[发明专利]碳纳米管/聚酰亚胺复合材料膜及其制备方法

说明书

本发明属于复合材料技术领域，尤其涉及一种碳纳米管/聚酰亚胺复合材料膜的制备方法，包括步骤：获取碳纳米管膜和熔融的聚酰亚胺；在所述碳纳米管膜的运行速率为10cm/min～20cm/min，温度为350℃～420℃的条件下，将所述熔融的聚酰亚胺以2mL/min～120mL/min的喷附量喷射于所述碳纳米管膜表面，对喷附有熔融聚酰亚胺的碳纳米管膜加压处理，冷却得到碳纳米管/聚酰亚胺复合材料膜。本发明提供的碳纳米管/聚酰亚胺复合材料膜的制备方法，通过调控碳纳米管膜的运行速率、熔融的聚酰亚胺的喷射情况可实现连续量产，制备工艺简单，适应于工业化大规模生产和应用。

技术领域

本发明属于复合材料技术领域，尤其涉及一种碳纳米管/聚酰亚胺复合材料膜及其制备方法。

背景技术

聚酰亚胺(PI)具有耐高温、耐低温、耐辐射性、耐化学性和卓越的力学性能等特性，是一种发展潜力巨大的工程塑料，在航空航天、电子电气器件等多种领域有广泛的应用，尤其是在航空航天领域。由于受太空环境的影响，航空航天领域对于高分子材料的各方面性能都有苛刻的要求，聚酰亚胺作为一种高耐热的材料，同时还具备高化学稳定性、高机械性能、高耐辐射性与高度可加工性，在航天事业上有很大的应用空间。但是聚酰亚胺的电阻率较高，电荷在材料里不容易移动，积攒的电荷难以扩散，就会形成静电，而静电在航天领域是极其危险的，容易破坏航空器材，损坏电子元件。在聚酰亚胺基体中添加导电性添加剂可以有效获得静电保护，且能够提高基体的力学性能。

目前，为改善聚酰亚胺膜的导电能力，常用的添加剂有石墨类碳材料，碳纳米管等，其中，碳纳米管上碳原子的P电子形成大范围的离域π键，共轭效应显著，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。但是，目前碳纳米管与聚酰亚胺的复合存在两方面的问题：一方面，碳纳米管与聚酰亚胺的复合往往是将碳纳米管通过超声或者功能化等方法添加到聚酰亚胺中，然而对碳纳米管的功能化或大功率超声等处理方式会降低碳纳米管本身的电学、热学或力学性能，且分散的均匀性通常会影响最终复合材料的性能；另一方面，现有聚酰亚胺的制备方法中，对于没有明显的玻璃化转变温度的聚酰亚胺，尽管它们具有优异的高温稳定性，但当它们用于模塑材料时，需要特定的方法如烧结模塑来进行加工，对于具有优异加工性和低的玻璃化转变温度的聚酰亚胺，高温稳定性较差，制备条件和方式较局限，无法在高温下长期保持热稳定性，均难以实现连续化量产。

发明内容

发明要解决的问题

本发明的目的在于提供一种碳纳米管聚酰亚胺复合材料膜的制备方法，旨在解决现有碳纳米管聚酰亚胺复合材料膜的制备方法，对碳纳米管的功能化等处理破坏了碳纳米管的电学、热学及力学性能，且聚酰亚胺长期在高温下加工性差，膜层复合效率不佳，碳纳米管装载量低，复合材料膜综合性能不够理想等技术问题。

本发明的另一目的在于提供一种碳纳米管聚酰亚胺复合材料膜。

解决问题的手段

为了实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：

一种碳纳米管/聚酰亚胺复合材料膜的制备方法，包括以下步骤：

获取碳纳米管膜和熔融的聚酰亚胺；

在所述碳纳米管膜的运行速率为10cm/min～20cm/min，温度为350℃～420℃的条件下，将所述熔融的聚酰亚胺以2mL/min～120mL/min的喷附量喷射于所述碳纳米管膜表面，对喷附有熔融聚酰亚胺的碳纳米管膜加压处理，冷却得到碳纳米管/聚酰亚胺复合材料膜，所述碳纳米管/聚酰亚胺复合材料膜中碳纳米管的体积百分含量为30～70％。

优选地，所述熔融的聚酰亚胺的熔融粘度为0.49～0.53dl/g；和/或，

所述熔融的聚酰亚胺的喷射压力为80～150kg/cm²；和/或，