[发明专利]一种金属有机盐/聚酰亚胺复合薄膜的制备方法

说明书

本发明公开了一种金属有机盐催化聚酰亚胺制备石墨膜的方法，属于石墨膜材料制备技术领域。其制备方法为：采取原位聚合的方法将所需的金属有机盐与溶剂和二胺、二酐混合反应制得带有金属有机盐的聚酰胺酸，将溶有金属有机盐的聚酰胺酸亚胺化得到金属有机盐/聚酰亚胺复合薄膜，将复合薄膜在石墨板间碳化，并在一定气氛保护下石墨化，得到聚酰亚胺石墨膜。本发明工艺简单，成本低廉，易于实现工业化生产。加入的金属有机盐在溶剂中分散性好，对石墨膜形成具有催化作用，高温下可完全去除。所得石墨膜石墨化程度高，机械性能好，传热性能好，可应用于电子设备中的散热材料。

技术领域

本发明属于石墨膜材料制备技术领域，具体涉及一种金属有机盐催化聚酰亚胺制备石墨膜的方法。

背景技术

聚酰亚胺作为一种综合性能良好的功能高分子材料，具有耐热、耐低温、耐辐射、阻燃和无毒的特性，机械性能优异，尺寸稳定，化学性能稳定并具备生物稳定性。由于其在高温下尺寸稳定，原材料含碳量高且易于脱胶，这些特性使其成为制备石墨导热膜的理想材料。随着5G时代来临，电子设备不断发展，其功耗越来越大，导致设备发热现象更加严重，因此这些设备对于散热的要求也愈加迫切。

现有技术中由聚酰亚胺制备的石墨膜，石墨化率低，石墨化温度高，机械性能差，而且散热效果不能满足手机、电脑等设备的散热要求。

发明内容

基于上述问题，本发明提供一种有机盐催化聚酰亚胺制备石墨膜的方法，通过在聚酰亚胺中掺杂金属有机盐，从而催化聚酰亚胺制备石墨膜。在保证制备的石墨膜石墨化率高，机械性能好，绝缘性好的同时，提升其散热效果，且能够在一定程度上降低石墨化温度。

本发明的技术方案如下：

本发明的技术方案之一，一种金属有机盐/聚酰亚胺复合薄膜的制备方法，将金属有机盐与溶剂和二胺、二酐混合进行原位聚合反应，制得溶有金属有机盐的聚酰胺酸溶液；将溶有金属有机盐的聚酰胺酸溶液亚胺化制得金属有机盐/聚酰亚胺复合薄膜。

进一步的，所述金属有机盐为乙酰丙酮铁、乙酰丙酮钴或乙酰丙酮镍中的一种；

所述溶剂为二甲基乙酰胺、二甲基甲酰胺、二甲基亚砜或N-甲基吡咯烷酮中的一种或几种的混合；

所述二胺为4’4-二氨基二苯醚、对苯二胺中的一种或几种；

所述二酐为均苯四甲酸二酐、联苯四甲酸二酐、二苯醚二酐中的一种或几种。

进一步的，二酐与二胺的质量总和占溶剂质量的15～30％，所述的金属有机盐占二酐与二胺质量总和的0.2～15％。

进一步的，所述原位聚合反应在惰性气体保护下进行，反应温度为15～35℃，反应时间为8～72小时；

进一步的，所述亚胺化为热亚胺化或化学亚胺化；

热亚胺化法是将金属有机盐聚酰胺酸混合溶液浇铸于玻璃板上，于台式匀胶机中以800-1500r/min的转速匀胶15-30s，随后将溶液在90℃加热30分钟脱去溶剂，在250℃和400℃分别加热10分钟，使其完全亚胺化；

化学亚胺化法是将金属有机盐聚酰胺酸置于搅拌台下搅拌，缓慢滴加过量的吡啶作为催化剂加入三乙胺作为脱水剂并在15-50℃条件下反应1-5min，将胶体熔铸于清洁的玻璃板上在70-100℃烘箱中烘干溶剂。

本发明的技术方案之二，一种根据上述金属有机盐/聚酰亚胺复合薄膜的制备方法制备得到的金属有机盐/聚酰亚胺复合薄膜。

本发明的技术方案之三，上述金属有机盐/聚酰亚胺复合薄膜在制备石墨膜中的应用。

本发明的技术方案之四，一种聚酰亚胺石墨膜的制备方法，将上述的金属有机盐/聚酰亚胺复合薄膜进行碳化处理，得到碳化膜；之后对上述碳化膜石墨化，得到聚酰亚胺石墨膜。