[发明专利]均匀的高性能聚酰亚胺薄膜的制备方法

说明书

本发明提供了一种均匀的高性能聚酰亚胺薄膜的制备方法，主要解决现有技术中聚酰亚胺薄膜表面不均匀且凝胶粒子较多造成薄膜制备工艺难以控制和产品性能下降的问题。通过采用均匀的高性能聚酰亚胺薄膜制备方法，聚酰亚胺薄膜的制备方法，由聚酰胺酸原液经成膜、热拉伸、热亚胺化制得；其中，所述聚酰胺酸原液包括预聚体溶液1和预聚体溶液2的混合溶液；所述预聚体溶液1由包括X摩尔的二胺与Y摩尔的二酐的反应物反应得到；所述预聚体溶液2由包括Z摩尔的二胺和K摩尔的二酐的反应物反应得到；X、Y、Z、K满足：0.5≤Y/X≤0.98，1.02≤K/Z≤2.0的技术方案，较好地解决了该问题，可用于聚酰亚胺薄膜的工业生产中。

技术领域

本发明涉及一种表面平整、性能优异的均匀的高性能聚酰亚胺薄膜的制备方法。

背景技术

聚酰亚胺材料作为已经工业化生产的耐热性最好的工程塑料，同时具有优异的热稳定性、力学性能、耐低温性及突出的绝缘性能、耐溶剂性等特点，在航空航天、电子微电子、机械化工等众多领域具有广泛的应用。聚酰亚胺薄膜是现今需求量最大的聚酰亚胺产品之一，其优异的耐电晕性、耐辐射性、介电性能及尺寸稳定性使得高性能聚酰亚胺薄膜材料的需求不断增加。

由于聚酰亚胺主链中大量的酰亚胺环及苯环结构，其分子链间存在较强的分子间作用力，使得聚酰亚胺分子链结构紧密，表现出难溶难熔的特性，成为聚酰亚胺大量生产加工的阻碍，影响了聚酰亚胺薄膜产品在更多应用领域的发展。为了避免溶解性的问题，聚酰亚胺薄膜的生产主要采用两步法，先合成聚酰胺酸溶液，再经过预烘过程和热亚胺化处理的流延法成膜工艺制备聚酰亚胺薄膜。

聚酰胺酸通常由二酐和二胺在非质子极性溶剂中于低温下反应制得。有专利报道通过多加或少加二酐单体或者采用含水溶剂水解掉一部分二酐的方法可调节相对分子质量，然而采用上述聚合方法制备聚酰胺酸溶液易存在溶液均一性差、分子量分布宽等弊端，严重影响制备聚酰亚胺薄膜的均匀性和加工稳定性。

发明内容

本发明所要解决的是由于聚酰胺酸溶液不均一、分子量分布较宽导致聚酰亚胺薄膜表面不均匀、工艺不稳定和产品质量下降的问题。本发明提供了一种均匀的高性能聚酰亚胺薄膜的制备方法，该方法制备的聚酰亚胺薄膜表面均匀，性能优异，加工过程容易稳定控制，且制品不容易产生缺陷，能够获得高性能的聚酰亚胺产品。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：一种均匀的高性能聚酰亚胺薄膜的制备方法，由聚酰胺酸原液经成膜、热拉伸、热亚胺化制得；其中，所述聚酰胺酸原液包括预聚体溶液1和预聚体溶液2的混合溶液；其中，所述预聚体溶液1由包括X摩尔的二胺与Y摩尔的二酐的反应物反应得到；所述预聚体溶液2由包括Z摩尔的二胺和K摩尔的二酐的反应物反应得到；所述X、Y、Z、K满足：0.5≤Y/X≤0.98，1.02≤K/Z≤2.0。

上述技术方案中，所述制备方法优选包括以下步骤：

(1)原液制备：

a)将X摩尔的二胺溶解于有机溶剂中，Y摩尔的二酐加入到二胺溶液中进行反应得到预聚体溶液1；

b)将Z摩尔的二胺溶解于有机溶剂中，K摩尔的二酐加入到二胺溶液中进行反应得到预聚体溶液2；

c)将预聚体溶液2加入到预聚体溶液1中，混合均匀，然后经过过滤、脱泡后，得到聚酰胺酸原液；

(2)流延成膜：将步骤(1)得到的聚酰胺酸原液通过刮刀控制厚度，在光滑钢带上流延得到聚酰胺酸湿膜；

(3)预烘处理：将步骤(2)得到的聚酰胺酸湿膜在惰性气体气氛下通过恒温热炉，得到自支撑聚酰胺酸膜，预烘处理温度为50～150℃；

(4)热拉伸：将步骤(3)得到的聚酰胺酸膜经过纵向拉伸和横向拉伸，得到拉伸聚酰胺酸膜，拉伸温度为100～300℃；