[發明專利]一種多孔性聚酰亞胺薄膜及其制備方法

有效

• 申請號: 201810437429.5
• 申請日: 2018-05-09
• 公開（公告）號: CN108586780B
• 公開（公告）日: 2021-05-07
• 發明（設計）人: 孔鵬飛;陳玉凈;其他發明人請求不公開姓名
• 申請（專利權）人: 無錫創彩光學材料有限公司
• 主分類號: C08J5/18
• 分類號: C08J5/18;C08J9/26;C08L79/08;C08G73/10
• 代理公司: 無錫市大為專利商標事務所(普通合伙) 32104
• 代理人: 殷紅梅;任月娜

本發明涉及一種多孔性聚酰亞胺薄膜及其制備方法，多孔性聚酰亞胺薄膜中含氨基有機硅氧烷，多孔性聚酰亞胺薄膜的厚度為10~150μm，孔徑為0.5~10μm，孔隙率為30%以上，葛爾萊透氣度為20s以下。本發明制備方法簡單，步驟易于操作，無需借助特定設備，以目前工廠現有成膜設備即可生產，有利于工業化實施，通過引入有機硅氧烷鏈段并以聚倍半硅氧烷微球為制孔模板制備得到的多孔性聚酰亞胺薄膜具有孔徑可控、孔徑分布均勻、力學性能優異的優點。

技術領域

本發明涉及一種多孔性聚酰亞胺薄膜及其制備方法，屬于聚酰亞胺薄膜制備技術領域。

背景技術

近年來，聚酰亞胺樹脂因其具有優異的介電性能、化學穩定性能和耐熱性能受到廣泛關注，其主要用于航空航天、電子、微電子工業領域；近來隨著多孔材料的發展，多孔結構聚酰亞胺膜被進行廣泛研究，進一步將其用作鋰電池隔膜、過濾分離膜等。

以往，大多采用熱降解法制備多孔聚酰亞胺膜，該方法通過使成孔物質熱降解或蒸發而產生孔洞。例如日本專利JP2011-119058，于高壓下在聚酰胺樹脂預聚體中溶解二氧化碳氣泡使溶劑形成液滴，預聚體成膜后通過蒸發熱解除去液滴，在膜內形成孔洞，這樣的方法在熱解蒸發時再次加熱，會使孔洞重新閉合，最終的孔洞均勻性較差。

中國專利CN101665580公開了一種聚酰亞胺多孔膜及包括該多孔膜的鋰離子電池，該方法將該聚酰胺酸膜在高于成孔物質的分解溫度下進行酰亞胺化；所述成孔物質選自苯甲酸多元醇酯、苯二甲酸二烷基酯、多元酸烷基酯、烷基磺酸苯酯、氯化石蠟和環氧大豆油中的一種或幾種。但該方法成孔物質本身顆粒均一性較差，所形成的孔徑一致性不夠理想。

中國專利CN102844362公開了一種具有2個表面層和夾在中間的大孔層的三層結構多孔聚酰亞胺膜，其制孔機理為利用苯甲酸和聚丙烯腈在聚酰亞胺膜亞胺化過程中分段制孔。該方法復雜難控，親水性基團引入水分進入薄膜，易造成聚酰胺酸分子多次副反應，并且多孔結構在熱處理過程中同樣易發生多次收縮，導致孔徑不均勻。

此外，中國專利201410233062.7及201410233148.X均公開了電沉積聚酰胺酸制備三維有序多孔聚酰亞胺薄膜的方法，該方法以以二氧化硅微球為制孔模板制備聚酰亞胺薄膜，然后以蝕刻劑去除制孔模板形成孔結構，然而該方法中，二氧化硅微球難以生長形成大粒徑，制得的孔結構微小，無法過濾微米級粒徑的顆粒，并且該方法需借助ITO玻璃、金屬板或硅片以及使用特殊的電沉積設備，難以通過現有的常規設備來實施，因此難以大型化生產。

發明內容

本發明的目的是為了解決上述問題，提供了一種多孔性聚酰亞胺薄膜及其制備方法，制備方法簡單，步驟易于操作，制得的多孔性聚酰亞胺薄膜孔徑在微米級范圍內可控，孔徑分布極均勻，可用作大粒徑顆粒的過濾分離膜。

本發明采用如下技術方案：一種多孔性聚酰亞胺薄膜，所述多孔性聚酰亞胺薄膜中含氨基有機硅氧烷，多孔性聚酰亞胺薄膜的厚度為10～150μm，孔徑為0.5～10μm，孔隙率為30％以上，葛爾萊透氣度為20s以下。

進一步的，所述含氨基有機硅氧烷的質量為聚酰胺質量的0.1～5％，含氨基有機硅氧烷的結構為

多孔性聚酰亞胺薄膜的制備方法，包括如下步驟：

(1)以二元胺和等摩爾比的四羧酸二酐為原料在強極性溶劑中制得聚酰胺酸溶液，加入聚酰胺質量0.1～5％的含氨基有機硅氧烷對聚酰胺酸進行改性，制得聚酰胺酸改性溶液；

(2)將聚倍半硅氧烷微球分散于有機分散劑中，制得微球分散液；

(3)將微球分散液與聚酰胺酸改性溶液混合，混合溶液中聚倍半硅氧烷微球的體積百分比為10-20％，通過澆鑄、流延或狹縫擠出法制備納米復合材料薄膜；