[发明专利]一种柔性导电聚酰亚胺薄膜

说明书

技术领域

本发明属于高分子材料技术领域，具体涉及一种柔性导电聚酰亚胺薄膜及其制备方法。

背景技术

光电子信息技术是目前国际上十分活跃的研究领域，已成为当今三大科技热点之一。机薄膜晶体管(OTFT)、有机光伏器件(OPV)和生物传感器(Biosensor)等光电子器件要求薄膜柔性导电。

制备柔性衬底透明导电膜的关键技术之一是柔性衬底材料的选择，柔性衬底导电膜对柔性衬底材料有三个基本的要求：一是衬底材料的光透过率高；二是衬底材料和导电薄膜间热膨胀系数要匹配；三是柔性衬底与透明导电薄膜具有好的粘附性。聚酰亚胺(PI)是一种极好的耐高温材料，它具备优良的力学、介电、耐辐射和耐溶剂等性能，因此聚酰亚胺成为制备柔性衬底导电膜的首选衬底材料。

利用ITO玻璃作为电极，无机过渡金属氧化物(如，氧化铱、氧化铑和氧化钨等)作为电致变色活性层组装的无机电致变色薄膜，已经部分商品化。但是基于ITO玻璃的无机电致变色薄膜，其制造成本较高，易碎，不能弯曲，而且某些无机过渡金属氧化物还具有不可降解的毒性。

采用聚酰亚胺作为导电薄膜材料，其难点在于，金属组分难以溅射或者分散在聚酰亚胺高分子材料中，难以形成导电结构。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的现状，提供一种柔性导电聚酰亚胺薄膜及其制备方法。

一种柔性导电聚酰亚胺薄膜，包括如下重量份数的物质：30-80份聚酰亚胺，莎草提取物1-10份，偶联剂2-10份，5-20份金属粉和5-20份碳粉。

所述金属粉为铜，铁，镍，银包铜，铜包镍中的一种或一种以上。

所述偶联剂为硅烷、钛酸酯或三异硬脂酰基钛酸异丙酯。

所述聚酰亚胺的分子式为：

所述莎草提取物的提取方法为：将莎草晒干，粉碎，再用80％乙醇水溶液加热回流提取三次，合并三次提取液，减压浓缩至无醇味，浓缩液加水稀释成混悬液，再分别以石油醚，乙酸乙酯萃取，制得。

上述柔性导电聚酰亚胺薄膜的制备方法，按照如下步骤进行：

(1)在室温下，将2，2’-双三氟甲基-4,4'-二氨基二苯醚与5，6，7，8-双环[2.2.2]-2-庚烯四酸二酐加入到反应釜，氮气保护下加入间甲酚，搅拌均匀后，加入异喹啉，升温至190℃，反应12小时，冷却后将反应液倒入乙醇析出，制成聚酰亚胺树脂；

(2)将金属粉和碳粉放在有机溶剂中，加入偶联剂，经高剪切分散机加以高温处理后预先分散，处理温度为200-800℃；

(3)将合成的聚酰亚胺树脂和处理好的金属粉，碳粉经搅拌反应釜搅拌，搅拌速度1000rpm，搅拌时间1-2h，加入莎草提取物，转速调到2000rpm，继续搅拌1-2h，制成膜液；

(4)将膜液压入脱泡釜，在真空条件下脱去膜液中的气泡；

(5)将脱泡后的膜液放入流延机加以流延形成厚度均匀的聚酰亚胺薄膜；

(6)将聚酰亚胺薄膜放入亚胺化炉进行亚胺化处理，通过收卷机和分切机进行加工，制成成品。

所述有机溶剂为二甲基乙酰胺，二甲亚砜、N,N-二甲基乙酰胺、N,N-二甲基甲酰胺、二甲基亚砜或N-甲基吡咯烷酮。

本发明的有益效果：本发明的聚酰亚胺薄膜导电性能好，柔软，满足各种柔性导电电子元器件的要求，引入莎草提取物，进一步增加了聚酰亚胺薄膜的导电性能和柔韧度。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明做进一步说明。

实施例1

柔性导电聚酰亚胺薄膜，其制备方法如下：

在室温下，称取1345g2，2’-双三氟甲基-4,4'-二氨基二苯醚(TFODA)与992.8g5,6,7,8-双环[2.2.2]-2-庚烯四酸二酐(BCDA)加入到反应釜，氮气保护下加入15000g间甲酚，搅拌均匀后，加入500g异喹啉，升温至190℃，反应12小时，冷却后将反应液倒入乙醇析出析出，物即为聚酰亚胺树脂；

将40g铜粉和50g碳粉放在1000g二甲基乙酰胺中，加入18g硅烷，经高剪切分散机加以高温处理后预先分散，处理温度为200-800℃；

将合成的聚酰亚胺树脂和处理好的铜粉，碳粉经搅拌反应釜搅拌，搅拌速度1000rpm，搅拌时间1-2h，加入12g莎草提取物，转速调到2000rpm，继续搅拌1-2h，制成膜液；

将膜液压入脱泡釜，在真空条件下脱去膜液中的气泡；

将脱泡后的膜液放入流延机加以流延形成厚度均匀的聚酰亚胺薄膜；