[发明专利]一种超细玻璃纤维及其制备方法、应用和聚酰亚胺薄膜

说明书

本发明公开了一种超细玻璃纤维的制备方法，包括如下步骤：S1、玻璃纤维经氢氧化钠水溶液浸泡后，洗涤烘干，均匀分散于有机溶剂中得到溶液A，加入二异氰酸酯和催化剂进行反应，过滤，洗涤滤饼得到中间物料；S2、将中间物料均匀分散于有机溶剂中得到溶液B，在惰性气体氛围中，向溶液B中加入二胺进行反应，过滤，洗涤滤饼，烘干得到超细玻璃纤维。本发明还公开了一种超细玻璃纤维，按照上述超细玻璃纤维的制备方法制得。本发明还公开了上述超细玻璃纤维在聚酰亚胺薄膜中的应用。本发明还公开了一种低热收缩聚酰亚胺薄膜。本发明制备的超细玻璃纤维表面接枝有‑NH₂，可与聚酰亚胺结合，达到降低聚酰亚胺薄膜热收缩并保持力学性能的作用。

技术领域

本发明涉及聚酰亚胺薄膜和玻璃纤维技术领域，尤其涉及一种超细玻璃纤维及其制备方法、应用和聚酰亚胺薄膜。

背景技术

聚酰亚胺是一种性能优异的特种工程塑料。因其绝佳的耐热性能，绝缘性能被广泛应用于航空航天设备制造、印刷线路板、集成电路、电池包装等方面。在制造电路板时需要将聚酰亚胺薄膜粘贴到铜板上。金属材料一般不会产生热收缩，而作为聚合物的聚酰亚胺薄膜则会产生0.15-0.3％左右的收缩，这就会导致薄膜撕裂或者铜板变形，元器件报废。因此降低聚酰亚胺薄膜的热收缩成为聚酰亚胺薄膜研发的主要方向。

目前国内外主要有两种方法来降低聚酰亚胺薄膜的热收缩性能。方法一是通过调整不同二酐和二胺的种类，在分子链中引入一些刚性强的链段，通过提高高分子链的刚性，来抑制薄膜的热收缩。但是此方法会导致薄膜的柔韧性变差，降低生产效率。方法二是通过引入无机填充来固定薄膜的分子链，限制分子链自由移动来降低热收缩特性。但是其中的无机填充物表面与薄膜基体处于相分离状态，这会导致薄膜的综合力学性能下降。

因此在尽可能低的降低热收缩的情况下，保持较高的生产效率和薄膜的力学性能的研究显得非常重要。

发明内容

基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种超细玻璃纤维及其制备方法、应用和聚酰亚胺薄膜，本发明制备的超细玻璃纤维表面接枝有-NH2，可与聚酰亚胺分子链中含有的酸酐反应生成酰胺，在通过亚胺化反应，使玻璃纤维表面与聚酰亚胺基体牢牢结合成一体，由于玻璃纤维的强刚性作用，限制了聚酰亚胺分子链的移动，使薄膜对抗内应力的能力更强，从而降低了聚酰亚胺薄膜的收缩率，同时玻纤和薄膜基体的结合紧密产生的缺陷较少，力学性能保持更好，聚酰亚胺薄膜的综合性能提升。

本发明提出的一种超细玻璃纤维的制备方法，包括如下步骤：

S1、玻璃纤维经氢氧化钠水溶液浸泡后，洗涤烘干，均匀分散于有机溶剂中得到溶液A，加入二异氰酸酯和催化剂进行反应，过滤，洗涤滤饼得到中间物料；

S2、将中间物料均匀分散于有机溶剂中得到溶液B，在惰性气体氛围中，向溶液B中加入二胺进行反应，过滤，洗涤滤饼，烘干得到超细玻璃纤维。

上述玻璃纤维经氢氧化钠浸泡后，在玻璃纤维表面含有-OH，与二异氰酸酯中的一个的-NCO结合，而另一个-NCO基团连接在玻璃纤维表面即为中间物料；玻璃纤维表面的-NCO基团和二胺中的一个-NH₂反应，从而将二胺中的另一个-NH₂接枝再玻璃纤维表面即为超细玻璃纤维，并且一个-NCO可与2个-NH₂反应，从而引进了2个-NH₂，提高了玻璃纤维的接枝效率。

优选地，在S1中，玻璃纤维的直径为0.5-1μm，长度为20-40μm。

优选地，在S1中，二异氰酸酯为二苯基甲烷二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯中的至少一种。

优选地，在S1中，催化剂为辛酸亚锡和/或三乙胺。

优选地，在S2中，二胺为苯二胺、二氨基二苯醚、环己二胺、己二胺中的至少一种。