[发明专利]三层抗静电聚酰亚胺薄膜的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及抗静电聚酰亚胺薄膜的制备方法，尤其涉及通过添加导电填料的三层抗静电聚酰亚胺薄膜的制备方法。

背景技术

随着塑料、合成橡胶、合成纤维等合成高分子材料的开发、应用，在人们的生活中，绝缘材料的使用日益广泛，静电危害也越来越多，为提高生活质量，人们也越来越重视防止静电的问题，抗静电薄膜的开发应用，也正是基于这样的现实背景。

目前国内外对抗静电树脂的研究已经相当成熟，但其研究的基材主要集中在聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚氯乙烯(PVC)等热塑性树脂材料，而该种材料最大的缺点是不能耐高温，一般在160℃左右即可熔化；另一方面，常用的生产抗静电薄膜的方法主要有添加导电填料、抗静电剂、与结构型导电高分子共混、表面涂覆，以上方法总存在着一些缺陷：如导电填料的加入虽能降低表面电阻率，满足抗静电需求，但同时也会降低体积电阻率，影响薄膜本身的绝缘性能；抗静电剂改性的薄膜抗静电性能存在不能持久的问题；表面涂覆改性也存在粘接不牢、使用寿命短等缺陷。

聚酰亚胺(Polyimide，简称PI)是指主链上含有酰亚胺环的一类高聚物，其不仅拥有良好的耐高、低温性能，还具有良好的物理性能、电性能和力学性能。聚酰亚胺在很大的温度范围内可以保持物理性能稳定，可以耐受-269℃～400℃的环境温度。除此之外，选用合适的填料和采用适宜的成膜技术可得到抗静电的聚酰亚胺膜，填料粒子可在聚酰亚胺基体中形成导电网络，使得聚合物表面电阻率降低，防止了静电的积聚。

刘方等人采用不同型号的导电炭黑对HDPE(高密度聚乙烯)进行抗静电改性：称取HDPE、氯化聚乙烯、炭黑及其他助剂制得抗静电母料，在150℃处理得到抗静电膜。当导电炭黑用量为15～20％质量分数时，膜的表面电阻率可降到10⁸Ω。但该方法使用了黑色的炭黑填料，制得的产品颜色较深，可能会影响其使用范围。

Z.Ounaies通过原位聚合法将二胺1，3-双(3-氨基苯氧基)苯(APB)、六氟异亚丙基二钛酸二酐(6-FDA)超声作用3h在N，N-二甲基甲酰胺(DMF)中形成稳定的混合溶液，撤去超声装置，继续搅拌几个小时形成单层碳纳米管(SWNTs)/PAA溶液，以乙酸酐和吡啶为催化剂进行化学亚胺化。梯度升温处得SWNTs/PI纳米复合薄膜。实验结果表明，纳米复合薄膜具有抗静电性能。但是通过这种方法抗静电改性，成本很高，亚胺化过程加入了催化剂会对复合薄膜造成污染，限制了其大规模工业生产。

CN101553533A公开了一种抗静电苯乙烯聚合物组合物的制备方法及利用该组合物通过挤出成型、共挤出成型、注模、热成型模制、压模或者吹模获得的多层结构的薄膜、薄片或物品，该组合物包含按苯乙烯聚合物总重量计30至70重量％的苯乙烯聚合物，5至40重量％的钾离聚物，1至10重量％一种或多种多羟基化合物，以及2至20重量％的乙烯共聚物，同时公开了所述组合物制成的制品，例如多层共挤出获得的薄膜。该方法制得的薄膜表面电阻率可达到7.52×10⁸Ω，能有效地起到抗静电的作用，但该薄膜不耐高温，一定程度上限制了其应用领域。

US6663956B2将聚噻吩、表面活性剂、水混合制备了抗静电涂料，将此涂料涂于基体薄膜表面形成抗静电薄膜。由该方法制得的薄膜表面电阻率达到10¹²Ω以下，具有抗静电性能。但是此种方法制得的抗静电膜，使用寿命较短，经过水洗或摩擦后，抗静电涂层容易脱落或消失，影响其使用寿命。

US7914881B2通过多层共挤出制备了三层抗静电聚乳酸薄膜，其中底层膜是聚乳酸薄膜，中间层在聚乳酸中加入了稳定剂和中和剂，覆盖层的薄膜中除了含有聚乳酸同时含有一定质量的GMS(硬脂酸单甘油酯)和抗静电填料，所得三层薄膜表面电阻率达到10¹²Ω，具有抗静电性能。但仍有待进一步降低表面电阻率，使其抗静电性能更佳。

发明内容

本发明的目的是为了改善抗静电薄膜抗静电性能不能持久，加入导电填料会同时降低其体积电阻率，影响其绝缘性能等缺点，从而提供了制备三层抗静电聚酰亚胺薄膜的方法。

本发明的技术方案是，三层抗静电聚酰亚胺薄膜的制备方法，其具体步骤如下：

A、聚酰胺酸(PAA)/导电填料复合溶液制备