[发明专利]一种高阻隔聚酰亚胺薄膜的制备方法

说明书

本发明提供了一种高阻隔聚酰亚胺薄膜的制备方法，包括：在聚酰胺酸中加入纳米二氧化硅和聚酰亚胺粉末，经热亚胺化，得高阻隔聚酰亚胺薄膜；所述聚酰胺酸，是由二酐和二胺聚合得到；所述二胺，包括含酰胺键的二胺。本发明所述方法简单，获得的聚酰亚胺薄膜具有较为理想的阻隔性能。

技术领域

本发明属于柔性薄膜制备技术领域，尤其涉及一种高阻隔聚酰亚胺薄膜的制备方法。

背景技术

通常，国际上将O₂透过率小于3.8cm³/㎡/d的高分子材料称为高阻隔高分子材料。高阻隔高分子材料，在食品包装、军事、微电子等领域都有着广泛的应用。聚酰亚胺(PI)具有突出的热稳定性和尺寸稳定性，以及良好的分子结构可设计等特点，被认为是极具潜力的高分子柔性材料，但是传统的PI的阻隔性能相对较差，难以满足特殊领域的对于水、氧阻隔性能的要求。

目前，主要采用交替镀层、分子层沉积、原子层沉积、磁控溅射等方法改善PI的阻隔性能。然而，交替镀层法工艺复杂；分子层沉积和原子层沉积法可以沉积得到致密均匀的涂层，但是沉积效率低，无机阻隔层易出现裂缝；磁控溅射技术具有沉积效率高等诸多优点，但是靶材需要精制，而且利用率低。因此，亟需开发一种简单、高效的改善PI阻隔性能的方法。

发明内容

基于上述问题，本发明提供了一种高阻隔聚酰亚胺薄膜的制备方法，该方法相对简单，由此获得的聚酰亚胺薄膜具有较为理想的阻隔性能。

本发明具体方案如下：

一种高阻隔聚酰亚胺薄膜的制备方法，包括：在聚酰胺酸中加入纳米二氧化硅和聚酰亚胺粉末，经热亚胺化，得高阻隔聚酰亚胺薄膜；所述聚酰胺酸，是由二酐和二胺聚合得到；所述二胺，包括含酰胺键的二胺。

本发明合成聚酰胺酸用二酐无特殊限制，包括但不限于：均苯四甲酸二酐(PMDA)、二苯甲酮四甲酸二酐(BTDA)、联苯四甲酸二酐(BPDA)、2,3,3’,4’-二苯醚四甲酸二酐(A-ODPA)等。

本发明所述纳米二氧化硅的粒径无特殊限制，可以根据需要进行选择。如粒径为10-100nm；优选为10-40nm。

优选地，所述纳米二氧化硅与聚酰胺酸的重量比为1-5:100。

优选地，所述纳米二氧化硅与聚酰亚胺粉末的重量比为5-15:1。

优选地，所述聚酰亚胺粉末制备方法包括如下步骤：向聚酰胺酸中加入极性有机溶剂稀释至浓度为5-10％，将稀释后的聚酰胺酸在180-190℃加热并恒温2-3h，去溶剂，洗涤，真空干燥，研磨，得聚酰亚胺粉末。

优选地，所述极性有机溶剂选自N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二乙基甲酰胺、N,N-二乙基乙酰胺、N-甲基-2-吡咯烷酮中的一种或多种的组合。

优选地，所述真空干燥的温度为280-320℃，真空干燥时间为0.5-1h。

优选地，所述热亚胺化具体包括如下步骤：将混有纳米二氧化硅和聚酰亚胺粉末的聚酰胺酸在玻璃上流延成膜，于90-100℃干燥0.5-1h，升温至150-200℃，保温0.5-1h；250-300℃,保温0.5-1h。

优选地，热亚胺化时，以0.5-0.8℃/min升温速率升至150-200℃。

优选地，所述二胺中，含酰胺键的二胺占二胺总摩尔量不少于20％。

本发明合成聚酰胺酸用二胺除含酰胺键的二胺外，对其他二胺无特殊限制，包括但不限于：二氨基二苯醚(ODA)、对苯二胺(pPDA)、2,4,6-三甲基-1,3-苯二胺、2,3,5,6-四甲基-1,4-苯二胺、3,3’,5,5’-四甲基联苯胺等。

有益效果：