專利名稱：一種苯并咪唑型濕敏高分子涂料及其制備方法與應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于濕敏高分子涂料及其制備與應(yīng)用領(lǐng)域，特別涉及一種苯并咪唑型濕敏高分子涂料及其制備方法與應(yīng)用。
背景技術(shù)：
在氣象、環(huán)保、國(guó)防、航空、航天、航海、工業(yè)、農(nóng)業(yè)、醫(yī)療、電子微電子等領(lǐng)域，經(jīng)常需要對(duì)環(huán)境濕度進(jìn)行測(cè)量及控制。對(duì)濕度的測(cè)量要比對(duì)溫度的測(cè)量復(fù) 雜得多，這主要是因?yàn)闇囟仁莻€(gè)獨(dú)立的被測(cè)量，而濕度的測(cè)量由于空氣中水蒸氣分壓無法測(cè)量，因此，不得不根據(jù)物理和化學(xué)定律轉(zhuǎn)化為測(cè)量和濕度相關(guān)的二次參數(shù)再進(jìn)行轉(zhuǎn)換才能求得濕度值。傳統(tǒng)的濕度測(cè)量工具主要有三種，即伸縮式濕度計(jì)、干濕球濕度計(jì)和露點(diǎn)計(jì)。傳統(tǒng)測(cè)量方法除靈敏度、準(zhǔn)確性和分辨率等特性較差外，難以與現(xiàn)代通訊記錄控制設(shè)備相連。這樣，濕度測(cè)量的任務(wù)的任務(wù)就落在濕度傳感器身上。具有高靈敏度、長(zhǎng)期穩(wěn)定性好、測(cè)濕范圍寬等優(yōu)良性能的濕度傳感器和檢測(cè)裝置已成為當(dāng)今追逐的目標(biāo)。濕度傳感器的核心是感濕材料，感濕材料的性能決定著濕度傳感器的感濕特性。感濕材料主要有電解質(zhì)類、半導(dǎo)體陶瓷類和高分子材料類。常用的感濕高分子材料主要有聚苯乙烯、醋酸纖維素、聚丙烯酸酯和聚酰亞胺等。本發(fā)明采用了苯并咪唑環(huán)結(jié)構(gòu)的新型高分子體系，咪唑環(huán)中N-H基團(tuán)容易與水分子產(chǎn)生氫鍵作用，易吸附濕氣中的水分子，同時(shí)在一定的條件下(如熱的作用等)又容易失去氫鍵的作用，釋放出水分子，因此，吸濕脫濕效率較高，濕滯小，靈敏度高，非常適宜于用作濕敏電容的感濕功能材料。另外，分子結(jié)構(gòu)中也引入了酰亞胺基團(tuán)，存在著感濕中心，對(duì)制備濕敏功能材料也是很有利的，引入含氣多官能環(huán)氧樹脂，對(duì)提聞與娃片基材的粘附力、電氣絕緣性能等均有好處。苯并咪唑型聚合物體系具有優(yōu)良的耐高溫性能、力學(xué)性能以及優(yōu)異的電氣絕緣性能等，已得到了業(yè)界的廣泛關(guān)注。近年來，已有不少的文獻(xiàn)報(bào)道。中國(guó)發(fā)明專利CN101456964A公開了一種聚苯并咪唑樹脂薄膜的制備方法，主要特征在于采用特定分子結(jié)構(gòu)的芳香族四元胺和芳香族二元羧酸，在多聚磷酸/五氧化二磷體系的作用下，于氮?dú)鈿夥罩?，在室?200°C溫度范圍內(nèi)進(jìn)行溶液縮聚反應(yīng)，制得暗紅色橡膠彈性體狀聚合物。冷卻后倒入水中，在樹脂攪碎機(jī)里，攪碎成粉末，堿洗至中性，烘干后選擇合適的溶劑將其溶解，流延成膜，加熱升溫，脫除溶劑，獲得芳香族聚苯并咪唑薄膜，其分子結(jié)構(gòu)如下
權(quán)利要求
1.一種苯并咪唑型濕敏高分子涂料，其特征在于所述涂料的組成包括質(zhì)量比為100:1-10的A組分和B組分；其中，A組分為聚苯并咪唑酰亞胺溶液，固含量為10%-25%，且聚苯并咪唑酰亞胺的分子結(jié)構(gòu)通式為
2.一種苯并咪唑型濕敏高分子涂料的制備方法，包括如下步驟 (I)將2- (4-氨基苯基)-5-氨基苯并咪唑和強(qiáng)極性非質(zhì)子有機(jī)溶劑放入反應(yīng)釜中，室溫下攪拌溶解后，加入3，5-雙(4-氨基苯氧基)苯甲酸和其它芳香族二胺，攪拌溶解后，力口入芳香族二酐單體，攪拌反應(yīng)3-6小時(shí)后，加入甲苯，加熱回流分水反應(yīng)6-10小時(shí)后，冷卻至室溫，得到聚苯并咪唑酰亞胺溶液，即A組份，固含量為10%-25% ;其中，芳香族二酐的摩爾數(shù)等于2- (4-氨基苯基)-5-氨基苯并咪唑、3，5-雙(4-氨基苯氧基)苯甲酸和其他芳香族二胺的摩爾數(shù)之和； (2)室溫下，將質(zhì)量比為100:1-5的N，N，N’，N’，O，O’-六縮水甘油基-2，2-雙(3-氨基-4-羥基苯基)六氟丙烷和2-乙基-4-甲基咪唑混合，攪拌均勻，即得到B組份； (3)室溫下，將質(zhì)量比為100:1-10的A組份和B組份混合，攪拌均勻，即得到苯并咪唑型濕敏高分子涂料。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種苯并咪唑型濕敏高分子涂料的制備方法，其特征在于步驟 (O中所述的強(qiáng)極性非質(zhì)子有機(jī)溶劑選自N，N-二甲基甲酰胺、N，N-甲基乙酰胺、N-甲基-2-吡咯烷酮、N-乙基-2-吡咯烷酮、二甲基亞砜中的一種或幾種。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種苯并咪唑型濕敏高分子涂料的制備方法，其特征在于步驟 (O中所述的其它芳香族二胺選自對(duì)苯二胺、間苯二胺、2-甲基間苯二胺、2，4，6-三甲基間苯二胺、3，4’ - 二氨基二苯醚、4，4’ - 二氨基二苯醚、3，3’ - 二氨基二苯醚、3，5- 二氨基苯甲酸、4，4’ - 二氨基聯(lián)苯、3，3’ - 二甲基-4，4’ - 二氨基聯(lián)苯、4，4’ - 二氨基二苯甲燒、4，4’ _ 二氛基二苯諷、3，3’ _ 二氛基二苯諷、3，3’ _ 二甲基-4，4’ _ 二氛基二苯甲燒、3，3’，5，5’ -四甲基_4，4’ - 二氨基二苯甲烷、2，6-雙(4-氨基苯氧基)苯甲腈、2，6-雙(3-氨基苯氧基)苯甲腈、3，5-雙(4-氨基苯氧基)苯甲酸、4，4’ - 二氨基-4”-羥基三苯甲烷、1,3-雙(3-氨基苯氧基)苯、1,3-雙(4-氨基苯氧基)苯、1,4-雙(4-氨基苯氧基)苯、I,3-雙(2- 二氣甲基_4-氣基苯氧基)苯、I, 4-雙(2- 二氣甲基_4-氣基苯氧基)苯、2，6-雙(4-氣基苯氧基)甲苯、2，5-雙(4-氣基苯氧基)甲苯、3，5-雙(2-二氣甲基-4-氣基苯氧基)苯甲酸、2，6-雙(2-三氟甲基-4-氨基苯氧基)甲苯、2，5-雙(2-三氟甲基_4_氨基苯氧基)甲苯、2，2_雙[4_ (4_氛基苯氧基)苯基]丙燒、2，2_雙[4_ (2_ 二氣甲基_4_氛基苯氧基)苯基]丙烷、2，2-雙[4- (3-氨基苯氧基)苯基]丙烷、4，4’ -雙(4-氨基苯氧基)二苯甲燒、4，4’-雙(3_氛基苯氧基)二苯甲燒、4，4’-雙(2_ 二氣甲基-4-氛基苯氧基)二苯甲燒、2，2-雙[4- (4-氨基苯氧基)苯基]六氟丙燒、2，2-雙[4- (2-二氟甲基-4-氨基苯氧基)苯基]六氟丙燒、2，2-雙[4- (3-氨基苯氧基)苯基]六氟丙燒、4，4’-雙(4-氨基苯氧基)_■苯諷、4，4’_雙(3-氣基苯氧基)_■苯諷、4，4’_雙(2- 二氣甲基_4-氣基苯氧基)_■苯諷、4，4’ -雙(4-氨基苯氧基)二苯硫醚、4，4’ -雙(3-氨基苯氧基)二苯硫醚、4，4’ -雙(2-三氟甲基_4_氨基苯氧基)二苯硫醚、4，4’ -雙(4-氨基苯氧基)二苯醚、4，4’ -雙(3-氨基苯氧基)二苯醚、4，4’ -雙(2-三氟甲基-4-氨基苯氧基)二苯醚、4，4’ -雙(4-氨基苯氧基)二苯甲酮、4，4’-雙(3-氨基苯氧基)二苯甲酮、4，4’-雙(2-三氟甲基-4-氨基苯氧基)二苯甲麗、4，4’ -雙(4_氛基苯氧基)聯(lián)苯、4，4’ -雙(3_氛基苯氧基)聯(lián)苯、4，4’ -雙(2- 二氟甲基-4-氨基苯氧基)聯(lián)苯中的一種或幾種。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種有機(jī)硅聚酰亞胺苯并咪唑光導(dǎo)纖維涂料層的制備方法，其特征在于步驟(I)中所述的芳香族二酐選自均苯四甲酸酐、3，3’，4，4’ -四羧基二苯醚二酐、3，3’，4，4’ -四羧基二苯砜二酐、3，3’，4，4’ -四羧基二苯甲酮二酐、2，2-雙(3，4- 二羧基苯基)六氟丙烷二酐、3，3’，4，4’ -四羧基聯(lián)苯二酐、2，2-雙[4-(3，4- 二羧基苯氧基)苯基]六氟丙烷二酐、2，2-雙[4-(3，4-二羧基苯氧基)苯基]丙烷二酐、1，4-雙(3，4-二羧基苯氧基)苯二酐、1，3-雙-(3，4- 二羧基苯氧基)苯二酐、4，4’ -雙(3，4- 二羧基苯氧基)聯(lián)苯二酐、4，4’ -雙(3，4- 二羧基苯氧基)二苯砜二酐、4，4’ -雙(3，4- 二羧基苯氧基)二苯醚二酐、4，4’ -雙(3，4- 二羧基苯氧基)二苯硫醚二酐、4，4’ -雙(3，4- 二羧基苯氧基)二苯甲酮二酐中的一種或幾種。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種有機(jī)硅聚酰亞胺苯并咪唑光導(dǎo)纖維涂料層的制備方法，其特征在于步驟(I)中所述的2- (4-氨基苯基)-5-氨基苯并咪唑、3，5-雙(4-氨基苯氧基)苯和其它芳香族二胺的摩爾比為1:1-10:0. 1-30。
7.—種如權(quán)利要求I所述的有機(jī)硅聚酰亞胺苯并咪唑光導(dǎo)纖維涂料層的應(yīng)用，其特征在于具體步驟如下 先在硅基片上真空蒸鍍下電極，JP-6導(dǎo)電膠引下電極引線，再旋轉(zhuǎn)涂覆苯并咪唑型濕敏高分子涂料溶液，90°C下真空脫溶劑，氮?dú)鈿夥障绿荻壬郎兀?00°C時(shí)保持I小時(shí)，150°C時(shí)保持I小時(shí)，自然冷卻至室溫，固化成膜，真空蒸鍍上電極，劃片，篩選，表面修飾，JP-6導(dǎo)電膠引上電極引線，得到苯并咪唑型濕敏高分子濕敏電容。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種苯并咪唑型濕敏高分子涂料及其制備方法與應(yīng)用，濕敏高分子涂料組成包括聚苯并咪唑酰亞胺、N,N,N’,N’,O,O’-六縮水甘油基-2,2-雙(3-氨基-4-羥基苯基)六氟丙烷、2-乙基-4-甲基咪唑和有機(jī)溶劑。制備方法包括如下步驟將2-(4-氨基苯基)-5-氨基苯并咪唑和強(qiáng)極性非質(zhì)子有機(jī)溶劑放入反應(yīng)釜中，室溫下攪拌溶解后，加入3,5-雙(4-氨基苯氧基)苯甲酸和其它芳香族二胺，攪拌溶解加入芳香族二酐，攪拌反應(yīng)，加入甲苯，加熱回流分水反應(yīng)，冷卻至室溫，得到A組分，加入B組分?jǐn)嚢杌旌暇鶆?，即得。本發(fā)明綜合性能優(yōu)異，制備方法簡(jiǎn)單，可以在通用設(shè)備中完成制備過程，適用于工業(yè)化生產(chǎn)。
文檔編號(hào)C08G73/18GK102911595SQ201210435299
公開日2013年2月6日 申請(qǐng)日期2012年11月2日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月2日
發(fā)明者虞鑫海, 陳思遠(yuǎn) 申請(qǐng)人:東華大學(xué), 虞鑫海