[發明專利]一種耐高溫聚酰亞胺/聚芳醚酮復合膜及其界面強化方法

有效

• 申請號: 202210091238.4
• 申請日: 2022-01-26
• 公開（公告）號: CN114276574B
• 公開（公告）日: 2023-02-07
• 發明（設計）人: 王靜;熊需海;姚健;任榮;肖存勇
• 申請（專利權）人: 遼寧鯨葦科技有限公司
• 主分類號: C08J7/043
• 分類號: C08J7/043;C08J7/18;C08L79/08;C08L71/10;C08L49/00
• 代理公司: 沈陽東大知識產權代理有限公司 21109
• 代理人: 馬海芳

一種耐高溫聚酰亞胺/聚芳醚酮復合膜及其界面強化方法，屬于材料制備技術領域。該耐高溫聚酰亞胺/聚芳醚酮復合膜界面強化方法為：對除雜后的PI薄膜表面，噴涂活性接枝劑(4?炔基酰亞胺基封端的PAEK齊聚物)溶液；采用低溫等離子體表面處理法刻蝕接枝處理；再將PAEK水劑乳液霧化噴涂在接枝改性的PI薄膜表面，加熱烘干，繼續升溫至350～420℃，保溫使得PAEK充分熔融，再以1～5℃/min冷卻速率冷卻至室溫，得到耐高溫聚酰亞胺/聚芳醚酮復合膜；該復合膜界面粘結強度優異，可作為繞包絕緣層，廣泛應用于服役環境苛刻的耐高溫電磁線領域。

技術領域

本發明屬于材料制備技術領域，具體涉及到一種耐高溫聚酰亞胺/聚芳醚酮復合膜及其界面強化方法。

背景技術

聚酰亞胺(PI)薄膜的電氣絕緣性能卓越，對常見有機溶劑、礦物油、航空煤油等具有優良的耐受性，廣泛用作電磁線的繞包絕緣層。高性能PI薄膜是由芳雜環結構聚酰胺酸在高溫下脫水閉環制備，除了分子鏈內閉環脫水外還會發生分子鏈間脫水，形成了一種高剛性的交聯網絡結構；因此，PI薄膜不能溶解于有機溶劑中，在高溫下也難熔融。這就導致PI薄膜繞包線不能像其他熱塑性樹脂薄膜繞包線一樣，通過加熱熔化-冷卻固結機制形成密封的絕緣層。目前，PI薄膜繞包線主要采用F46樹脂作為粘結劑，填充粘結PI薄膜纏繞結構層間的空隙，形成整體密封的繞包絕緣層。然而，F46樹脂熔點為240～260℃，當繞包線使用溫度大于260℃時，粘結性能下降導致脫粘，絕緣層結構發生改變。

聚芳醚酮(PAEK)包括聚醚醚酮、聚醚酮酮、聚醚醚酮酮等，是一類高性能的熱塑性樹脂，熔點340～410℃，通過改變芳醚鍵和芳酮鍵相對含量、鍵接順序、分子量能夠調控PAEK的結晶性、熔點、熔融粘度和高溫熱分解性能。PAEK耐溫性能遠優于F46，用PAEK取代F46用作PI繞包線的絕緣層的粘結劑將顯著提高其使用溫度。PAEK是半結晶型高分子材料，分子鏈間內聚力強，力學性能非常優異；PAEK半結晶性結構和PI薄膜無定形交聯結構間相容性差，導致PAEK與PI薄膜間界面粘結強度相對較低，經受高低溫循環疲勞后，兩者間易發生脫粘剝離。因此，改善PI/PAEK復合薄膜間界面粘結性能是提升PI繞包線工作溫度的關鍵技術途徑。

等離子體是氣體分子被電離產生的一種包括電子、離子、原子和原子團等的混合體，被譽為物質的第四種狀態；低溫等離子體是一種非平衡態等離子體，電子的溫度遠低于重粒子溫度，整個體系呈現低溫狀態。低溫等離子體表面處理法是利用等離子體中的離子、電子、激發態的原子及自由基等大量活性粒子與物體表面碰撞，發生物理化學反應，將表面刻蝕出納米級凹凸不平的形貌，同時通過接枝反應在表面引入一些新型的基團或分子鏈段；該技術不需要溶劑和后處理過程，工藝簡單、綠色高效，是一種非常有前景的表/界面改性技術。

發明內容

為了解決現有技術存在的問題，本發明提供了一種耐高溫聚酰亞胺/聚芳醚酮復合膜及其界面強化方法，采用低溫等離子體表面處理法，在PI薄膜表面接枝一種與PAEK具有良好相容性的高分子接枝劑，然后在PI薄膜表面噴涂PAEK乳液，經烘干-高溫燒結工藝制備耐高溫聚酰亞胺/聚芳醚酮復合膜。該方法制備的耐高溫聚酰亞胺/聚芳醚酮復合膜具有優異的界面粘結強度，在耐高溫電磁線絕緣領域具有光明的應用前景。

本發明的一種耐高溫聚酰亞胺/聚芳醚酮復合膜界面強化方法，包括以下步驟：

S1：PI薄膜表面預處理

將PI薄膜表面去除雜質后，噴涂質量百分濃度為0.5～5％的活性接枝劑溶液，加熱烘干去除溶液中的溶劑，得到預處理PI薄膜；

所述的活性接枝劑為4-炔基酰亞胺基封端的PAEK齊聚物的一種或幾種的混合物：

其結構式為：

其中，R為氫原子或苯環；

n為小于10的正整數；

X為中的一種結構；