[发明专利]一种带功能材料的聚酰亚胺涂料及采用该涂料制备功能型聚酰亚胺材料的方法

说明书

本发明公开了一种带功能材料的聚酰亚胺涂料，该聚酰亚胺涂料由聚酰胺酸溶液和功能性无机填料混合制备而成；其中，聚酰胺酸溶液由二酸酐和二胺在有机溶剂中反应聚合而成。本发明还公开了采用上述带功能材料的聚酰亚胺涂料涂覆在聚酰亚胺薄膜上制备功能型聚酰亚胺材料的方法。与传统粘合剂相比，本发明聚酰亚胺涂料在聚酰亚胺表面制备涂层或粘接功能材料时，涂层与聚亚酰胺薄膜具有更好的粘接强度，同时涂层能耐更高的温度，达400℃以上；用3M600胶带测试涂层附着力时，涂层脱落面积不超过10％；且对涂层进行弯曲试验后，大部分区域未见有明显的皱纹和裂纹。

技术领域

本发明涉及一种带功能材料的聚酰亚胺涂料，还涉及采用上述聚酰亚胺涂料制备功能型聚酰亚胺材料的方法，属于高分子膜技术领域。

背景技术

聚酰亚胺(PI)是一种具有优良的耐热性、机械性能、耐低温性、介电性能、耐辐射的有机高分子材料，因其卓越的性能而广泛应用于航空、航天、微电子、纳米、液晶、分离膜、激光等领域。聚酰亚胺的主要应用形式有以下几个方面：1.薄膜；2.涂料；3.先进复合材料；4.工程塑料；5.泡沫塑料；6.胶黏剂；7.分离膜；8.光刻胶；9.微电子器件中的应用。

薄膜产品是聚酰亚胺应用最早的商品之一，其除了能符合各类产品的基本物性要求外，更具备高强度、高韧性、耐磨耗、耐高温等多种性能，在加工过程中，也能满足各种设计要求，是一种具有竞争优势的耐高温绝缘材料。广泛应用于软板、半导体封装、光伏(太阳能)能源、液晶显示器等电子领域，在电机领域应用于航天军工、机械、汽车等各产业。然而，由于PI薄膜表面光滑以及表面化学活性低，导致其表面粘接性能差，这大大限制了聚酰亚胺的应用范围。传统的聚酰亚胺表面改性包括酸碱处理、等离子处理、离子束和表面接枝等方法，然而这些方法通常存在各种问题，酸碱处理会破坏聚酰亚胺薄膜的化学结构，从而影响其性能，而等离子处理、离子束和表面接枝等方法往往成本较高，而且不适宜大规模生产处理。而通过胶粘剂在聚酰亚胺表面涂层或者粘接其他材料时，往往难以满足所需的粘接强度，同时会引起一些额外的问题。传统胶粘剂中聚氨酯胶以及硅橡胶粘接剂通常对聚酰亚胺膜具有较好的粘接强度，但是这类胶粘剂固化后和聚酰亚胺基体材料本身的机械性能差别较大，且这些胶粘剂通常不耐高温(200℃以上)，聚酰亚胺材料在高温环境下应用时，会受到胶粘剂的限制，从而影响其应用范围。

聚酰亚胺材料在应用于某些领域时，往往需要其具有额外的性能。在应用于军事领域时，需要该材料具有良好的电磁波屏蔽效应以及军事伪装效果，普通的聚酰亚胺对电磁波没有良好的屏蔽效果，且在不同的地形地貌作业时，由聚酰亚胺材料制备的各种军事帐篷、衣物等需要适应环境的颜色，以达到军事伪装的目的，这就需要在聚酰亚胺上涂覆一些外源性的电磁屏蔽材料以及在聚酰亚胺上染色，因此在聚酰亚胺上粘接涂覆这些材料时，需要聚酰亚胺能基本保持原本的耐高低温、介电性能以及机械性能等优异性能。目前电磁屏蔽材料通常为金属合金粉末、铁磁材料导电聚合物以及碳材料，上述电磁屏蔽材料作为涂层应用在聚酰亚胺膜上时，通常需要结合不同的粘合剂在所需材料上涂覆固化的，而将粘合剂应用在聚酰亚胺膜上时，往往粘接强度较弱并且不耐高温，而影响其应用。

发明内容

发明目的：本发明所要解决的技术问题是提供一种带功能材料的聚酰亚胺涂料，将该涂料涂覆在聚酰亚胺薄膜表面时，由于涂料本身的基材也为聚亚酰胺，与聚酰亚胺薄膜基体本身没有机械性能差别，也不会改变聚酰亚胺薄膜本身的结构，因此不仅不存在涂覆涂层后聚酰亚胺薄膜不耐高温的问题，而且在涂覆本发明涂料的同时就已经将功能材料一起附载在聚亚酰胺薄膜上了，节省了再去粘接涂覆功能材料涂层这一操作步骤。

本发明还要解决的技术问题是提供将上述带功能材料的聚酰亚胺涂料涂覆在聚亚酰胺薄膜表面的方法。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案为：

一种带功能材料的聚酰亚胺涂料，该聚酰亚胺涂料由聚酰胺酸溶液和功能性无机填料混合制备而成；其中，聚酰胺酸溶液由二酸酐和二胺在有机溶剂中反应所得。

其中，所述聚酰亚胺涂料由如下质量百分比的组分制备而成：