[發明專利]一種高阻隔聚酰亞胺薄膜的制備方法

有效

• 申請號: 202110683889.8
• 申請日: 2021-06-21
• 公開（公告）號: CN113429601B
• 公開（公告）日: 2023-03-31
• 發明（設計）人: 金文斌;劉國隆;邵成蒙
• 申請（專利權）人: 浙江中科玖源新材料有限公司
• 主分類號: C08J5/18
• 分類號: C08J5/18;C08L79/08;C08K7/26
• 代理公司: 合肥金律專利代理事務所(普通合伙) 34184
• 代理人: 楊霞

本發明提供了一種高阻隔聚酰亞胺薄膜的制備方法，包括：在聚酰胺酸中加入納米二氧化硅和聚酰亞胺粉末，經熱亞胺化，得高阻隔聚酰亞胺薄膜；所述聚酰胺酸，是由二酐和二胺聚合得到；所述二胺，包括含酰胺鍵的二胺。本發明所述方法簡單，獲得的聚酰亞胺薄膜具有較為理想的阻隔性能。

技術領域

本發明屬于柔性薄膜制備技術領域，尤其涉及一種高阻隔聚酰亞胺薄膜的制備方法。

背景技術

通常，國際上將O₂透過率小于3.8cm³/㎡/d的高分子材料稱為高阻隔高分子材料。高阻隔高分子材料，在食品包裝、軍事、微電子等領域都有著廣泛的應用。聚酰亞胺(PI)具有突出的熱穩定性和尺寸穩定性，以及良好的分子結構可設計等特點，被認為是極具潛力的高分子柔性材料，但是傳統的PI的阻隔性能相對較差，難以滿足特殊領域的對于水、氧阻隔性能的要求。

目前，主要采用交替鍍層、分子層沉積、原子層沉積、磁控濺射等方法改善PI的阻隔性能。然而，交替鍍層法工藝復雜；分子層沉積和原子層沉積法可以沉積得到致密均勻的涂層，但是沉積效率低，無機阻隔層易出現裂縫；磁控濺射技術具有沉積效率高等諸多優點，但是靶材需要精制，而且利用率低。因此，亟需開發一種簡單、高效的改善PI阻隔性能的方法。

發明內容

基于上述問題，本發明提供了一種高阻隔聚酰亞胺薄膜的制備方法，該方法相對簡單，由此獲得的聚酰亞胺薄膜具有較為理想的阻隔性能。

本發明具體方案如下：

一種高阻隔聚酰亞胺薄膜的制備方法，包括：在聚酰胺酸中加入納米二氧化硅和聚酰亞胺粉末，經熱亞胺化，得高阻隔聚酰亞胺薄膜；所述聚酰胺酸，是由二酐和二胺聚合得到；所述二胺，包括含酰胺鍵的二胺。

本發明合成聚酰胺酸用二酐無特殊限制，包括但不限于：均苯四甲酸二酐(PMDA)、二苯甲酮四甲酸二酐(BTDA)、聯苯四甲酸二酐(BPDA)、2,3,3’,4’-二苯醚四甲酸二酐(A-ODPA)等。

本發明所述納米二氧化硅的粒徑無特殊限制，可以根據需要進行選擇。如粒徑為10-100nm；優選為10-40nm。

優選地，所述納米二氧化硅與聚酰胺酸的重量比為1-5:100。

優選地，所述納米二氧化硅與聚酰亞胺粉末的重量比為5-15:1。

優選地，所述聚酰亞胺粉末制備方法包括如下步驟：向聚酰胺酸中加入極性有機溶劑稀釋至濃度為5-10％，將稀釋后的聚酰胺酸在180-190℃加熱并恒溫2-3h，去溶劑，洗滌，真空干燥，研磨，得聚酰亞胺粉末。

優選地，所述極性有機溶劑選自N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二乙基甲酰胺、N,N-二乙基乙酰胺、N-甲基-2-吡咯烷酮中的一種或多種的組合。

優選地，所述真空干燥的溫度為280-320℃，真空干燥時間為0.5-1h。

優選地，所述熱亞胺化具體包括如下步驟：將混有納米二氧化硅和聚酰亞胺粉末的聚酰胺酸在玻璃上流延成膜，于90-100℃干燥0.5-1h，升溫至150-200℃，保溫0.5-1h；250-300℃,保溫0.5-1h。

優選地，熱亞胺化時，以0.5-0.8℃/min升溫速率升至150-200℃。

優選地，所述二胺中，含酰胺鍵的二胺占二胺總摩爾量不少于20％。

本發明合成聚酰胺酸用二胺除含酰胺鍵的二胺外，對其他二胺無特殊限制，包括但不限于：二氨基二苯醚(ODA)、對苯二胺(pPDA)、2,4,6-三甲基-1,3-苯二胺、2,3,5,6-四甲基-1,4-苯二胺、3,3’,5,5’-四甲基聯苯胺等。

有益效果：