[发明专利]聚酰亚胺复合胶液、黑色哑光聚酰亚胺材料及制备和应用

说明书

本发明公开了一种聚酰亚胺复合胶液、黑色哑光聚酰亚胺材料及制备和应用，其包含可溶性聚酰亚胺胶液和均匀分散在其中的炭黑与消光粉颗粒，所述可溶性聚酰亚胺胶液由含侧基的芳香族二酐单体和含强极性官能团的芳香族二胺单体在非质子极性溶剂体系中经缩聚和化学亚胺化得到。本发明的填料均匀分散、储存稳定性良好的可溶性黑色哑光聚酰亚胺复合胶液，经蒸除溶剂可得到具有低透光率、低光泽度、高力学强度和优异电气绝缘性的黑色哑光聚酰亚胺材料，其透光率≤0.10％、光泽度≤32、拉伸强度≥120MPa、电气绝缘强度≥150kV/mm。

技术领域

本发明属于聚酰亚胺材料领域，尤其涉及一种聚酰亚胺复合胶液、黑色哑光聚酰亚胺材料及制备和应用。

背景技术

聚酰亚胺(Polyimide，有时简写为PI)指主链上含有酰亚胺环(-CO-N-CO-)的一类聚合物，是综合性能最佳的有机高分子材料之一。聚酰亚胺作为一种特种工程材料，已广泛应用在航空、航天、微电子、纳米、液晶、分离膜、激光等领域。

黑色聚酰亚胺薄膜材料作为一种功能性的聚酰亚胺薄膜，广泛应用于电子领域，呈现出优异的物理、化学性能、以及电绝缘性能等。黑色哑光聚酰亚胺薄膜材料是黑色聚酰亚胺薄膜材料的系列产品，它是一种黑色、不透明、光透过率和反射系数低的薄膜。主要用途是卫星壳体涂层、不透明覆盖层、辐射热吸收器和高温标识材料等。

目前市面上大都通过添加炭黑颜料，实现聚酰亚胺薄膜的着色。为了改善填料粒子的分散性，现有技术制备黑色哑光聚酰亚胺材料时，一般都会使用偶联剂对填料粒子表面进行改性，材料性能得到一定提升但改善效果有限且增加了一道复杂的改性工序。例如专利申请CN201010148349.1《一种可印刷聚酰亚胺黑膜的制备方法》，将钛酸酯偶联剂改性炭黑、钛酸酯偶联剂改性纳米碳酸钙和消光剂混入采用2,5-邻二甲基对联苯二胺和3,3’,4,4’-二苯硫醚四酸二酐反应得到的PAA溶液中制得黑色PAA浆料，经流延干燥、高温热亚胺化处理及4次定比拉伸制得黑色PI薄膜。该专利制备的黑色聚酰亚胺材料具有良好的力学性能和绝缘性能，但其在溶剂中的溶解性能较差，在一定程度上限制了其加工方式的多样性。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，克服以上背景技术中提到的不足和缺陷，提供一种聚酰亚胺复合胶液、黑色哑光聚酰亚胺材料及制备和应用，以改善聚酰亚胺的溶解性，提高填料粒子的分散性，并简化制备工艺。

为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：

一种聚酰亚胺复合胶液，其包含可溶性聚酰亚胺胶液和均匀分散在其中的炭黑与消光粉颗粒，所述可溶性聚酰亚胺胶液由含侧基的芳香族二酐单体和含强极性官能团的芳香族二胺单体在非质子极性溶剂体系中经缩聚和化学亚胺化得到；

所述含侧基的芳香族二酐单体选自如下结构通式中的一种或两种以上：

其中，侧基R₁或R₂各自独立的选自如下基团：

所述含强极性官能团的芳香族二胺单体选自以下结构中的一种或两种以上：

在某些实施例中，所述炭黑为绝缘炭黑，黑度值为180～320，着色力为50～150％，原生粒径为10～100nm。

在某些实施例中，所述消光粉为SiO₂、TiO₂或BN中的一种或几种。

本发明提供的所述聚酰亚胺复合胶液的制备方法，包括下述的步骤：将炭黑浆料和消光粉分散液加入到所述可溶性聚酰亚胺胶液中，搅拌分散得到所述聚酰亚胺复合胶液；所述炭黑浆料由炭黑与非质子极性溶剂经砂磨得到，所述消光粉分散液由消光粉与非质子极性溶剂经分散处理得到。