[发明专利]一种高模量高硬度聚酰亚胺膜

说明书

本发明提出了一种高模量高硬度聚酰亚胺膜，包括聚酰亚胺的基体和弥散分布在聚酰亚胺的基体中的二氧化硅微球；所述聚酰亚胺是将包括嘧啶酮二胺的二胺单体和四羧酸二酐进行缩聚反应得到，所述二氧化硅微球是表面羟基化改性的二氧化硅微球。本发明提出的一种高模量高硬度聚酰亚胺膜，该聚酰亚胺膜可同时具有高模量、高硬度的性能优势。

技术领域

本发明涉及聚酰亚胺技术领域，尤其涉及一种高模量高硬度聚酰亚胺膜。

背景技术

近年来，随着智能手机、平板电脑的薄型化，高运算能力、高存储能力，对于聚酰亚胺薄膜材料的要求越来越高，诸如，更高的模量、更低的收缩、更优异的三维尺寸稳定性，更优异的导热性能等。而这些性能的获得均依靠无机纳米材料对有机材料的复合、改性等。

中国专利CN101289542A提供了一种采用球形粉体二氧化硅与聚酰亚胺本体聚合改性的方法，但该方法存在聚酰胺酸溶液粘度较大，高粘度状态下，物理分散的方法无法解决纳米粒子团聚严重的缺陷，由此使得制备得到的二氧化硅复合聚酰亚胺薄膜，无机粒子尺度大，分散尺度不佳，极大的损伤制品的性能。

发明内容

基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种高模量高硬度聚酰亚胺膜，该聚酰亚胺膜可同时具有高模量、高硬度的性能优势。

本发明提出的一种高模量高硬度聚酰亚胺膜，包括聚酰亚胺的基体和弥散分布在聚酰亚胺的基体中的二氧化硅微球；

所述聚酰亚胺是将包括嘧啶酮二胺的二胺单体和四羧酸二酐进行缩聚反应得到，所述二氧化硅微球是表面羟基化改性的二氧化硅微球。

优选地，所述二氧化硅微球是聚酰亚胺重量的1-28wt％。

优选地，所述嘧啶酮二胺为2，5-二氨基嘧啶-4(3H)-酮。

优选地，所述二胺单体还包括芳香族二胺，所述芳香族二胺优选是4，4'-二氨基二苯醚、1，3-二(4'-氨基苯氧基)苯、4，4'-二氨基二苯硫醚、4，4'-二氨基二苯甲烷、3，3'-二氨基二苯基砜、4，4'-二氨基二苯基砜或4，4'-二氨基二苯甲酮中的至少一种。

优选地，所述嘧啶酮二胺和芳香族二胺的摩尔比为1:0.5-4。

优选地，所述四羧酸二酐是4，4'-(六氟异丙烯)二酞酸酐、3，3'，4，4'-联苯四羧酸二酐、4，4'-氧双邻苯二甲酸二酐、2，2'，3，3'-二苯甲酮四甲酸二酐、1，2，3，4-环丁烷四羧酸二酐或1，2，4，5-环己烷四羧酸二酐中的至少一种。

优选地，所述表面羟基化改性的二氧化硅微球是将二氧化硅微球和碱化合物进行反应得到。

优选地，所述碱化合物为氢氧化钠或氢氧化钾。

优选地，所述高模量高硬度聚酰亚胺膜，其具体是采用下述方法制成：将包括嘧啶酮二胺的二胺单体和四羧酸二酐进行缩聚反应后得到聚酰亚胺，再将该聚酰亚胺和表面羟基化改性的二氧化硅微球充分混合，再成膜，即得到所述聚酰亚胺膜。

本发明所述聚酰亚胺膜，选用嘧啶酮二胺和四羧酸二酐缩聚得到的聚酰亚胺作为基体，表面羟基化改性的二氧化硅微球作为填充剂，由此对应的聚酰亚胺中含有嘧啶酮结构，二氧化硅微球表面具有羟基结构，因此二者复混时，聚酰亚胺的嘧啶酮结构与二氧化硅微球表面的羟基之间能够形成氢键作用，从而使得聚酰亚胺有机相和二氧化硅无机相之间存在着较强的化学键作用，如此既可以增强二氧化硅微球在聚酰亚胺中的分散性，又能防止二氧化硅微球凝集，因此有效改善了二氧化硅颗粒微球在聚酰亚胺中的分散稳定性，当该聚酰亚胺成膜后，可获得高模量、高硬度的性能优势。

本发明中，所述聚酰亚胺与二氧化硅微球之间的氢键作用可参照下述结构示意：

具体实施方式