制备具有抗静电性或导电性的全芳族聚酰亚胺粉末的方法技术

技术编号:8097240 阅读:178 留言:0更新日期:2012-12-15 07:44
本发明专利技术涉及制备具有抗静电性或导电性的全芳族聚酰亚胺粉末的方法,更特别的,本发明专利技术涉及制备全芳族聚酰亚胺复合粉末的方法,包括将芳族四羧酸二酐和芳族二胺单体的混合物加入分散有导电炭黑和多壁碳纳米管(MWCNT)粉末的酚类极性有机溶剂中实施聚合的步骤。根据本发明专利技术制备的全芳族聚酰亚胺粉末相比常规聚酰亚胺树脂,具有相同水平的耐热性和机械性能,并具有优良的抗静电性或导电性。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】 本专利技术涉及一种。一般的,术语聚酰亚胺(以下,被称为“PI””)树脂指的是通过使芳族四羧酸或其衍生物和芳族二胺或芳族二异氰酸酯反应,随后亚胺化制备得到的高耐热树脂。取决于所使用的单体的种类,PI树脂可具有多种类型的分子结构。代表性的芳族四羧酸衍生物可包括均苯四酸二酐(PMDA)和3,3’,4,4’_联苯四羧酸二酐(BPDA),以及代表性的芳族二胺可包括4,4’-二氨基二苯醚(ODA)和对苯二胺(p-PDA)。最具代表性的聚酰亚胺树脂具有式I表示的结构作为重复单元OO -J n包括式I的重复单元的聚酰亚胺树脂是超高耐热树脂,所述树脂是不溶/不熔的,具有优良的耐热性,例如良好的热氧化稳定性,其长期工作温度是280°C和短期工作温度是480°C,并显示高的电绝缘性和机械性能、抗辐射性和低温性,以及耐化学品性。因此,聚酰亚胺树脂已被广泛用作各种高技术工业中的核心材料,包括电气/电子,汽车,半导体和航空工业。然而,在半导体或平板显示器领域中,由于晶片和玻璃基板的扩大,静电的问题已经被提出,并因而已有数项赋予具有绝缘性的聚酰亚胺模塑制品(molded article)以导电性的尝试。作为赋予不溶/不熔的全芳族聚酰亚胺以导电性的代表性方法,加拿大专利No. 708,869、美国专利 No. 4,568,412、美国专利 No. 5,075,036 和美国专利 No. 5,078,936 公开了使用导电碳黑或者导电碳黑和石墨粉末的组合的方法。但是,这种方法受限于通过将混合物分散于作为前体的聚酰胺酸中来制备聚酰亚胺薄膜,没有将其应用于聚酰亚胺粉末的制备的实例,所述聚酰亚胺粉末是用于通过聚酰亚胺的压模(compression molding)来制备加工材料。美国专利公开No. 2007/0152195A1公开了使用各种类型的金属氧化物赋予导电性的方法。在某些商业化的产品中,石墨和碳纤维已经被使用,但是它们存在着由于碳纤维取向而导致电性能局部不同和在半导体或平板显示器的生产过程中暴露于表面的碳纤维导致在半导体和玻璃基板表面上形成轻划伤(fine scratches)的问题。进一步的,这些方法难以通过控制填料来再现性地显示出106-109 Ω/□的抗静电范围。为了显示出105Ω/ □或更低的表面电阻,这些方法需要使用过量的导电填料。在粉末聚合中,这样添加的填料吸收溶剂并且是膨胀的,这使得难以形成均一的浆料混合物。因此,难以进行包括过滤、洗涤和干燥的后处理步骤,由此,生产模塑制品时存在机械性能降低、磨损导致过量粒子的产生、高温和高真空下的挥发或排气的数个问题。本专利技术的目的之一是提供一种制备保持良好的耐热性和机械性能的同时具有优良电性能的全芳族聚酰亚胺粉末的方法,其特征是制备不溶、不熔、具有106-109 ω/ □范围表面电阻的优良抗静电性的聚酰亚胺树脂粉末。本专利技术的另一个目的是提供一种制备具有表面电阻为105Ω/ □或更低的优良导电性的、不溶、不熔聚酰亚胺树脂粉末的方法。本专利技术的另一个目的是提供一种使用根据本专利技术方法制备的聚酰亚胺树脂粉末 制备的模塑制品。根据本专利技术的第一个方面,本专利技术提供一种制备聚酰亚胺树脂粉末的方法,包括将芳族二胺溶解于分散有导电炭黑粉末和多壁碳纳米管(MWCNT)粉末的酚类(phenolic)极性有机溶剂中,向其中加入芳族四羧酸二酐单体,和一步聚合得到的混合物。另外,根据本专利技术的第二个方面,本专利技术提供一种制备具有导电性的聚酰亚胺树脂粉末的方法,包括将芳族二胺溶解于分散有导电炭黑粉末和多壁碳纳米管(MWCNT)粉末的酚类极性有机溶剂中,向其中加入芳族四羧酸二酐单体,一步聚合得到的混合物,从而得到聚酰亚胺树脂粉末,和通过干混将由此得到的聚酰亚胺树脂粉末和额外量的多壁碳纳米管(MWCNT)粉末结合。进一步的,根据本专利技术的第二个方面,本专利技术提供使用根据本专利技术的方法制备的聚酰亚胺复合粉末制备的聚酰亚胺模塑制品。根据本专利技术的方法,芳族二胺单体和芳族四羧酸二酐单体的混合物被溶解于酚类极性有机溶剂中,其中分散有由导电碳黑和多壁碳纳米管构成的两种导电性无机颗粒粉末,然后,将得到的混合物逐渐加热从而同时进行亚胺化和复合反应。结果,本专利技术提供了保持常规聚酰亚胺固有的耐热性和机械性能并且具有由于导电性无机颗粒在聚酰亚胺粉末中的均一分散而带来的表面电阻为106-109 Ω / □的范围的抗静电性的聚酰亚胺树脂粉末,以及使用其制备的模塑制品。进一步的,由于本专利技术的方法采用了通过使用球磨机的简单干混方法而得到的聚酰亚胺树脂粉末和多壁碳纳米管(MWCNT)的组合,可制备表面电阻为105Ω/ □或更低的导电性的聚酰亚胺粉末,以及使用其制备的模塑制品。因此,根据本专利技术的方法制备的具有耐热性、耐磨性、机械性能和导电性的聚酰亚胺树脂粉末可以克服在电气/电子、平板显示器和太阳能电池工业中所导致的静电问题,如此,可在包括上述在内的诸多高技术工业中有效地用作核心材料。[附图说明]图I是比较使用导电性聚酰亚胺树脂粉末制备的模塑制品的表面电阻的图,所述导电性聚酰亚胺树脂粉末可通过根据本专利技术的具有106Ω / 口 -IO9 Ω/ □的导电性的聚酰亚胺树脂粉末和多壁碳纳米管的干混得到。以下,本专利技术会被更详细的描述。本专利技术是制备全芳族聚酰亚胺共聚物,其中对常规聚酰亚胺树脂赋予导电性。根据本专利技术通过液相亚胺化制备的高耐热聚酰亚胺共聚物具有下式I表示的结构。权利要求1.制备全芳族聚酰亚胺复合粉末的方法,包括 将芳族二胺溶解于分散有导电炭黑粉末和多壁碳纳米管(MWCNT)粉末的酚类极性有机溶剂中, 向其中加入芳族四羧酸二酐,和 聚合得到的混合物。2.根据权利要求I的方法,其中聚合是通过如下进行的 完全溶解芳族二胺,搅拌混合物使炭黑和MWCNT可分散, 经I 2小时将混合物的温度升高至60 80°C的同时,向其中以固相加入四羧酸二酐, 在60 80°C的温度搅拌得到的混合物I 2小时, 升高混合物的温度至160 200°C,和 保持混合物在此温度I 2小时。3.根据权利要求I的方法,其中酚类极性有机溶剂是选自由间甲酚、邻甲酚、间甲酚和对甲酚组成的组中的一种或多种。4.根据权利要求I的方法,其中芳族二胺选自由4,4’- 二氨基二苯醚(ODA)、对苯二胺(p-PDA)、间苯二胺(m-PDA)、4,4’ -亚甲基双苯胺(MDA)、2,2’ - 二氨基苯基六氟丙烷(HFDA)、间二氨基苯氧基二苯砜(m-BAPS)、对二氨基苯氧基二苯砜(p-BAPS)、1,4-二氨基苯氧基苯(TPE-Q)、二氨基苯氧基苯(TPE-R)、2,2’ -二氨基苯氧基苯基丙烷(BAPP)、2,2’二氨基苯氧基苯基六氟丙烷(HFBAPP)和4,4’_苯酰替苯胺(DABA)组成的组中的一种或多种。5.根据权利要求I的方法,其中四羧酸二酐选自由均苯四酸二酐、苯甲酮四羧酸二酐、4,4'-氧代双邻苯二甲酸酐、联苯四甲酸二酐和六氟异丙基邻苯二甲酸二酐组成的组中的一种或多种。6.根据权利要求I的方法,其中导电炭黑粉末和多壁碳纳米管粉末的总量在I 30wt %的范围内,基于所使用的单体的总量。7.根据权利要求I的方法,其中导电炭黑和多壁碳纳米管的混合比例是在60 80wt%的导电炭黑本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员:姜镇洙黄龙在
申请(专利权)人:大林有限公司
类型:
国别省市:

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