[發(fā)明專利]一種聚酰亞胺薄膜的制備方法及由該方法制備得到的聚酰亞胺薄膜

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710005778.5
• 申請(qǐng)日: 2017-01-04
• 公開（公告）號(hào): CN106589374B
• 公開（公告）日: 2019-06-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳穎;張文祥;劉佳音;張步峰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 株洲時(shí)代新材料科技股份有限公司
• 主分類號(hào): C08G73/10
• 分類號(hào): C08G73/10;C08L79/08;C08J5/18;C08K9/06;C08K3/36;C08K3/22;C08K3/28
• 代理公司: 長沙朕揚(yáng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 43213
• 代理人: 楊斌

本發(fā)明公開了一種聚酰亞胺薄膜的制備方法，包括將表面經(jīng)偶聯(lián)劑改性的無機(jī)填料分散液、二酐和二胺加入到極性有機(jī)溶劑中混合，二酐和二胺縮聚得到聚酰胺酸樹脂；將聚酰胺酸樹脂先后經(jīng)脫泡、流延、亞胺化得到所述聚酰亞胺薄膜。所述偶聯(lián)劑包括偶聯(lián)劑A和偶聯(lián)劑B兩種，所述偶聯(lián)劑A選自含有氨基、醛基、環(huán)氧基、異氰酸根、酸酐基、巰基等任意一種反應(yīng)性基團(tuán)的硅烷偶聯(lián)劑或者鈦酸酯類偶聯(lián)劑；偶聯(lián)劑B選自含有長鏈烷基的硅烷偶聯(lián)劑或者鈦酸酯類偶聯(lián)劑，所述偶聯(lián)劑A和所述偶聯(lián)劑B的摩爾比為2：8～8:2。采用本發(fā)明所述方法制備得到的聚酰亞胺薄膜拉伸強(qiáng)度為165～180MPa，斷裂伸長率為48％～60％，工頻電氣強(qiáng)度為210MV/m～230MV/m，耐電暈壽命為60h～80h。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于絕緣材料技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種聚酰亞胺薄膜的制備方法及由該方法制備得到的聚酰亞胺薄膜。

背景技術(shù)

聚酰亞胺薄膜具有突出的耐熱性和耐寒性、優(yōu)良的機(jī)械性能、電絕緣性能、耐腐蝕性能以及耐輻射性能，是目前世界上綜合性能最好的絕緣薄膜材料，被廣泛應(yīng)用于牽引電機(jī)、變頻電機(jī)、風(fēng)力發(fā)電設(shè)備及高壓變壓器等的制造。

隨著電機(jī)電器的小型化以及變頻調(diào)速技術(shù)的推廣應(yīng)用，對(duì)絕緣薄膜材料提出了更高的要求，如高頻脈沖波及其傳輸過程中很容易產(chǎn)生高頻過電壓，一旦電機(jī)絕緣中的氣隙在高電壓下起暈放電，會(huì)極大降低絕緣結(jié)構(gòu)的壽命，因此具有耐電暈功能的聚酰亞胺薄膜才能滿足市場的需求。

目前，多采用在聚酰亞胺薄膜中添加耐電暈納米粒子的方法來提高聚酰亞胺薄膜的耐電暈性能。通過在聚酰亞胺薄膜中添加無機(jī)納米填料來制備雜化薄膜可以大大改善其耐電暈性能?，F(xiàn)有技術(shù)公開了采用溶膠凝膠法制備納米金屬氧化物分散液，進(jìn)而做出薄膜的技術(shù)，但是這種方法過程復(fù)雜，并不適合大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)，而且在凝膠干燥過程中，溶劑和小分子的揮發(fā)可能導(dǎo)致材料內(nèi)部產(chǎn)生收縮應(yīng)力，影響材料的力學(xué)和機(jī)械性能；還有將納米粒子直接分散在聚酰胺酸溶液中以制備具有耐電暈性能的聚酰亞胺薄膜的技術(shù)，但是由于納米填料的比表面積和表面能較大，粒子之間存在較強(qiáng)的相互作用，易產(chǎn)生團(tuán)聚，而聚酰胺酸溶液本身粘度又較高，納米填料與聚酰胺酸很難達(dá)到理想的納米尺度復(fù)合，最終使制備的聚酰亞胺薄膜力學(xué)性能較差。因此在耐電暈聚酰亞胺薄膜的制備過程中，如何將無機(jī)納米填料均勻的分散到高粘度的有機(jī)基體中以及如何提高納米填料與樹脂的界面結(jié)合力，是目前開發(fā)耐電暈薄膜所需要解決的首要問題。

公開號(hào)為CN102161828A的中國專利公開了一種耐電暈聚酰亞胺薄膜及其制造方法。該專利采用高壓乳化技術(shù)，加入乳化劑及分散劑，將納米金屬氧化物與吡咯烷酮液體通過泵體瞬間在湍流、剪切、沖擊等復(fù)合力的做用下使其均勻分散，達(dá)到乳化的目的，從而提高納米填料的分散性。但是該方法中乳化劑在薄膜中的殘留會(huì)影響薄膜的介電性能。

公開號(hào)為CN103554533A的中國專利公開了一種耐電暈聚酰亞胺/二氧化硅納米復(fù)合膜及其制備方法。該發(fā)明以帶羧基的二胺單體3,5-二氨基苯甲酸，二苯醚二胺和均苯四甲酸二酐，制備側(cè)鏈帶羧基的聚酰胺酸；隨后加入正硅酸四乙酯，通過溶膠-凝膠法和熱亞胺化法原位制備聚酰亞胺/二氧化硅納米復(fù)合膜。該類復(fù)合膜中聚合物與二氧化硅通過化學(xué)鍵和氫鍵作用使得納米二氧化硅顆粒表面與聚酰亞胺緊密結(jié)合，實(shí)現(xiàn)二氧化硅在聚酰亞胺基體中的均勻分布，且不會(huì)遷移即穩(wěn)定分散。但是這種方法過程復(fù)雜，并不適合大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)，而且在凝膠干燥過程中，溶劑和小分子的揮發(fā)可能導(dǎo)致材料內(nèi)部產(chǎn)生收縮應(yīng)力，影響材料的力學(xué)和機(jī)械性能。

公開號(hào)為CN102993749A的中國專利公開了一種納米Al₂O₃復(fù)合的耐電暈聚酰亞胺薄膜，該薄膜的主要成分包括均苯四甲酸二酐、4，4’-二氨基二苯醚和納米級(jí)三氧化二鋁，所屬納米級(jí)金屬氧化物的粒徑范圍在30-50nm間。該發(fā)明突出優(yōu)點(diǎn)在于合成出一種新型的偶聯(lián)劑，并將其與鈦酸酯偶聯(lián)劑NDZ-130復(fù)配對(duì)所制備的α-Al₂O₃超細(xì)粉末進(jìn)行了表面改性修飾，從而提高納米顆粒聚酰亞胺基體中的分散性。但是該方法并不能提高納米顆粒與聚酰亞胺基體的界面結(jié)合力。