[发明专利]一种制备无机纳米粒子/芳香族聚酰亚胺复合薄膜的方法及制成的复合薄膜

权利要求书

1.一种制备无机纳米粒子/芳香族聚酰亚胺复合薄膜的方法，其特征在于，所述方法包括：

（1）将含有咪唑结构的芳香族聚酰亚胺薄膜与重金属离子络合；

（2）表面络合有重金属离子的聚酰亚胺薄膜进行氟化反应，获得表面含有碳氟键的聚酰亚胺薄膜；

（3）在所述聚酰亚胺薄膜上通过碳氟键引入硅羟基，形成表面含硅羟基的聚酰亚胺薄膜，再通过所述硅羟基引入无机纳米粒子层，即得所述复合薄膜，所述无机纳米粒子层由无机溶胶形成，所述无机溶胶为硅溶胶、铝溶胶、钛溶胶或锡溶胶中的至少一种；

步骤（3）具体包括：

首先，将所述聚酰亚胺薄膜静态浸泡在含硅烷偶联剂的溶液中进行接枝反应并真空烘干，或者，所述聚酰亚胺薄膜动态通过含硅烷类偶联剂的溶液时进行接枝反应并真空烘干；

其次，所述聚酰亚胺薄膜水解1~120min，真空干燥，即得表面含有硅羟基的聚酰亚胺薄膜；

第三，所述无机溶胶通过提拉或旋涂的方式在所述聚酰亚胺薄膜表面形成无机纳米粒子薄膜，烘干，即得无机纳米粒子/聚酰亚胺复合薄膜。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述聚酰亚胺由二胺单体和二酐单体反应形成，其中，所述咪唑结构由所述二胺单体引入，所述二胺单体包括含咪唑结构的二胺单体。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述二胺单体还包括其他二胺单体。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述含咪唑结构的二胺单体为含苯并咪唑结构的二胺单体。

5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述含咪唑结构的二胺单体为5 (6)-胺基-2-(4-胺基苯基)苯并咪唑（PABZ）。

6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述其他二胺单体为4，4`-二氨基二苯醚（ODA）和/或对苯二胺（PDA）。

7.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述二酐单体为3, 3', 4, 4'-联苯四酸二酐（BPDA）和/或均苯四甲酸酐（PDMA）。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（1）中所述重金属离子选自Fe³⁺、Cu²⁺、Ni²⁺、Cr³⁺、Co²⁺、Sn⁴⁺中的至少一种。

9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述硅烷偶联剂为硅氧烷偶联剂。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述硅氧烷偶联剂为含氨基或含巯基的硅氧烷偶联剂。

11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述含氨基或者巯基的硅氧烷为氨丙基封端聚二甲基硅氧烷，氨丙基三甲氧基硅烷，氨丙基三乙氧基硅烷，3-氨丙基三羟基硅烷，乙氧基氨丙基聚二甲基硅氧烷，氨乙基氨丙基甲基二甲氧基硅烷，3-巯基丙基三乙氧基硅烷，γ-巯丙基三甲氧基硅烷中的一种或多种。

12.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述水解在酸性水溶液中进行。

13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述酸性水溶液的pH为1~6。

14.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述酸性水溶液由无机酸或有机酸配制而成，所述无机酸为硫酸、盐酸、磷酸和硝酸中的至少一种，所述有机酸为甲酸、乙酸和草酸中的至少一种。

15.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述无机溶胶由前驱体溶液经催化水解而成。