[發明專利]一種耐磨聚酰亞胺復合薄膜及其制備方法

有效

• 申請號: 202011607697.0
• 申請日: 2020-12-30
• 公開（公告）號: CN112759784B
• 公開（公告）日: 2023-01-17
• 發明（設計）人: 張明玉;吳斌;張超;翁凌;周良;周曉晨;周林江;張春琪
• 申請（專利權）人: 蘇州太湖電工新材料股份有限公司;歐邦科技（蘇州）有限公司
• 主分類號: C08J7/06
• 分類號: C08J7/06;C08J7/046;C08J7/043;C08J7/12;C08L79/08
• 代理公司: 蘇州創元專利商標事務所有限公司 32103
• 代理人: 汪青

本發明公開了一種耐磨聚酰亞胺復合薄膜及其制備方法，制備方法包括以下步驟：1）制備二氧化硅/石墨烯膠液，該膠液25℃下運動粘度為0.005cm²/s~0.03cm²/s，且其中含有的氧化石墨烯的質量分數為1wt%~5wt%；2）用堿液對聚酰亞胺純膜進行表面改性處理；3）在表面改性處理后的聚酰亞胺純膜上，采用提拉法提拉涂覆二氧化硅/石墨烯膠液，之后依次進行密封老化和熱處理成型，形成二氧化硅/石墨烯涂層，即得聚酰亞胺復合薄膜。本發明的聚酰亞胺復合薄膜，無機涂層與有機基體結合緊密，無機粒子分散均勻，薄膜維持較好力學性能的同時，耐磨性能更加優異。

技術領域

本發明屬于高分子聚合材料技術領域，具體涉及一種聚酰亞胺復合薄膜及其制備方法。

背景技術

聚酰亞胺是目前世界上性能最好的薄膜類絕緣材料，在各領域有著廣泛的應用。但目前國內高性能聚酰亞胺薄膜的生產仍處于空白，多依賴進口。

研究表明，在聚酰亞胺基體中添加一定量的無機納米粒子(典型代表為二氧化硅)可大幅度提高其耐磨性能，但隨著摻雜量的增加，復合薄膜的力學性能較純聚酰亞胺薄膜下降很多，為了達到良好的耐磨性能就必須進行較高的摻雜量，而此時薄膜的力學性能嚴重降低，造成其無法使用，這在一定程度上限制了聚酰亞胺薄膜的應用；此外，較高的無機粒子摻雜量因分散不均勻造成薄膜性能分布差異的問題也遲遲無法解決。研發耐磨性能優良且綜合性能優異的聚酰亞胺薄膜，探索其制備工藝，不僅具有重要的理論意義，而且具有重大的實際工程意義及應用前景。

石墨烯由于其獨特的二維結構，兼具優異的耐磨性、極高的載流子遷移速率、良好的導熱性、高度透光性、優秀的力學性能以及巨大的比表面積等優良特性，吸引了全世界研究人員的注意力。在涂料應用領域，石墨烯得益于其巨大的比表面積和出色的化學穩定性，是當今世界已知最薄的耐磨材料，石墨烯在耐磨領域可以發揮多重作用，一層石墨烯的耐磨能力可以與五層傳統有機涂層相媲美。

中國專利申請CN201310003942.0公開了一種聚酰亞胺膜，將二氧化硅粉及石墨烯粉末直接分散到聚酰亞胺薄膜中，能夠減少薄膜的光反射、降低光穿透率，但是這種制備方法制備的薄膜，其基體內部由于粒子分散不均勻造成薄膜整體性能受到影響，與國外同類產品相比，總體的性能存在較大差異。

中國專利申請CN201810583014.9公開了一種聚酰亞胺/二氧化硅復合材料，先使用堿液對聚酰亞胺基體進行表面改性，然后將含有硅源的分散液置于反應器中，將經堿液處理的聚酰亞胺基體置于分散液上方，密閉反應器，將分散液的溫度升高至反應溫度為100-160℃，并在所述反應溫度下保持2-24h，最后進行熱處理。該方法通過進行堿液刻蝕后，使其表面帶有活性較高的基團，在熱處理過程中，硅源揮發，因其存在的硅羥基與亞胺環開環后的羰基形成氫鍵與有機相相互作用，因而實現在聚酰亞胺基體上二氧化硅的自生長和自沉積，得到由聚酰亞胺基體和附著在聚酰亞胺基體表面的二氧化硅顆粒組成的結構，該方法無需在聚酰胺酸溶液中摻雜二氧化硅前驅體，影響基體性能。但是該方法無法進行連續化生產，而且二氧化硅的沉積量較難控制的一致，二氧化硅以顆粒附著，未形成致密的連續膜層，耐磨性提升有限。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是克服現有技術的不足，提供一種改進的耐磨聚酰亞胺復合薄膜及其制備方法。

為解決以上技術問題，本發明采用的一種技術方案是：

一種聚酰亞胺復合薄膜的制備方法，其包括以下步驟：

(1)制備二氧化硅/石墨烯膠液，該膠液25℃下運動粘度為0.005cm²/s～0.03cm²/s，且其中含有的氧化石墨烯的質量分數為1wt％～5wt％；

(2)用堿液對聚酰亞胺純膜進行表面改性處理；