[发明专利]一种石墨烯掺杂聚酰亚胺复合薄膜的制造方法

说明书

本发明公开了一种石墨烯掺杂聚酰亚胺复合薄膜的制造方法，其具体制造方法为采取原位聚合的方法将所需的石墨烯与溶剂和二胺、二酐混合反应制得带有石墨烯的聚酰胺酸，然后利用涂膜机将聚酰胺酸均匀的涂布在平面板材上，再将其放入高温烘箱中进行亚胺化生成所需的聚酰亚胺，最后取出产品将板材上的聚酰亚胺薄膜剥离后即可制得所需的聚酰亚胺层，接着将聚酰亚胺层放入中间，在其上下各铺一层环氧树脂层，利用压延机将其压延结合即可制得所需的材料，本方法制得的聚酰亚胺薄膜具有机械强度高，导电率提升显著的特点，是一种新型石墨烯掺杂聚酰亚胺薄膜。

技术领域

本发明涉及一种薄膜制造方法，具体涉及一种石墨烯掺杂聚酰亚胺复合薄膜制造方法。

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材料，是目前已经实现工业化的特殊高分子材料，具有优越的物理机械综合性能，优良的电气与化学稳定性，广泛的应用于高新技术领域，而聚酰亚胺薄膜是其中最早的商品之一同时又是用量最大的一种，这种新型耐高温有机聚合物薄膜是目前世界上性能最好的薄膜类绝缘材料和最贵的薄膜材料之一，被称为“黄金薄膜”，聚酰亚胺薄膜优良的性能使得其在诸多领域发挥着越来越重要的作用，聚酰亚胺薄膜与碳纤维、芳纶纤维一起，被认为是目前制约我国发展高技术产业的三大瓶颈性关键高分子材料。

目前，国内聚酰亚胺薄膜存在着产品质量差、综合性能不稳定、产品精细化程度不够、品种少等缺点，影响了其应用，石墨烯作为迄今为止最薄的二维材料，具有优异的机械性能、电学性能、光学性能及热学性能，已成为当今新材料研究的热点，聚合物材料具有易成型及成本低等特点而具有广泛的应用，然而，由于聚合物材料较低的力学性能、固有的绝缘性等特点不能满足一些领域的应用，利用炭纳米材料改性及增强聚合物被认为是十分有效的途径。

发明内容

本发明目的在于提供一种石墨烯掺杂的聚酰亚胺薄膜的制造方法，生产出的聚酰亚胺薄膜机械性能好且导电，可应用在许多特殊领域

技术方案：

一种石墨烯掺杂聚酰亚胺复合薄膜的制造方法，

步骤一：采取原位聚合的方法将所需的石墨烯与溶剂和二胺、二酐混合反应制得带有石墨烯的聚酰胺酸；

步骤二：利用涂膜机将聚酰胺酸均匀的涂布在平面板材上，将其放入高温烘箱中进行亚胺化生成所需的聚酰亚胺；

步骤三：取出产品将平面板材上的聚酰亚胺薄膜剥离后即可制得所需的聚酰亚胺层；

步骤四：接着将聚酰亚胺层放入中间，在其上下各铺一层环氧树脂层，利用压延机将其压延结合即可制得所需的材料。

进一步地，本发明中的聚酰胺酸的制造方法为先将石墨烯溶入二胺与溶剂中，而后再缓慢加入二酐，当二胺与二酐摩尔数相等时体系黏度会快速增大，此时停止加入二酐。

进一步地，本发明中的二胺为44-二氨基二苯醚或对苯二胺，所述的二酐为均苯四甲酸二酐或联苯四甲酸二酐，所述的溶剂为二甲基乙酰胺或二甲基甲酰胺。

进一步地，本发明中的平面板材为钢化玻璃板材，涂在平面板材上薄膜的厚度为5-200微米。

进一步地，本发明中的平面板材为不锈钢板材。

进一步地，本发明中的高温烘箱中进行亚胺化的温度开始是80℃保温1H，接着100℃,150℃,200℃,250℃，300℃各保温30分钟。

进一步地，本发明中的二酐与二胺的质量总和占溶剂质量的10％到30％，所述的石墨烯占二酐与二胺质量总和的1％到200％。

进一步地，本发明中在得到聚酰亚胺薄膜后再在其上下铺一层环氧树脂层进行压延使其紧密结合，环氧树脂层与聚酰亚胺层的厚度比为0.1-10。

本发明中的有益效果是：