[發明專利]一種耐溶劑的多孔聚酰亞胺薄膜的制備方法

有效

• 申請號: 201710146484.4
• 申請日: 2017-03-13
• 公開（公告）號: CN107099048B
• 公開（公告）日: 2020-05-08
• 發明（設計）人: 黃思玉;黃孫息;劉慶業;汪英;任小龍;馮羽風
• 申請（專利權）人: 桂林電器科學研究院有限公司
• 主分類號: C08J9/26
• 分類號: C08J9/26;C08L79/08
• 代理公司: 北京輕創知識產權代理有限公司 11212
• 代理人: 楊立;付倩

本發明涉及一種耐溶劑的多孔聚酰亞胺薄膜的制備方法，其包括如下步驟：S1.將經保護劑包覆處理過的無機成孔物質分散于聚酰胺酸溶液中，得成膜前驅體混合液；S2.將成膜前驅體混合液涂覆于基體表面，烘干并進行熱亞胺化，脫膜，得聚酰亞胺與無機成孔物質的復合薄膜；S3.將復合薄膜浸泡于蝕刻液中除去成物質，洗滌、干燥，即得。本發明的有益效果為，采用保護劑對無機成孔物質進行包覆，使得無機成孔物質能夠快速地均勻分散于聚酰胺酸中，并避免聚酰胺酸中的羧羥基與無機成孔物質的氧形成較強的氫鍵或者反應生成微量水，可提高由聚酰胺酸轉變成聚酰亞胺的亞胺化程度，得到的多孔薄膜具有較好力學性能、高孔隙率和良好的耐鋰離子電解液性能。

技術領域

本發明屬于高分子材料制備領域，具體涉及一種耐溶劑的多孔聚酰亞胺薄膜的制備方法。

背景技術

聚酰亞胺材料力學性能優良，并具有耐高溫、耐有機化學腐蝕和對環境友好等特點，在結構材料和功能性材料等方面都有廣泛的應用。其中多孔聚酰亞胺材料在過濾膜及電池的隔膜的研究成為當今的一個熱點。

多孔聚酰亞胺薄膜材料的制備方法有靜電紡絲制膜法、聚酰亞胺/無機成孔物質復合薄膜的選擇性腐蝕法等。聚酰亞胺/無機成孔物質復合薄膜的選擇性腐蝕法制備多孔聚酰亞胺薄膜技術由于設備價格相對低廉、工藝簡單，并且孔的結構和形態可以通過加入的無機成孔物質顆粒的尺寸、形狀而進行控制，所以在這方面得到更為廣泛研究及應用。

根據聚酰亞胺在溶液中的溶解性能分為普通聚酰亞胺(也稱不溶性聚酰亞胺)和可溶性聚酰亞胺：普通聚酰亞胺耐有機溶劑的性能佳，其原材料成本也低，但其加工成型困難；在PI分子主鏈上引入羰基、砜基、含氟基團或烷基基團等柔性基團合成的可溶性聚酰亞胺改善了其加工性能，但其耐有機溶劑(如鋰離子電解液)的性能變差，原材料價格也昂貴。聚酰亞胺/無機成孔物質復合薄膜的選擇性腐蝕法制備多孔聚酰亞胺薄膜要使用無機成孔物質，無機成孔物質有金屬納米粒子(如納米金屬鋁)、無機化合物(如納米碳酸鈣、納米氧化鎂等)。以納米鋁等金屬粉末為無機成孔物質時，能夠通過納米材料的形態、結構方便地控制多孔聚酰亞胺薄膜微孔的結構和形態，并且力學性能也較好，但是由于納米金屬材料制備工藝復雜價格昂貴，不適合于大批量生產；相對來說，納米碳酸鈣等無機化合物無機成孔物質成本要低廉很多，并且使用無機化合物為成孔物質時，在聚酰胺酸與無機成孔物質經過較長時間的分散，可以得到的多孔聚酰亞胺薄膜納米孔分布均勻、微觀結構良好，但是由于納米無機化合物表面活性高，使用普通不溶性的多孔聚酰亞胺過程中，由于無機成孔物質影響了聚酰亞胺的亞胺化程度，所得多孔聚酰亞胺薄膜的力學性能欠佳，多孔薄膜呈現脆性。現有技術中，使用碳酸鈣等無機無機成孔物質制備多孔聚酰亞胺薄膜時，為了保證材料具有一定的力學性能，要么只能制備低孔隙率的多孔薄膜(例如CN104910409A、CN104927082A最高孔隙率只有18％)，要么使用多層膜結構來增強薄膜的力學性能，前者的低孔隙率限制了其可以使用的范圍，后者要得到多層膜結構則工藝相對復雜，增加了生產成本。

發明內容

針對現有技術中存在的不足，本發明提供一種耐溶劑的多孔聚酰亞胺薄膜的制備方法，其利用廉價的無機成孔物質和相對簡單的工藝步驟，無機成孔物質能夠較快、均勻地分于散聚酰胺酸中，較好的控制了多孔薄膜微孔的結構和形態，且兼顧了薄膜的力學性能和耐溶劑性能。

本發明解決上述技術問題的技術方案如下：一種耐溶劑的多孔聚酰亞胺薄膜的制備方法，其包括如下步驟：

S1.將經保護劑包覆處理過的無機成孔物質分散于聚酰胺酸溶液中，得成膜前驅體混合液；