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专利号: 2016100195140
申请人: 湖南工业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 有机高分子化合物;其制备或化学加工;以其为基料的组合物
更新日期:2024-02-28
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种含芴或芴酮结构的聚酰亚胺纳米复合材料,其特征在于:采用具有高平面性含芴或芴酮结构的芳香二胺、各种四酸二酐和层状纳米粒子为原料,二胺与二酐摩尔比为1:(0.9~1.1),层状纳米粒子的质量为二胺和二酐总质量的0.05~30%。

2.根据权利要求1所述含芴或芴酮结构的聚酰亚胺纳米复合材料,其特征在于:二胺的分子结构通式为:其中,Z为 Ar1选自下列结构式中的任何一种:

其中,Ar2、Ar3、Ar4选自下列结构式中的任何一种:

其中Ar5和Ar6选自下列结构式中的任何一种:

其中,m=1,2,3,4,6,8;n1,n2=1,2,3,4,5,6 。

3.根据权利要求1所述含芴或芴酮结构的聚酰亚胺纳米复合材料,其特征在于:二酐的分子结构式如下所示:。

4.根据权利要求1所述含芴或芴酮结构的聚酰亚胺纳米复合材料,其特征在于:层状纳米粒子可以为蒙脱土、石墨烯、云母片或水滑石,以及具有层状结构的氮化硼、氮化碳、黑磷、氧化铁、二氧化锰、三氧化钼、三氧化钨、五氧化二钒、二硫化钼、二硫化钨、二硫化钛、二硫化钒、硒化镓、二硒化钨、二硒化钛、硒化铋、二碘化铅、溴化镁、二氯化钼、氯化铬、四氯化铅和三氯化钌中的一种或多种混合物。

5.根据权利要求1所述含芴或芴酮结构的聚酰亚胺纳米复合材料,其特征在于:聚酰亚胺纳米复合材料可以制备成粉体或薄膜。

6.根据权利要求1所述含芴或芴酮结构的聚酰亚胺纳米复合材料,其制备方法包括以下两种方法:步骤(A1)、在氩气气氛中,将层状纳米粒子在强极性非质子有机溶剂中超声分散0.5~10h,制备浓度0.05~30%的纳米粒子均匀分散液;(A2)、将二胺与二酐按摩尔比为

1:(0.9~1.1)加入到强极性非质子有机溶剂中,在-10~40℃搅拌反应0.5~72h,得到 均相、粘稠的聚酰胺酸胶液;(A3)、将纳米粒子分散液添加到聚酰胺酸胶液中搅拌0.1~10h;

(A4)、对含层状纳米粒子的聚酰胺酸复合胶液进行脱水,得到聚酰亚胺纳米复合材料;或者,步骤(B1)、在氩气气氛中,将层状纳米粒子在强极性非质子有机溶剂中超声分散0.5~

10h后,将二胺与二酐按摩尔比为1:(0.9~1.1)加入到分散液中,在-10~40℃搅拌反应0.5~72h,得到均相、粘稠的聚酰胺酸复合胶液;(B2)、对含层状纳米粒子的聚酰胺酸复合胶液中的聚酰胺酸进行脱水,得到聚酰亚胺纳米复合材料。

7.根据权利要求6所述含芴或芴酮结构的聚酰亚胺纳米复合材料的制备方法,其特征在于:聚酰胺酸复合胶液中纳米粒子、二胺和二酐总质量占反应物料总质量的2~50%。

8.根据权利要求6所述含芴或芴酮结构的聚酰亚胺纳米复合材料的制备方法,其特征在于:强极性非质子有机溶剂为N-甲基吡咯烷酮、二甲基亚砜、二甲基砜、环丁砜、1,4-二氧六环、N,N-二甲基乙酰胺、N,N-二甲基甲酰胺、间甲酚、四氢呋喃中的一种或一种以上的混合物。

9.根据权利要求6所述含芴或芴酮结构的聚酰亚胺纳米复合材料的制备方法,其特征在于:聚酰胺酸脱水得到聚酰亚胺的方法是热酰亚胺化或化学酰亚胺化。

10.根据权利要求9所述含芴或芴酮结构的聚酰亚胺纳米复合材料的制备方法,其特征在于:热酰亚胺化的具体操作为:将含有层状米粒子的聚酰胺酸复合胶液刮涂在玻璃板上,再将玻璃板置于真空烘箱中,抽真空,升温程序为:室温升温至100℃后恒温整个过程0.8~

3h,从100℃升温至200℃后恒温整个过程0.8~2h,从200℃升温至300℃恒温整个过程0.8~2h,从300℃升温至350℃~500℃后恒温整个过程0.5~2h,冷却后可取出聚酰亚胺膜。

11.根据权利要求9所述含芴或芴酮结构的聚酰亚胺纳米复合材料的制备方法,其特征在于:化学酰亚胺化的具体操作为:在含有层状纳米粒子的聚酰胺酸复合胶液中加入吡啶/乙酸酐、或三乙胺/乙酸酐、或乙酸钠/乙酸酐作为脱水剂,升温搅拌,加热至60~170℃继续搅拌0.5~6h,冷却至室温后倒入甲醇或丙酮中得到聚酰亚胺沉淀,过滤干燥,即得到聚酰亚胺粉体,再将聚酰亚胺粉体溶于N-甲基吡咯烷酮(NMP)、二甲基亚砜(DMSO)、N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)、N,N-二甲基甲酰胺(DMF)、间甲酚(m-Cresol)或四氢呋喃(THF)中,加热至完全溶解后,将聚酰亚胺纳米复合溶液刮涂在玻璃板上,70~200℃真空干燥去除溶剂,冷却后可取出聚酰亚胺纳米复合膜。

12.根据权利要求1所述的含芴或芴酮结构的聚酰亚胺纳米复合材料,其特征在于其可用于微电子、军工、航空航天、高性能包装与防护以及电子器件封装高新技术产业领域。