷偶联剂可以是γ-氨丙基三乙氧基硅烷(KH550)，γ-(2，3环氧丙氧)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-氨丙基二甲氧基硅烷(DL602)或乙烯基三甲氧基硅烷(DL171)中的一种。本专利技术所用的导电填料可以是导电石墨、导电炭黑、掺锑二氧化锡(ATO)或掺氟二氧化锡(FTO)等。有益效果：1、本专利技术采用原位聚合法添加纳米级导电填料，可以很好的分散在聚酰胺酸溶液中，形成稳定的悬浮液。2、本专利技术采用在无孔载体上涂覆或者三层共挤出流延成膜方法，制备了三层抗静电聚酰亚胺薄膜，抗静电效果持久，所得薄膜两面表面电阻率可降至抗静电范围(106～1011Ω)，同时体积电阻率接近1016Ω·cm，仍保持了较高的体积电阻率，有效避免加入导电填料对聚酰亚胺薄膜绝缘性能的影响。3、本专利技术制备的抗静电薄膜，工艺简单优良，成品率高，并且机械性能优异。4、本专利技术生产出来的抗静电薄膜，热性能稳定，其热膨胀系数(CTE)可达到2.50×10-6K-1，比聚乙烯、聚丙烯等热塑性树脂基体材料具有明显的优势，而且温度使用范围宽泛。具体实施方式通过本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种抗静电聚酰亚胺薄膜的制备方法，其特征在于，其具体步骤如下：A、聚酰胺酸(PAA)/导电填料复合溶液制备将一定量的导电填料加入非质子极性溶剂中，加入硅烷偶联剂，控温超声搅 拌，使导电填料均匀地分散在溶剂中，加入二胺，搅拌，待其完全溶解后，分批 加入与二胺等摩尔量的二酐，连续搅拌至均匀相，制得固含量(导电填料和聚酰 胺酸PAA总质量)为12～25％的聚酰胺酸PAA/导电填料复合溶液，聚酰胺酸(PAA) 为二胺和二酐的缩聚物；B、聚酰胺酸(PAA)溶液制备在反应器中加入二胺，使其溶于非质子极性溶剂中，控制温度搅拌，待其完 全溶解后，分批加入与二胺等摩尔量的二酐，搅拌，制得固含量(PAA质量) 为12～25％的PAA溶液；C、三层抗静电聚酰亚胺薄膜的制备C1：将步骤A制得的聚酰胺酸(PAA)/导电填料复合溶液浸涂在流延板上放 入真空烘箱升温至150～200℃，待薄膜冷却至20～30℃，将步骤B制得的聚酰胺 酸PAA溶液浸涂于薄膜表面，放入真空烘箱升温至150～200℃，待薄膜冷却至 20～30℃，再次将步骤A制得的聚酰胺酸(PAA)/导电填料复合溶液涂于薄膜表面， 放入真空烘箱阶梯升温，脱水环化制得三层抗静电聚酰亚胺薄膜；或者是：C2：将步骤A和B制得的溶液供给至三层共挤出口模，并在流延 板上进行扩幅、流延，梯度升温使其热亚胺化成膜；其中三层共挤出口模中间层 流路为步骤B制得的聚酰胺酸(PAA)溶液，其余流路为步骤A制得的聚酰胺酸/ 导电填料复合溶液。...

【技术特征摘要】
1.一种抗静电聚酰亚胺薄膜的制备方法，其特征在于，其具体步骤如下：A、聚酰胺酸(PAA)/导电填料复合溶液制备将一定量的导电填料加入非质子极性溶剂中，加入硅烷偶联剂，控温超声搅拌，使导电填料均匀地分散在溶剂中，加入二胺，搅拌，待其完全溶解后，分批加入与二胺等摩尔量的二酐，连续搅拌至均匀相，制得固含量(导电填料和聚酰胺酸PAA总质量)为12～25％的聚酰胺酸PAA/导电填料复合溶液，聚酰胺酸(PAA)为二胺和二酐的缩聚物；B、聚酰胺酸(PAA)溶液制备在反应器中加入二胺，使其溶于非质子极性溶剂中，控制温度搅拌，待其完全溶解后，分批加入与二胺等摩尔量的二酐，搅拌，制得固含量(PAA质量)为12～25％的PAA溶液；C、三层抗静电聚酰亚胺薄膜的制备C1：将步骤A制得的聚酰胺酸(PAA)/导电填料复合溶液浸涂在流延板上放入真空烘箱升温至150～200℃，待薄膜冷却至20～30℃，将步骤B制得的聚酰胺酸PAA溶液浸涂于薄膜表面，放入真空烘箱升温至150～200℃，待薄膜冷却至20～30℃，再次将步骤A制得的聚酰胺酸(PAA)/导电填料复合溶液涂于薄膜表面，放入真空烘箱阶梯升温，脱水环化制得三层抗静电聚酰亚胺薄膜；或者是：C2：将步骤A和B制得的溶液供给至三层共挤出口模，并在流延板上进行扩幅、流延，梯度升温使其热亚胺化成膜；其中三层共挤出口模中间层流路为步骤B制得的聚酰胺酸(PAA)溶液，其余流路为步骤A制得的聚酰胺酸/导电填料复合溶液。2.根据权利要求1所述的一种抗静电聚酰亚胺薄膜的制备方法，其特征在于，优选上述步骤A和B中，分2～8批加入与二胺等摩尔量的二酐，加入二酐后搅拌时间为4～12h。3.根据权利要求1所述的一种抗静电聚酰亚胺薄膜的制备方法，其特征在于，上述步骤A中导电填料加入非质子极性溶剂中，温度控制在15℃～30℃，超声波频率20KHz～100KHz，搅拌时间15min～50min；步骤B中的温度控制在20～30℃。4.根据权利要求1所述的一种抗静电聚酰亚胺薄膜的制备方法，其特征在于，优选导电填料与聚酰胺酸的质量比为0.05～0.5∶1，硅烷偶联剂与导电填料的质量比0.02～0.1∶1。5.根据权利要求1所述的一种抗静电聚酰亚胺薄膜的制备方法，其特征在于，优选上述步骤C1中所述的梯度升温过程中，升温速率为2～5℃/min，先升温到80℃～1...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢万华，
申请(专利权)人：谢万华，
类型：发明
国别省市：湖南,43