[发明专利]一种改性聚丙烯/超支化聚酰亚胺绝缘合金材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及高分子合金材料制备技术领域，具体涉及一种改性聚丙烯/超支化聚酰亚胺绝缘合金材料及其制备方法。

背景技术

高分子合金材料是功能性的新型材料，也是高分子聚合物实现高性能化、精细化、发展新品种的主要途径之一，它的品种千变万化，性能优异，加工周期短，针对性强，已广泛应用于电子、电气设备、家用电器、汽车等许多方面。

聚酰亚胺(PI)是一种耐热等级很高的高分子材料，在工业上具有广泛的应用，一般可以在-240℃～260℃温度范围内长期使用，热固性聚酰亚胺的长期使用温度可在300℃以上，由于这种材料在高温下具有很好的热稳定性、阻燃性、化学稳定性、耐溶剂性以及在电学上的优良特性等，可作为复合材料、胶粘剂和涂覆材料，广泛应用于微电子、航空航天、光学、机电等领域。特别在电子工业领域中，由于电子器件在工作中产生热量，不但对材料的绝缘性要求较高，而且为了延长仪器的使用寿命，对材料的抗老化性能要求更高，聚酰亚胺材料常用作超高压电机中线圈、大规模集成电路中间的介电层进行层间绝缘、作为缓冲层用以减少应力并起到保护器件的功能、作为保护层用以减少环境尤其是射线对器件的影响。另外聚酰亚胺的热膨胀系数与铜相近，与铜箔复合后可用于柔性印刷线路板。

聚丙烯(PP)是一种常见的高分子材料，也是一种基础有机化学原料，价格比较低廉，在有机材料领域中应用十分广泛，而且其介电常数低。然而，聚丙烯的力学、热学以及介电性能都不够优秀，不能适应微电子工业中绝缘的用途。因此，如何使其与聚酰亚胺结合，制备一种综合性能优异的高分子合金材料也就成为了研究的热点。

发明内容

本发明的目的是提供一种改性聚丙烯/超支化聚酰亚胺绝缘合金材料及其制备方法，利用改性聚丙烯与超支化聚酰亚胺各自在热性能、机械性能、介电性能等方面的优势，通过协同作用形成优势互补，得到的产品具有良好的耐热性、耐水性、机械强度等。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种改性聚丙烯/超支化聚酰亚胺绝缘合金材料，由氨基封端的超支化聚酰亚胺、改性聚丙烯、防老剂、云母石粉制备而成。

根据以上方案，所述氨基封端的超支化聚酰亚胺由溶剂、三胺单体、二酐、乙酸酐和吡啶制备而成。

根据以上方案，所述溶剂为N,N-二甲基甲酰胺(DMF)，所述三胺单体为2,4,6-三[4-(2-胺基苯氧基)苯基]吡啶，所述二酐为3,3′,4,4′-二苯醚四甲酸二酐(ODPA)。

根据以上方案，所述改性聚丙烯为马来酸酐接枝聚丙烯，所述马来酸酐接枝聚丙烯的接枝率为1.45％，所述防老剂包括N-苯基-α-苯胺(商品名称为防老剂A)、N-苯基-N`-环己基对苯二胺(商品名称为防老剂4010或防老剂CPPD)等。

一种改性聚丙烯/超支化聚酰亚胺绝缘合金材料的制备方法，包括如下步骤：

1)氨基封端的超支化聚酰亚胺(AM-HBPI)的制备：在反应釜中依次加入溶剂、三胺单体，搅拌，再逐滴加入二酐，搅拌反应，得到超支化聚酰胺酸(AM-HBPAA)，然后加入乙酸酐和吡啶进行化学亚胺化，制备出氨基封端的超支化聚酰亚胺；

2)产品的制备：将氨基封端的超支化聚酰亚胺、改性聚丙烯、防老剂以及云母石粉通过反应挤出法反应并挤出，再通过出口模具成型后制成产品。

根据以上方案，所述三胺单体与二酐的摩尔比为1:1；所述搅拌反应的温度为25℃，时间为18h。

根据以上方案，所述氨基封端的超支化聚酰亚胺、改性聚丙烯、防老剂以及云母石粉的质量比为4:14:1:1。

根据以上方案，所述产品的制备在双螺杆挤出机中进行。

本发明的有益效果是：

1)聚酰亚胺是一类性能优良的耐高温芳香族聚合物，少量的掺入能大大增加合金材料的耐热性能，而合金材料的力学性能基本没有变化，本发明的通过在改性聚丙烯中加入超支化聚酰亚胺，从而提高合金材料的耐热性能；

2)超支化聚酰亚胺末端功能基团(氨基)与马来酸酐接枝聚丙烯发生反应，导致高分子合金材料形成交联结构，从而进一步提高合金材料的耐热、强度、耐水等性能。

附图说明

图1是本发明的氨基封端的超支化聚酰亚胺制备技术路线示意图；

图2是本发明的制备工艺路线示意图；

图3是本发明的改性聚丙烯与超支化聚酰亚胺形成交联结构原理示意图；

图4是本发明的产品与改性聚丙烯的DSC曲线图；

图5是本发明的产品与改性聚丙烯的介电常数随频率的变化曲线图。