[发明专利]一种高强度耐高温聚芳醚腈薄膜的制备方法

说明书

本发明公开了一种高强度耐高温聚芳醚腈薄膜的制备方法，具体步骤如下：制备邻苯二甲腈封端的聚芳醚腈；制备联苯型双邻苯二甲腈预聚体；将所得邻苯二甲腈封端的聚芳醚腈粉末与联苯型双邻苯二甲腈预聚体粉末，共混溶解于N‑甲基吡咯烷酮中，加热搅拌得到透明溶液；流延法成膜升温，热处理，自然冷却得到高强度耐高温聚芳醚腈薄膜。本发明所获得的薄膜不仅具有高玻璃化转变温度和高拉伸强度和高模量，而且还能同时有着稳定的介电性能。

技术领域

本发明涉及高分子材料加工工艺技术领域，更具体的说是涉及一种高强度耐高温聚芳醚腈薄膜的制备方法。

背景技术

特种高分子材料因其优异的综合性能，是发展航空航天、核能高铁、新能源等国防军工和高技术产业不可或缺的军民两用战略性新材料。相对于通用工程材料，先进高性能高分子材料的研发水平已成为体现国家科技实力以及技术水平的关键因素。目前，国际科技领域的快速发展，对产品的“轻、小、精”的要求越发严格，并且规模化的生产对降低材料成本提出了更高的要求。耐高温聚芳醚树脂，例如聚芳醚砜、聚醚酮、聚芳醚腈、聚芳醚酰胺等，由于耐高温、耐腐蚀、优良的机械性能、介电性能和尺寸稳定性，广泛应用于国防军工和电子工程技术等诸多领域。

聚芳醚腈(PEN)，作为一类特种热塑性树脂，具有较高的玻璃化转变温度(Tg≥180℃)，分子侧链含有氰基作为潜在交联基团，但氰基侧基的交联反应条件较为苛刻，因此可以利用邻苯二甲腈对聚芳醚腈分子链进行封端，降低交联反应活化能，高温热处理后形成酞菁环或三嗪环或异吲哚环等网状结构增大交联点的数量，从而阻碍分子链段的运动，有效的提升了玻璃化转变温度。但目前有较高力学强度的薄膜又不具备高的玻璃化转变温度，而具有高玻璃化转变温度的聚芳醚腈薄膜其力学强度仍无法达到较高的水平，技术难点尚未攻破，难以投放工厂产业化，产量供给不足，故无法满足当今航空航天耐高温领域及电子高新技术产业的需求，因此在降低时间、经济成本的情况，开发一种高强度耐高温聚芳醚腈薄膜的制备方法及其制备方法尤为重要。

专利CN110628014A公开了一种交联型聚芳醚腈耐高温介电薄膜的制备方法，通过将活泼氢的氨基引入邻苯二甲腈封端的聚芳醚腈中，利用氨基的催化作用提升交联反应的速度，但其工艺过程相对繁琐复杂，且工艺方法中需要引入活泼氢的氨基，这对基体结构与实验环境要求更加严格。此外，当前也有采用金属盐作为催化剂来促进交联反应的研究，但此类催化剂不易均匀分散，并且金属离子的存在会降低体系的绝缘性；也有采用含有活泼氢原子的有机物作为催化剂来加快交联反应，但其会降低聚芳醚腈树脂原本的性能。还有采用温度作为影响条件来提升玻璃化转变温度的，但此研究的玻璃化转变温度提升不大，范围不宽。

现有的聚芳醚腈材料玻璃化转变温度在180℃左右，可在230℃压力下长期使用，但聚芳醚腈在后固相化学反应下的交联程度逐渐提高，质脆将无法较好满足电子基材的加工制备过程；并且现有的聚芳醚腈薄膜的介电常数在3.5-4.0之间，介电损耗在0.01-0.05之间，无法满足5G电子基材的介电特性要求。为满足耐高温薄膜的制备应用，需要提高玻璃化转变温度并保持优良的力学性能。

因此，结合上述问题，为进一步提高聚芳醚腈薄膜玻璃化转变温度的同时，又能保持聚芳醚腈薄膜具有优良且稳定的力学性能，提供一种高强度耐高温聚芳醚腈薄膜的制备方法，是本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种简单的预聚体熔融共混流延法结合后固相化学反应方式获得高强度耐高温聚芳醚腈薄膜的制备方法，所获得的薄膜不仅具有高玻璃化转变温度和高拉伸强度和高模量，而且还能同时有着稳定的介电性能。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种高强度耐高温聚芳醚腈薄膜的制备方法，具体步骤如下：

S1，制备邻苯二甲腈封端的聚芳醚腈：