高导热、耐高温聚酰亚胺复合材料的制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种高导热、耐高温聚酰亚胺复合材料的制备方法，属于高分子材料领域。
【背景技术】
[0002]聚酰亚胺薄膜现已大量生产，制备技术已日趋成熟，但商用薄膜与实验所需相差很大。商用薄膜通常较厚，一般都在10?100 Am左右。随着薄膜厚度减少，保持其原有的抗张强度和脱膜都变得很困难，因此，自支撑的亚微米厚聚酰亚胺薄膜国内外均无厂家生产，只能在实验室制备。制备的关键是:其一，薄膜强度不能降低；其二，可以脱膜。薄膜的强度和脱膜都与聚酰亚胺分子量有关，只有分子量足够高才能保证薄膜强度和容易脱膜。而影响聚酰亚胺分子量的主要因素是环化前聚酰胺酸的分子量，高分子量的聚酰胺酸才可能得到高分子量的聚酰亚胺薄膜。
【发明内容】
[0003]为解决现有技术的不足，本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种分子量更高、强度更高的高导热、耐高温聚酰亚胺复合材料的制备方法。
[0004]为了实现上述目标，本发明采用如下的技术方案:高导热、耐高温聚酰亚胺复合材料的制备方法，包括如下步骤:
(1)利用均苯四羧酸二酐和4，4-二氨基二苯醚反应生成聚酰胺酸树脂溶液；
(2)对聚酰胺酸进行热环化反应生成聚酰亚胺，并分离得到聚酰亚胺溶液；
(3)将聚酰亚胺溶液进行紫外光照射10-15分钟后干燥形成聚酰亚胺粉末；
(4)将经过紫外照射的聚酰亚胺粉末与填料AlN或Al2O3混合后搅拌，熔融挤出复合材料；
(5)将复合材料涂布于制件表面并热压固定，冷却；
(6)将复合材料从制件表面剥离并通过机加工形成复合材料样条。
[0005]前述的高导热、耐高温聚酰亚胺复合材料的制备方法，在步骤(I)中，称量摩尔比为1:1的均苯四羧酸二酐和4，4- 二氨基二苯醚，在0-10摄氏度下反应10-30min，反应结束后，将温度恒定为O摄氏度。
[0006]前述的高导热、耐高温聚酰亚胺复合材料的制备方法，在步骤(2)中，热环化反应的温度为180-220摄氏度，时间为10-20min。
[0007]前述的高导热、耐高温聚酰亚胺复合材料的制备方法，在步骤(3)中，紫外线照射剂量为 5-10 mff/cm2。
[0008]前述的高导热、耐高温聚酰亚胺复合材料的制备方法，在步骤(4)中，聚酰亚胺粉末与填料AlN或Al2O3的质量比为4:1，AlN或Al 203的粒径为5 μ m_10 μ m。
[0009]前述的高导热、耐高温聚酰亚胺复合材料的制备方法，在步骤(4)中，聚酰亚胺粉末与填料AlN或Al2O3混合后加热到250摄氏度并保持加热10-30分钟后挤出。
[0010]前述的高导热、耐高温聚酰亚胺复合材料的制备方法，挤出操作使用双螺杆挤出机实现。
[0011]本发明的有益之处在于:将聚酰亚胺溶液进行紫外光照射10-15分钟，有助于提高溶液粘度，即提高聚酰亚胺分子量，进而提高聚酰亚胺复合材料的强度。
[0012]
【具体实施方式】
[0013]实施例1
(1)利用均苯四羧酸二酐和4，4-二氨基二苯醚反应生成聚酰胺酸树脂溶液，称量摩尔比为1:1的均苯四羧酸二酐和4，4- 二氨基二苯醚，在5摄氏度下反应15min，反应结束后，将温度恒定为O摄氏度；
(2)对聚酰胺酸进行热环化反应生成聚酰亚胺，并分离得到聚酰亚胺溶液，热环化反应的温度为200摄氏度，时间为20min ;步骤(I)和(2)为现有技术；
(3)将聚酰亚胺溶液进行紫外光照射10分钟后再干燥形成聚酰亚胺粉末，紫外线照射剂量为5 mff/cm2 ;紫外光照射10分钟后溶液粘度为2200mPa.s;
(4)将经过紫外照射的聚酰亚胺粉末与填料AlN混合后搅拌，熔融挤出复合材料，聚酰亚胺粉末与填料AlN的质量比为4:1，AlN的粒径为5 μ m ;其中聚酰亚胺粉末与填料AlN混合后加热到250摄氏度并保持加热20分钟后挤出；
(5)将复合材料涂布于制件表面并热压固定，冷却；
(6)将复合材料从制件表面剥离并通过机加工形成复合材料样条。检测复合材料样条的拉伸强度为59 MPa，冲击强度为44MPa。能耐受280摄氏度的高温，体积电阻率为10的14次方欧姆.米。
[0014]实施例2
(1)利用均苯四羧酸二酐和4，4-二氨基二苯醚反应生成聚酰胺酸树脂溶液，称量摩尔比为1:1的均苯四羧酸二酐和4，4- 二氨基二苯醚，在O摄氏度下反应lOmin，反应结束后，将温度恒定为O摄氏度；
(2)对聚酰胺酸进行热环化反应生成聚酰亚胺，并分离得到聚酰亚胺溶液，热环化反应的温度为220摄氏度，时间为15min ;步骤(I)和(2)为现有技术；
(3)将聚酰亚胺溶液进行紫外光照射15分钟后再干燥形成聚酰亚胺粉末，紫外线照射剂量为6 mff/cm2 ;紫外光照射10分钟后溶液粘度为2100mPa.s;
(4)将经过紫外照射的聚酰亚胺粉末与填料Al2O3混合后搅拌，熔融挤出复合材料，聚酰亚胺粉末与填料Al2O3的质量比为4:1，Al 203的粒径为8 μπι ;其中聚酰亚胺粉末与填料Al2O3混合后加热到250摄氏度并保持加热30分钟后挤出；
(5)将复合材料涂布于制件表面并热压固定，冷却；
(6)将复合材料从制件表面剥离并通过机加工形成复合材料样条。检测复合材料样条的拉伸强度为58 MPa，冲击强度为45MPa。能耐受280摄氏度的高温，体积电阻率为10的14次方欧姆.米。
[0015]对比例I
(I)利用均苯四羧酸二酐和4，4- 二氨基二苯醚反应生成聚酰胺酸树脂溶液，称量摩尔比为1:1的均苯四羧酸二酐和4，4- 二氨基二苯醚，在O摄氏度下反应lOmin，反应结束后，将温度恒定为O摄氏度；
(2)对聚酰胺酸进行热环化反应生成聚酰亚胺，并分离得到聚酰亚胺溶液，热环化反应的温度为220摄氏度，时间为15min ;步骤(I)和(2)为现有技术；测得聚酰亚胺溶液粘度为1700mPa.s ;之后将溶液干燥为聚酰亚胺粉末；
(3)将经过紫外照射的聚酰亚胺粉末与填料AlN混合后搅拌，熔融挤出复合材料，聚酰亚胺粉末与填料AlN的质量比为4:1，AlN或Al2O3的粒径为8 μπι ;其中聚酰亚胺粉末与填料AlN或Al2O3混合后加热到250摄氏度并保持加热30分钟后挤出；
(4)将复合材料涂布于制件表面并热压固定，冷却；
(5)将复合材料从制件表面剥离并通过机加工形成复合材料样条。检测复合材料样条的拉伸强度为50 MPa，冲击强度为35MPa。
[0016]因此，本发明具有更高的强度和粘度(即分子量)，实现了本发明目的。
[0017]以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，上述实施例不以任何形式限制本发明，凡采用等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围内。
【主权项】
1.高导热、耐高温聚酰亚胺复合材料的制备方法，包括如下步骤: (1)利用均苯四羧酸二酐和4，4-二氨基二苯醚反应生成聚酰胺酸树脂溶液； (2)对聚酰胺酸进行热环化反应生成聚酰亚胺，并分离得到聚酰亚胺溶液； (3)将聚酰亚胺溶液进行紫外光照射10-15分钟后干燥形成聚酰亚胺粉末； (4)将经过紫外照射的聚酰亚胺粉末与填料AlN或Al2O3混合后搅拌，熔融挤出复合材料； (5)将复合材料涂布于制件表面并热压固定，冷却； (6)将复合材料从制件表面剥离并通过机加工形成复合材料样条。2.根据权利要求1所述的高导热、耐高温聚酰亚胺复合材料的制备方法，其特征在于，在步骤(I)中，称量摩尔比为1:1的均苯四羧酸二酐和4，4-二氨基二苯醚，在0-10摄氏度下反应10-30min，反应结束后，将温度恒定为O摄氏度。3.根据权利要求1所述的高导热、耐高温聚酰亚胺复合材料的制备方法，其特征在于，在步骤(2)中，热环化反应的温度为180-220摄氏度，时间为10-20min。4.根据权利要求1所述的高导热、耐高温聚酰亚胺复合材料的制备方法，其特征在于，在步骤(3)中，紫外线照射剂量为5-10 mff/cm2。5.根据权利要求1所述的高导热、耐高温聚酰亚胺复合材料的制备方法，其特征在于，在步骤(4)中，聚酰亚胺粉末与填料AlN或Al2O3的质量比为4:1，AlN或Al2O3的粒径为 5 μ m-10 μ m。6.根据权利要求5所述的高导热、耐高温聚酰亚胺复合材料的制备方法，其特征在于，在步骤(4)中，聚酰亚胺粉末与填料AlN或Al2O3混合后加热到250摄氏度并保持加热10-30分钟后挤出。7.根据权利要求5所述的高导热、耐高温聚酰亚胺复合材料的制备方法，其特征在于，挤出操作使用双螺杆挤出机实现。
【专利摘要】本发明涉及一种高导热、耐高温聚酰亚胺复合材料的制备方法，属于高分子材料领域，包括如下步骤：利用均苯四羧酸二酐和4,4-二氨基二苯醚反应生成聚酰胺酸树脂溶液；对聚酰胺酸进行热环化反应生成聚酰亚胺，并分离得到聚酰亚胺溶液；将聚酰亚胺溶液进行紫外光照射10-15分钟后干燥形成聚酰亚胺粉末；将经过紫外照射的聚酰亚胺粉末与填料AlN或Al2O3混合后搅拌，熔融挤出复合材料；将复合材料涂布于制件表面并热压固定，冷却；将复合材料从制件表面剥离并通过机加工形成复合材料样条。本发明的有益之处在于：将聚酰亚胺溶液进行紫外光照射10-15分钟，有助于提高溶液粘度，即提高聚酰亚胺分子量，进而提高聚酰亚胺复合材料的强度。
【IPC分类】C08G73/10, C08K3/22, C08L79/08, C08J3/28, C08K3/28
【公开号】CN105331103
【申请号】CN201510537862
【发明人】张珩, 赵欣, 杨洪刚, 李彦国
【申请人】昆山斯格威电子科技有限公司
【公开日】2016年2月17日
【申请日】2015年8月28日