CN111349255B - 一种石墨烯-聚酰亚胺导电膜及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种石墨烯‑聚酰亚胺导电膜的制备方法,包括:S1、在氮气保护下,向石墨烯分散液中加入二胺,搅拌至无颗粒状时,分四批加入二酐,室温、搅拌条件下反应1‑2h;S2、然后加入阻燃改性剂,搅拌30‑60min后,升温至120‑160℃下反应10‑12h;S3、再加入极性溶剂稀释溶液,并搅拌至均相,最后过滤去除杂质;和S4、将S3制得的溶液涂布在基材上,烘干去除溶剂后,再进行亚胺化处理,剥离掉基材,得到石墨烯‑聚酰亚胺导电膜。

Description

一种石墨烯-聚酰亚胺导电膜及其制备方法
技术领域
本发明涉及导电薄膜制造领域,具体涉及石墨烯材料在聚酰亚胺导电膜领域的应用。
背景技术
聚酰亚胺是指主链上含有酰亚胺环(-CO-NH-CO-)的一类聚合物,其中以含有酞酰亚 胺结构的聚合物最为重要。聚酰亚胺作为一种特种工程材料,已广泛应用在航空、航天、微电子、纳米、液晶、分离膜、激光等领域。上世纪60年代,各国都在将聚酰亚胺 的研究、开发及利用列入21世纪最有希望的工程塑料之一。
石墨烯(Graphene)是单原子厚度的二维碳原子晶体,它被认为是富勒烯、碳纳米管(CNT) 和石墨的基本结构单元。2004年,Ceim等用胶带粘贴法从高结晶石墨块上剥下少量单层 石墨烯,并对其电学性质研究,发现其具有特殊的电子特性,如量子霍尔效应,在高电 场诱导密度下仍能保持载流子的高迁移率,在开发新型电子组件方面有很大的潜力。
近年来,石墨烯-聚酰亚胺导电膜的研究日益增多,主要应用于石墨烯发热膜领域。在国 家煤改电政策下,石墨烯电采暖产品成为石墨烯应用的风口,这就需要电采暖产品中石 墨烯发热膜要拥有很好的耐热性和力学性能,而聚酰亚胺具有良好的机械性能、热稳定 性、结构稳定性等其他优异性能,因此,将高导热、高导电的石墨烯材料和聚酰亚胺复合具有重要意义。
目前石墨烯-聚酰亚胺导电膜在应用的过程中普遍存在两个问题。一是导电膜中石墨 烯分散不均导致方阻不均匀,这会影响到制备出的石墨烯发热膜温度不均匀;二是石墨烯 -聚酰亚胺导电膜阻燃性能不好,这导致应用到电采暖产品中,不能起到很好的安防效果。
背景技术部分的内容仅仅是发明人所知晓的技术,并不当然代表本领域的现有技术。
发明内容
本发明目的是针对现有技术存在问题中的一个或多个,提供一种石墨烯-聚酰亚胺导 电膜的制备方法。
本发明的另一目的是提供上述方法制得的石墨烯-聚酰亚胺导电膜。
本发明的目的通过以下技术方案来具体实现:
一种石墨烯-聚酰亚胺导电膜的制备方法,包括:
S1、在保护气保护下,向石墨烯分散液中加入二胺,搅拌至无颗粒状时,分四批加入二酐,室温、搅拌条件下反应1-2h;
S2、然后加入阻燃改性剂,搅拌30-60min后,升温至120-160℃下反应10-12h;
S3、再加入极性溶剂稀释溶液,并搅拌至均相,最后过滤去除杂质;和
S4、将S3制得的溶液涂布在基材上,烘干去除溶剂后,再进行亚胺化处理,剥离掉基材,得到石墨烯-聚酰亚胺导电膜。
根据本发明的一个方面,所述S1中,所述石墨烯分散液为石墨烯粉末分散到极性溶 剂中的分散液,优选地,所述石墨烯分散液的浓度为1-3wt%。
根据本发明的一个方面,所述S1中,所述石墨烯分散液按照如下方面制得:
将石墨烯粉末加入极性溶剂中,超声波分散,得到石墨烯分散液。
优选地,所述超声波分散的超声频率为50~100KHz,时间为6~8h,分散液温度控制 在25~35℃。
根据本发明的一个方面,所述石墨烯粉末为单层或多层的石墨烯微片。
根据本发明的一个方面,所述石墨烯微片的片径为0.5-6μm。
根据本发明的一个方面,所述石墨烯微片的厚度为1-10nm。
根据本发明的一个方面,所述石墨烯微片的比表面积为20-200m2/g。
根据本发明的一个方面,所述石墨烯微片的电导率为8×104-2×105S/m。
根据本发明的一个方面,所述S1中,所述极性溶剂为二甲基亚砜、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-甲基吡咯烷酮或四氢呋喃中的任意一种。
根据本发明的一个方面,所述S1中,所述二胺和所述二酐事先进行预处理,具体预处理方法为:
将二酐和二胺放于真空干燥箱中100-120℃的温度下烘焙1-2h。优选地,在烘焙前先分别研磨二酐和二胺至粒径小于100μm。
根据本发明的一个方面,所述二胺为2TFMPPD、BBH、FPPD、FBA、PPD中的任意一 种;
根据本发明的一个方面,所述二酐为联苯四酸二酐、PMDA、PHDA、DNDA、CBDA、BCHDABPDA、BTDA、NDO、PDO、TDO中的任意一种。
根据本发明的一个方面,所述S1中,所述分四批加入二酐的具体方法为:在室温下,将二酐分成四等份,边搅拌边加入,每加入一份后间隔时间10~20min再加入下一 份。
根据本发明的一个方面,所述石墨烯、二胺与二酐的质量比控制在(0.1- 1.2):1:1。
根据本发明的一个方面,所述S1中,所述搅拌条件下反应中,采用在 600~800r/min转速下机械搅拌。
根据本发明的一个方面,所述S2中,所述阻燃改性剂包括氢氧化镁、五氧化二磷、六氯环戊二烯和三聚氰胺甲醛树脂,其中氢氧化镁、五氧化二磷、六氯环戊二烯和三聚 氰胺甲醛树脂的质量比为1:1:(2-3):10;
根据本发明的一个方面,所述阻燃改性剂采用如下方法制得:
将氢氧化镁、五氧化二磷用球磨机研磨混合均匀,取出后,加入六氯环戊二烯,在400-500r/min的转速下,机械搅拌30-60min,再加入三聚氰胺甲醛树脂,在800- 1000r/min的转速下搅拌30-40min,制得阻燃改性剂。
根据本发明的一个方面,所述S2中,所述搅拌采用超声波搅拌;优选地,所述超声波搅拌的强度为超声频率为20-100KHz;
根据本发明的一个方面,所述改性阻燃剂添加量为占稀释前溶液体系的2-5wt%。
根据本发明的一个方面,所述S3中,所述极性溶剂为二甲基亚砜、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-甲基吡咯烷酮或四氢呋喃中的任意一种。
根据本发明的一个方面,所述S3中,稀释到溶液体积的1-3倍。
根据本发明的一个方面,所述S4中,所述涂布的厚度为5-200μm;。
根据本发明的一个方面,所述烘干去除溶剂的具体方法为:将涂布好溶液的基材置 于烘箱中,烘箱温度调切至80℃保持4-6h,使溶剂全部挥发。
根据本发明的一个方面,所述亚胺化处理的具体方法为:将带有涂层的基材采用阶 梯式升温处理,即,将带有涂层的基材分别在120℃,160℃,200℃和240℃,并各保持 1-2h,然后冷却到室温。
根据本发明的一个方面,所述基材为钢化玻璃板、硅片、铝板或不锈钢板中的任意一种。
一种石墨烯-聚酰亚胺导电膜,包括单体为二酐和二胺的聚酰亚胺、石墨烯和阻燃剂,石墨烯包覆于聚酰亚胺上形成石墨烯-聚酰亚胺复合粒子,阻燃剂均匀分布在石墨烯 -聚酰亚胺复合粒子之间。
根据本发明的一个方面,所述石墨烯与聚酰亚胺的单体二胺和二酐的质量比为(0.1-1.2):1:1。
优选地,所述阻燃剂占导电膜体系的量为10-15wt%。
本发明发明人在研究中发现,现有的石墨烯-聚酰亚胺导电膜方阻不均的主要原因 有:一是石墨烯特殊的大π键共轭的电子结构导致其层间存在很大的范德华引力,其片层极易重新发生团聚和堆砌,进而难以分散均匀;二是现有技术石墨烯-聚酰亚胺导电膜多采用流延方法生产,制得的产品存在厚度不均匀,而厚度也是影响方阻的重要因素之一。石墨烯-聚酰亚胺导电膜阻燃性能不好的主要原因有:一是常规阻燃剂添加过多,会 导致导电膜的机械性能相对较差,使其在应用领域上受到诸多限制;二是常规阻燃剂过 多添加到石墨烯和聚酰亚胺树脂的体系中,极难分散均匀,同时也会对导电膜的方阻均 匀性产生影响。针对以上问题,本发明通过在预制的石墨烯分散液中加入聚酰亚胺合成 单体原位聚合,再加入阻燃改性剂,最后用涂膜机涂布在基材上,从而使石墨烯在体系 中分散均匀,涂布膜厚均匀,方阻均匀性提高,且阻燃改性剂的添加也提高了导电膜的 阻燃性能。
本发明着眼于解决石墨烯-聚酰亚胺导电膜方阻不均和阻燃性能不好的问题,采用原 位聚合法在石墨烯分散液中加入聚酰亚胺合成单体,再加入阻燃改性剂,后用涂膜机涂 布在基材上,取得了如下效果:
1、导电膜方阻更加均匀,应用到电采暖产品中,提升了产品的温度均匀性;
2、导电膜阻燃性能提高,应用到电采暖产品中,提升了产品的安全性,达到更好的安防效果。
目前现有技术中,石墨烯-聚酰亚胺导电膜各个点方阻差值≥5Ω/□,阻燃等级HB级。本发明提 供的改进方案,所得到的石墨烯-聚酰亚胺导电膜各个点方阻差值≤1Ω/□,阻燃等级达到V-0级。
具体实施方式
在下文中,仅简单地描述了某些示例性实施例。正如本领域技术人员可认识到的那样, 在不脱离本发明的精神或范围的情况下,可通过各种不同方式修改所描述的实施例。因此, 描述被认为本质上是示例性的而非限制性的。
下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化 本发明的公开,下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然,它们仅仅为示例,并且 目的不在于限制本发明。此外,本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母,这种重复是为了简化和清楚的目的,其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外,本发明提供了的各种特定的工艺和材料的例子,但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。
本发明的第一实施方式提供了一种石墨烯-聚酰亚胺导电膜的制备方法,包括:
S1、在保护气保护下,向石墨烯分散液中加入二胺,搅拌至无颗粒状时,分四批加入二酐,室温、搅拌条件下反应1-2h;
S2、然后加入阻燃改性剂,搅拌30-60min后,升温至120-160℃下反应10-12h;
S3、再加入极性溶剂稀释溶液,并搅拌至均相,最后过滤去除杂质;和
S4、将S3制得的溶液涂布在基材上,烘干去除溶剂后,再进行亚胺化处理,剥离掉基材,得到石墨烯-聚酰亚胺导电膜。
下面具体对每个步骤进行详细说明。
S1:在保护气保护下,向石墨烯分散液中加入二胺,搅拌至无颗粒状时,分四批加入二酐,室温、搅拌条件下反应1-2h。其中的保护气多采用氮气,也可以是本领域技术 人员所知晓的其它可替代气体。
S1中,石墨烯分散液为石墨烯粉末分散到极性溶剂中的分散液,石墨烯分散液的浓 度为1-3wt%。例如:1wt%,1.2wt%、1.4wt%、1.5wt%、1.8wt%、2wt%、2.1wt%、2.3wt%、2.5wt%、2.6wt%、2.9wt%、3wt%。石墨烯分散液的浓度不宜过浓,否则分散液粘度过大,不利于后继的工艺和聚合反应。当石墨烯的浓度为1-3wt%时,即保证了后续 聚合反应的顺利进行,同时保证了石墨烯与聚合后的聚酰亚胺的充分结合,石墨烯分散 度好,同时也达到了加入石墨烯提升导电膜导电性能的目的。
本实施方式中,石墨烯分散液按照如下方面制得:
将石墨烯粉末加入极性溶剂中,超声波分散,得到石墨烯分散液。所述超声波分散的超声频率为50-100KHz,时间为6-8h,分散液温度控制在25-35℃。
本实施方式中,所用石墨烯粉末为单层或多层的石墨烯微片。该石墨烯微片的片径 为0.5-6μm,厚度为1-10nm,比表面积为20-200m2/g,电导率为8×104-2×105S/m。
S1中,极性溶剂为二甲基亚砜、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-甲基吡咯烷酮或四氢呋喃中的任意一种。
S1中,所述二胺和所述二酐事先进行预处理,具体预处理方法为:
分别将二酐和二胺研磨至粒径小于100μm,然后放于真空干燥箱中100-120℃的温度下烘焙1-2h。经过研磨和烘焙处理后的二酐和二胺在聚合时,更容易使聚酰亚胺与石 墨烯在聚合过程中发生微观的结合,石墨烯微片可包覆在形成的聚酰亚胺外形成石墨烯- 聚酰亚胺颗粒。
本实施方式中,二胺为2TFMPPD、BBH、FPPD、FBA、PPD中的任意一种;二酐为联苯 四酸二酐、PMDA、PHDA、DNDA、CBDA、BCHDABPDA、BTDA、NDO、PDO、TDO中的任意一 种。
S1中,分四批加入二酐的具体方法为:在室温下,将二酐分成四等份,边搅拌边 加入,每加入一份后间隔时间10~20min再加入下一份。石墨烯的加入,会对聚合反应的 正向推动产生干扰,本发明通过分批次加入二酐,可有效减少石墨烯对聚合的干扰,让 聚合反应顺利进行。
S1中,石墨烯、二胺与二酐的质量比控制在(0.1-1.2):1:1。
S1中,所述搅拌条件下反应中,采用在600~800r/min转速下机械搅拌。
S2、然后加入阻燃改性剂,搅拌30-60min后,升温至120-160℃下反应10-12h。
S2中,阻燃改性剂包括氢氧化镁、五氧化二磷、六氯环戊二烯和三聚氰胺甲醛树脂,其中氢氧化镁、五氧化二磷、六氯环戊二烯和三聚氰胺甲醛树脂的质量比为1:1: (2-3):10;
阻燃改性剂采用如下方法制得:
将氢氧化镁、五氧化二磷用球磨机研磨混合均匀,取出后,加入六氯环戊二烯,在400-500r/min的转速下,机械搅拌30-60min,再加入三聚氰胺甲醛树脂,在800- 1000r/min的转速下搅拌30-40min,制得阻燃改性剂。
S2中,所述搅拌采用超声波搅拌,超声频率为20-100KHz;
S2中,改性阻燃剂添加量为占稀释前溶液体系的2-5wt%。
S3、再加入极性溶剂稀释溶液,并搅拌至均相,最后过滤去除杂质。
S3中,极性溶剂为二甲基亚砜、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-甲基吡咯烷酮或四氢呋喃中的任意一种。稀释到溶液体积的1-3倍。稀释的目的是为了下一步涂布的顺利进 行。
S4、将S3制得的溶液涂布在基材上,烘干去除溶剂后,再进行亚胺化处理,剥离掉基材,得到石墨烯-聚酰亚胺导电膜。
S4中,所述涂布的厚度为5-200μm。涂布的涂层厚度根据实际导电膜应用需求而定。一般来说,在5-200μm范围内,所得到的导电膜的性能较优。
烘干去除溶剂的具体方法为:将涂布好溶液的基材置于烘箱中,烘箱温度调切至80℃保持4-6h,使溶剂全部挥发。
亚胺化处理的具体方法为:将带有涂层的基材采用阶梯式升温处理,即,将带有涂层的基材分别在120℃,160℃,200℃和240℃,并各保持1-2h,然后冷却到室温。
基材为钢化玻璃板、硅片、铝板或不锈钢板中的任意一种。
本发明的另一实施方式提供了一种石墨烯-聚酰亚胺导电膜,包括单体为二酐和二胺 的聚酰亚胺、石墨烯和阻燃剂,石墨烯包覆于聚酰亚胺上形成石墨烯-聚酰亚胺复合粒子,阻燃 剂均匀分布在石墨烯-聚酰亚胺复合粒子之间。石墨烯与聚酰亚胺的单体二胺和二酐的质量比 为(0.1-1.2):1:1。阻燃剂占导电膜体系的量为10-15wt%。
本发明发明人在研究中发现,现有的石墨烯-聚酰亚胺导电膜方阻不均的主要原因 有:一是石墨烯特殊的大π键共轭的电子结构导致其层间存在很大的范德华引力,其片层极易重新发生团聚和堆砌,进而难以分散均匀;二是现有技术石墨烯-聚酰亚胺导电膜多采用流延方法生产,制得的产品存在厚度不均匀,而厚度也是影响方阻的重要因素之一。石墨烯-聚酰亚胺导电膜阻燃性能不好的主要原因有:一是常规阻燃剂添加过多,会 导致导电膜的机械性能相对较差,使其在应用领域上受到诸多限制;二是常规阻燃剂过 多添加到石墨烯和聚酰亚胺树脂的体系中,极难分散均匀,同时也会对导电膜的方阻均 匀性产生影响。针对以上问题,本发明通过在预制的石墨烯分散液中加入聚酰亚胺合成 单体原位聚合,再加入阻燃改性剂,最后用涂膜机涂布在基材上,从而使石墨烯在体系 中分散均匀,涂布膜厚均匀,方阻均匀性提高,且阻燃改性剂的添加也提高了导电膜的 阻燃性能。
本发明着眼于解决石墨烯-聚酰亚胺导电膜方阻不均和阻燃性能不好的问题,采用原 位聚合法在石墨烯分散液中加入聚酰亚胺合成单体,再加入阻燃改性剂,后用涂膜机涂 布在基材上,取得了如下效果:
1、导电膜方阻更加均匀,应用到电采暖产品中,提升了产品的温度均匀性;
2、导电膜阻燃性能提高,应用到电采暖产品中,提升了产品的安全性,达到更好的安防效果。
目前现有技术中,石墨烯-聚酰亚胺导电膜各个点方阻差值≥5Ω/□,阻燃等级HB级。本发明提 供的改进方案,所得到的石墨烯-聚酰亚胺导电膜各个点方阻差值≤1Ω/□,阻燃等级达到V-0级。
以下对本发明的优选实施例进行说明,应当理解,此处所描述的优选实施例仅用于说 明和解释本发明,并不用于限定本发明。
实施例1:
一种石墨烯-聚酰亚胺导电膜的制备方法,具体为:
1)将1g石墨烯粉末加入50gN,N-二甲基甲酰胺中,超声波分散,超声频率为100KHz, 时间6h,温度30℃,得到石墨烯分散液,备用;
2)取出10.91gPMDA和10.01g对苯二胺PPD,分别用研钵研细,然后放于真空干燥箱中100℃温度下烘培2h,备用;
3)将0.2g氢氧化镁、0.2g五氧化二磷用球磨机研磨混合均匀,取出后,加入0.55g六氯环戊二烯,在500r/min的转速下,机械搅拌60min,再加入2g三聚氰胺甲醛树脂, 在900r/min的转速下搅拌30min,制得阻燃改性剂,备用;
4)在氮气保护下,向步骤1所制得的石墨烯分散液中加入对苯二胺PPD,搅拌至无颗 粒状时,分四批加入PMDA,在600r/min转速下机械搅拌,室温下反应2h,然后加入步骤 3所制得的阻燃改性剂,80KHz超声波搅拌40min后,120℃下,反应12h,再加入N,N- 二甲基甲酰胺将溶液稀释1倍,并搅拌至均相,最后滤网过滤,去除杂质;
5)将步骤4所制得的溶液用涂膜机涂布在钢化玻璃板上,涂布膜厚为100μm,置于烘箱,温度调节至80℃保持4h,使溶剂全部挥发,再对烘箱采用阶梯式升温,分别调节 至120℃,160℃,200℃和240℃,并各保持1h,进行亚胺化处理,最后冷却至室温,从 基材上剥离得到石墨烯-聚酰亚胺导电膜。
实施例2:
一种石墨烯-聚酰亚胺导电膜的制备方法,具体为:
1)将1.5g石墨烯粉末加入75g四氢呋喃中,超声波分散,超声频率为80KHz,时间8h,温度35℃,得到石墨烯分散液,备用;
2)取出16.37g联苯四酸二酐和15.02g FPPD,分别用研钵研细,然后放于真空干燥箱中120℃温度下烘培1h,备用;
3)将0.3g氢氧化镁、0.3g五氧化二磷用球磨机研磨混合均匀,取出后,加入0.83g六氯环戊二烯,在450r/min的转速下,机械搅拌50min,再加入3g三聚氰胺甲醛树脂, 在1000r/min的转速下搅拌40min,制得阻燃改性剂,备用;
4)在氮气保护下,向步骤1所制得的石墨烯分散液中加入FPPD,搅拌至无颗粒状时, 分四批加入联苯四酸二酐,在800r/min转速下机械搅拌,室温下反应1.5h,然后加入步骤3所制得的阻燃改性剂,100KHz超声波搅拌60min后,160℃下,反应10h,再加入四 氢呋喃将溶液稀释3倍,并搅拌至均相,最后滤网过滤,去除杂质;
5)将步骤4所制得的溶液用涂膜机涂布在不锈钢板上,涂布膜厚为150μm,置于烘箱,温度调节至80℃保持6h,使溶剂全部挥发,再对烘箱采用阶梯式升温,分别调节至 120℃,160℃,200℃和240℃,并各保持2h,进行亚胺化处理,最后冷却至室温,从基材 上剥离得到石墨烯-聚酰亚胺导电膜。
最后应说明的是:以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,尽 管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,对于本领域的技术人员来说,其依然可以 对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡 在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (30)

1.一种石墨烯-聚酰亚胺导电膜的制备方法,其特征在于,包括:
S1、在保护气保护下,向石墨烯分散液中加入二胺,搅拌至无颗粒状时,分四批加入二酐,室温、搅拌条件下反应1-2h;
S2、然后加入阻燃改性剂,搅拌30-60min后,升温至120-160℃下反应10-12h;
S3、再加入极性溶剂稀释溶液,并搅拌至均相,最后过滤去除杂质;和
S4、将S3制得的溶液涂布在基材上,烘干去除溶剂后,再进行亚胺化处理,剥离掉基材,得到石墨烯-聚酰亚胺导电膜;
所述S1中,所述二胺和所述二酐事先进行预处理,具体预处理方法为:
将二酐和二胺放于真空干燥箱中100-120℃的温度下烘焙1-2h,在烘焙前先分别研磨二酐和二胺至粒径小于100μm。
2.根据权利要求1所述的石墨烯-聚酰亚胺导电膜的制备方法,其特征在于,所述S1中,所述石墨烯分散液为石墨烯粉末分散到极性溶剂中的分散液。
3.根据权利要求2所述的石墨烯-聚酰亚胺导电膜的制备方法,其特征在于,所述石墨烯分散液的浓度为1-3wt%。
4.根据权利要求2所述的石墨烯-聚酰亚胺导电膜的制备方法,其特征在于,所述石墨烯分散液按照如下方面制得:
将石墨烯粉末加入极性溶剂中,超声波分散,得到石墨烯分散液。
5.根据权利要求4所述的石墨烯-聚酰亚胺导电膜的制备方法,其特征在于,所述石墨烯粉末为单层或多层的石墨烯微片。
6.根据权利要求5所述的石墨烯-聚酰亚胺导电膜的制备方法,其特征在于,所述石墨烯微片的片径为0.5-6μm。
7.根据权利要求5所述的石墨烯-聚酰亚胺导电膜的制备方法,其特征在于,所述石墨烯微片的厚度为1-10nm。
8.根据权利要求5所述的石墨烯-聚酰亚胺导电膜的制备方法,其特征在于,所述石墨烯微片的比表面积为20-200m2/g。
9.根据权利要求5所述的石墨烯-聚酰亚胺导电膜的制备方法,其特征在于,所述石墨烯微片的电导率为8×104-2×105S/m。
10.根据权利要求4所述的石墨烯-聚酰亚胺导电膜的制备方法,其特征在于,所述极性溶剂为二甲基亚砜、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-甲基吡咯烷酮或四氢呋喃中的任意一种。
11.根据权利要求4所述的石墨烯-聚酰亚胺导电膜的制备方法,其特征在于,所述超声波分散的超声频率为50-100KHz,时间为6-8h,分散液温度控制在25-35℃。
12.根据权利要求1所述的石墨烯-聚酰亚胺导电膜的制备方法,其特征在于,所述S1中,,所述二胺为2TFMPPD、BBH、FPPD、FBA、PPD中的任意一种。
13.根据权利要求1所述的石墨烯-聚酰亚胺导电膜的制备方法,其特征在于,所述S1中,所述二酐为联苯四酸二酐、PMDA、PHDA、DNDA、CBDA、BCHDABPDA、BTDA、NDO、PDO、TDO中的任意一种。
14.根据权利要求1所述的石墨烯-聚酰亚胺导电膜的制备方法,其特征在于,所述S1中,所述分四批加入二酐的具体方法为:在室温下,将二酐分成四等份,边搅拌边加入,每加入一份后间隔时间10-20min再加入下一份。
15.根据权利要求1所述的石墨烯-聚酰亚胺导电膜的制备方法,其特征在于,所述S1中,所述石墨烯、二胺与二酐的质量比控制在(0.1-1.2):1:1。
16.根据权利要求1所述的石墨烯-聚酰亚胺导电膜的制备方法,其特征在于,所述S1中,所述搅拌条件下反应中,采用在600-800r/min转速下机械搅拌。
17.根据权利要求1所述的石墨烯-聚酰亚胺导电膜的制备方法,其特征在于,所述S2中,所述阻燃改性剂包括氢氧化镁、五氧化二磷、六氯环戊二烯和三聚氰胺甲醛树脂,其中氢氧化镁、五氧化二磷、六氯环戊二烯和三聚氰胺甲醛树脂的质量比为1:1:(2-3):10。
18.根据权利要求1所述的石墨烯-聚酰亚胺导电膜的制备方法,其特征在于,所述S2中,所述阻燃改性剂采用如下方法制得:
将氢氧化镁、五氧化二磷用球磨机研磨混合均匀,取出后,加入六氯环戊二烯,在400-500r/min的转速下,机械搅拌30-60min,再加入三聚氰胺甲醛树脂,在800-1000r/min的转速下搅拌30-40min,制得阻燃改性剂。
19.根据权利要求1所述的石墨烯-聚酰亚胺导电膜的制备方法,其特征在于,所述S2中,所述搅拌采用超声波搅拌。
20.根据权利要求19所述的石墨烯-聚酰亚胺导电膜的制备方法,其特征在于,所述S2中,所述超声波搅拌的超声频率为20-100KHz。
21.根据权利要求1所述的石墨烯-聚酰亚胺导电膜的制备方法,其特征在于,所述S2中,所述改性阻燃剂添加量为占稀释前整个溶液体系的2-5wt%。
22.根据权利要求1所述的石墨烯-聚酰亚胺导电膜的制备方法,其特征在于,所述S3中,所述极性溶剂为二甲基亚砜、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-甲基吡咯烷酮或四氢呋喃中的任意一种。
23.根据权利要求1所述的石墨烯-聚酰亚胺导电膜的制备方法,其特征在于,所述S3中,稀释到溶液体积的1-3倍。
24.根据权利要求1所述的石墨烯-聚酰亚胺导电膜的制备方法,其特征在于,所述S4中,所述涂布的厚度为5-200μm。
25.根据权利要求1所述的石墨烯-聚酰亚胺导电膜的制备方法,其特征在于,所述S4中,所述烘干去除溶剂的具体方法为:将涂布好溶液的基材置于烘箱中,烘箱温度调切至80℃保持4-6h,使溶剂全部挥发。
26.根据权利要求1所述的石墨烯-聚酰亚胺导电膜的制备方法,其特征在于,所述S4中,所述亚胺化处理的具体方法为:将带有涂层的基材采用阶梯式升温处理,即,将带有涂层的基材分别在120℃,160℃,200℃和240℃,并各保持1-2h,然后冷却到室温。
27.根据权利要求1所述的石墨烯-聚酰亚胺导电膜的制备方法,其特征在于,所述S4中,所述基材为钢化玻璃板、硅片、铝板或不锈钢板中的任意一种。
28.一种石墨烯-聚酰亚胺导电膜,其特征在于,按照权利要求1-27任一项所述方法制得,包括单体为二酐和二胺的聚酰亚胺、石墨烯和阻燃剂,石墨烯包覆于聚酰亚胺上形成石墨烯-聚酰亚胺复合粒子,阻燃剂均匀分布在石墨烯-聚酰亚胺复合粒子之间。
29.根据权利要求28所述的石墨烯-聚酰亚胺导电膜,其特征在于,所述石墨烯与聚酰亚胺的单体二胺和二酐的质量比为(0.1-1.2):1:1。
30.根据权利要求28所述的石墨烯-聚酰亚胺导电膜,其特征在于,所述阻燃剂占导电膜体系的量为10-15wt%。
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