[发明专利]一种无色透明的聚酰亚胺纳米复合材料膜及其制备方法

权利要求书

1.一种无色透明的聚酰亚胺纳米复合材料膜，其特征在于复合材料膜中含有按重量比为0.01～5.00wt％的无机纳米粒子，及余量的聚酰亚胺；

其中：无机纳米粒子选自滑石、云母、高岭土、蒙脱土、粘土、纳米二氧化钛、纳米二氧化硅、纳米氮化铝、纳米三氧化二铝、纳米氧化锌、纳米钛酸钡或碳纳米管中的一种，其粒径小于100nm；

聚酰亚胺的结构单元为：

式中，

2.如权利要求1所述的无色透明的聚酰亚胺纳米复合材料膜，其特征在于复合材料膜中含有按重量比为0.01～2.00wt％的无机纳米粒子。

3.如权利要求1所述的无色透明的聚酰亚胺纳米复合材料膜，其特征在于所述无机纳米粒子预先经过表面活化处理。

4.如权利要求3所述的无色透明的聚酰亚胺纳米复合材料膜，其特征在于所述无机纳米粒子的表面活化处理选自硅烷偶联剂、钛酸酯类偶联剂、铝酸酯类偶联剂、有机离子交换改性、活性单体接枝、强酸刻蚀、强碱刻蚀或等离子体刻蚀处理中的一种。

5.一种如权利要求1-4中任一项所述的无色透明的聚酰亚胺纳米复合材料膜的制备方法，其特征在于如下步骤：

①将无机纳米粒子进行表面活化处理；

②采用在机械搅拌的同时，辅助超声波分散的方法在非质子极性溶剂中制得纳米粒子均匀分散的悬浮溶液；

③在纳米粒子的悬浮液中先加入二胺，待其完全溶解后再加入二酐进行聚合反应，二胺与二酐的摩尔比为1∶0.95～1.05，反应温度为0～25℃，反应时间为15～25小时，得到按重量比的固含量为10～25％的均匀粘稠的聚酰胺酸溶液；

④将步骤③得到的聚酰胺酸溶液涂覆在洁净光滑的玻璃板上，采用梯度升温的热酰亚胺化方法在氮气保护环境下制得无色透明的聚酰亚胺纳米复合材料膜；

其中：

所述无机纳米粒子的表面活化处理选自硅烷偶联剂、钛酸酯类偶联剂、铝酸酯类偶联剂、有机离子交换改性、活性单体接枝、强酸刻蚀、强碱刻蚀或等离子体刻蚀处理中的一种；

无机纳米粒子选自滑石、云母、高岭土、蒙脱土、粘土、纳米二氧化钛、纳米二氧化硅、纳米氮化铝、纳米三氧化二铝、纳米氧化锌、纳米钛酸钡或碳纳米管中的一种；

非质子极性溶剂选自N，N-二甲基甲酰胺、N，N-二甲基乙酰胺、N-甲基-2-吡咯烷酮或二甲基亚砜中的一种；

二胺选自下述二胺中的一种：

或

二酐选自下述二酐中的一种：

或

6.如权利要求5所述的无色透明的聚酰亚胺纳米复合材料膜的制备方法，其特征在于所述二胺选自1，4-双(4-氨基-2-三氟甲基苯氧基)苯、4，4’-双(4-氨基-2-三氟甲基苯氧基)联苯、4，4’-双(4-氨基-2-三氟甲基苯氧基)二苯醚、2，2-双[4-(4-氨基-2-三氟甲基苯氧基)苯基]六氟丙烷或2，2-双[4-(4-氨基-2-三氟甲基苯氧基)苯基]丙烷中的一种。

7.如权利要求5所述的无色透明的聚酰亚胺纳米复合材料膜的制备方法，其特征在于所述二酐选自1，2，3，4-环丁烷四羧酸二酐、1，2，4，5-环戊烷四羧酸二酐、1，2，4，5-环己烷四羧酸二酐或双环[2.2.1]庚烷-2，3：5，6-四羧酸二酐中的一种。

8.如权利要求5所述的无色透明的聚酰亚胺纳米复合材料膜的制备方法，其特征在于非质子极性溶剂选自N，N-二甲基甲酰胺，N，N-二甲基乙酰胺或N-甲基-2-吡咯烷酮中的一种。

9.如权利要求5所述的无色透明的聚酰亚胺纳米复合材料膜的制备方法，其特征在于所述二胺与二酐的摩尔比为1∶1。

10.如权利要求5所述的无色透明的聚酰亚胺纳米复合材料膜的制备方法，其特征在于聚酰胺酸溶液的固含量为按重量比的10～20％。