CN115926159A - 一种电机用低介电损耗聚酰亚胺及其制备方法和应用 - Google Patents
一种电机用低介电损耗聚酰亚胺及其制备方法和应用 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种低介电损耗聚酰亚胺及其制备方法和应用，属于绝缘材料制备技术领域。本发明解决了现有制备方法获得的纯净聚酰亚胺薄膜介电损耗降低不明显的技术问题。本发明采用磁场辅助二步合成法制备了磁场处理的纯净聚酰亚胺薄膜材料，该聚酰亚胺薄膜材料在100Hz频率测试时具有更低的介电损耗0.0014～0.0023，比传统二步法制备PI材料降低了60％。同时该聚酰亚胺薄膜还具有非常低电导率(2.97×10‑13S/cm～4.8×10‑13S/cm)，比传统二步法制备PI材料的电导率降低了62.3％。
Description
技术领域
本发明涉及一种电机用低介电损耗聚酰亚胺及其制备方法和应用，属于绝缘材料制备技术领域。
背景技术
聚酰亚胺(PI)是综合性能最佳的有机高分子材料之一，在聚合物界有着“工程塑料的黄金”的美称。聚酰亚胺作为一类高性能聚合物，由于其具有优良的介电性、热稳定性和耐溶剂性能,广泛用于电机、电子、航空航天等领域，尤其是用于电机的槽绝缘和绕线绝缘材料，这些都要求聚酰亚胺具有较低的介电损耗和电导率的绝缘特性。而常规芳香聚酰亚胺薄膜材料的介电常数为3.4左右，并且其介电损耗值无法降低到0.004及以下，对大功率电机超低损耗绝缘特性有了限制。因此，研究制备具有低介电损耗的聚酰亚胺薄膜材料及其工艺方法成为电机制造工业重要的研究方向之一。
现有技术中采取二步法合成材料的介电损耗都在0.004及以上，而采用无机相掺杂改性的手段，通过陶瓷类无机相(如钛酸铜钙、钛酸钡、二氧化钛等)掺杂到PI基体中形成复合薄膜材料，无法做到无机相的均匀分散，使得复合材料的介电损耗显著增加，达到0.2以上，丧失绝缘性能，而失去PI复合材料的应用价值；另外，其电导率也伴随无机相的增加而显著增加，高达10-9S/cm数量级，使其面临绝缘相变的风险，同样容易失去PI的高绝缘特性。所以，目前技术当中，针对PI本征制备工艺的优化成为重要的研究热点，也亟待寻求对PI纯净薄膜制备中优化其绝缘特性、进一步降低介电损耗的新工艺。
因此，针对纯聚酰亚胺薄膜材料，如何寻求新的制备工艺，制备兼具低介电损耗和低电导率的纯聚酰亚胺薄膜材料成为现有技术难题。
发明内容
本发明为了解决现有制备方法获得的纯净聚酰亚胺薄膜介电损耗降低不明显的技术问题，提供一种低介电损耗聚酰亚胺及其制备方法和应用。
本发明的技术方案：
本发明的目的之一是提供一种低介电损耗聚酰亚胺的制备方法，该方法的操作过程如下：
S1，将ODA添加到DMAC中，机械搅拌至ODA完全溶解，获得胶液A；
S2，在搅拌的状态下，将PMDA分批添加到胶液A中，全部加入后继续搅拌12h，然后室温下密封静置12h，得到胶液B；
S3，将胶液B使用涂布机采用流延法涂膜，获得湿润薄膜；
S4，对湿润薄膜施加磁场处理，然后进行热亚胺化处理，得到聚酰亚胺薄膜。
进一步限定，PMDA、ODA和DMAC的配比为1.01g：1g：16.5ml。
进一步限定，PMDA分三批以匀速间隔方式添加到溶胶A中。
更进一步限定，PMDA添加过程具体为：
第一批，以900rpm搅拌胶液A，加入质量分数为50％的PMDA，加入速度为0.05g/min，全部加入后调整搅拌速度至1000rpm，搅拌30min；
第二批，继续加入质量分数为36.3％的PMDA，加入速度为0.05g/min，全部加入后调整搅拌速度至1100rpm，搅拌30min；
第三批，继续加入剩余的PMDA，加入速度为0.05g/min，全部加入后调整搅拌速度至1200rpm，搅拌30min。
进一步限定，S3中涂膜速度为40cm/min。
进一步限定，S3中湿润薄膜厚度为25μm。
进一步限定，磁场处理条件为：湿润薄膜温度为28℃，磁场方向与湿润薄膜平面方向夹角为0°，施加磁场强度为0.2T～0.8T，磁场处理时间为5min～20min。
更进一步限定，施加磁场强度为0.4T。
更进一步限定，磁场处理时间为5min。
进一步限定，热亚胺化处理过程为：先以1.5℃/min的速率升温至80℃，保温60min；再以1.5℃/min的速率升温至150℃，保温30min；再以1.5℃/min的速率升温至180℃，保温30min；再以1.5℃/min的速率升温至210℃，保温30min；再以1.5℃/min的速率升温至240℃，保温30min；再以1.5℃/min的速率升温至270℃，保温30min；再以1.5℃/min的速率升温至330℃，保温30min；再以1.5℃/min的速率升温至350℃，保温60min，最后自然冷却至室温。
上述方法制备的低介电损耗聚酰亚胺薄膜为电机绝缘用的低介电损耗聚酰亚胺材料。
本发明采用磁场辅助二步合成法制备了磁场处理的纯净聚酰亚胺薄膜材料，该聚酰亚胺薄膜材料在100Hz频率测试时具有更低的介电损耗0.0014～0.0023，比传统二步法制备PI材料降低了60％。同时该聚酰亚胺薄膜还具有非常低电导率(2.97×10-13S/cm～4.8×10-13S/cm)，比传统二步法制备PI材料的电导率降低了62.3％。与现有技术相比还具有以下有益效果：
(1)本发明采用0.2T～0.8T磁场强度处理热亚胺化处理前的聚酰亚胺薄膜，使得聚酰亚胺分子链缠绕程度加剧，其分子链上官能团极性减弱，聚酰亚胺形态由不定型态趋于晶化态转变，甚至出现晶体析出现象，从而聚酰亚胺的介电损耗大幅度降低，显著改善了聚酰亚胺材料的绝缘特性。
(2)本发明制备的纯净聚酰亚胺薄膜材料具有超低的介电损耗和电导率特性，更有利于其在电机绝缘器件上的广泛应用。
附图说明
图1为实施例1制备聚酰亚胺薄膜(0.2T-5min)的介电损耗；
图2为实施例1制备聚酰亚胺薄膜(0.2T-5min)的电导率；
图3为实施例2制备聚酰亚胺薄膜(0.2T-10min)的介电损耗；
图4为实施例2制备聚酰亚胺薄膜(0.2T-10min)的电导率；
图5为实施例3制备聚酰亚胺薄膜(0.2T-20min)的介电损耗；
图6为实施例3制备聚酰亚胺薄膜(0.2T-20min)的电导率；
图7为实施例4制备聚酰亚胺薄膜(0.4T-5min)的介电损耗；
图8为实施例4制备聚酰亚胺薄膜(0.4T-5min)的电导率；
图9为实施例5制备聚酰亚胺薄膜(0.4T-10min)的介电损耗；
图10为实施例5制备聚酰亚胺薄膜(0.4T-10min)的电导率；
图11为实施例6制备聚酰亚胺薄膜(0.4T-20min)的介电损耗；
图12为实施例6制备聚酰亚胺薄膜(0.4T-20min)的电导率；
图13为实施例7制备聚酰亚胺薄膜(0.8T-5min)的介电损耗；
图14为实施例7制备聚酰亚胺薄膜(0.8T-5min)的电导率；
图15为实施例8制备聚酰亚胺薄膜(0.8T-10min)的介电损耗；
图16为实施例8制备聚酰亚胺薄膜(0.8T-10min)的电导率
图17为对比例1制备聚酰亚胺薄膜(PI)的介电损耗；
图18为实施例1制备聚酰亚胺薄膜(PI)的电导率；
图19为实施例4和对比例1制备的聚酰亚胺薄膜的XRD对比曲线图；
图20为实施例4和对比例1制备的聚酰亚胺薄膜的红外光谱对比曲线图；
图21为对比例1制备的聚酰亚胺薄膜的SEM照片；
图22为实施例4制备的聚酰亚胺薄膜的SEM照片；
图23为实施例5制备的聚酰亚胺薄膜的SEM照片。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明均为常规方法。所用材料、试剂、方法和仪器，未经特殊说明，均为本领域常规材料、试剂、方法和仪器，本领域技术人员均可通过商业渠道获得。
实施例1：
本实施例制备聚酰亚胺薄膜的具体过程如下：
步骤一，将2.0024g的ODA颗粒添加到33ml的DMAC溶剂中，机械搅拌使ODA完全溶解，获得溶胶A；
其中，机械搅拌转速为为900rpm，机械搅拌时间为20min。
步骤二，在搅拌状态下，将PMDA粉末分3批以匀速间隔方式添加到溶胶A中，具体添加方式为：
第一批，在900rpm的搅拌条件下，向溶胶A中加入1.1015g的PMDA粉体，加入速度为0.05g/min，全部加入后，调整机械搅拌速度为1000rpm，继续搅拌30分钟；
第二批，在1000rpm的搅拌条件下，再向A中加入0.8g的PMDA粉体，加入速度为0.05g/min，全部加入后，调整机械搅拌速度为1100rpm，继续搅拌30分钟；
第三批，在1100rpm的搅拌条件下，再向A中加入0.3015g的PMDA粉体，加入速度为0.05g/min，全部加入后，调整机械搅拌速度为1200rpm，继续搅拌30分钟；
然后，继续机械搅拌12h，搅拌速度为1200rpm；最后，25℃环境下，密封静置12h，获得共混溶胶B。
步骤三，将步骤二获得的共混溶胶B倒在洁净的玻璃板上，在涂布机上流延法涂膜，涂膜速度为40cm/min，获得湿润的溶胶薄膜，薄膜厚度为25μm。
步骤四，将步骤三获得的湿润薄膜置于电磁铁中，电磁铁设置水循环进行控温，磁场处理过程中，控制湿润薄膜环境温度为28℃，施加磁场方向与湿润薄膜平面方向夹角为0°，施加磁场强度为0.2T，磁场处理时间为5min，获得磁场处理的湿润的薄膜。
步骤五，将步骤四获得磁场处理的湿润的薄膜进行热亚胺化处理，具体操作过程为：将磁场处理的湿润的薄膜置于25℃的高温鼓风干燥箱中，采取梯度升温方式进行亚胺化处理，具体的为：先以1.5℃/min的升温速度，升温到80℃后，保温60min；再以同等升温速度升温至150℃，保温30min；再以同等升温速度升温至180℃，保温30min；再以同等升温速度升温至210℃，保温30min；再以同等升温速度升温至240℃，保温30min；再以同等升温速度升温至270℃，保温30min；再以同等升温速度升温至330℃，保温30min；最后以同等升温速度升温至350℃，保温60min，自然降温后，获得磁场处理的聚酰亚胺薄膜，薄膜厚度为22μm，记为0.2T-5min。
对获得的0.2T-5min聚酰亚胺薄膜的介电损耗和电导率与频率的关系分别进行表征，结果如图1和图2所示，由图1可以看出，随着测试频率的增加，0.2T-5min磁场处理的PI薄膜的介电损耗呈现阶梯式上升的变化。在测试频率范围为102～103Hz时，其介电损耗具有较弱的频率依赖性，随着频率的增加，其介电损耗略微增大，在100Hz频率下，其介电损耗值最小，约为0.002；当频率大于103Hz时，0.2T-5min磁场处理的PI薄膜的介电损耗随着频率的增加显著增大，在104Hz频率下，其介电损耗值约为0.004。此外，由图2可知，随着频率的增加，0.2T-5min磁场处理的PI薄膜的电导率呈线性增大，在100Hz频率时电导率最小，约为4.29×10-13S/cm。
由此说明，实施例1制备的0.2T-5min磁场处理的PI薄膜的介电损耗为0.002～0.004，具有良好的绝缘特性，在100Hz时具有最低的介电损耗0.002和电导率4.29×10-13S/cm。
实施例2：
本实施例与实施例1不同之处为：步骤四，磁场处理过程中施加磁场强度为0.2T，磁场处理时间为10min，其余操作过程与实施例1相同，获得磁场处理的聚酰亚胺薄膜记为0.2T-10min。
对获得的0.2T-10min聚酰亚胺薄膜的介电损耗和电导率与频率的关系分别进行表征，结果如图3和图4所示，由图3可以看出，伴随着测试频率的增加，0.2T-10min磁场处理的PI薄膜的介电损耗显著增加。在104Hz频率下，其介电损耗最大，约为0.0037；在100Hz频率下，其介电损耗最小，约为0.0014，相比于对比例1中聚酰亚胺薄膜的0.004，0.2T-10min磁场处理的PI的介电损耗降低了65％。由图4可知，随着频率的增加，0.2T-10min磁场处理的PI薄膜的电导率也有所增加，这表明0.2T-10min磁场处理的PI薄膜的电导率呈现较强的频率依赖性，交流电导率与频率呈近似线性关系。在100Hz频率时，0.2T-10min磁场处理的PI薄膜的交流电导率约为2.97×10-13S/cm，相比于对比例1中未经磁场处理的聚酰亚胺薄膜的电导率9.01×10-13S/cm，该薄膜的电导率降低67％。
由此分析，实施例2获得的的0.2T-10min磁场处理的PI薄膜的介电损耗为0.0014～0.0037，具有良好的绝缘特性，在100Hz时具有最低的介电损耗0.0014和电导率2.97×10-13S/cm。
实施例3：
本实施例与实施例1不同之处为：步骤四，磁场处理过程中施加磁场强度为0.2T，磁场处理时间为20min，其余操作过程与实施例1相同，获得磁场处理的聚酰亚胺薄膜记为0.2T-20min。
对获得的0.2T-20min聚酰亚胺薄膜的介电损耗和电导率与频率的关系分别进行表征，结果如图5和图6所示，由图5可以看出，伴随着测试频率的增加，0.2T-20min磁场处理的PI薄膜的介电损耗呈现阶梯式上升的变化。当测试频率为102～103Hz时，其介电损耗具有较弱的频率依赖性，随着频率的增加，其介电损耗缓慢增大；当频率大于103Hz时，0.2T-20min磁场处理的PI薄膜的介电损耗随着频率的增加快速增大。在104Hz频率下，其介电损耗值最大，约为0.0037；在100Hz频率下，其介电损耗最小，约为0.0015。由图6可知，随着频率的增加，0.2T-20min磁场处理的PI薄膜的电导率也有所增加，呈线性的增加趋势，表明其电导率具有较强的频率依赖性，在100Hz频率时电导率最小，约为3.21×10-13S/cm。
由此分析，实施例3获得的0.2T-20min磁场处理的PI薄膜的介电损耗为0.0015～0.0037，具有良好的绝缘特性，在100Hz时具有最低的介电损耗0.0016和电导率3.21×10- 13S/cm。
实施例4：
本实施例与实施例1不同之处为：步骤四，磁场处理过程中施加磁场强度为0.4T，磁场处理时间为5min，其余操作过程与实施例1相同，获得磁场处理的聚酰亚胺薄膜记为0.4T-5min。
对获得的0.4T-5min聚酰亚胺薄膜的介电损耗和电导率与频率的关系分别进行表征，结果如图7和图8所示，由图7可以看出，随着频率的增加，0.4T-5min磁场处理的PI薄膜的介电损耗呈现阶梯式上升的变化。当测试频率为102～103Hz时，其介电损耗随着频率的增加缓慢增大，当频率大于103Hz时，0.4T-5min磁场处理的PI薄膜的介电损耗随着频率的增加快速增大，在104Hz频率下，其介电损耗值最大，约为0.0038；当在100Hz频率下，其介电损耗值最小，约为0.0016，相比于对比例1中的未经磁场处理的聚酰亚胺薄膜的0.004，0.4T-5min磁场处理的PI的介电损耗降低了60％。由图8可知，随着频率的增加，04T-5min磁场处理的PI薄膜的电导率呈线性的增加趋势，表明其电导率具有较强的频率依赖性，在100Hz频率时电导率最小，约为3.4×10-13S/cm，相比于对比例1中未经磁场处理的聚酰亚胺薄膜的电导率9.01×10-13S/cm，降低62.3％。
由此分析，实施例4获得的0.4T-5min磁场处理的PI薄膜的介电损耗为0.0016～0.0038，具有良好的绝缘特性，在100Hz时具有最低的介电损耗0.0016和电导率3.4×10- 13S/cm。
实施例5：
本实施例与实施例1不同之处为：步骤四，磁场处理过程中施加磁场强度为0.4T，磁场处理时间为10min，其余操作过程与实施例1相同，获得磁场处理的聚酰亚胺薄膜记为0.4T-10min。
对获得的0.4T-10min聚酰亚胺薄膜的介电损耗和电导率与频率的关系分别进行表征，结果如图9和图10所示，由图9可以看出，伴随着测试频率的增加，0.4T-10min磁场处理的PI薄膜的介电损耗呈现增大趋势。当测试频率为102～103Hz时，其介电损耗具有较弱的频率依赖性，随着频率的增加，其介电损耗略微增大；当频率大于103Hz时，0.4T-10min磁场处理的PI薄膜的介电损耗随着频率的增加显著增大。在104Hz频率下，其介电损耗值最大，约为0.0038；在100Hz频率下，其介电损耗值最小，约为0.002。由图10可知，0.4T-10min磁场处理的PI薄膜的电导率呈线性增大。在100Hz频率时，其电导率最小，约为4.29×10-13S/cm。
由此分析，实施例5获得的0.4T-10min磁场处理的PI薄膜的介电损耗为0.002～0.0038，具有良好的绝缘特性，在100Hz时具有最低的介电损耗0.002和电导率4.29×10- 13S/cm。
实施例6：
本实施例与实施例1不同之处为：步骤四，磁场处理过程中施加磁场强度为0.4T，磁场处理时间为20min，其余操作过程与实施例1相同，获得磁场处理的聚酰亚胺薄膜记为0.4T-20min。
对获得的0.4T-20min聚酰亚胺薄膜的介电损耗和电导率与频率的关系分别进行表征，结果如图11和图12所示，由图11可以看出，伴随着测试频率的增加，0.4T-20min磁场处理的PI薄膜的介电损耗呈现阶梯式上升的变化。当测试频率为102～103Hz时，其介电损耗具有较强的频率稳定性，其介电损耗值不随着频率的变化而变化；当频率大于103Hz时，0.4T-20min磁场处理的PI薄膜的介电损耗随着频率的增加显著增大。在104Hz频率下，其介电损耗值最大，约为0.0035；在100Hz频率下，其介电损耗值最小，约为0.0021。由图12可知，在100Hz频率时电导率最小，约为4.20×10-13S/cm。
由此分析，实施例6获得的0.4T-20min磁场处理的PI薄膜的介电损耗为0.0021～0.0035，具有良好的绝缘特性，在100Hz时具有最低的介电损耗0.0021和电导率4.20×10- 13S/cm。
实施例7：
本实施例与实施例1不同之处为：步骤四，磁场处理过程中施加磁场强度为0.8T，磁场处理时间为5min，其余操作过程与实施例1相同，获得磁场处理的聚酰亚胺薄膜记为0.8T-5min。
对获得的0.8T-5min聚酰亚胺薄膜的介电损耗和电导率与频率的关系分别进行表征，结果如图13和图14所示，由图13可以看出，伴随着测试频率的增加，0.8T-5min磁场处理的PI薄膜的介电损耗呈现阶梯式上升的变化。当测试频率为102～103Hz时，其介电损耗具有较强的频率稳定性，其介电损耗值不随着频率的变化而变化；当频率大于103Hz时，0.8T-5min磁场处理的PI薄膜的介电损耗随着频率的增加显著增大。在104Hz频率下，其介电损耗值最大，约为0.004；在100Hz频率下，其介电损耗值最小，约为0.0022。由图14可知，随着频率的增加，0.8T-5min磁场处理的PI薄膜的电导率呈线性增大。在100Hz频率时电导率最小，约为4.82×10-13S/cm。
由此分析，实施例7获得的0.8T-5min磁场处理的PI薄膜的介电损耗为0.0022～0.004，具有良好的绝缘特性，在100Hz时具有最低的介电损耗0.0022和电导率4.82×10- 13S/cm。
实施例8：
本实施例与实施例1不同之处为：步骤四，磁场处理过程中施加磁场强度为0.8T，磁场处理时间为10min，其余操作过程与实施例1相同，获得磁场处理的聚酰亚胺薄膜记为0.8T-10min。
对获得的0.8T-10min聚酰亚胺薄膜的介电损耗和电导率与频率的关系分别进行表征，结果如图15和图16所示，由图15可以看出，伴随着测试频率的增加，0.8T-10min磁场处理的PI薄膜的介电损耗呈现阶梯式上升的变化。当测试频率为102～103Hz时，其介电损耗具有较强的频率稳定性，其介电损耗值不随着频率的变化而变化；当频率大于103Hz时，0.8T-10min磁场处理的PI薄膜的介电损耗随着频率的增加显著增大。在104Hz频率下，其介电损耗值最大，约为0.004；在100Hz频率下，其介电损耗值最小，约为0.0023。由图16可知，随着频率的增加，0.8T-10min磁场处理的PI薄膜的电导率呈线性增大。在100Hz频率时电导率最小，约为4.80×10-13S/cm。
由此分析，实施例8获得的0.8T-10min磁场处理的PI薄膜的介电损耗为0.0023～0.004，具有良好的绝缘特性，在100Hz时具有最低的介电损耗0.0023和电导率4.80×10- 13S/cm。
对比例1：
本实施例与实施例1不同之处为：湿润的溶胶薄膜未进行磁场处理直接进行热亚胺化处理，其余操作过程与实施例1相同，获得磁场处理的聚酰亚胺薄膜记为PI。
对获得的PI聚酰亚胺薄膜的介电损耗和电导率与频率的关系分别进行表征，结果如图17和图18所示，由图17可以看出，随着频率的增加，其介电损耗先减小后增大。当测试频率小于103Hz时，其介电损耗随着频率的增加缓慢减小；当频率大于103Hz时，其介电损耗随着频率的增加显著增大，在104Hz频率下，其介电损耗值约为0.0046；在102Hz频率下，其介电损耗值为0.004。由图18可知，随着频率的增加，未经磁场处理的PI薄膜的电导率呈线性增加，在100Hz频率时电导率最小，约为9.01×10-13S/cm。
由此分析，对比例1获得的PI薄膜维持在100Hz下的介电损耗为0.004、电导率为9.01×10-13S/cm的现有绝缘水平。
效果例：
(1)对实施例4和对比例1制备聚酰亚胺薄膜进行XRD表征，对比结果如图19所示，由图19可知，对比例1中未经磁场处理的PI薄膜的XRD图谱在15°～28°衍射角范围内出现典型的“馒头状”不定型态衍射峰；而实施例4中的XRD曲线在20°衍射角处出现了晶体衍射的尖峰，并且其峰宽窄。由此可知，0.4T-5min的磁场处理下，使得PI薄膜微结构发生改变，由不定型态向晶体状态转变。
(2)对实施例4和对比例1制备聚酰亚胺薄膜进行红外光谱表征，对比结果如图20所示，由图20可知，对比例1中未经磁场处理的PI薄膜在1776cm-1处为聚酰亚胺五元亚胺环上的2个羟基中C＝O不对称振动吸收峰，是典型的酰亚胺带特征；但是，磁场处理后，这个C＝O对称振动吸收峰强度非常微弱几乎消失，表明磁场处理使得C＝O键断裂，N原子上的独对电子无法与羟基形成π键结构，因此改变了PI的微结构特性。同时，未磁场处理的PI在波数为1092cm-1处的酰亚胺的(OC)2NC基团特征吸收峰，也在磁场处理之后，消失。可以明显发现，相比于纯PI薄膜，经过磁场处理的PI薄膜的在1776cm-1和1092cm-1处的振动峰均减弱甚至消失，说明磁场处理使得聚酰亚胺的典型官能团活跃性减弱甚至消失，从而改变其微观结构态。
(3)对实施例4、实施例5和对比例1制备聚酰亚胺薄膜进行表面微观结构表征，结果如图21～23所示，由图可知，未磁场处理的PI薄膜断面形貌均匀，没有出现明显的团聚现象；而经过磁场处理的PI薄膜表面出现析出的晶体粒子如图22所示，且随着磁场处理时间的增长，表面形貌出现明显的析出结构如图23所示，并伴随PI聚合物基底出现褶皱形貌，这是由于磁场处理使得聚酰亚胺分子链缠绕程度加剧，其分子链上官能团极性减弱，聚酰亚胺形态由不定型态趋于晶化态转变，从而有析出形貌。
(4)对实施例4和对比例1制备聚酰亚胺薄膜的介电损耗曲线进行比较可以看出，磁场处理可以显著的降低PI薄膜的介电损耗，明显地发现，磁场处理的PI薄膜的介电损耗在所有测试频率范围内均低于未磁场处理的纯PI薄膜的介电损耗。尤其是，在100Hz时，对比例中纯净聚酰亚胺材料的介电损耗约为0.004，而具体实施例四中的0.4-5min的磁场处理的聚酰亚胺材料的介电损耗约为0.0016，相比于对比例中纯净聚酰亚胺材料的介电损耗降低了60％。此外，对实施例4和对比例1制备聚酰亚胺薄膜的电导率曲线进行比较可以看出，0.4T-5min的磁场处理的PI材料的电导率在整个测试频率范围均显著低于未磁场处理的PI材料。尤其是，在100Hz时，对比例中未经磁场处理的PI薄膜的电导率为9.01×10-13S/cm，而0.4T-5min的磁场处理的PI薄膜的电导率为3.4×10-13S/cm，明显降低了62.3％。
对比说明，在PI的制备工艺中采取磁场处理技术所形成的新制备工艺，获得的磁场处理的PI薄膜材料具有显著降低的介电损耗和电导率，突破了传统二步法制备获得PI的介电损耗无法显著降低的技术问题，该方法获得的磁场处理的PI材料有利于其在电机绝缘器件制造中的应用。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，鉴于本发明所属领域的技术人员可以对上述实施方式进行适当的变更和修改，因此，本发明并不局限于上面所述的具体实施方式，对本发明的一些修改和变更也应当落入本发明的权利要求的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种低介电损耗聚酰亚胺薄膜的制备方法，其特征在于，该方法为：
S1，将ODA添加到DMAC中，机械搅拌至ODA完全溶解，获得胶液A；
S2，在搅拌的状态下，将PMDA分批添加到胶液A中，全部加入后继续搅拌12h，然后室温下密封静置12h，得到胶液B；
S3，将胶液B使用涂布机采用流延法涂膜，获得湿润薄膜；
S4，对湿润薄膜施加磁场处理，然后进行热亚胺化处理，得到聚酰亚胺薄膜。
2.根据权利要求1所述的低介电损耗聚酰亚胺薄膜的制备方法，其特征在于，PMDA、ODA和DMAC的配比为1.01g：1g：16.5ml。
3.根据权利要求1所述的低介电损耗聚酰亚胺薄膜的制备方法，其特征在于，PMDA分三批以匀速间隔方式添加到溶胶A中。
4.根据权利要求3所述的低介电损耗聚酰亚胺薄膜的制备方法，其特征在于，PMDA添加过程为：
第一批，以900rpm搅拌胶液A，加入质量分数为50％的PMDA，加入速度为0.05g/min，全部加入后调整搅拌速度至1000rpm，搅拌30min；
第二批，继续加入质量分数为36.3％的PMDA，加入速度为0.05g/min，全部加入后调整搅拌速度至1100rpm，搅拌30min；
第三批，继续加入剩余的PMDA，加入速度为0.05g/min，全部加入后调整搅拌速度至1200rpm，搅拌30min。
5.根据权利要求1所述的低介电损耗聚酰亚胺薄膜的制备方法，其特征在于，S3中涂膜速度为40cm/min。
6.根据权利要求1所述的低介电损耗聚酰亚胺薄膜的制备方法，其特征在于，S3中湿润薄膜厚度为25μm。
7.根据权利要求1所述的低介电损耗聚酰亚胺薄膜的制备方法，其特征在于，磁场处理条件为：湿润薄膜温度为28℃，磁场方向与湿润薄膜平面方向夹角为0°，施加磁场强度为0.2T～0.8T，时间为5min～20min。
8.根据权利要求1所述的低介电损耗聚酰亚胺薄膜的制备方法，其特征在于，热亚胺化处理过程为：先以1.5℃/min的速率升温至80℃，保温60min；再以1.5℃/min的速率升温至150℃，保温30min；再以1.5℃/min的速率升温至180℃，保温30min；再以1.5℃/min的速率升温至210℃，保温30min；再以1.5℃/min的速率升温至240℃，保温30min；再以1.5℃/min的速率升温至270℃，保温30min；再以1.5℃/min的速率升温至330℃，保温30min；再以1.5℃/min的速率升温至350℃，保温60min，最后自然冷却至室温。
9.一种权利要求1所述的方法制备的聚酰亚胺薄膜。
10.一种权利要求9所述的聚酰亚胺薄膜的应用，其特征在于，用于电机绝缘用的低介电损耗聚酰亚胺材料。
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