[發明專利]一種多層孔狀聚酰亞胺復合薄膜及其制備方法

有效

• 申請號: 202111022561.8
• 申請日: 2021-09-01
• 公開（公告）號: CN113736130B
• 公開（公告）日: 2023-02-24
• 發明（設計）人: 周雨薇
• 申請（專利權）人: 大同共聚（西安）科技有限公司
• 主分類號: C08J9/26
• 分類號: C08J9/26;C08J5/18;C08L79/08;C08K3/04;C08K3/08;H05K9/00
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本發明涉及一種多層孔狀聚酰亞胺復合薄膜及其制備方法，屬于聚合物復合材料制造領域。該復合薄膜具有多孔多層結構，石墨烯與納米銀均勻分布在聚酰亞胺骨架中，密度低于0.32g/cm³，孔隙率大于56％，電導率高達3.5S/cm，電磁屏蔽性能高達37dB，電磁吸收性能在總屏蔽性能的占比高于85％，斷裂伸長率高達125％。該復合薄膜的制備為由聚酰亞胺共聚物、石墨烯、納米銀與致孔劑混合后溶解到極性溶劑中得到混合溶液，將該混合溶液澆筑在玻璃板上，將玻璃板及其表面的混合溶液浸泡在乙醇和水的混合液中，經過相轉化變成聚酰亞胺復合薄膜濕膜，將濕膜真空干燥得到多層孔狀聚酰亞胺復合薄膜。該多層孔狀聚酰亞胺復合薄膜可以作為電磁屏蔽材料應用于遠程通訊領域。

技術領域

本發明涉及一種多層孔狀聚酰亞胺復合薄膜及其制備方法，屬于聚合物復合材料制造領域。該多層孔狀聚酰亞胺復合薄膜可以作為電磁屏蔽材料應用于遠程通訊領域。

背景技術

近年來隨著無線通訊的迅速發展，電磁污染日益嚴重，已經干擾到電子設備的正常運行。因此，迫切需要研發高性能的電磁屏蔽材料來削弱電磁干擾。與常用的金屬或合金類電磁屏蔽材料相比，聚合物復合材料通常具有重量輕，柔韌性好，易于加工成型等特性。在組成聚合物復合材料的各種納米導電填料中，具有高的縱橫比和大的比表面積的石墨烯備受青睞，在分散到聚合物基質的過程中能夠建立有效的導電路徑。電磁屏蔽材料在實際應用過程中不僅需要具有良好的屏蔽性能，同時還應具有較輕的質量，輕質是一項極為關鍵的技術要求，意味著能量和材料的節約。多孔結構的引入常被用來降低復合材料的密度。相轉化法簡單可控易操作，微孔結構可調，更適用于規模化制備，被認為是引入多孔結構較為有效的方式。除輕質這一重要優點外，多孔聚合物復合材料中的多孔結構有助于納米填料均勻分散在聚合物基質中，一般不需要高含量的導電填料即可構筑有效的3D導電互聯網絡，獲得良好的電磁屏蔽性能。此外復合材料內部微孔中含有的空氣有助于改善界面極化，能夠有效地降低電磁波在材料表面的反射損耗，促使該材料以吸收機制為主。

為了進一步增強輕質聚合物復合材料的吸波性能，需要結合多層結構來解決單層結構不能同時滿足阻抗匹配和最大衰減的需要。輕質多層聚合物復合材料不同層中導電填料含量在整個樣品中的分布是逐層增加的，多層結構的設計是為了避免不同界面間介電常數存在的巨大差異，進而減少電磁波在不同界面處的反射損耗以獲得優異的吸波性能，其中首層是低納米填料含量層，該層具有較低的介電常數，有助于減少電磁波在空氣與復合材料界面處的反射損耗，確保電磁波能夠順利進入復合材料。中層的納米填料含量介于一三層之間，該層作為匹配層主要作用是保證第一層低介電常數層與第三層的高介電常數層相匹配。底層的納米填料含量最高，作為損耗層最大程度地促使電磁波在此高導電結構中吸收衰減。

聚酰亞胺因其良好的耐熱性、耐腐蝕性、絕緣性和優異的力學性能而被廣泛的應用在電子材料、航空航天、通信、國防軍事等領域，機械性能優異；阻燃等級達到UL 94級；具有良好的耐輻照性；絕緣性能穩定；充分利用聚酰亞胺材料的性能對于探索其實際應用至關重要，對于開發高性能電磁屏蔽聚合物具有重要的科學意義和廣泛的實用價值。本發明利用制備得到的高性能聚酰亞胺材料與石墨烯和納米銀混合，然后通過相轉化法向聚酰亞胺基體中引入多孔與多層結構，促使石墨烯與納米銀均勻分散在聚酰亞胺骨架中，形成連續的3D導電網絡結構，獲得出色的電磁屏蔽性能，得到輕質多層聚酰亞胺復合材料。

發明內容