[发明专利]一种黑色聚酰亚胺薄膜的制备方法

权利要求书

1.一种黑色聚酰亚胺薄膜的制备方法，其具体步骤如下：

A、填料改性

将黑色填料与硅烷偶联剂、无水乙醇在0~40℃搅拌，并超声，反应3~6h，反应后的填料粒子经洗涤、研磨、干燥，得改性填料待用；其中硅烷偶联剂与黑色填料的质量比0.02~0.1：1；填料与无水乙醇质量比为0.01~0.06:1；

B、黑色填料和聚酰胺酸复合溶液的制备；其中聚酰胺酸为二胺和二酐的缩聚物，简称为PAA；

B₁：将二胺加入非质子极性溶剂中，搅拌使其溶解，加入步骤A中得到的改性填料，所得溶液在15℃~30℃下超声充分分散0.5~4h，再分2~8批加入与二胺等摩尔量的二酐，连续搅拌成均匀相，制得黑色填料与PAA总质量固含量为12~25%黑色填料和PAA的复合溶液；

或者是

B₂：

Ⅰ.在反应器中加入二胺，使其溶于非质子极性溶剂中，温度控制在20~30℃下搅拌，待其完全溶解后，分2~8批加入与二胺等摩尔量的二酐，连续搅拌，制得PAA质量固含量为12~25%的PAA溶液；

Ⅱ.将步骤A制得的改性填料加入步骤Ⅰ中的PAA溶液中，控温15℃~30℃超声充分分散0.5~4h，搅拌均匀，制得黑色填料和PAA的复合溶液；

C、黑色聚酰亚胺薄膜的制备

将步骤B₁或B₂制备的黑色填料和PAA的复合溶液浸涂在无孔载体上，放入真空烘箱中阶梯升温，脱水环化制得黑色聚酰亚胺薄膜。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于步骤A、B₁和Ⅱ中所述的超声波频率为20KHz~100KHz；步骤B₁和Ⅰ中，加入二酐后连续搅拌时间为4～12h；

步骤B₁和Ⅱ中，改性填料与聚酰胺酸的质量比为0.04~0.5:1。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于上述步骤C中所述的阶梯升温的升温速率为2~5℃/min；先升温到80℃~120℃恒温30min~90min；再升温到180℃~220℃恒温30min~90min；最后升温到280℃~380℃恒温30min~90min。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于所述的非质子极性溶剂为N-甲基吡咯烷酮、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、二甲基亚砜或四氢呋喃。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于所述的二胺为：长链柔性芳香二胺、4,4’-二氨基二苯醚、二甲基二苯甲烷二胺、1,3-双（3-氨基苯氧基）苯、4,4’-双酚A二苯醚二胺、全氟异亚丙基双胺、4,4’-二（4-氨基苯氧基）二苯砜、4,4’-二（4-氨基苯氧基）二苯醚、二氨基二苯（甲）酮、4,4’-二氨基三苯胺、4,4’-二氨基二苯甲烷、二氨基二苯基砜、3,4’-二氨基二苯醚、4,4’-二氨基二苯基甲烷、3,3’-二甲基-4,4’-二氨基二苯基甲烷、4,,4’-二氨基-二苯氧基-1”,4”-苯、4,4’-二氨基-二苯氧基-1”,3”-苯、3,3’-二氨基-二苯氧基-1”，3”-苯或4,4’-二氨基-二苯氧基-4”,4-二苯基异丙烷中的一种或两种共混。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于所述的二酐为：均苯四甲酸二酐、3,3’,4,4’-联苯四甲酸二酐、4,4’-联苯醚二酐、异构二苯硫醚二酐、三苯二醚四酸二酐、苯酮四甲酸二酐、二苯酮四酸二酐、六氟异亚丙基二钛酸二酐或3,3’,4,4’-二苯基砜四羧酸酐中的一种或两种共混。

7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于所述的硅烷偶联剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-（2,3环氧丙氧）丙基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、N-β-（氨乙基）-γ-氨丙基三甲氧基硅烷、N-β（氨乙基）-γ-氨丙基二甲氧基硅烷或乙烯基三甲氧基硅烷中的一种。

8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于所述的黑色填料为炭黑、苯胺黑、氮氧化钛、低价氧化钛、石墨或碳纤维粉中的一种或者多种共混。

9.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于无孔载体为玻璃平板或钢板。