[發(fā)明專利]一種可溶性聚酰亞胺的制備和由其制備的黑色可溶性聚酰亞胺復合膠液及其制備與應(yīng)用

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• 申請?zhí)枺?/td>: 202110003986.8
• 申請日: 2021-01-04
• 公開（公告）號: CN112812301A
• 公開（公告）日: 2021-05-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉含茂;胡峰;劉亦武;劉杰;劉婷;王進;許雙喜
• 申請（專利權(quán)）人: 株洲時代新材料科技股份有限公司
• 主分類號: C08G73/10
• 分類號: C08G73/10;C08L79/08;C08K5/42
• 代理公司: 長沙朕揚知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 43213
• 代理人: 楊斌

本發(fā)明是為了克服現(xiàn)有聚酰亞胺的可溶性不足問題，提供一種可溶性聚酰亞胺的制備方法；將含強極性取代基團的芳香族二酐單體和脂肪族/脂環(huán)族二胺單體加入到非質(zhì)子溶劑體系中縮聚制得聚酰胺酸溶液，再經(jīng)亞胺化處理得到可溶性聚酰亞胺。再在該可溶性聚酰亞胺的基礎(chǔ)上加入黑色有機填料制得黑色可溶性聚酰亞胺復合膠液，該復合膠液可應(yīng)用于薄膜、涂料和遮光材料領(lǐng)域。經(jīng)本發(fā)明制得的黑色聚酰亞胺復合材料的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度更低，擴大了實際應(yīng)用過程中的加工窗口。所制得的黑色聚酰亞胺復合材料其透過率、絕緣強度、拉伸強度和伸長率等力學電學的綜合性能都有所提高；其透過率在0.1％以下，絕緣強度160kV/mm以上，拉伸強度最高能達到137MPa，伸長率超過10％。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于聚酰亞胺技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種可溶性聚酰亞胺的制備和由其制備的黑色可溶性聚酰亞胺復合膠液及其制備與應(yīng)用。

背景技術(shù)

聚酰亞胺(Polyimide)是一類分子鏈中含有環(huán)狀酰亞胺基團的高分子聚合物，是一種性能優(yōu)異的特種工程塑料；具有高力學強度和優(yōu)異電氣絕緣性等特點，可廣泛應(yīng)用于柔性電路板的基材或覆蓋膜、鋰電池的包邊材料、無線充電等領(lǐng)域。可加工成薄膜、工程塑料、纖維、復合材料用基體樹脂、粘結(jié)劑和泡沫等多種形態(tài)。但傳統(tǒng)方法制備的聚酰亞胺在溶劑中的溶解性能較差，在一定程度上限制了其加工方式的多樣性。因此，改善聚酰亞胺可溶性的研究成了必要的努力，如中國專利CN200710055867.7《可溶性含氟芳香聚酰亞胺及其合成方法》公開了可溶性含氟芳香聚酰亞胺及其合成方法。但含氟單體一般價格十分昂貴，因此在聚酰亞胺大分子主鏈結(jié)構(gòu)中引入大量含氟結(jié)構(gòu)單元勢必導致其生產(chǎn)成本的顯著增加，不利于工業(yè)化生產(chǎn)。

黑色聚酰亞胺復合材料，具有不透光、吸光性、光反射率低等優(yōu)良光學性能，應(yīng)用范圍廣泛，但一般的黑色聚酰亞胺復合材料采用黑色無機填料填充到聚酰亞胺膠液中制得，容易導致聚酰亞胺復合材料的力學與電絕緣性的降低。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的聚酰亞胺可溶性不足問題，提供一種可溶性聚酰亞胺的制備方法；再在該可溶性聚酰亞胺的基礎(chǔ)上加入黑色填料，由此制得黑色可溶性聚酰亞胺復合膠液，再進一步加工得到黑色聚酰亞胺復合材料。

本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種可溶性聚酰亞胺的制備方法，具體方案如下：

將含強極性取代基團的芳香族二酐單體和脂肪族/脂環(huán)族二胺單體按摩爾比為0.98～1:1的量分別加入到非質(zhì)子溶劑體系中先縮聚制得聚酰胺酸溶液；再經(jīng)亞胺化處理得到可溶性聚酰亞胺。

選用含強極性取代基團的芳香族二酐和脂肪族/脂環(huán)族二胺單體，引入對溶劑具有親和性的官能團，增強分子與溶劑間的相互作用力；引入分子剛性較弱的脂肪/脂環(huán)結(jié)構(gòu)，破壞聚酰亞胺分子堆砌的緊密性；通過幾種單體的共聚，進一步降低大分子鏈的有序性和對稱性；三者共同作用改善聚酰亞胺在非質(zhì)子溶劑體系中的溶解性。此種比例下得到的可溶性聚酰亞胺的各項性能為最優(yōu)，過高和過低的比例都將影響反應(yīng)的效果。

進一步優(yōu)選的，上述的含強極性取代基團的芳香族二酐單體包括3,6-二羥基均苯二酐、2,2’-二羥基二苯酮二酐、3,3’,4,4’-二苯甲醇四酸二酐、苯六甲酸二酐、2,2’-二硝基-4,4’,5,5’-聯(lián)苯二酐、2,2’-二溴-4,4’,5,5’-聯(lián)苯二酐、3-溴均苯二酐、3,6-二溴均苯二酐、2,2’-二氯-4,4’,5,5’-二苯酮四酸二酐、2,2’-二溴-4,4’,5,5’-二苯酮四酸二酐、1,3-二(3,4-二羧基苯酰基)-5-溴苯二酐、3,5-二(3,4-二羧基苯酰基)-4’-硝基聯(lián)苯二酐中的一種或幾種。

進一步優(yōu)選的，上述的脂肪族/脂環(huán)族二胺單體包括1,5-二氨基-2-甲基戊烷、2,2,4-三甲基-1,6-己二胺、低分子量的聚氧化乙烯二胺、低分子量的聚醚二胺、5-氨基-1,3,3-三甲基環(huán)己烷甲胺、二(氨基甲基)雙環(huán)[2.2.1]庚烷中的一種或幾種。