一种防雾自清的聚酰亚胺薄膜及其制备方法技术

为了解决透明聚酰亚胺薄膜在使用过程中易污损的问题，本发明专利技术提供了一种防雾自清洁的薄膜。本发明专利技术提供的透明聚酰亚胺薄膜经过表面蚀刻处理，而后经过处理的透明聚酰亚胺薄膜表面形成聚合物刷包括引发剂、单体1和单体2；在引发剂中，R1表示丙基或丁基；在单体1中，R2和R3各自独立地表示乙基、丙基、丁基或戊基；单体2中：R4和R5各自独立地表示氢原子、甲基、羧基、吡咯烷酮基、苯磺基、羧甲基寡聚乙二醇酯、羧甲基羟乙酯、羧甲基羟丙酯、羧甲基羟丁酯。本发明专利技术提供的聚酰亚胺薄膜具有透过率高、表面亲水性好等特点。

【技术实现步骤摘要】
一种防雾自清的聚酰亚胺薄膜及其制备方法
本专利技术属于材料领域，具体涉及一种具有防雾自清洁功能的薄膜材料，尤其涉及一种具有良好防雾和自清洁性能的聚合物刷及其制备方法。
技术介绍
透明聚酰亚胺(PI)薄膜由于优良的耐热性能，高强高模以及良好的透光性能，广泛应用于柔性显示领域。然而，在使用过程中，薄膜表面容易被空气污染，尤其是粉尘和悬浮颗粒物，极易附着在大厦的外墙上成为污垢，极大影响了显示效果。传统的人工清洁方式不仅费时费力，而且带来额外的风险。为此，发展防污和可自清洁的薄膜材料显得尤为重要。众所周知，该方式主要通过水的作用来达到自清洁的效果，超亲水涂层是将水贴近玻璃表面而将污物隔绝在玻璃之外。人们对于仿生学的研究有了很大的突破。经研究发现，细胞外层膜表面有一层物质磷脂头部的磷酰胆碱基团，这种基团具有很强的亲水性。故而基于我们对磷酰胆碱的结构和其特性的了解，可以将结构类似的甜菜碱型两性离子化合物修饰在材料表面，构建出类似于细胞外膜的仿生表面，使得修饰后的材料表面具有很强的亲水性。通过构筑表面结构及表面化学组成多元协同作用可以赋予材料的自清洁功能，许多亲水性的聚合物被证明具有良好的防污性能。
技术实现思路
为了解决透明聚酰亚胺薄膜在使用过程中易受污染等问题，进而影响显示效果，本专利技术提供了一种防雾自清洁的薄膜。本专利技术提供的防雾自清洁的方法通过对本专利技术是通过以下技术方案实现的：一种含共聚物刷的聚酰亚胺薄膜的制备方法，其特征在于，为聚酰亚胺薄膜表面引发原子转移自由基聚合(ATRP)包括以下几个步骤；(1)采用等离子体对透明聚酰亚胺薄膜表面进行刻蚀。(2)采用引发剂，通过气相沉积法偶联到聚酰亚胺薄膜表面。(3)称取适量的单体1、单体2、溴化亚铜、2,2’-联吡啶以及处理后的薄膜置于溶剂中，在氩气氛围保护、50-90℃的温度条件下搅拌反应6-18h。(4)用去离子水和丙酮对薄膜进行反复洗涤，去除表面的催化剂和未反应完的单体，即得到共聚物刷的聚酰亚胺薄膜。其中，所述引发剂为2-溴-2-甲基丙酸-3-(三氯硅基)丙酯或2-溴-2-甲基丙酸-4-(三氯甲硅基)丁酯中的一种，具有如下所示结构：其中，所述单体1为N,N-二甲基-N-(甲基丙烯酰氧基乙基)-N-(2-磺基烷基)铵内盐、N,N-二甲基-N-(甲基丙烯酰氧基丙基)-N-(2-磺基烷基)铵内盐或N,N-二甲基-N-(甲基丙烯酰氧基丁基)-N-(2-磺基烷基)铵内盐(n＝2-5)中的一种或多种，具有如下所示结构：其中，所述单体2为甲基丙烯酸、N-甲基吡咯烷酮、苯乙烯磺酸钠、寡聚乙二醇甲醚甲基丙烯酸酯、甲基丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟丙酯或甲基丙烯酸羟丁酯中的一种或多种，具有如下所示结构：其中，步骤(1)中所述的等离子体对透明聚酰亚胺薄膜表面进行刻蚀为将等离子体真空反应腔体内放入透明聚酰亚胺薄膜，对等离子体腔体连续抽真空至0.1Pa以下，通入氩气，流速为15-25mL/min，开启微波式等离子体放电对薄膜表面进行处理，放电功率为200W,频率为100MHz，刻蚀处理时间为1-5分钟。其中，步骤(2)中所述的相对薄膜质量，所述引发剂的质量分数为0.02-0.08％。其中，步骤(3)中所述的相对薄膜质量，所述单体1的质量分数为5-10％，所述单体2的质量分数为2-6％，所述溴化亚铜的质量分数为0.05-0.25％。其中，步骤(3)中所述的使用的溶剂为苯、二甲苯、环己酮、苯甲醚中的一种。其中，步骤(3)中所述的单体1和单体2可以同时加入到反应体系中，形成无规共聚物；也可以分步加入到反应体系中，形成嵌段共聚物。一种防雾自清的聚酰亚胺薄膜，其特征在于，所述的聚酰亚胺薄膜透光率为大于83％，接触角为小于或等于42.6°。其中，所述的聚酰亚胺薄膜优选的为透光率为大于86％，接触角为小于或等于36.6°。本专利技术的有益效果为本专利技术所制备的薄膜表面材料具有良好的防雾自清洁作用，因此具有十分广泛的应用前景；同时还具备以下技术效果：(1)本专利技术制备的薄膜透光度高；(2)本专利技术采用气相沉积法在薄膜表面修饰硅烷偶联剂，与传统溶液浸泡方式修饰相比，避免了硅烷偶联剂与水的副反应，减少了偶联剂的用量，而且气体透过能力较液体更强，更适用于修饰在高密度的薄膜表面。(3)本专利技术制备的薄膜无毒无污染，不会对生产和生活环境造成影响。附图说明图1为本专利技术提供的聚合物刷修饰聚酰亚胺薄膜表面的结构示意图。A为是共聚物刷，B为是聚酰亚胺薄膜。具体实施方式如图1所示为本专利技术提供的聚合物刷修饰聚酰亚胺薄膜表面的结构示意图，下面结合实施例对本专利技术做进一步的说明。透光率测试方法：使用分光光度计测试薄膜的透过率。接触角测试方法：使用接触角测试仪测试薄膜的接触角。亲水性判断标准：接触角越小表明薄膜的亲水性越强。实施例1一种防雾自清的聚酰亚胺薄膜制备方法，经过如下步骤：(1)将透明聚酰亚胺薄膜放置于等离子体真空反应腔体内，对腔体连续抽真空至0.1Pa以下，通入氩气，流速为20mL/min，开启微波式等离子体放电对薄膜表面进行处理，放电功率为200W,频率为100MHz，持续放电1分钟。(2)采用气相沉积法在100g薄膜表面偶联0.03g引发剂2-溴-2-甲基丙酸3-(三氯硅基)丙酯。(3)称取6gN,N-二甲基-N-(甲基丙烯酰氧基乙基)-N-(2-磺基乙基)铵内盐、5g甲基丙烯酸和0.06g溴化亚铜，在氩气氛围和60℃的温度条件下，与薄膜在甲苯溶液中搅拌反应6h。(4)反应结束后，用甲醇和丙酮分别对薄膜清洗3次，用氮气直至吹干得到成品。实施例2一种防雾自清的聚酰亚胺薄膜制备方法，经过如下步骤：(1)将透明聚酰亚胺薄膜放置于等离子体真空反应腔体内，对腔体连续抽真空至0.1Pa以下，通入氩气，流速为25mL/min，开启微波式等离子体放电对薄膜表面进行处理，放电功率为200W,频率为100MHz，持续放电1分钟。(2)采用气相沉积法在100g薄膜表面偶联0.03g引发剂2-溴-2-甲基丙酸3-(三氯硅基)丙酯。(3)称取6gN,N-二甲基-N-(甲基丙烯酰氧基乙基)-N-(2-磺基丙基)铵内盐、3g甲基丙烯酸和0.06g溴化亚铜，在惰性气体氛围和80℃的温度条件下，与薄膜在甲苯溶液中搅拌反应6h。(4)反应结束后，用甲醇和丙酮分别对薄膜清洗3次，用氮气直至吹干得到成品。实施例3一种防雾自清的聚酰亚胺薄膜制备方法，经过如下步骤：(1)将透明聚酰亚胺薄膜放置于等离子体真空反应腔体内，对腔体连续抽真空至0.1Pa以下，通入氩气，流速为23mL/min，开启微波式等离子体放电对薄膜表面进行处理，放电功率为200W,频率为100MHz，持续放电1分钟。(2)采用气相沉积法在100g薄膜表面本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种含共聚物刷的聚酰亚胺薄膜的制备方法，其特征在于，为聚酰亚胺薄膜表面引发原子转移自由基聚合(ATRP)有以下几个步骤；/n(1)采用等离子体对透明聚酰亚胺薄膜表面进行刻蚀；/n(2)采用引发剂，通过气相沉积法偶联到聚酰亚胺薄膜表面；/n(3)称取适量的单体1、单体2、溴化亚铜、2,2’-联吡啶以及处理后的薄膜置于溶剂中，在氩气氛围保护、50-90℃的温度条件下搅拌反应6-18h；/n(4)用去离子水和丙酮对薄膜进行反复洗涤，去除表面的催化剂和未反应完的单体，即得到共聚物刷的聚酰亚胺薄膜。/n

【技术特征摘要】
1.一种含共聚物刷的聚酰亚胺薄膜的制备方法，其特征在于，为聚酰亚胺薄膜表面引发原子转移自由基聚合(ATRP)有以下几个步骤；
(1)采用等离子体对透明聚酰亚胺薄膜表面进行刻蚀；
(2)采用引发剂，通过气相沉积法偶联到聚酰亚胺薄膜表面；
(3)称取适量的单体1、单体2、溴化亚铜、2,2’-联吡啶以及处理后的薄膜置于溶剂中，在氩气氛围保护、50-90℃的温度条件下搅拌反应6-18h；
(4)用去离子水和丙酮对薄膜进行反复洗涤，去除表面的催化剂和未反应完的单体，即得到共聚物刷的聚酰亚胺薄膜。


2.根据权利要求1所述的含共聚物刷的聚酰亚胺薄膜的制备方法，其特征在于，所述引发剂为2-溴-2-甲基丙酸-3-(三氯硅基)丙酯或2-溴-2-甲基丙酸-4-(三氯甲硅基)丁酯中的一种，具有如下所示结构：





3.根据权利要求1所述的含共聚物刷的聚酰亚胺薄膜的制备方法，其特征在于，所述单体1为N,N-二甲基-N-(甲基丙烯酰氧基乙基)-N-(2-磺基烷基)铵内盐、N,N-二甲基-N-(甲基丙烯酰氧基丙基)-N-(2-磺基烷基)铵内盐或N,N-二甲基-N-(甲基丙烯酰氧基丁基)-N-(2-磺基烷基)铵内盐(n＝2-5)中的一种或多种，具有如下所示结构：





4.据权利要求1所述的含共聚物刷的聚酰亚胺薄膜的制备方法，其特征在于，所述单体2为甲基丙烯酸、N-甲基吡咯烷酮、苯乙烯磺酸钠、寡聚乙二醇甲醚甲基丙烯酸酯、甲基丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟丙酯或甲基丙烯酸...

【专利技术属性】
技术研发人员：金亚东，张远豪，周玉波，朱正平，
申请(专利权)人：宁波长阳科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33