CN110628218A - 一种含氟聚酰亚胺/聚全氟乙丙烯润滑复合膜及其制备方法 - Google Patents

一种含氟聚酰亚胺/聚全氟乙丙烯润滑复合膜及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种含氟聚酰亚胺/聚全氟乙丙烯（FPI/FEP）润滑复合膜及其制备方法，将聚全氟乙丙烯乳液均匀的喷涂在含氟聚酰亚胺薄膜表面，经高温干燥后，再均匀的刷涂一层全氟聚醚得到复合膜。采用喷涂法的优点在于，成本低、易于产业化，适用于大面积的应用，具有较高的实用价值，制备的复合膜具有良好的绝缘、抗静电、抗粘结、耐腐蚀等效果。

Description

一种含氟聚酰亚胺/聚全氟乙丙烯润滑复合膜及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种含氟聚酰亚胺/聚全氟乙丙烯（FPI/FEP）润滑复合膜及其制备方法，属于复合膜材料制备领域。
背景技术
聚酰亚胺是一种重要的工程塑料，具有良好的综合性能，是耐热等级最高的聚合物材料之一，广泛应用在航天航空、电子电气等产业中。随着高新科技的发展，普通聚酰亚胺材料已经不能满足高新科技产品的制造对材料性能的要求，由此聚酰亚胺改性成为现在研究的热点。聚全氟乙烯丙烯具有耐磨、抗酸抗碱、抗各种有机溶剂、介电常数低，摩擦系数低等的特点，同时具有良好的加工性能。利用聚全氟乙烯丙烯对聚酰亚胺薄膜改性有望得到机械性能优良、成型工艺简单、耐热的低介电复合材料，可应用在电器、电热片、电线电缆、汽车开关用隔膜以及航空航天等领域。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供一种含氟聚酰亚胺/聚全氟乙丙烯（FPI/FEP）润滑复合膜及其制备方法。
本发明是通过以下技术方案实现的。
一种含氟聚酰亚胺/聚全氟乙丙烯（FPI/FEP）润滑复合膜，其特征在于，是由表面粗糙的聚酰亚胺复合膜与全氟聚醚复合构成。
上述的FPI/FEP润滑复合膜的制备方法，其特征在于，将全氟聚醚均匀的刷涂在表面粗糙的聚酰亚胺复合膜上，静置5～72h后，得到润滑复合膜。
根据权利要求2所述的FPI/FEP润滑复合膜的制备方法，其特征在于，全氟聚醚的粘度为10～350 mPa/s，刷涂量为0.5～5.0L/m2。
上述的表面粗糙的聚酰亚胺复合膜的制备方法，其特征在于，采用空气喷涂的方法制备表面粗糙的聚酰亚胺复合膜，在干燥的含氟聚酰亚胺薄膜表面，采用喷嘴直径为0.1～10mm的喷枪，以压力为0.5～2.0MPa 空气为动力，距离底材表面2～10cm处，将聚全氟乙丙烯乳液向表面进行喷涂1～10min，然后以距离底材表面15～40cm处再喷涂1～15min，喷涂完毕后，在多段式升温加热方式下干燥得到表面粗糙的聚酰亚胺复合膜。
上述的多段式升温加热方式，其特征在于，室温加热至170～180℃，保温5～15min；升温至270～280℃，保温1～10min，第一阶段升温速率为5～15℃/min，第二阶段升温速率为10～20℃/min。
上述的聚全氟乙丙烯乳液粒径均为0.10～0.80μm，固体含量10～50%（质量分数）。
上述的表面粗糙的聚酰亚胺复合膜，水接触角大于150°，滚动角低于10°。
上述的含氟聚酰亚胺薄膜是含氟聚酰亚胺酸通过流延法以及亚胺化制备而成，其厚度为5～300μm。
上述的制备方法制备的FPI/FEP润滑复合膜，拉伸强度为100～200MPa，断裂伸长率为50～200%，弹性模量为800～3000MPa，水接触角大于130°，接触角滞后低于15°，介电常数低于5，介电损耗低于0.007，耐受温度为200～300℃，热收缩率低于1%。
附图说明
图1为含氟聚酰亚胺/聚全氟乙丙烯润滑复合膜制备流程图。
有益效果
本发明的含氟聚酰亚胺/聚全氟乙丙烯（FPI/FEP）润滑复合膜是由表面粗糙的聚酰亚胺复合膜与全氟聚醚复合构成。采用喷涂法的优点在于，成本低、易于产业化，适用于大面积的应用，具有较高的实用价值，表面粗糙的聚酰亚胺复合膜，水接触角大于150°，滚动角低于10°，涂覆全氟聚醚后的复合膜展现出优异的综合性能，拉伸强度为100～200MPa，断裂伸长率为50～200%，弹性模量为800～3000MPa，水接触角大于130°，接触角滞后低于15°，介电常数低于5，介电损耗低于0.007，耐受温度为200～300℃，热收缩率低于1%，具有良好的绝缘、抗粘附、耐磨、高低温、耐腐蚀性等特点，可用做电机槽的绝缘材料及电缆绕包材料。
具体实施方式
下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
实施例1
制备含氟聚酰亚胺薄膜，制备方法为：以4,4'-(六氟异丙烯)二酞酸酐与4,4′-二胺基二苯醚为原料通过缩聚反应合成含氟聚酰胺酸。将含氟聚酰胺酸溶液在干燥、光滑且洁净的玻璃板上均匀流延，干燥温度为280℃，干燥时间为3min；烧结分两阶段：室温加热至120℃，保温5min，升温速率为10℃/min；升温至330℃，保温3min，升温速率为15℃/min，得含氟聚酰亚胺薄膜。
制备表面粗糙的聚酰亚胺复合膜，制备方法为：在干燥好的含氟聚酰亚胺薄膜表面，采用喷嘴直径为0.1mm的喷枪，以压力为0.5MPa 空气为动力，距离底材表面2cm处，将聚全氟乙丙烯乳液（乳液粒径均为0.10μm，固体含量50%）向表面进行喷涂10min，然后以距离底材表面15cm处再喷涂15min，喷涂完毕后，室温加热至180℃，保温5min；升温至270℃，保温10min（第一阶段升温速率为5℃/min，第二阶段升温速率为10℃/min）干燥得到表面粗糙的聚酰亚胺复合膜。其水接触角为153°，滚动角为8°。
制备FPI/FEP润滑复合膜，制备方法为：将全氟聚醚（10mPa/s，刷涂量为3L/m2）均匀的涂刷在表面粗糙的聚酰亚胺复合膜上，静置48小时，得到FPI/FEP润滑复合膜。
复合膜水接触角为131°，接触角滞后为15°，介电常数为4.8，介电损耗为0.006，耐受温度为300℃，热收缩率为0.3%。
实施例2
制备含氟聚酰亚胺薄膜，制备方法为：以4,4'-(六氟异丙烯)二酞酸酐与4,4′-二胺基二苯醚为原料通过缩聚反应合成含氟聚酰胺酸。将含氟聚酰胺酸溶液在干燥、光滑且洁净的玻璃板上均匀流延，干燥温度为250℃，干燥时间为5min；烧结分两阶段：室温加热至120℃，保温5min，升温速率为10℃/min；升温至310℃，保温3min，升温速率为15℃/min，得含氟聚酰亚胺薄膜。
制备表面粗糙的聚酰亚胺复合膜，制备方法为：在干燥好的含氟聚酰亚胺薄膜表面，采用喷嘴直径为5 mm的喷枪，以压力为1MPa 空气为动力，距离底材表面5cm处，将聚全氟乙丙烯乳液（乳液粒径均为0.50μm，固体含量30%）向表面进行喷涂5min，然后以距离底材表面20cm处再喷涂10min，喷涂完毕后，喷涂完毕后，室温加热至170℃，保温15min；升温至280℃，保温1min（第一阶段升温速率为10℃/min，第二阶段升温速率为15℃/min）干燥得到表面粗糙的聚酰亚胺复合膜。其水接触角为155°，滚动角为7°。
制备FPI/FEP润滑复合膜，制备方法为：将全氟聚醚（30mPa/s，刷涂量为0.5L/m2）均匀的涂刷在表面粗糙的聚酰亚胺复合膜上，静置5小时，得到FPI/FEP润滑复合膜。
复合膜水接触角为133°，接触角滞后为13°，介电常数为3.9，介电损耗为0.006，耐受温度为280℃，热收缩率为0.5%。
实施例3
制备含氟聚酰亚胺薄膜，制备方法为：以4,4'-(六氟异丙烯)二酞酸酐与4,4′-二胺基二苯醚为原料通过缩聚反应合成含氟聚酰胺酸。将含氟聚酰胺酸溶液在干燥、光滑且洁净的玻璃板上均匀流延，干燥温度为220℃，干燥时间为10min；烧结分两阶段：室温加热至120℃，保温5min，升温速率为10℃/min；升温至280℃，保温3min，升温速率为15℃/min，得含氟聚酰亚胺薄膜。
制备表面粗糙的聚酰亚胺复合膜，制备方法为：在干燥好的含氟聚酰亚胺薄膜表面，采用喷嘴直径为10mm的喷枪，以压力为2MPa 空气为动力，距离底材表面10cm处，将聚全氟乙丙烯乳液（乳液粒径均为0.80μm，固体含量10%）向表面进行喷涂1min，然后以距离底材表面40cm处再喷涂1min，喷涂完毕后，室温加热至175℃，保温10min；升温至275℃，保温5min（第一阶段升温速率为10℃/min，第二阶段升温速率为15℃/min）干燥得到表面粗糙的聚酰亚胺复合膜。其水接触角为157°，滚动角为5°。
制备FPI/FEP润滑复合膜，制备方法为：将全氟聚醚（350mPa/s，刷涂量为5L/m2）均匀的涂刷在表面粗糙的聚酰亚胺复合膜上，静置72小时，得到FPI/FEP润滑复合膜。
复合膜水接触角为135°，介电常数为接触角滞后为10°，，介电损耗为0.005，耐受温度为270℃，热收缩率为0.6%。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (9)

1.一种含氟聚酰亚胺/聚全氟乙丙烯（FPI/FEP）润滑复合膜，其特征在于，是由表面粗糙的聚酰亚胺复合膜与全氟聚醚复合构成。
2.根据权利要求1所述的FPI/FEP润滑复合膜的制备方法，其特征在于，将全氟聚醚均匀的刷涂在表面粗糙的聚酰亚胺复合膜上，静置5～72h后，得到润滑复合膜。
3.根据权利要求2所述的FPI/FEP润滑复合膜的制备方法，其特征在于，全氟聚醚的粘度为10～350 mPa/s，刷涂量为0.5～5.0L/m2。
4.根据权利要求2所述的表面粗糙的聚酰亚胺复合膜的制备方法，其特征在于，采用空气喷涂的方法制备表面粗糙的聚酰亚胺复合膜，在干燥的含氟聚酰亚胺薄膜表面，采用喷嘴直径为0.1～10mm的喷枪，以压力为0.5～2.0MPa 空气为动力，距离底材表面2～10cm处，将聚全氟乙丙烯乳液向表面进行喷涂1～10min，然后以距离底材表面15～40cm处再喷涂1～15min，喷涂完毕后，在多段式升温加热方式下干燥得到表面粗糙的聚酰亚胺复合膜。
5.根据权利要求4所述的多段式升温加热方式，其特征在于，室温加热至170～180℃，保温5～15min；升温至270～280℃，保温1～10min，第一阶段升温速率为5～15℃/min，第二阶段升温速率为10～20℃/min。
6.根据权利要求4所述的表面粗糙的聚酰亚胺复合膜，水接触角大于150°，滚动角低于10°。
7.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述的聚全氟乙丙烯乳液粒径均为0.10～0.80μm，固体含量10～50%（质量分数）。
8.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述的含氟聚酰亚胺薄膜是含氟聚酰亚胺酸通过流延法以及亚胺化制备而成，其厚度为5～300μm。
9.根据权利要求1所述的FPI/FEP润滑复合膜拉伸强度为100～200MPa，断裂伸长率为50～200%，弹性模量为800～3000MPa，水接触角大于130°，接触角滞后低于15°，介电常数低于5，介电损耗低于0.007，耐受温度为200～300℃，热收缩率低于1%，可用做电机槽绝缘膜。
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