本發(fā)明屬薄膜制備和應(yīng)用領(lǐng)域，特別涉及一種耐高溫聚酯亞胺納米超薄膜及其制備方法。

背景技術(shù)：

耐高溫聚酯亞胺，目前主要應(yīng)用于漆包線行業(yè)。目前現(xiàn)有耐高溫聚酯亞胺，在市場(chǎng)的應(yīng)用比較普遍，但是存在的問題是力學(xué)性能有待改進(jìn)，耐高溫性能需要進(jìn)一步提高；為了滿足市場(chǎng)上的需求，急需開發(fā)新型的強(qiáng)自潤(rùn)滑，耐高溫長(zhǎng)壽命聚酯亞胺。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種耐高溫聚酯亞胺納米超薄膜及其制備方法。

本發(fā)明的耐高溫聚酯亞胺納米超薄膜由重量份數(shù)100～120份聚酯亞胺和2～5份的改性氧化石墨烯材料組分；

所述聚酯亞胺由重量份數(shù)20-35份的聚酯亞胺樹脂、20-60份的有機(jī)溶劑、0.1-10份稀釋劑、0.1-20份第一助劑、0.1-20份第二助劑、0.1-20份第三助劑組成；

改性氧化石墨烯材料由重量份數(shù)為100份的納米級(jí)改性氧化石墨烯、20-40份的硅烷偶聯(lián)劑、2-3.5份的陽離子表面活性劑組成。

所述有機(jī)溶劑為n-甲基吡咯烷酮、氯苯、溴苯、二氯苯、二溴苯、1-四氫萘酮、葑酮、佛爾酮、異佛爾酮中的任意一種或一種以上任意比例的組合；

其中：改性氧化石墨烯為較理想的高分子材料改性劑，具有良好的抗酸溶性、很低的陽離子交換量、較好的耐火性等理化性質(zhì)；改性氧化石墨烯具有脫色、隔熱、絕緣、抗腐蝕、抗輻射及熱穩(wěn)定等性能。因此將適量的改性氧化石墨烯加入絕緣漆體系后，可使產(chǎn)品有比較理想的力學(xué)性能和熱穩(wěn)定性，在材料的表面會(huì)形成一定的耐磨點(diǎn)，增強(qiáng)其耐磨性能和潤(rùn)滑性能，能夠提高其抗腐蝕性以及絕緣性能。

n-甲基吡咯烷酮能與酯類等物質(zhì)互溶、揮發(fā)度低、熱穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性均佳，而且n-甲基吡咯烷酮對(duì)環(huán)境影響小，同時(shí)價(jià)格便宜，為本申請(qǐng)中的有機(jī)溶劑的最優(yōu)選。

氯苯、溴苯、二氯苯、二溴苯均屬于苯類，本身可用作有機(jī)溶，同時(shí)能與其他有機(jī)溶劑互溶，在化工生產(chǎn)中常單獨(dú)或混合用作溶劑，特別是用作樹脂的溶劑。

1-四氫萘酮、葑酮、佛爾酮、異佛爾酮均為酮類，化學(xué)性質(zhì)活潑，常用作例如樹脂等的溶劑。

以上有機(jī)溶劑可根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)的需要，對(duì)最終產(chǎn)品性能不同要求，結(jié)合各物質(zhì)的成本、不同地區(qū)獲得的難易程度，對(duì)環(huán)境影響等因素，來選擇最合適其中的一種物質(zhì)單獨(dú)作為有機(jī)溶劑使用，或者是選擇一種以上任意物質(zhì)的組合來作為有機(jī)溶劑使用，以達(dá)到最合適的方案。

所述稀釋劑為鄰苯二甲酸二酯、鄰苯二甲酸二丁酯、鄰苯二甲酸二異丁酯、鄰苯二甲酸二辛酯、鄰苯二甲酸二戊酯或鄰苯二甲酸二異戊酯中的一種或一種以上任意的組合；

所述第一助劑為甲苯、苯、鄰二甲苯、間二甲苯、對(duì)二甲苯中的一種或一種以上任意的組合；

所述第二助劑為乙苯、乙丙苯、丁基苯、異丁基苯、叔丁基苯中的一種或一種以上任意的組合；

所述第三助劑為2-丁酮、環(huán)戊酮、環(huán)己酮中的一種或一種以上任意的組合。

所述硅烷偶聯(lián)劑為kh550、kh560、kh570、kh792、dl602、dl171中的一種或一種以上任意的組合；

所述表面活性劑為陽離子表面活性劑；所述陽離子表面活性劑為季銨鹽、胺鹽、乙氧基化酰胺、烷基咪唑啉、烷基咪唑啉鹽、磷酸鹽、磷酸酯、磺酸鹽、季銨內(nèi)鹽、丙胺酸鹽、吐溫60、聚乙烯多胺鹽、劑索羅明a、脂肪胺鹽中的一種或一種以上任意的組合采取加熱融化機(jī)械攪拌的方式任意比例混合；

所述季銨鹽為十二烷基三甲基氯化銨、十三烷基三甲基氯化銨、十四烷基三甲基氯化銨、十五烷基三甲基氯化銨、十六烷基三甲基氯化銨、十七烷基三甲基氯化銨、十八烷基三甲基氯化銨、十二烷基二甲基芐基氯化銨、十八烷基二甲基羥乙基硝酸銨、十八烷基二甲基羥乙基過氯酸銨、硬脂酸三甲基氯化銨、硬脂酸二甲基戊基氯化銨；

所述胺鹽為乙氧胺鹽或乙氧基化脂肪胺鹽；

所述磺酸鹽為烷基磺酸鈉、烷基二苯醚二磺酸、烷基苯磺酸鹽、烷基萘磺酸鹽、壬基苯氧基丙烷磺酸鈉或?qū)θ苫矫鸦撬徕洠?/p>

所述季銨內(nèi)鹽為十二烷基二甲基季銨乙內(nèi)鹽；

所述丙胺酸鹽為二甲基乙醇基十八酰胺丙基銨硝酸鹽。

本發(fā)明的制備方法如下：

1)制備聚酯亞胺溶液：按重量份數(shù)取20-35份的聚酯亞胺樹脂溶于20-60份的有機(jī)溶劑中，再依次加入0.1-10份稀釋劑、0.1-20份第一助劑、0.1-20份第二助劑和0.1-20份第三助劑；

2)按重量份數(shù)取100份的納米級(jí)的改性氧化石墨烯材料、20-40份的硅烷偶聯(lián)劑、2-3.5份的陽離子表面活性劑進(jìn)行分散處理得改性氧化石墨烯材料；

3)按重量份數(shù)取2～5份的改性氧化石墨烯材料加入到100～120份的聚酯亞胺溶液中攪拌均勻得聚酯亞胺溶液體系；

4)采用勻膠法、刮刀工藝或基底流延法將步驟3)聚酯亞胺溶液體系均勻鋪展在潔凈的基底上并揮發(fā)溶劑，得到待處理薄膜；然后將待處理薄膜經(jīng)亞胺化法交聯(lián)固化，即得到耐高溫聚酯亞胺納米超薄膜。

所述步驟2)的分散處理為在室溫至100℃的溫度下使用超聲波分散10-50分鐘。

所述步驟3)在室溫至100℃以300-1000轉(zhuǎn)/分鐘的攪拌速度將改性氧化石墨烯材料加入到聚酯亞胺溶液中。

所述步驟4)將聚酯亞胺溶液體系均勻鋪展在潔凈的基底上的過程是在真空度大于等于80kpa的環(huán)境中進(jìn)行的；勻膠法中勻膠機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生的力大小為0.5-10n，轉(zhuǎn)速為120-600r/min，且基底選擇具有10-70mm有效半徑的基體，潔凈的基底的粗糙度小于等于0.5μm；刮刀工藝和基底流延法中潔凈的基底的粗糙度小于等于0.4μm。

所述的亞胺化法為化學(xué)亞胺法、熱亞胺法和化學(xué)熱亞胺化法：

所述的化學(xué)亞胺化法：是將待處理薄膜連同基底浸入30℃的亞胺化溶液中，恒溫1-2小時(shí)，然后將待處理薄膜在50-80℃下干燥3-4小時(shí)；

所述的熱亞胺化法：是在120℃下將待處理薄膜恒溫0.5-1小時(shí)，然后在小于等于20℃/min的升溫速率下升溫到150-200℃℃恒溫0.5-1小時(shí)；

所述的化學(xué)熱亞胺化法：是將待處理薄膜連同基底浸入30℃的亞胺化溶液恒溫1-2小時(shí)，然后將待處理薄膜在50-80℃下干燥3-4小時(shí)，再在小于20℃/min的升溫速率下升到150-200℃恒溫0.5-3小時(shí)。

為降低產(chǎn)品的黏度，增加其流動(dòng)性，本發(fā)明加入了酯類稀釋劑能溶于各種有機(jī)溶劑，而且這些稀釋劑具有非常近似的性質(zhì)，在絕緣漆的體系里，可根據(jù)生產(chǎn)的實(shí)際情況，選擇任意一種或一種以上任意的組合使用。

為增加聚酯亞胺樹脂的溶解性，本發(fā)明加入了第一、二助劑，第一、二助劑化學(xué)性質(zhì)活潑，且具有性質(zhì)非常近似，在絕緣漆的體系里，可根據(jù)生產(chǎn)的實(shí)際情況利用這些溶解助劑的非常近似的特性，選擇任意一種或一種以上任意的組合使用。

為進(jìn)一步增加聚酯亞胺樹脂的溶解性和流動(dòng)性，本發(fā)明加入了第三助劑，第三助劑化學(xué)性質(zhì)活潑，且具有性質(zhì)非常近似，在絕緣漆的體系里，可根據(jù)生產(chǎn)的實(shí)際情況利用這些溶解助劑的非常近似的特性，選擇任意一種或一種以上任意的組合使用。

為提高改性氧化石墨烯與聚酯亞胺溶液的互溶性，進(jìn)一步增強(qiáng)其力學(xué)性能和絕緣性能，且能夠使最終產(chǎn)品具有長(zhǎng)壽命和良好的自潤(rùn)滑性能；本發(fā)明在改性氧化石墨烯材料中加入偶聯(lián)劑和/或表面活性劑，偶聯(lián)劑可降低樹脂熔體的粘度，改善分散度以提高加工性能，進(jìn)而使制品獲得良好的表面質(zhì)量及機(jī)械、熱和電性能；表面活性劑在溶液的表面能定向排列，并能使表面張力顯著下降的物質(zhì)；在改性氧化石墨烯單獨(dú)添加偶聯(lián)劑、或者單獨(dú)添加表面活性劑都能夠一定程度提高改性氧化石墨烯的性能，但是最好是同時(shí)添加適量的偶聯(lián)劑和表面活性劑，兩種物質(zhì)共同作用可將改性氧化石墨烯的表面張力降至更理想的水平，以利于在有機(jī)體系中的分散表面的張力。

本發(fā)明所述改性氧化石墨烯材料中的改性氧化石墨烯為納米級(jí)別；納米材料具有更優(yōu)良的分散性，且熱穩(wěn)定性更強(qiáng)，添加在高分子材料中可以增強(qiáng)起力學(xué)性能。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例1

本實(shí)施例提供的新型耐高溫聚酯亞胺納米超薄膜，其包括重量份配比為100～120份的聚酯亞胺溶液和2～5份的改性氧化石墨烯材料；

其中，聚酯亞胺溶液包括以下重量份配比的組分：

聚酯亞胺樹脂：20-35份，

用作聚酯亞胺樹脂溶劑的有機(jī)溶劑n-甲基吡咯烷酮：20-60份，

用作稀釋劑的鄰苯二甲酸二酯：0.1-10份

用作第一助劑的甲苯：0.1-20份，

用作第二助劑的乙苯：0.1-20份，

用作第三助劑的2-丁酮(即甲基乙基酮)：0.1-20份。

改性氧化石墨烯材料包括以下重量份配比的組分：

納米級(jí)別的改性氧化石墨烯：10份，

硅烷偶聯(lián)劑kh550：1-3份，

十二烷基三甲基氯化銨：0.1-0.5份。

其中，用作聚酯亞胺樹脂溶劑的有機(jī)溶劑，除了單獨(dú)采用的n-甲基吡咯烷酮外，2-甲基吡硌烷酮、氯苯、溴苯、二氯苯、二溴苯、1-四氫萘酮、葑酮、佛爾酮、異佛爾酮均具有與n-甲基吡咯烷酮非常近似的性質(zhì)，利用它們這些非常近似的性質(zhì)均能達(dá)到溶解聚酯亞胺樹脂的目的，因此可從上述的有機(jī)溶液中任意選擇一種；同時(shí)由于這些有機(jī)溶劑均具有優(yōu)良的互溶性，因此可根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)的具體情況，選擇上述有機(jī)溶劑中一種以上任意組合，以達(dá)到最合適的效果。

同理，稀釋劑除了單獨(dú)采用的鄰苯二甲酸二酯外，還可以采用性質(zhì)近似、可互溶的鄰苯二甲酸二丁酯、鄰苯二甲酸二異丁酯、鄰苯二甲酸二辛酯、鄰苯二甲酸二戊酯或鄰苯二甲酸二異戊酯中的任意一種，或者以上稀釋劑中一種以上任意的組合。

同理，第一助劑除了單獨(dú)采用的甲苯外，還可以采用性質(zhì)近似、可互溶的苯、鄰二甲苯、間二甲苯、對(duì)二甲苯中的任意一種，或者以上助劑中一種以上任意的組合。

同理，第二助劑除了單獨(dú)采用的乙苯外，還可以采用性質(zhì)近似、可互溶的乙丙苯、丁基苯、異丁基苯、叔丁基苯中的任意一種，或者以上助劑中一種以上任意的組合。

同理，第三助劑除了單獨(dú)采用的2-丁酮(即甲基乙基酮)外，還可以采用性質(zhì)近似、可互溶的環(huán)戊酮、環(huán)己酮中的任意一種，或者以上助劑中一種以上任意的組合。

改性氧化石墨烯材料中的偶聯(lián)劑，除了單獨(dú)采用的硅烷偶聯(lián)劑kh550外，我國(guó)國(guó)內(nèi)現(xiàn)有的硅烷偶聯(lián)劑型號(hào)：kh560、kh570、kh792、dl602、dl171均具有與型號(hào)kh550非常近似的性質(zhì)，利用它們這些非常近似的性質(zhì)均能達(dá)到滿足要求，因此可從上述的有機(jī)溶液中任意選擇一種；同時(shí)由于這些硅烷偶聯(lián)劑均具有優(yōu)良的互溶性，因此可根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)的具體情況，選擇上述硅烷偶聯(lián)劑中一種以上任意組合，以達(dá)到最合適的效果。

同理，改性氧化石墨烯材料中的表面活性劑包括季銨鹽(十二烷基三甲基氯化銨、十三烷基三甲基氯化銨、十四烷基三甲基氯化銨、十五烷基三甲基氯化銨、十六烷基三甲基氯化銨、十七烷基三甲基氯化銨、十八烷基三甲基氯化銨、十二烷基二甲基芐基氯化銨、十八烷基二甲基羥乙基硝酸銨、十八烷基二甲基羥乙基過氯酸銨、硬脂酸三甲基氯化銨、硬脂酸二甲基戊基氯化銨等)、胺鹽(乙氧胺鹽、乙氧基化脂肪胺鹽等)、乙氧基化酰胺、烷基咪唑啉、烷基咪唑啉鹽、磷酸鹽、磷酸酯、磺酸鹽(烷基磺酸鈉、烷基二苯醚二磺酸、烷基苯磺酸鹽、烷基萘磺酸鹽、壬基苯氧基丙烷磺酸鈉、對(duì)壬基二苯醚磺酸鉀等)、季銨內(nèi)鹽(十二烷基二甲基季銨乙內(nèi)鹽等)、丙胺酸鹽(二甲基乙醇基十八酰胺丙基銨硝酸鹽等)、吐溫60、聚乙烯多胺鹽、劑索羅明a、脂肪胺鹽中的任意一種或一種以上任意的組合。上述為常見的陽離子表面活性劑典型代表，性質(zhì)非常類似，也可以任意比例混合使用，混合時(shí)采取加熱融化機(jī)械攪拌的方式即可。

實(shí)施例2

本實(shí)施例提供的聚酯亞胺絕緣漆的制備方法，其包括以下順序的步驟：

1)制備聚酯亞胺溶液：

將重量份配比為20-35份的聚酯亞胺樹脂溶于20-60份用作聚酯亞胺樹脂溶劑的n-甲基吡咯烷酮中，攪拌完全溶解后，再依次加入0.1-10份用作稀釋劑的鄰苯二甲酸二酯、0.1-20份用作第一助劑的甲苯、0.1-20份用作第二助劑的乙苯、0.1-20份用作第三助劑的2-丁酮待完全溶解后，備用；

2)改性氧化石墨烯的預(yù)處理：

將重量份配比為10份的納米級(jí)別改性氧化石墨烯、1-3份的硅烷偶聯(lián)劑kh550和0.1-0.5份的十二烷基三甲基氯化銨混合均勻，然后再室溫下，采用超聲波清洗器中分散10-30分鐘，備用；

3)在由步驟1)制備好的聚酯亞胺溶液中，在室溫至60度的溫度范圍內(nèi)、以300-1000轉(zhuǎn)/分鐘的攪拌速度，一邊攪拌一邊加入經(jīng)步驟2)預(yù)處理的改性氧化石墨烯材料。

4)設(shè)置勻膠機(jī)0.5n，均勻轉(zhuǎn)速200r/min，真空度為80kpa，選擇有效半徑為50mm的基底制備聚酯亞胺納米納米超薄膜。

5)將制得的聚酯亞胺納米超薄膜放置在120℃的條件下恒溫3小時(shí)，然后再緩慢升(升溫速率小于20℃/min)到200℃恒溫3小時(shí)，取出，即可制得聚酯亞胺納米納米超薄膜。

其中，用作聚酯亞胺樹脂溶劑的有機(jī)溶劑，除了單獨(dú)采用的n-甲基吡咯烷酮外，2-甲基吡硌烷酮、氯苯、溴苯、二氯苯、二溴苯、1-四氫萘酮、葑酮、佛爾酮、異佛爾酮均具有與n-甲基吡咯烷酮非常近似的性質(zhì)，利用它們這些非常近似的性質(zhì)均能達(dá)到溶解聚酯亞胺樹脂的目的，因此可從上述的有機(jī)溶液中任意選擇一種；同時(shí)由于這些有機(jī)溶劑均具有優(yōu)良的互溶性，因此可根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)的具體情況，選擇上述有機(jī)溶劑中一種以上任意組合，以達(dá)到最合適的效果。

同理，稀釋劑除了單獨(dú)采用的鄰苯二甲酸二酯外，還可以采用性質(zhì)近似、可互溶的鄰苯二甲酸二丁酯、鄰苯二甲酸二異丁酯、鄰苯二甲酸二辛酯、鄰苯二甲酸二戊酯或鄰苯二甲酸二異戊酯中的任意一種，或者以上稀釋劑中一種以上任意的組合。

同理，第一助劑除了單獨(dú)采用的甲苯外，還可以采用性質(zhì)近似、可互溶的苯、鄰二甲苯、間二甲苯、對(duì)二甲苯中的任意一種，或者以上助劑中一種以上任意的組合。

同理，第二助劑除了單獨(dú)采用的乙苯外，還可以采用性質(zhì)近似、可互溶的乙丙苯、丁基苯、異丁基苯、叔丁基苯中的任意一種，或者以上助劑中一種以上任意的組合。

同理，第三助劑除了單獨(dú)采用的2-丁酮(即甲基乙基酮)外，還可以采用性質(zhì)近似、可互溶的環(huán)戊酮、環(huán)己酮中的任意一種，或者以上助劑中一種以上任意的組合。

改性氧化石墨烯材料中的偶聯(lián)劑，除了單獨(dú)采用的硅烷偶聯(lián)劑kh550外，我國(guó)國(guó)內(nèi)現(xiàn)有的硅烷偶聯(lián)劑型號(hào)：kh560、kh570、kh792、dl602、dl171均具有與型號(hào)kh550非常近似的性質(zhì)，利用它們這些非常近似的性質(zhì)均能達(dá)到滿足要求，因此可從上述的有機(jī)溶液中任意選擇一種；同時(shí)由于這些硅烷偶聯(lián)劑均具有優(yōu)良的互溶性，因此可根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)的具體情況，選擇上述硅烷偶聯(lián)劑中一種以上任意組合，以達(dá)到最合適的效果。

同理，改性氧化石墨烯材料中的表面活性劑包括季銨鹽(十二烷基三甲基氯化銨、十三烷基三甲基氯化銨、十四烷基三甲基氯化銨、十五烷基三甲基氯化銨、十六烷基三甲基氯化銨、十七烷基三甲基氯化銨、十八烷基三甲基氯化銨、十二烷基二甲基芐基氯化銨、十八烷基二甲基羥乙基硝酸銨、十八烷基二甲基羥乙基過氯酸銨、硬脂酸三甲基氯化銨、硬脂酸二甲基戊基氯化銨等)、胺鹽(乙氧胺鹽、乙氧基化脂肪胺鹽等)、乙氧基化酰胺、烷基咪唑啉、烷基咪唑啉鹽、磷酸鹽、磷酸酯、磺酸鹽(烷基磺酸鈉、烷基二苯醚二磺酸、烷基苯磺酸鹽、烷基萘磺酸鹽、壬基苯氧基丙烷磺酸鈉、對(duì)壬基二苯醚磺酸鉀等)、季銨內(nèi)鹽(十二烷基二甲基季銨乙內(nèi)鹽等)、丙胺酸鹽(二甲基乙醇基十八酰胺丙基銨硝酸鹽等)、吐溫60、聚乙烯多胺鹽、劑索羅明a、脂肪胺鹽中的任意一種或一種以上任意的組合。上述為常見的陽離子表面活性劑典型代表，性質(zhì)非常類似，也可以任意比例混合使用，混合時(shí)采取加熱融化機(jī)械攪拌的方式即可。