[发明专利]高介电常数聚酰亚胺金属有机络合物复合膜及其制备方法

说明书

本发明提供了一种高介电常数聚酰亚胺金属有机络合物复合膜的制备方法，包括如下步骤：在含有金属有机络合物的溶液中加入特性粘度在2.0dl/g以上的聚酰胺酸溶液，在5～20℃条件下搅拌混合5～30h，获得预聚混合液；将所述预聚混合液浇铸成膜，再对其进行热亚胺化处理，获得聚酰亚胺金属有机络合物复合膜。

技术领域

本发明涉及一种聚酰亚胺复合膜及其制备方法，特别涉及一种聚酰亚胺和金属有机络合物结合的复合膜及其制备方法。

背景技术

聚酰亚胺(PI)是主链上含有酰亚胺环的具有优良耐热性、耐化学稳定性、优异力学性能和电性能的一类高分子材料，可广泛应用于航空、航天、电气、微电子以及汽车等高新技术领域。但由于其介电常数较小，一般为2.5～3.5左右，很难应用于高密度储能容器。为了得到高储能的聚酰亚胺基复合材料，一般将陶瓷、导电金属粒子(银，铜，铝等)、碳材料或有机物质添加在聚酰亚胺中制备高储能的复合材料，但由于这些添加的物质在聚酰亚胺中分布不均匀、与聚酰亚胺基体不相容性等以及聚酰亚胺柔韧性降低原因，导致制备的复合材料具有局限性，影响着其广泛应用。

因此需要通过改进现有的聚酰亚胺膜的制备方法，以提高膜的介电常数、拉伸性能以及热学性能，拓宽聚酰亚胺膜的发展和应用。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种高介电常数聚酰亚胺金属有机络合物复合膜的制备方法，包括如下步骤：

(1)在含有金属有机络合物的有机溶剂中加入特性粘度在2.0dl/g以上的聚酰胺酸溶液，在5～20℃条件下搅拌混合5～30h，获得预聚混合液；

(2)将所述预聚混合液浇铸成膜，再对其进行热亚胺化处理，获得聚酰亚胺金属有机络合物复合膜。

作为本发明优选地实施方式，所述金属有机络合物为选自为选自二茂铁、二茂钴或二茂镍，以及含有羰基、羧基、氨基或胺基的二茂铁、二茂钴或二茂镍的二茂金属有机化合物中的任意一种。

作为本发明优选地实施方式，所述金属有机络合物为选自二甲酰二茂铁、二乙酰二茂铁、二茂铁二甲酸、二茂铁二甲酰胺、二茂铁二乙酰胺、二茂铁苯二胺、二茂铁联苯胺、二茂铁二肼、二茂铁胺基苯醚、二茂铁二肟、二茂钴二甲酸、二甲酰二茂钴、二乙酰二茂钴、二茂镍二甲酸或二乙酰二茂镍中的任意一种或几种的组合。

作为本发明优选地实施方式，所述聚酰胺酸溶液是由二酐单体、二胺单体和苯甲酸在有机溶剂中混合反应得到。

作为本发明优选地实施方式，所述聚酰胺酸溶液的质量浓度为5～20％；所述金属有机络合物在溶液中的质量浓度为10～20％；所述金属有机络合物与所述二胺单体的物质的量比为1：3～6。

作为本发明优选地实施方式，所述二酐单体包括：均苯四甲酸二酐、3,3’,4,4’-二苯甲酮四羧酸二酐、3,3’,4,4’-联苯四羧酸二酐中的任意一种或几种组合；所述二胺单体包括：主链含咪唑基团的二胺和侧链咪唑基团的二胺中的任意一种或几种组合。

作为本发明优选地实施方式，其特征在于，所述二胺单体选自：

中的任意一种或几种的组合。

作为本发明优选地实施方式，步骤(2)热亚胺化处理采用分阶段热处理，首先升温至60～80℃，恒温反应0.5～2.0h；接着在真空下继续升温至80～120℃，恒温反应0.5～2.0h；再继续升温至200～380℃，恒温反应0.1～3h，获得聚酰亚胺金属有机络合物复合膜。