[發(fā)明專利]一種旋涂法制備亞微米聚酰亞胺自支撐薄膜的方法

無效

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• 申請日: 2012-03-30
• 公開（公告）號: CN102627780A
• 公開（公告）日: 2012-08-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 武德珍;孫慶榮;陳田祥;胡渭;陳勇
• 申請（專利權(quán)）人: 北京化工大學(xué);中國科學(xué)院高能物理研究所
• 主分類號: C08J5/18
• 分類號: C08J5/18;C08J7/02;C08L79/08;B05C11/08;B05D3/02
• 代理公司: 北京思海天達知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11203
• 代理人: 沈波

1.一種旋涂法制備亞微米聚酰亞胺自支撐薄膜的方法，其特征在于，包括以下步驟：

A：首先在冰浴環(huán)境下，將二胺溶于非質(zhì)子極性溶劑中，然后加入二酐，攪拌使二胺與二酐發(fā)生縮合反應(yīng)得到聚酰胺酸溶液；

B：將步驟A中的聚酰胺酸溶液用步驟A的非質(zhì)子極性溶劑稀釋，利用微孔過濾器對其過濾，采用旋涂法在拋光襯底上制備亞微米聚酰胺酸膜；

C：將步驟B中旋涂法制備的聚酰胺酸凝膠膜進行預(yù)烘，然后在其邊緣涂抹高固含量的聚酰胺酸溶液，并通過旋涂儀使其厚度均勻；

D：對步驟C中所制備的聚酰胺酸膜進行熱處理，去除溶劑，完成聚酰胺酸的酰亞胺化過程，獲得聚酰亞胺膜；

E：將步驟D中有襯底的聚酰亞胺膜置于熱的去離子水和酒精的混合液中，一段時間后用手術(shù)刀輕輕的沿襯底邊緣將邊緣厚膜區(qū)域翹起，然后用鑷子夾住厚膜區(qū)域由外到內(nèi)逐漸將薄膜從襯底上揭下，晾干后即得到自支撐聚酰亞胺薄膜；

步驟A中二酐的結(jié)構(gòu)式其中R為O、S、亞烷基、取代的亞烷基、羰基、Si、芳基、取代的芳基。

2.按照權(quán)利要求1的方法，其特征在于，步驟A中二胺優(yōu)選4，4’-二氨基二苯醚、對苯二胺、4，4’-二氨基二苯砜中的一種或幾種；二酐優(yōu)選均苯四酸二酐、3，3’，4，4’-聯(lián)苯四羧酸二酐、3，3’，4，4’-二苯甲酮四羧酸二酐中的一種或幾種的組合。

3.按照權(quán)利要求2的方法，其特征在于，二胺優(yōu)選為對苯二胺，二酐優(yōu)選為3，3’，4，4’-聯(lián)苯四羧酸二酐，非質(zhì)子極性溶劑優(yōu)選為N，N-二甲基乙酰胺。

4.按照權(quán)利要求1的方法，其特征在于，非質(zhì)子極性溶劑包含N，N-二甲基甲酰胺、N，N-二甲基乙酰胺或N-甲基-2-吡咯烷酮。

5.按照權(quán)利要求1的方法，其特征在于，步驟B中稀釋后的聚酰胺酸22℃時的表觀粘度控制在150-800cp之間，每一涂層旋涂轉(zhuǎn)速以離心力能克服邊緣效應(yīng)。

6.按照權(quán)利要求1的方法，其特征在于，步驟B中所使用的拋光襯底包含硅片、石英玻璃、ITO玻璃、浮法玻璃，旋涂前要對襯底進行清洗。

7.按照權(quán)利要求1的方法，其特征在于，步驟C中，預(yù)烘溫度控制在60-100℃之間，預(yù)烘時間為10-30min，高固含量聚酰胺酸溶液的固含量控制在15-25Wt％之間。

8.按照權(quán)利要求1的方法，其特征在于，步驟D中，熱處理工藝為梯度升溫法，薄膜的力學(xué)性能與亞胺化溫度有關(guān)，優(yōu)選為升溫速率設(shè)定為1-2℃/min，并至少包括在低溫階段80-150℃保溫2小時除溶劑，在中溫階段150-250℃保溫2小時進行初步亞胺化，在較高溫度250-400℃保溫2小時，確保亞胺化完全并提高薄膜的力學(xué)性能。

9.按照權(quán)利要求8的方法，其特征在于，酰亞胺化程序優(yōu)選為在80℃、230℃、350℃分別保溫2h完成薄膜的酰亞胺化。

10.按照權(quán)利要求1的方法，其特征在于，步驟E中，去離子水與酒精的體積比為(1-5)∶1，混合液溫度控制在60-80℃之間，薄膜在混合液中的浸泡時間為30-60分鐘。