[發(fā)明專(zhuān)利]一種高強(qiáng)度耐高溫聚芳醚腈薄膜的制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110559514.0
• 申請(qǐng)日: 2021-05-21
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113388137B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-04-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 童利芬;何亮;劉孝波
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 電子科技大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): C08J5/18
• 分類(lèi)號(hào): C08J5/18;C08J3/24;C08L71/10;C08L79/04;C08G65/40;C08G65/48
• 代理公司: 北京慕達(dá)星云知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 11465
• 代理人: 王攀

本發(fā)明公開(kāi)了一種高強(qiáng)度耐高溫聚芳醚腈薄膜的制備方法，具體步驟如下：制備鄰苯二甲腈封端的聚芳醚腈；制備聯(lián)苯型雙鄰苯二甲腈預(yù)聚體；將所得鄰苯二甲腈封端的聚芳醚腈粉末與聯(lián)苯型雙鄰苯二甲腈預(yù)聚體粉末，共混溶解于N?甲基吡咯烷酮中，加熱攪拌得到透明溶液；流延法成膜升溫，熱處理，自然冷卻得到高強(qiáng)度耐高溫聚芳醚腈薄膜。本發(fā)明所獲得的薄膜不僅具有高玻璃化轉(zhuǎn)變溫度和高拉伸強(qiáng)度和高模量，而且還能同時(shí)有著穩(wěn)定的介電性能。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及高分子材料加工工藝技術(shù)領(lǐng)域，更具體的說(shuō)是涉及一種高強(qiáng)度耐高溫聚芳醚腈薄膜的制備方法。

背景技術(shù)

特種高分子材料因其優(yōu)異的綜合性能，是發(fā)展航空航天、核能高鐵、新能源等國(guó)防軍工和高技術(shù)產(chǎn)業(yè)不可或缺的軍民兩用戰(zhàn)略性新材料。相對(duì)于通用工程材料，先進(jìn)高性能高分子材料的研發(fā)水平已成為體現(xiàn)國(guó)家科技實(shí)力以及技術(shù)水平的關(guān)鍵因素。目前，國(guó)際科技領(lǐng)域的快速發(fā)展，對(duì)產(chǎn)品的“輕、小、精”的要求越發(fā)嚴(yán)格，并且規(guī)模化的生產(chǎn)對(duì)降低材料成本提出了更高的要求。耐高溫聚芳醚樹(shù)脂，例如聚芳醚砜、聚醚酮、聚芳醚腈、聚芳醚酰胺等，由于耐高溫、耐腐蝕、優(yōu)良的機(jī)械性能、介電性能和尺寸穩(wěn)定性，廣泛應(yīng)用于國(guó)防軍工和電子工程技術(shù)等諸多領(lǐng)域。

聚芳醚腈(PEN)，作為一類(lèi)特種熱塑性樹(shù)脂，具有較高的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg≥180℃)，分子側(cè)鏈含有氰基作為潛在交聯(lián)基團(tuán)，但氰基側(cè)基的交聯(lián)反應(yīng)條件較為苛刻，因此可以利用鄰苯二甲腈對(duì)聚芳醚腈分子鏈進(jìn)行封端，降低交聯(lián)反應(yīng)活化能，高溫?zé)崽幚砗笮纬商辑h(huán)或三嗪環(huán)或異吲哚環(huán)等網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)增大交聯(lián)點(diǎn)的數(shù)量，從而阻礙分子鏈段的運(yùn)動(dòng)，有效的提升了玻璃化轉(zhuǎn)變溫度。但目前有較高力學(xué)強(qiáng)度的薄膜又不具備高的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度，而具有高玻璃化轉(zhuǎn)變溫度的聚芳醚腈薄膜其力學(xué)強(qiáng)度仍無(wú)法達(dá)到較高的水平，技術(shù)難點(diǎn)尚未攻破，難以投放工廠產(chǎn)業(yè)化，產(chǎn)量供給不足，故無(wú)法滿足當(dāng)今航空航天耐高溫領(lǐng)域及電子高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的需求，因此在降低時(shí)間、經(jīng)濟(jì)成本的情況，開(kāi)發(fā)一種高強(qiáng)度耐高溫聚芳醚腈薄膜的制備方法及其制備方法尤為重要。

專(zhuān)利CN110628014A公開(kāi)了一種交聯(lián)型聚芳醚腈耐高溫介電薄膜的制備方法，通過(guò)將活潑氫的氨基引入鄰苯二甲腈封端的聚芳醚腈中，利用氨基的催化作用提升交聯(lián)反應(yīng)的速度，但其工藝過(guò)程相對(duì)繁瑣復(fù)雜，且工藝方法中需要引入活潑氫的氨基，這對(duì)基體結(jié)構(gòu)與實(shí)驗(yàn)環(huán)境要求更加嚴(yán)格。此外，當(dāng)前也有采用金屬鹽作為催化劑來(lái)促進(jìn)交聯(lián)反應(yīng)的研究，但此類(lèi)催化劑不易均勻分散，并且金屬離子的存在會(huì)降低體系的絕緣性；也有采用含有活潑氫原子的有機(jī)物作為催化劑來(lái)加快交聯(lián)反應(yīng)，但其會(huì)降低聚芳醚腈樹(shù)脂原本的性能。還有采用溫度作為影響條件來(lái)提升玻璃化轉(zhuǎn)變溫度的，但此研究的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度提升不大，范圍不寬。

現(xiàn)有的聚芳醚腈材料玻璃化轉(zhuǎn)變溫度在180℃左右，可在230℃壓力下長(zhǎng)期使用，但聚芳醚腈在后固相化學(xué)反應(yīng)下的交聯(lián)程度逐漸提高，質(zhì)脆將無(wú)法較好滿足電子基材的加工制備過(guò)程；并且現(xiàn)有的聚芳醚腈薄膜的介電常數(shù)在3.5-4.0之間，介電損耗在0.01-0.05之間，無(wú)法滿足5G電子基材的介電特性要求。為滿足耐高溫薄膜的制備應(yīng)用，需要提高玻璃化轉(zhuǎn)變溫度并保持優(yōu)良的力學(xué)性能。

因此，結(jié)合上述問(wèn)題，為進(jìn)一步提高聚芳醚腈薄膜玻璃化轉(zhuǎn)變溫度的同時(shí)，又能保持聚芳醚腈薄膜具有優(yōu)良且穩(wěn)定的力學(xué)性能，提供一種高強(qiáng)度耐高溫聚芳醚腈薄膜的制備方法，是本領(lǐng)域技術(shù)人員亟需解決的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明提供一種簡(jiǎn)單的預(yù)聚體熔融共混流延法結(jié)合后固相化學(xué)反應(yīng)方式獲得高強(qiáng)度耐高溫聚芳醚腈薄膜的制備方法，所獲得的薄膜不僅具有高玻璃化轉(zhuǎn)變溫度和高拉伸強(qiáng)度和高模量，而且還能同時(shí)有著穩(wěn)定的介電性能。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

一種高強(qiáng)度耐高溫聚芳醚腈薄膜的制備方法，具體步驟如下：

S1，制備鄰苯二甲腈封端的聚芳醚腈：