[发明专利]降低BPDA /PDA型聚酰亚胺薄膜热膨胀系数的方法

说明书

本发明是一种降低BPDA/PDA型聚酰亚胺薄膜热膨胀系数的方法，该方法是在制备联苯四酸二酐/对苯二胺型聚酰亚胺前驱体时、先将联苯四酸二酐利用去离子水部分水解，前驱体溶液湿膜热亚胺化后得到联苯四酸二酐/对苯二胺型聚酰亚胺薄膜。与未水解二酐相比，部分水解的二酐制备的薄膜热膨胀系数明显降低，且降低幅度可通过联苯四酸二酐的水解程度即去离子水的加入量灵活控制。本发明所提供的降低或调节联苯四酸二酐/对苯二胺型聚酰亚胺薄膜的热膨胀系数方法，操作简单，绿色环保。

技术领域

本发明是一种降低BPDA/PDA型聚酰亚胺薄膜热膨胀系数的方法，属于高分子材料技术领域。

背景技术

聚酰亚胺具有耐高温、耐化学腐蚀和电绝缘等优异的综合性能，在航空航天、电子电气等高技术领域具有重要的应用价值。聚酰亚胺在使用过程中往往作为支撑基底或防护材料与其他材料复合使用，以满足不同的功能要求。在与其他材料复合时，聚酰亚胺应具有与其相当的热膨胀系数，以降低升温或高低温循环过程中的应力。例如，在电子电气和航空绝缘等领域广泛应用的聚酰亚胺覆铜线路板和聚酰亚胺外包线，是由聚酰亚胺与金属复合而成，铜的热膨胀系数在18ppm/K左右，这要求聚酰亚胺材料具有与此接近的热膨胀系数。又如，在航空航天复合材料领域，聚酰亚胺良好的热和化学等稳定性使其可用于复合材料的外防护层，为适应复合材料低热膨胀的特点，需降低聚酰亚胺的热膨胀系数，以提高其与复合材料之间的界面稳定性。

由联苯四酸二酐(BPDA)和对苯二胺(PDA)所得到的联苯四酸二酐/对苯二胺型聚酰亚胺，耐热稳定性和力学性能高，是一种理想的基底和热防护材料。为了提高联苯四酸二酐/对苯二胺型聚酰亚胺与低热膨胀材料复合使用时的应用可靠性，有必要进一步降低其热膨胀系数。为了降低聚酰亚胺的热膨胀系数，专利文献中采用了在聚酰亚胺中填充无机填料等其他组分的方式，如溶胶- 凝胶法进行无机杂化(CN200810236233.6)、填充粘土(CN00101315.7)和填充芳纶纤维(US12848408)等，过程较为复杂，且通常需考虑填料与聚酰亚胺之间的相容性问题。

发明内容

本发明正是针对上述现有技术中存在的问题而设计提供了一种降低BPDA /PDA型聚酰亚胺薄膜热膨胀系数的方法，其目的是降低BPDA/PDA型聚酰亚胺薄膜的热膨胀系数，该方法无需引进其他组分，过程简单，热膨胀系数降低明显且可控。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

该种降低BPDA/PDA型聚酰亚胺薄膜热膨胀系数的方法，所述BPDA为联苯四酸二酐，所述PDA为对苯二胺，其特征在于：该方法的步骤如下：

(1)在极性非质子溶剂中加入去离子水和联苯四酸二酐，搅拌 60min～120min，加入二胺，室温下反应12～24h，得到聚酰亚胺前驱体溶液；

所述去离子水与联苯四酸二酐的质量比在24:1000～61:1000之间；

(2)将步聚(1)中所述聚酰亚胺前驱体溶液进行抽滤和脱泡，在玻璃板或金属板上通过流延或涂覆的方式制备湿膜；

(3)将步聚(2)所述湿膜通过热亚胺化的方法转化为聚酰亚胺薄膜。

步聚(1)中所述非质子溶剂为N-甲基吡咯烷酮、N,N-二甲基乙酰胺、N,N- 二甲基甲酰胺或间甲酚中的一种或几种的混合物。

步聚(1)中所述联苯四酸二酐和对苯二胺在前驱体溶液中的固含量为 5～35wt％。

步聚(1)中所述去离子水与联苯四酸二酐的质量比在24:1000～61:1000之间。

进一步，步聚(1)中所述去离子水与联苯四酸二酐的质量比在 43:1000～61:1000之间。

本发明的优点是：