[发明专利]一种包含功能化碳量子点的聚酰亚胺复合薄膜及制备方法

权利要求书

1.一种包含功能化碳量子点的聚酰亚胺复合薄膜，其特征在于，该薄膜包括：

功能化碳量子点 0.001-2.0wt%；

聚酰亚胺 93~99wt%；

添加剂 0.1-5wt%；

所述功能化碳量子点包括氨基功能化碳量子点、氟功能化碳量子点；

所述功能化碳量子点的大小尺寸为1-10nm，功能化碳量子点中碳元素摩尔浓度≥80%，主要化学键为C-C键。

2.根据权利要求1所述的包含功能化碳量子点的聚酰亚胺复合薄膜，其特征在于，所述添加剂包括酰亚胺化促进剂、具有阻燃特性的无机填料和有机磷化合物，所述酰亚胺化促进剂由乙酸酐、吡啶的一种或两种按任意配比混合组成；所述具有阻燃特性的无机填料由二氧化硅、硫酸钡、氢氧化铝中一种或多种按任意配比混合组成，所述有机磷化合物为磷酸酯。

3.一种权利要求1所述的包含功能化碳量子点的聚酰亚胺复合薄膜的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：

（1）将功能化碳量子点分散在非质子性极性溶剂中，得到功能化碳量子点分散液；

（2）功能化碳量子点/聚酰胺酸前体溶液的制备：将有机胺单体充分溶解于非质子性极性溶剂中后，加入有机酸酐单体，并在惰性气体的保护下于0~35℃范围内反应0.5-5h；然后，将步骤（1）获得的功能化碳量子点分散液加入到上述反应体系中，搅拌及超声分散，并在惰性气体的保护下于10~35℃范围内反应2-12h；最后将添加剂加入反应体系，搅拌及超声分散1-6h，得到功能化碳量子点/聚酰胺酸前体溶液；溶液中，有机酸酐单体和有机胺单体的质量分数之和为20-30wt%、功能化碳量子点的含量为0.02-6wt%、添加剂的含量为0.05-2wt%、非质子性极性溶剂的含量为60-80wt%；有机酸酐单体和有机胺单体摩尔比为1:0.9~1.1之间；

（3）功能化碳量子点/聚酰亚胺前体溶液成膜：将功能化碳量子点/聚酰胺酸前体溶液涂布于基材上；在氮气氛围下，将涂膜后的基材于40-80℃干燥6-20h；之后加热至150℃，保温30-90 min；再加热至200℃，保温30-90 min；再加热至250℃，保温30-90 min；最后，加热至350℃，保温5-60min；反应结束后，控制降温速率为1-10℃/min，直到室温；即制得包含功能化碳量子点的聚酰亚胺复合薄膜。

4.根据权利要求3所述的包含功能化碳量子点的聚酰亚胺复合薄膜的制备方法，其特征在于，所述功能化碳量子点/聚酰胺酸前体溶液的粘度为2000-20000 cps。

5.根据权利要求3所述的包含功能化碳量子点的聚酰亚胺复合薄膜的制备方法，其特征在于，所述有机酸酐单体选自均苯四甲酸二酐、3,3’,4,4’-联苯四甲酸二酐、三苯双醚四甲酸二酐、联苯醚二酐、苝-3 ,4 ,9 ,10-四羧酸二酐、乙二胺四乙酸二酐、双[4-（3 ,4-二羧基苯氧基）苯基]丙烷二酐、二甲酮四甲酸二酐、4,4'-(六氟异丙烯)二酞酸酐。

6.根据权利要求3所述的包含功能化碳量子点的聚酰亚胺复合薄膜的制备方法，其特征在于，所述有机胺单体选自4 ,4-二氨基二苯醚、4 ,4-二氨基二苯酮、4,4’-二氨基苯，4,4’-二氨基联苯、2 ,2-双[4-（4-氨基苯氧基）苯基]丙烷、3 ,3’,5 ,5’-四甲基-4 ,4-二氨基二苯甲烷、2 ,5-二（4-氨基苯）嘧啶、4,4’-二氨基二苯醚-6氟-双酚A。

7.根据权利要求3所述的包含功能化碳量子点的聚酰亚胺复合薄膜的制备方法，其特征在于，所述非质子性极性溶剂由N-甲基吡咯烷酮、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、二甲基亚砜、二乙二醇单甲基醚中的一种或多种按任意配比混合组成。

8.根据权利要求3所述的包含功能化碳量子点的聚酰亚胺复合薄膜的制备方法，其特征在于，所述基材包括铜、铝、玻璃。

9.根据权利要求3所述的包含功能化碳量子点的聚酰亚胺复合薄膜的制备方法，其特征在于，所述涂布的工艺包括旋涂法、喷涂法、浸渍法、流延法。