[发明专利]高阻燃高强度高透明性聚酰亚胺膜及其制备方法

说明书

本发明公开了一种高阻燃高强度高透明性聚酰亚胺膜及其制备方法，该制备方法包括如下步骤：1)将4‑氨基苯基‑3,5‑二乙基‑4‑氨基苯基‑9,10‑二氢‑9‑氧杂‑10‑磷杂菲‑10‑磷酰基乙烷和2‑(4‑氨基苯基)‑5‑氨基苯并恶唑溶于极性溶剂中，搅拌至完全溶解，得到混合溶液；2)向混合溶液中加入2,3’3,4’‑联苯四甲酸二酐，维持反应体系温度待完全反应后，得到聚酰胺酸胶液；3)将聚酰胺酸胶液均匀涂布在平板模具上，经程序升温热亚胺化，待升温程序完毕，冷却至室温后脱膜，即得高阻燃高强度高透明性聚酰亚胺膜。本发明的高阻燃高强度高透明性聚酰亚胺膜通过引入磷元素增强了阻燃性和透明性；主链中引入苯并恶唑芳杂环结构，能帮助提高主价键的键能，进而提高机械性能和耐热性能。

技术领域

本发明涉及高分子材料技术领域，具体地指一种高阻燃高强度高透明性聚酰亚胺膜及其制备方法。

背景技术

随着耐高温绝缘材料成为电子产品领域不可缺少的材料，质轻、柔韧、超薄等特性让聚酰亚胺(PI)成为越来越重要的商品。自聚酰亚胺问世以来，世界对其需求量每年几乎以6.5％的速率增长小到光伏能源、半导体封装、液晶显示器，大到军工、汽车、航空等领域，电子产品的轻量化和小型化让聚酰亚胺占有越来越重要的地位。PI已经发展成为应用最为广泛的耐热芳杂环材料之一。

虽然聚酰亚胺综合性能优异，不过传统PI存在一些缺点，如加工难度高、强度差、透明性差、柔性弱、膨胀系数高、成本高等。鉴于聚酰亚胺的上述缺点，研究聚酰亚胺分子结构的改性来不断提高聚酰亚胺膜的机械性能的需求是很有必要的。

发明内容

本发明的目的就是要提供一种高阻燃高强度高透明性聚酰亚胺膜及其制备方法，该高阻燃高强度高透明性聚酰亚胺膜中引入磷元素增强了阻燃性和透明性；主链中引入苯并恶唑芳杂环结构，能帮助提高主价键的键能，使聚合物分子链的刚性增强，进而提高机械性能和耐热性能，并且能改善PI的加工性能。

为实现上述目的，本发明所提供的一种高阻燃高强度高透明性聚酰亚胺膜，其结构通式如下所示：

式中，m为1～4内的整数，n为1～4内的整数。

进一步地，所述高阻燃高强度高透明性聚酰亚胺膜的断裂伸长率为2.53～4.94％，拉伸模量为6250.98～10028.56MPa，拉伸强度为136.35～322.43MPa。

进一步地，所述高阻燃高强度高透明性聚酰亚胺膜的玻璃化转变温度Tg在310.09～321.81℃，极限氧指数＞60，透光率为78～81％。

本发明还提供了一种高阻燃高强度高透明性聚酰亚胺膜的制备方法，包括如下步骤：

1)将4-氨基苯基-3,5-二乙基-4-氨基苯基-9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-磷酰基乙烷(ADADOPPE)和2-(4-氨基苯基)-5-氨基苯并恶唑(AAPBO)溶于极性溶剂中，搅拌至完全溶解，得到混合溶液；

2)向混合溶液中加入2,3’3,4’-联苯四甲酸二酐(α-BPDA)，维持反应体系温度待完全反应后，得到聚酰胺酸胶液；

3)将聚酰胺酸胶液均匀涂布在平板模具上，经程序升温热亚胺化，待升温程序完毕，冷却至室温后脱膜，即得高阻燃高强度高透明性聚酰亚胺膜。

进一步地，在所述步骤1)中，4-氨基苯基-3,5-二乙基-4-氨基苯基-9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-磷酰基乙烷与2-(4-氨基苯基)-5-氨基苯并恶唑的摩尔数之比为0.025～0.081：1。

进一步地，在所述步骤1)中，极性溶剂为N，N-二甲基乙酰胺(DMAc)；所述极性溶剂与4-氨基苯基-3,5-二乙基-4-氨基苯基-9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-磷酰基乙烷的质量之比为1:409～1232。