[发明专利]一种碳纳米管复合聚酰亚胺树脂的聚合物及其制备与应用

说明书

本发明提出了一种碳纳米管复合聚酰亚胺树脂的聚合物及其制备与应用，该聚合物包括以下百分含量组分：碳纳米管0.5‑3％、氮化物微粉0.5‑3％、改性高岭土0‑2％、氟硅酸铜0‑2％、聚酰亚胺树脂余量，本发明通过合理的配方组成和工艺改进，原料间分散结合性强，制得的聚合物材料分布均匀，空间结构交联稳固，有效提高了力学、电学性能，综合质量显著提升，具有良好的市场推广价值。

技术领域

本发明涉及高分子材料技术领域，具体涉及一种碳纳米管复合聚酰亚胺树脂的聚合物及其制备与应用。

背景技术

聚酰亚胺(PI)是指主链上含有酰亚胺环的一类聚合物，其中以含有酞酰亚胺结构的聚合物最为重要。其耐温达400℃以上，耐骤冷骤热，长期使用温度范围-200～300℃，具有优异的电性能、机械性能，优异的耐化学腐蚀、耐溶剂性能，且热膨胀系数较小、耐磨性能较好。已广泛应用在航空、航天、微电子、纳米、液晶、分离膜、激光等尖端技术领域。但聚酰亚胺体积电阻率高达10 ¹⁵～10 ¹⁷Ω.cm，容易在其表面产生静电，易引起爆炸和火灾，提高聚酰亚胺材料的抗静电能力和导电能力，可拓宽其在化工、机械、电子等领域的应用。

碳纳米管上碳原子的P电子形成大范围的离域π键，由于共轭效应显著，碳纳米管具有一些特殊的电学性质，而且碳纳米管的结构与石墨的片层结构相同，所以具有很好的电学性能。因此，将碳纳米管与聚酰亚胺复合是非常看好的研究方向，目前，碳纳米管已大量用于高分子材料的复合参杂研究，且取得的良好的成效，但仍然存在制备繁琐、综合性能不够理想等问题，因此，需要进一步的研究和完善以获得低成本、高质量的高分子材料。

发明内容

针对上述存在的问题，本发明提出了一种碳纳米管复合聚酰亚胺树脂的聚合物及其制备与应用，通过合理的配方组成和工艺改进，原料间分散结合性强，制得的聚合物材料分布均匀，空间结构交联稳固，有效提高了力学、电学性能，用于聚酰亚胺薄膜综合质量显著提升，具有良好的市场推广价值。

为了实现上述的目的，本发明采用以下的技术方案：

一种碳纳米管复合聚酰亚胺树脂的聚合物，包括以下百分含量组分：碳纳米管0.5-3％、氮化物微粉0.5-3％、聚酰亚胺树脂余量。

优选的，碳纳米管复合聚酰亚胺树脂的聚合物，还包括以下百分含量组分：改性高岭土0-2％、氟硅酸铜0-2％。

优选的，所述碳纳米管采用单壁碳纳米管，管径为0.5-3nm。

优选的，所述氮化物微粉为氮化硅、氮化锆、氮化钛、氮化锌、氮化钽中的任意一种或以上的组合物。

优选的，所述氮化物微粉为质量比0.5：0.8：0.8：0.3氮化硅、氮化锆、氮化钛、氮化锌的任组合物。

优选的，所述改性高岭土制备步骤如下：先将高岭土置于球磨机中研磨至粒径为0.2-0.3μm，然后取出，向其中添加高岭土总质量 0.5-1.5％的偶联剂，再一起送入高速混合机内，先在70-90℃、2000rpm 加热反应10-30min，然后升温至110-120℃，3000rpm搅拌反应 10-30min，最后降温至80-100℃、2000rpm搅拌反应10-30min。

优选的，所述偶联剂采用硅烷偶联剂或钛酸酯偶联剂。

优选的，碳纳米管复合聚酰亚胺树脂的聚合物，制备步骤如下：

1)按重量百分比称取原料，先将氟硅酸铜加入聚酰亚胺树脂中，先常温下搅拌均匀，然后在搅拌条件下逐渐升温75±5℃，继续搅拌 10-20min，保温30min，得混合物一；

2)将改性高岭土分次加入混合物一中，搅拌均匀后，50℃保温反应1-3h，得混合物二；