一种高模量高硬度聚酰亚胺膜制造技术

本发明专利技术提出了一种高模量高硬度聚酰亚胺膜，包括聚酰亚胺的基体和弥散分布在聚酰亚胺的基体中的二氧化硅微球；所述聚酰亚胺是将包括嘧啶酮二胺的二胺单体和四羧酸二酐进行缩聚反应得到，所述二氧化硅微球是表面羟基化改性的二氧化硅微球。本发明专利技术提出的一种高模量高硬度聚酰亚胺膜，该聚酰亚胺膜可同时具有高模量、高硬度的性能优势。高硬度的性能优势。

【技术实现步骤摘要】
一种高模量高硬度聚酰亚胺膜


[0001]本专利技术涉及聚酰亚胺
，尤其涉及一种高模量高硬度聚酰亚胺膜。

技术介绍

[0002]近年来，随着智能手机、平板电脑的薄型化，高运算能力、高存储能力，对于聚酰亚胺薄膜材料的要求越来越高，诸如，更高的模量、更低的收缩、更优异的三维尺寸稳定性，更优异的导热性能等。而这些性能的获得均依靠无机纳米材料对有机材料的复合、改性等。
[0003]中国专利CN101289542A提供了一种采用球形粉体二氧化硅与聚酰亚胺本体聚合改性的方法，但该方法存在聚酰胺酸溶液粘度较大，高粘度状态下，物理分散的方法无法解决纳米粒子团聚严重的缺陷，由此使得制备得到的二氧化硅复合聚酰亚胺薄膜，无机粒子尺度大，分散尺度不佳，极大的损伤制品的性能。

技术实现思路

[0004]基于
技术介绍
存在的技术问题，本专利技术提出了一种高模量高硬度聚酰亚胺膜，该聚酰亚胺膜可同时具有高模量、高硬度的性能优势。
[0005]本专利技术提出的一种高模量高硬度聚酰亚胺膜，包括聚酰亚胺的基体和弥散分布在聚酰亚胺的基体中的二氧化硅微球；
[0006]所述聚酰亚胺是将包括嘧啶酮二胺的二胺单体和四羧酸二酐进行缩聚反应得到，所述二氧化硅微球是表面羟基化改性的二氧化硅微球。
[0007]优选地，所述二氧化硅微球是聚酰亚胺重量的1
‑
28wt％。
[0008]优选地，所述嘧啶酮二胺为2，5
‑
二氨基嘧啶
‑
4(3H)
‑
酮。
[0009]优选地，所述二胺单体还包括芳香族二胺，所述芳香族二胺优选是4，4'
‑
二氨基二苯醚、1，3
‑
二(4'
‑
氨基苯氧基)苯、4，4'
‑
二氨基二苯硫醚、4，4'
‑
二氨基二苯甲烷、3，3'
‑
二氨基二苯基砜、4，4'
‑
二氨基二苯基砜或4，4'
‑
二氨基二苯甲酮中的至少一种。
[0010]优选地，所述嘧啶酮二胺和芳香族二胺的摩尔比为1:0.5
‑
4。
[0011]优选地，所述四羧酸二酐是4，4'
‑
(六氟异丙烯)二酞酸酐、3，3'，4，4'
‑
联苯四羧酸二酐、4，4'
‑
氧双邻苯二甲酸二酐、2，2'，3，3'
‑
二苯甲酮四甲酸二酐、1，2，3，4
‑
环丁烷四羧酸二酐或1，2，4，5
‑
环己烷四羧酸二酐中的至少一种。
[0012]优选地，所述表面羟基化改性的二氧化硅微球是将二氧化硅微球和碱化合物进行反应得到。
[0013]优选地，所述碱化合物为氢氧化钠或氢氧化钾。
[0014]优选地，所述高模量高硬度聚酰亚胺膜，其具体是采用下述方法制成：将包括嘧啶酮二胺的二胺单体和四羧酸二酐进行缩聚反应后得到聚酰亚胺，再将该聚酰亚胺和表面羟基化改性的二氧化硅微球充分混合，再成膜，即得到所述聚酰亚胺膜。
[0015]本专利技术所述聚酰亚胺膜，选用嘧啶酮二胺和四羧酸二酐缩聚得到的聚酰亚胺作为基体，表面羟基化改性的二氧化硅微球作为填充剂，由此对应的聚酰亚胺中含有嘧啶酮结
构，二氧化硅微球表面具有羟基结构，因此二者复混时，聚酰亚胺的嘧啶酮结构与二氧化硅微球表面的羟基之间能够形成氢键作用，从而使得聚酰亚胺有机相和二氧化硅无机相之间存在着较强的化学键作用，如此既可以增强二氧化硅微球在聚酰亚胺中的分散性，又能防止二氧化硅微球凝集，因此有效改善了二氧化硅颗粒微球在聚酰亚胺中的分散稳定性，当该聚酰亚胺成膜后，可获得高模量、高硬度的性能优势。
[0016]本专利技术中，所述聚酰亚胺与二氧化硅微球之间的氢键作用可参照下述结构示意：
[0017]具体实施方式
[0018]下面，通过具体实施例对本专利技术的技术方案进行详细说明，但是应该明确提出这些实施例用于举例说明，但是不解释为限制本专利技术的范围。
[0019]实施例1
[0020]一种高模量高硬度聚酰亚胺膜，其制备方法包括：
[0021]S1、将2.0mL氨水(25％)加入30mL体积比为4:1乙醇水的溶液中搅拌均匀，再加入溶有1.1mL正硅酸乙酯的30mL无水乙醇，搅拌反应5h后，得到二氧化硅微球溶胶，洗涤，过滤，60℃下干燥12h，得到二氧化硅微球；
[0022]将1g二氧化硅微球加入到10mL氢氧化钠水溶液(10wt％)中，80℃下水浴搅拌反应2h，反应结束后冷却至室温，过滤，水洗，60℃下干燥12h，得到表面羟基化改性的二氧化硅微球；
[0023]S2、氮气氛围下，将12.6g(100mmol)2，5
‑
二氨基嘧啶
‑
4(3H)
‑
酮加入200mL无水N，N
‑
二甲基乙酰胺(DMAc)中搅拌均匀，再加入44.4g(100mol)4，4'
‑
(六氟异丙烯)二酞酸酐，室温下搅拌反应3h，得到聚酰胺酸溶液；将该聚酰胺酸溶液继续搅拌6h，再向其中加入6.5mL吡啶作为酰亚胺化剂，分散完全后加入19.5mL乙酸酐作为脱水剂，搅拌反应3h后，将所得反应液加入乙醇中沉淀析出，过滤后置于100℃下干燥过夜，得到聚酰亚胺；
[0024]S3、将1g表面羟基化改性后的二氧化硅微球加入60mL无水N，N
‑
二甲基乙酰胺(DMAc)中超声分散均匀，再加入10g上述聚酰亚胺搅拌混合2h，得到混合物溶液，将该混合物溶液进行真空脱泡处理后，涂布在玻璃板上，先在60℃下处理30min，接着在150℃下干燥60min，之后从玻璃板上剥去，固定在金属框架上放入真空干燥箱内，在280℃下处理60min，冷却后得到聚酰亚胺膜，控制该聚酰亚胺膜的厚度为50μm。
[0025]实施例2
[0026]一种高模量高硬度聚酰亚胺膜，其制备方法包括：
[0027]S1、将2.0mL氨水(25％)加入30mL体积比为4:1乙醇水的溶液中搅拌均匀，再加入溶有1.1mL正硅酸乙酯的30mL无水乙醇，搅拌反应5h后，得到二氧化硅微球溶胶，洗涤，过
滤，60℃下干燥12h，得到二氧化硅微球；
[0028]将1g二氧化硅微球加入到10mL氢氧化钠水溶液(10wt％)中，80℃下水浴搅拌反应2h，反应结束后冷却至室温，过滤，水洗，60℃下干燥12h，得到表面羟基化改性的二氧化硅微球；
[0029]S2、氮气氛围下，将5.04g(40mmol)2，5
‑
二氨基嘧啶
‑
4(3H)
‑
酮和12.0g(60mmol)4，4'
‑
二氨基二苯醚加入200mL无水N，N
‑
二甲基乙酰胺(DMAc)中搅拌均匀，再加入44.4g(100mol)4，4'
‑
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高模量高硬度聚酰亚胺膜，其特征在于，包括聚酰亚胺的基体和弥散分布在聚酰亚胺的基体中的二氧化硅微球；所述聚酰亚胺是将包括嘧啶酮二胺的二胺单体和四羧酸二酐进行缩聚反应得到，所述二氧化硅微球是表面羟基化改性的二氧化硅微球。2.根据权利要求1所述的高模量高硬度聚酰亚胺膜，其特征在于，所述二氧化硅微球是聚酰亚胺重量的1
‑
28wt％。3.根据权利要求1或2所述的高模量高硬度聚酰亚胺膜，其特征在于，所述嘧啶酮二胺为2，5
‑
二氨基嘧啶
‑
4(3H)
‑
酮。4.根据权利要求1
‑
3任一项所述的高模量高硬度聚酰亚胺膜，其特征在于，所述二胺单体还包括芳香族二胺，所述芳香族二胺优选是4，4'
‑
二氨基二苯醚、1，3
‑
二(4'
‑
氨基苯氧基)苯、4，4'
‑
二氨基二苯硫醚、4，4'
‑
二氨基二苯甲烷、3，3'
‑
二氨基二苯基砜、4，4'
‑
二氨基二苯基砜或4，4'
‑
二氨基二苯甲酮中的至少一种。5.根据权利要求4所述的高模量...

【专利技术属性】
技术研发人员：金文斌，张明松，阙新红，
申请(专利权)人：浙江中科玖源新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：