專利名稱：一種導(dǎo)電聚酰亞胺薄膜的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種導(dǎo)電聚酰亞胺薄膜的制備方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的導(dǎo)電薄膜一般是油墨印刷發(fā)熱膜，聚四氟乙烯發(fā)熱膜等，但是這些膜有共同問(wèn)題就是機(jī)械強(qiáng)度小，耐溫范圍窄而且溫度低，功率不均勻，溫度波動(dòng)大。但市場(chǎng)上對(duì)于電熱膜具有很大的需求，如汽車座墊加熱膜，需要很高的強(qiáng)度。同時(shí)，市場(chǎng)上也需要高質(zhì)量的加熱膜。而導(dǎo)電性聚酰亞胺薄膜具有良好的導(dǎo)電率，表面電阻可達(dá)到60歐姆/平方英寸，再加上聚酰亞胺本身良好的熱穩(wěn)定性和物理機(jī)械性能，成為航天、航空、微電子技術(shù)以及家用電器中很有研究和應(yīng)用價(jià)值的多功能材料之一，特別在柔性電加熱器件應(yīng)用中具有廣泛的市場(chǎng)，中國(guó)"九五"國(guó)家重點(diǎn)技術(shù)開(kāi)發(fā)指南中明確提出了 "導(dǎo)電性聚酰亞胺薄膜"是今后重點(diǎn)開(kāi)發(fā)方向，但是到目前只有一些關(guān)于導(dǎo)電型聚酰亞胺薄膜相關(guān)研究的報(bào)道，但沒(méi)有任何實(shí)質(zhì)性的進(jìn)展。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的現(xiàn)狀，而提供一種通過(guò)將納米導(dǎo)電粒子直接與聚酰胺酸中的分子鏈耦合在一起形成網(wǎng)狀導(dǎo)電結(jié)構(gòu)，然后經(jīng)過(guò)流涎與亞胺化后形成具有良好的導(dǎo)電性能和機(jī)械性能的導(dǎo)電聚酰亞胺薄膜的制備方法。 本發(fā)明解決上述技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案為一種導(dǎo)電聚酰亞胺薄膜的制備方法，其特征是包括以下步驟 步驟一將導(dǎo)電納米粒子放在有機(jī)溶劑中經(jīng)高剪切分散機(jī)加以高溫處理后預(yù)先分散，使導(dǎo)電粒子表面包裹一層有機(jī)物質(zhì)；
步驟二是預(yù)先聚合聚酰胺酸樹脂； 步驟三是將處理好后的納米導(dǎo)電粒子與合成好后的聚酰胺酸樹脂經(jīng)攪拌反應(yīng)釜高速攪拌混合使導(dǎo)電納米粒子均勻地分散在聚酰胺酸樹脂中并參與聚合反應(yīng)，并保證充分均勻分散； 步驟四是將做好的聚酰胺酸樹脂壓入脫泡釜，在真空條件下脫去樹脂中的氣泡，并待用； 步驟五是將合格聚酰胺酸樹脂放入到流涎機(jī)里加以流涎形成厚度均勻的聚酰胺酸薄膜； 步驟六是從流涎機(jī)里出來(lái)的聚酰胺酸薄膜進(jìn)入亞胺爐進(jìn)行亞胺化處理； 步驟七是將充分亞胺化的薄膜通過(guò)收巻機(jī)和分切機(jī)進(jìn)行展平、收巻，并按客戶要
求進(jìn)行分切處理。 采取的措施還包括在上述的一種導(dǎo)電聚酰亞胺薄膜的制備方法中，所述的聚酰胺酸樹脂為溶液縮聚法制得的，包括二酐、二胺以及溶劑，二酐為均苯四甲酸二酐、聯(lián)苯四酸二酐或4，4氧雙鄰二甲酸酐的其中一種，二胺為4，4-二胺基苯醚、4，4二氨基二苯甲烷或苯二胺其中一種，溶劑為二甲基乙酰胺或N-甲基吡咯烷酮。 在上述的一種導(dǎo)電聚酰亞胺薄膜的制備方法中，所述的納米導(dǎo)電粒子包括銀粉、銅粉、鎳粉、碳粉、銀包銅以及銀包鎳等粉體一種或多種混合使用。 在上述的一種導(dǎo)電聚酰亞胺薄膜的制備方法中，所述的步驟一具體為進(jìn)行金屬粉和碳粉的預(yù)分散選擇合適的納米導(dǎo)金屬粉和碳粉，通過(guò)硅烷偶聯(lián)劑，在二甲基乙酰胺溶劑中加以濕潤(rùn)預(yù)先分散，使其表面包覆一層有機(jī)物質(zhì)并處于懸浮狀態(tài)。 在上述的一種導(dǎo)電聚酰亞胺薄膜的制備方法中，所述的步驟二具體為預(yù)先聚合將4， 4_ 二胺基苯醚和均苯四甲酸二酐在二甲基乙酰胺溶劑中進(jìn)行初步聚合，控制聚酰胺酸樹脂黏度在50000CP 150000CP之間。 在上述的一種導(dǎo)電聚酰亞胺薄膜的制備方法中，所述的步驟三具體為聚合將預(yù)先分散的金屬粉和碳粉的粉末加入到預(yù)先聚合的聚酰胺酸樹脂中，經(jīng)攪拌反應(yīng)釜高速攪拌2 3小時(shí)，并用粒度分析儀測(cè)試納米導(dǎo)電粒子的分散和分布情況，在顆粒的粒徑小于100nm以下，分布曲線比較窄時(shí)后停止，使金屬粉和碳粉充分、均勻地分散在樹脂中并參與聚合反應(yīng)，再加入均苯四甲酸二酐進(jìn)行調(diào)酐，使其黏度達(dá)到60000CP±8% ，并保證充分均勻分散。在上述的一種導(dǎo)電聚酰亞胺薄膜的制備方法中，所述的步驟五具體為流涎成膜將合格聚酰胺酸樹脂壓入流涎機(jī)中，并靠自重流涎至鋼帶上，形成厚度均勻的聚酰胺酸薄膜，并用熱風(fēng)對(duì)薄膜進(jìn)行干燥固化。 在上述的一種導(dǎo)電聚酰亞胺薄膜的制備方法中，所述的步驟六具體為亞胺化從流涎機(jī)里出來(lái)的薄膜進(jìn)入亞胺爐進(jìn)行亞胺化處理，溫度設(shè)置從100°C 40(TC的梯度升溫。
在上述的一種導(dǎo)電聚酰亞胺薄膜的制備方法中，所述的納米導(dǎo)電粒子占整個(gè)導(dǎo)電聚酰亞胺薄膜含量的5% 50%。 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于根據(jù)導(dǎo)電金屬粉和導(dǎo)電碳粉都是導(dǎo)電材料，而且易于分散，將納米級(jí)的導(dǎo)電金屬粉和碳粉均勻分散在聚酰胺酸樹脂中，然后經(jīng)過(guò)流涎與亞胺化處理做成具有導(dǎo)電性的薄膜，該方法生產(chǎn)出來(lái)的薄膜作為柔性電加熱膜的材料，不僅機(jī)械性能大，耐溫高達(dá)40(TC，可以廣泛當(dāng)作中低溫加熱膜使用，比油墨印刷加熱膜，碳纖維加熱膜，聚四氟乙烯加熱膜等加熱膜具有非常明顯的優(yōu)勢(shì)，且價(jià)格便宜，具有升溫速度快，功率分布均勻，溫度使用范圍寬等優(yōu)勢(shì)明顯。


圖1是本發(fā)明實(shí)施例的流程工藝圖。
具體實(shí)施例方式
以下是本發(fā)明的具體實(shí)施例并結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步的描述，但本發(fā)明并不限于這些實(shí)施例。 如圖l所示，本制備方法依據(jù)的原理是由于導(dǎo)電金屬粉和導(dǎo)電碳粉都是導(dǎo)電材料，而且易于分散，因此將納米級(jí)的導(dǎo)電金屬粉和碳粉均勻分散在聚酰胺酸樹脂中，然后經(jīng)過(guò)流涎與亞胺化處理做成具有良好導(dǎo)電性和機(jī)械性的薄膜。制備方法如下步驟一將導(dǎo)電納米粒子放在有機(jī)溶劑中經(jīng)高剪切分散機(jī)加以高溫處理后預(yù)先分散，使導(dǎo)電粒子表面包裹一層有機(jī)物質(zhì)，這里納米導(dǎo)電粒子包括銀粉、銅粉、鎳粉、碳粉、銀包銅以及銀包鎳等粉體一種或多種混合使用，在本實(shí)施例中納米導(dǎo)電粒子是采用金屬粉和碳粉混合物，納米導(dǎo)電粒子要占整個(gè)導(dǎo)電聚酰亞胺薄膜含量的5 % 50 % ，并使薄膜表面電阻值達(dá)到60 ±8 %歐姆/平方英寸，從而達(dá)到理想的導(dǎo)電率，具體的做法是首先進(jìn)行金屬粉和碳粉的預(yù)分散選擇合適的納米導(dǎo)金屬粉和碳粉，通過(guò)硅烷偶聯(lián)劑，在二甲基乙酰胺溶劑中加以濕潤(rùn)預(yù)先分散，使其表面包覆一層有機(jī)物質(zhì)并處于懸浮狀態(tài)。這里硅烷偶聯(lián)劑是為了避免粉末團(tuán)聚與沉淀現(xiàn)象；步驟二是預(yù)先聚合聚酰胺酸樹脂，所述的聚酰胺酸樹脂為溶液縮聚法制得的，包括等摩爾二酐與等摩爾二胺在等摩爾溶劑中反應(yīng)，這里二酐主要為均苯四甲酸二酐、聯(lián)苯四酸二酐或4，4氧雙鄰二甲酸酐的其中一種，二胺為4，4-二胺基苯醚、4，4二氨基二苯甲烷或苯二胺其中一種，溶劑為二甲基乙酰胺或N-甲基吡咯烷酮，具體做法為預(yù)先聚合將4，4-二胺基苯醚和均苯四甲酸二酐在二甲基乙酰胺溶劑中進(jìn)行初步聚合，控制聚酰胺酸樹脂黏度在50000CP 150000CP之間，這里黏度也即分子量；步驟三具體做法為將預(yù)先分散的金屬粉和碳粉的粉末加入到預(yù)先聚合的聚酰胺酸樹脂中，經(jīng)攪拌反應(yīng)釜高速攪拌2 3小時(shí)使金屬粉和碳粉的粉末均勻地分散在聚酰胺酸樹脂中并參與聚合反應(yīng)，并用粒度分析儀測(cè)試納米導(dǎo)電粒子的分散和分布情況，在顆粒的粒徑小于100nm以下，分布曲線比較窄時(shí)后停止，使金屬粉和碳粉充分、均勻地分散在樹脂中并參與聚合反應(yīng)，再加入均苯四甲酸二酐進(jìn)行調(diào)酐，使其黏度達(dá)到60000CP士8X，并保證充分均勻分散，這樣是為了由于加入粉末后可能會(huì)沾帶、爆膜、氣泡、壓痕等現(xiàn)象；步驟四具體做法是將做好的聚酰胺酸樹脂壓入脫泡釜，在真空條件下脫去樹脂中的氣泡，并待用；步驟五是具體為流涎成膜將合格聚酰胺酸樹脂壓入流涎機(jī)中，并靠自重流涎至鋼帶上，形成厚度均勻的聚酰胺酸薄膜，并用熱風(fēng)對(duì)薄膜進(jìn)行干燥固化；步驟六具體做法是從流涎機(jī)里出來(lái)的薄膜進(jìn)入亞胺爐進(jìn)行亞胺化處理，溫度設(shè)置從10(TC 40(TC的梯度升溫；步驟七是將充分亞胺化的薄膜通過(guò)收巻機(jī)和分切機(jī)進(jìn)行展平、收巻，并按客戶要求進(jìn)行分切處理即可。 本制備方法最后生產(chǎn)出來(lái)聚酰亞胺薄膜的厚度50-55微米，表面電阻值
(60±8%)歐姆/平方英寸，拉抻強(qiáng)度> 100Mpa，斷裂伸長(zhǎng)率^8X。表面電阻值可以從60
歐姆/平方英寸到2000歐姆/平方英寸，厚度可以從25微米到100微米。 本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于根據(jù)導(dǎo)電金屬粉和導(dǎo)電碳粉都是導(dǎo)電材料，而且易于分散，將
納米級(jí)的導(dǎo)電金屬粉和碳粉均勻分散在聚酰胺酸樹脂中，然后經(jīng)過(guò)流涎與亞胺化處理做成
具有導(dǎo)電性的薄膜，該方法生產(chǎn)出來(lái)的薄膜作為柔性電加熱膜的材料，不僅機(jī)械性能大，耐
溫高達(dá)40(TC，可以廣泛當(dāng)作中低溫加熱膜使用，比油墨印刷加熱膜，碳纖維加熱膜，聚四氟
乙烯加熱膜等加熱膜具有非常明顯的優(yōu)勢(shì)，且價(jià)格便宜，具有升溫速度快，功率分布均勻，
溫度使用范圍寬等優(yōu)勢(shì)明顯。 本文中所描述的具體實(shí)施例僅僅是對(duì)本發(fā)明精神作舉例說(shuō)明。本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對(duì)所描述的具體實(shí)施例做各種各樣的修改或補(bǔ)充或采用類似的方式替代，但并不會(huì)偏離本發(fā)明的精神所定義的范圍。
權(quán)利要求
一種導(dǎo)電聚酰亞胺薄膜的制備方法，其特征是包括以下步驟步驟一將導(dǎo)電納米粒子放在有機(jī)溶劑中經(jīng)高剪切分散機(jī)加以高溫處理后預(yù)先分散，使導(dǎo)電粒子表面包裹一層有機(jī)物質(zhì)；步驟二是預(yù)先聚合聚酰胺酸樹脂；步驟三是將處理好后的納米導(dǎo)電粒子與合成好后的聚酰胺酸樹脂經(jīng)攪拌反應(yīng)釜高速攪拌混合使導(dǎo)電納米粒子均勻地分散在聚酰胺酸樹脂中并參與聚合反應(yīng)，并保證充分均勻分散；步驟四是將做好的聚酰胺酸樹脂壓入脫泡釜，在真空條件下脫去樹脂中的氣泡，并待用；步驟五是將合格聚酰胺酸樹脂放入到流涎機(jī)里加以流涎形成厚度均勻的聚酰胺酸薄膜；步驟六是從流涎機(jī)里出來(lái)的聚酰胺酸薄膜進(jìn)入亞胺爐進(jìn)行亞胺化處理；步驟七是將充分亞胺化的薄膜通過(guò)收卷機(jī)和分切機(jī)進(jìn)行展平、收卷，并按客戶要求進(jìn)行分切處理。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種導(dǎo)電聚酰亞胺薄膜的制備方法，其特征是所述的聚酰 胺酸樹脂為溶液縮聚法制得的，包括二酐、二胺以及溶劑，二酐為均苯四甲酸二酐、聯(lián)苯四 酸二酐或4，4氧雙鄰二甲酸酐的其中一種，二胺為4，4-二胺基苯醚、4，4二氨基二苯甲烷或 苯二胺其中一種，溶劑為二甲基乙酰胺或N-甲基吡咯烷酮。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種導(dǎo)電聚酰亞胺薄膜的制備方法，其特征是所述的納米 導(dǎo)電粒子包括銀粉、銅粉、鎳粉、碳粉、銀包銅以及銀包鎳等粉體一種或多種混合使用。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種導(dǎo)電聚酰亞胺薄膜的制備方法，其特征是所述的步驟 一具體為進(jìn)行金屬粉和碳粉的預(yù)分散選擇合適的納米導(dǎo)金屬粉和碳粉，通過(guò)硅烷偶聯(lián)劑， 在二甲基乙酰胺溶劑中加以濕潤(rùn)預(yù)先分散，使其表面包覆一層有機(jī)物質(zhì)并處于懸浮狀態(tài)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種導(dǎo)電聚酰亞胺薄膜的制備方法，其特征是所述的步驟 二具體為預(yù)先聚合將4，4-二胺基苯醚和均苯四甲酸二酐在二甲基乙酰胺溶劑中進(jìn)行初步聚合，控制聚酰胺酸樹脂黏度在50000CP 150000CP之間。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種導(dǎo)電聚酰亞胺薄膜的制備方法，其特征是所述的步驟三具體為聚合將預(yù)先分散的金屬粉和碳粉的粉末加入到預(yù)先聚合的聚酰胺酸樹脂中，經(jīng)攪拌反應(yīng)釜高速攪拌2 3小時(shí)，并用粒度分析儀測(cè)試納米導(dǎo)電粒子的分散和分布情況，在 顆粒的粒徑小于100nm以下，分布曲線比較窄時(shí)后停止，使金屬粉和碳粉充分、均勻地分散 在樹脂中并參與聚合反應(yīng)，再加入均苯四甲酸二酐進(jìn)行調(diào)酐，使其黏度達(dá)到60000CP±8 % ， 并保證充分均勻分散。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種導(dǎo)電聚酰亞胺薄膜的制備方法，其特征是所述的步驟五具體為流涎成膜將合格聚酰胺酸樹脂壓入流涎機(jī)中，并靠自重流涎至鋼帶上，形成厚度均勻的聚酰胺酸薄膜，并用熱風(fēng)對(duì)薄膜進(jìn)行干燥固化。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種導(dǎo)電聚酰亞胺薄膜的制備方法，其特征是所述的 步驟六具體為亞胺化從流涎機(jī)里出來(lái)的薄膜進(jìn)入亞胺爐進(jìn)行亞胺化處理，溫度設(shè)置從100。C 40(TC的梯度升溫。
9. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種導(dǎo)電聚酰亞胺薄膜的制備方法，其特征是所述的納米導(dǎo)電粒子占整個(gè)導(dǎo)電聚酰亞胺薄膜含量的5% 50%
全文摘要
本發(fā)明提供了一種導(dǎo)電聚酰亞胺薄膜的制備方法，包括以下步驟步驟一將導(dǎo)電納米粒子放在有機(jī)溶劑中預(yù)先分散，步驟二是預(yù)先聚合聚酰胺酸樹脂；步驟三是將納米導(dǎo)電粒子與聚酰胺酸樹脂經(jīng)攪拌反應(yīng)釜攪拌使導(dǎo)電納米粒子均勻地分散在樹脂中并參與聚合反應(yīng)；步驟四是將聚酰胺酸樹脂壓入脫泡釜，脫去樹脂中的氣泡，步驟五是將聚酰胺酸樹脂加以流涎成聚酰胺酸薄膜；步驟六是將聚酰胺酸薄膜進(jìn)入亞胺爐進(jìn)行亞胺化處理；步驟七是將薄膜進(jìn)行展平、收卷，并進(jìn)行分切處理。本發(fā)明將納米級(jí)的導(dǎo)電金屬粉和碳粉均勻分散在聚酰胺酸樹脂中，該方法生產(chǎn)出來(lái)的薄膜作為柔性電加熱膜的材料，不僅機(jī)械性能大，導(dǎo)電性好，具有升溫速度快，溫度使用范圍寬等優(yōu)勢(shì)明顯。
文檔編號(hào)C08K3/08GK101698746SQ200910154820
公開(kāi)日2010年4月28日 申請(qǐng)日期2009年11月20日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月20日
發(fā)明者岑建軍 申請(qǐng)人:寧波今山電子材料有限公司