[發明專利]一種高模量低熱膨脹系數聚酰亞胺多層復合膜及其制備方法和用途

有效

• 申請號: 201811386630.1
• 申請日: 2018-11-20
• 公開（公告）號: CN111286053B
• 公開（公告）日: 2021-08-03
• 發明（設計）人: 劉琛陽;陳文娟;張寶慶
• 申請（專利權）人: 中國科學院化學研究所
• 主分類號: C08J5/18
• 分類號: C08J5/18;C08L79/08;C08K7/06;C08G73/10
• 代理公司: 北京知元同創知識產權代理事務所(普通合伙) 11535
• 代理人: 劉元霞;謝怡婷

1.一種高模量、低熱膨脹系數的聚酰亞胺多層復合膜，所述多層復合膜包括(1)聚酰亞胺層a，(2)聚酰亞胺層b或聚酰亞胺層c，(3)聚酰亞胺層a’；

所述聚酰亞胺層a、聚酰亞胺層b或聚酰亞胺層c、和聚酰亞胺層a’依次相連形成多層復合膜結構；

其中，所述聚酰亞胺層a和聚酰亞胺層a’相同或不同，均是以四羧酸二酐單體和除對苯二胺以外的二胺單體為原料，經熱處理成膜制備得到的；所述聚酰亞胺層b是以均苯四甲酸二酐和對苯二胺為原料，經熱處理成膜制備得到的；所述聚酰亞胺層c是以四羧酸二酐單體、除對苯二胺以外的二胺單體和短切碳纖維為原料，經熱處理成膜制備得到的；

所述聚酰亞胺層a、聚酰亞胺層b、聚酰亞胺層c、聚酰亞胺層a’的厚度均為5～50μm，且聚酰亞胺層a或聚酰亞胺層a’與聚酰亞胺層b的厚度比為5～0.2；聚酰亞胺層a或聚酰亞胺層a’與聚酰亞胺層c的厚度比為5～0.2。

2.根據權利要求1所述的多層復合膜，其中，所述四羧酸二酐單體選自以下化合物中的至少一種：均苯四甲酸二酐，3,3’,4,4’-聯苯四甲酸二酐，2,3,3’,4’-聯苯四甲酸二酐，2,3,6,7-萘四羧酸二酐，1,4,5,8-萘四甲酸二酐，氧二鄰苯二甲酸二酐，二苯砜-3,4,3’,4’-四甲酸二酐，雙(3,4-二羧基苯基)硫醚二酐，2,2-雙(3,4-二羧基苯基)-1,1,1,3,3,3-六氟丙烷二酐，2,3,3’,4’-二苯甲酮四甲酸二酐，3,4,3’,4’-二苯甲酮四甲酸二酐，雙(3,4-二羧基苯基)甲烷二酐，2,2-雙(3,4-二羧基苯基)丙烷二酐，對亞苯基雙(苯偏三甲酸單酯酸酐)，間-三聯苯-3,4,3’,4’-四甲酸二酐，對-三聯苯-3,4,3’,4’-四甲酸二酐，1,3-雙(3,4-二羧基苯氧基)苯二酐，1,4-雙(3,4-二羧基苯氧基)苯二酐，1,4-雙(3,4-二羧基苯氧基)聯苯二酐，2,2-雙[(3,4-二羧基苯氧基)苯基]丙烷二酐，4,4’-(2,2-六氟異亞丙基)二鄰苯二甲酸二酐。

3.根據權利要求1所述的多層復合膜，其中，所述二胺單體選自以下化合物中的至少一種：4,4’-二氨基二苯醚，3,4’-二氨基二苯醚，4,4’-二氨基二苯甲烷，3,4’-二氨基二苯甲烷，4,4’-二氨基二苯硫醚，4,4’-二氨基二苯砜，4,4’-二氨基聯苯，2,2-雙(4-氨基苯基)六氟丙烷，4,4’-二氨基二苯甲酮，3,4’-二氨基二苯甲酮，4,4’-二氨基二環己基甲烷。

4.權利要求1-3任一項所述的高模量、低熱膨脹系數聚酰亞胺多層復合膜的制備方法，包括如下步驟：

1)將四羧酸二酐單體、除對苯二胺以外的二胺單體溶于有機溶劑中制備得到聚酰亞胺前驅體——聚酰胺酸溶液a和聚酰胺酸溶液a’，所述聚酰胺酸溶液a和聚酰胺酸溶液a’相同或不同；將均苯四甲酸二酐、對苯二胺溶于有機溶劑中制備得到聚酰亞胺前驅體——聚酰胺酸溶液b；

2)將聚酰胺酸溶液a或聚酰胺酸溶液a’與短切碳纖維共混得到共混液c，或者，將四羧酸二酐單體、除對苯二胺以外的二胺單體溶于有機溶劑中制備得到聚酰亞胺前驅體——聚酰胺酸溶液a”，將聚酰胺酸溶液a”與短切碳纖維共混得到共混液c，所述聚酰胺酸溶液a”與聚酰胺酸溶液a和聚酰胺酸溶液a’不同；

3)將聚酰胺酸溶液a涂覆于基板上，熱處理成膜得到聚酰亞胺層a；

4)將聚酰胺酸溶液b或共混液c涂覆于聚酰亞胺層a上，熱處理成膜得到聚酰亞胺層b或聚酰亞胺層c；

5)將聚酰胺酸溶液a’涂覆于聚酰亞胺層b或聚酰亞胺層c上，熱處理成膜得到聚酰亞胺層a’。

5.根據權利要求4所述的制備方法，其中，步驟1)中，所述用于制備聚酰胺酸溶液a、聚酰胺酸溶液a’和聚酰胺酸溶液b所用的有機溶劑相同或不同，彼此獨立地選自N-甲基吡咯烷酮、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺或二甲基亞砜中的一種或多種。

6.根據權利要求4所述的制備方法，其中，步驟1)中，聚酰胺酸溶液按如下方法制備得到：

在氮氣保護下，先將二胺單體溶于有機溶劑中，得到二胺的均一透明溶液；然后降溫至0～10℃，分批次依次加入等摩爾量的四羧酸二酐單體，于0～10℃下反應4～12h，得到聚酰胺酸溶液。