[发明专利]一种单面抗原子氧的聚酰亚胺复合薄膜及其制备方法

权利要求书

1.一种单面抗原子氧的聚酰亚胺复合薄膜，该复合薄膜包括上下两层，上层为复合材料层，下层为聚酰亚胺基膜层，所述的复合材料层包括聚酰亚胺基体和表面改性后的二氧化硅气凝胶薄膜；其特征在于：

所述的二氧化硅气凝胶薄膜厚度为5-10微米，其制备方法为：

(1)将基片进行表面超声清洗后烘干；

(2)二氧化硅溶胶的配制：第一步，将正硅酸乙酯、无水乙醇、去离子水以1：3：6的摩尔比进行混合并室温磁力搅拌0.5-2h，然后加入含6.0×10^-4mol氯化氢的无水乙醇溶液1mL并继续回流搅拌0.5-2h；第二步，在第一步得到的溶液中加入0.04mol氨水搅拌10-50s后静置10s-20min，得到二氧化硅溶胶；

(3)二氧化硅气凝胶薄膜的制备：将步骤(1)得到的基片垂直插入到步骤(2)得到的二氧化硅溶胶内，并使其固定不动，同时，保持二氧化硅溶胶以5-30cm/min的速度流出，待二氧化硅溶胶流完后，将基片取出并迅速浸入无水乙醇溶液中进行老化然后取出，重复浸入-取出过程三次，每次浸入6-24h，然后使用正己烷进行溶剂交换，溶剂交换12-24h，得到二氧化硅气凝胶薄膜。

2.根据权利要求1所述的一种单面抗原子氧的聚酰亚胺复合薄膜，其特征在于：所述的二氧化硅气凝胶薄膜的表面改性方法为：

(1)将二氧化硅气凝胶薄膜放入到含聚酰亚胺酸齐聚物的硅烷偶联剂的二甲基乙酰胺溶液中浸泡，温度为30-60℃,时间12-24h；

(2)对步骤(1)得到的二氧化硅气凝胶薄膜表面首先用二甲基乙酰胺进行恒温清洗，然后用正丁烷进行恒温清洗，使用二甲基乙酰胺清洗时温度为30-60℃,时间12-24h；使用正丁烷清洗时，温度为30-60℃,时间12-24h；

(3)重复步骤(1)-(2)1-2次；

(4)对步骤(3)得到的二氧化硅气凝胶薄膜进行常压干燥，温度为80-100℃，干燥时间为18-24h，得到表面改性后的二氧化硅气凝胶薄膜。

3.根据权利要求2所述的一种单面抗原子氧的聚酰亚胺复合薄膜，其特征在于：所述的步骤(1)中含聚酰亚胺酸齐聚物的硅烷偶联剂的结构式如式(1)所示：

其中，n＝2-10。

4.根据权利要求2所述的一种单面抗原子氧的聚酰亚胺复合薄膜，其特征在于：含聚酰亚胺酸齐聚物的硅烷偶联剂的DMAC溶液的制备方法为：

将均苯四甲酸二酐加入到DMAC溶剂中，加入4.4’-二氨基二苯醚，室温反应12-24h，然后加入氨基硅烷偶联剂，室温搅拌12-24h，得到含聚酰亚胺酸齐聚物的硅烷偶联剂的DMAC溶液。

5.根据权利要求4所述的一种单面抗原子氧的聚酰亚胺复合薄膜，其特征在于：所述的氨基硅烷偶联剂为氨己基三乙氧基硅烷；

所述的均苯四甲酸二酐与4.4’-二氨基二苯醚的摩尔比为(15-11)：10；

所述的均苯四甲酸二酐与氨基硅烷偶联剂的摩尔比为(3-11)：2；

所述的均苯四甲酸二酐与4.4’-二氨基二苯醚的质量和与DMAC溶剂的比值为(10g-30g)：100mL。

6.一种如权利要求1-5任一所述的单面抗原子氧的聚酰亚胺复合薄膜的制备方法，其特征在于步骤为：

将4.4’-二氨基二苯醚加入到DMAC溶剂中，加入均苯四甲酸二酐，室温反应12-24h，得到聚酰亚胺酸溶液，将得到的聚酰亚胺酸溶液均匀涂覆到表面改性后的二氧化硅气凝胶薄膜上，使用刮刀将聚酰亚胺酸溶液刮平，然后亚胺化处理，最后从基片上取下薄膜，得到单面抗原子氧的聚酰亚胺复合薄膜；刮平时溶液的厚度为150-700μm，最后得到的单面抗原子氧的聚酰亚胺复合薄膜的厚度为30-130μm，其中二氧化硅气凝胶薄膜的厚度为5-10μm。

7.根据权利要求6所述的一种单面抗原子氧的聚酰亚胺复合薄膜的制备方法，其特征在于：

所述的亚胺化处理过程为：程序升温，程序升温过程为：先升温到100-130℃，干燥1-3h，然后升温到150-180℃，干燥1-3h，最后在升温到200-300℃，真空干燥4-12h；

所述的均苯四甲酸二酐与4.4’-二氨基二苯醚的摩尔比为1：1；

所述的均苯四甲酸二酐与4.4’-二氨基二苯醚的质量和与DMAC溶剂的比值为(10g-30g)：100mL。