【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及聚酰亚胺薄膜制备，尤其涉及一种基于聚酰亚胺的遮光薄膜及其制备方法。
技术介绍
1、基于聚酰亚胺（pi）的遮光膜制备技术，目前主要涉及到pi薄膜的制备、改性及其与遮光性膜基材的复合工艺。pi薄膜因其优异的热稳定性、机械性能、化学稳定性及电气绝缘性能，被广泛应用于高端电子设备等领域的电子级薄膜和绝缘等领域的电工级薄膜。遮光膜的制备通常包括pi薄膜的制备、遮光性膜基材的选择以及两者之间的复合工艺。
2、现有技术存在的缺陷包括如下几个方面：
3、（1）制备工艺复杂：pi薄膜的制备工艺涉及多道工序，包括聚酰胺酸的合成、成型（如流延、拉伸）、亚胺化（热法、化学法）及后处理等。这些工序对工艺参数控制要求极高，任意一个环节出现偏差都可能影响pi薄膜成品的质量一致性和稳定性。特别是亚胺化过程，技术壁垒较高，且存在生产效率与产品质量之间的平衡问题。
4、（2）材料性能限制：传统pi薄膜对光的吸收有限，限制了其在遮光领域的应用。因此，制备耐高温全遮光的pi薄膜成为了一个技术难题。此外，pi薄膜的力学性能、热收缩率等性能与国外同类产品相比仍存在一定差距。
5、（3）遮光性与厚度矛盾：为了同时实现应用模块的小型化和高功能化，需要在维持遮光性膜的性能的同时调节厚度。然而，仅通过降低遮光性膜的厚度会导致遮光性降低，如何在保持遮光性的同时降低膜厚度是一个挑战。
6、（4）成本高昂：遮光材料添加剂的价格较高，且高性能pi薄膜的制备工艺复杂，导致生产成本高昂，限制了其在大规模应用中的竞争力。
7、基于上述问题，目前亟需研究更高效、更稳定的pi薄膜制备工艺，降低生产成本，提高产品质量一致性和稳定性。
技术实现思路
1、本专利技术为解决上述问题，提供一种基于聚酰亚胺的遮光薄膜及其制备方法。
2、本专利技术第一目的在于提供一种基于聚酰亚胺的遮光薄膜的制备方法，具体包括如下步骤：
3、s1.制备聚酰胺酸溶液：通过二胺和二酐单体在溶剂中聚合得到聚酰胺酸溶液；
4、s2.制备改性螺旋碳纤维：选取镍片作为催化剂载体，将催化剂悬浊液均匀涂敷在镍片表面，烘干；将无水乙醇和助剂按一定比例混合，混合后置于镍片表面，通过镍片表面混合物催化热解反应得到改性螺旋碳纤维；
5、s3.制备改性聚酰胺酸分散液；具体包括如下子步骤：
6、s301.准确称量所需质量的改性螺旋碳纤维；
7、s302.将改性螺旋碳纤维缓慢加入到溶剂中，高速搅拌并震荡，形成稳定的悬浮液；
8、s303.将步骤s302制备的悬浮液加入至聚酰胺酸溶液中，搅拌，得到改性聚酰胺酸分散液；
9、s4.薄膜的制备与固化：选择基板，进行彻底清洁；将改性聚酰胺酸分散液均匀涂布于基板上；将涂布好的基板进行干燥固化；
10、s5.两步法亚胺化制备基于聚酰亚胺的遮光薄膜；包括如下子步骤：
11、s501.将干燥后的薄膜转移至亚胺化炉中，先在150~200℃下保持0.5~1.5h，促使聚酰胺酸部分亚胺化；
12、s502.随后升温至380~420℃，保持1.5~3.5h使亚胺化反应完全，得到基于聚酰亚胺的遮光薄膜。
13、优选的，步骤s1中添加二胺和二酐单体的总质量分数占聚酰胺酸溶液的18~25%；所述溶剂为二甲基乙酰胺或n，n-二甲基甲酰胺。
14、优选的，二酐单体为2,3,3',4'-二苯醚四酸二酐，二胺为芳香族二胺单体；所述聚合的温度为室温。
15、优选的，步骤s2的助剂为水或含水的可燃溶剂；在无水乙醇和助剂的混合物中含水量低于0.75%；所述催化热解反应通过酒精灯加热镍片，使镍片上的混合物燃烧。
16、优选的，镍片和所述酒精灯芯底部距离18~25mm，燃烧时间为40~75min。
17、优选的，基板的材质为玻璃、硅片或不锈钢板。
18、优选的，干燥固化的方法如下：将涂布好的基板置于设定好温度的烘干道中，在120~150℃下烘干1~2h，缓慢去除大部分溶剂，避免快速干燥导致的膜面不平或裂纹。
19、优选的，改性螺旋碳纤维占所述改性聚酰胺酸分散液质量的5~25%。
20、优选的，步骤s501中先在180℃下保持1h；所述步骤s502中以5~10℃/min的升温速率升温至400℃，保持2h。
21、本专利技术第二目的在于提供一种基于聚酰亚胺的遮光薄膜，采用一种基于聚酰亚胺的遮光薄膜的制备方法制备。
22、与现有技术相比，本专利技术能够取得如下有益效果：
23、（1）特定吸波性能的碳纤维设计：通过精确控制催化剂载体（如镍片）上的催化剂涂敷、酒精与助剂的混合比例及燃烧条件，制备出具有特定吸波性能和表面缺陷的改性螺旋碳纤维。碳纤维不仅形态独特（螺旋状），而且其表面缺陷和螺旋度可根据需求进行调控，从而实现对电磁波吸收性能的优化，并且加入改性螺旋碳纤维的薄膜红外线、可见光和紫外线的透过率都为0。
24、（2）通过高速搅拌和振荡器震荡，确保改性螺旋碳纤维在dmac溶剂中充分分散，避免了团聚现象，提高了碳纤维在pi薄膜中的均匀分布，进而提升了薄膜的整体性能和稳定性。
25、（3）两步亚胺化工艺：通过温度程序的控制，有助于形成致密的pi网络结构，提高薄膜的机械强度和耐热性；确保pi结构的有序排列和性能的最优化。
26、（4）优化改性螺旋碳纤维的添加比例，既能保证良好的遮光效果，又能维持薄膜的机械强度和加工性。
27、（5）选择二甲基乙酰胺（dmac）作为溶剂，不仅因为其良好的溶解性，还因为其能与聚酰胺酸（paa）和改性螺旋碳纤维形成良好的分散体系，有助于提升薄膜的均匀性和稳定性。
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1.一种基于聚酰亚胺的遮光薄膜的制备方法，其特征在于，具体包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种基于聚酰亚胺的遮光薄膜的制备方法，其特征在于：所述步骤S1中添加二胺和二酐单体的总质量分数占聚酰胺酸溶液的18~25%；所述溶剂为二甲基乙酰胺或N，N-二甲基甲酰胺。
3.根据权利要求2所述的一种基于聚酰亚胺的遮光薄膜的制备方法，其特征在于：所述二酐单体为2,3,3',4'-二苯醚四酸二酐，二胺为芳香族二胺单体；所述聚合的温度为室温。
4.根据权利要求1所述的一种基于聚酰亚胺的遮光薄膜的制备方法，其特征在于：所述步骤S2的助剂为水或含水的可燃溶剂；在无水乙醇和助剂的混合物中含水量低于0.75%；所述催化热解反应通过酒精灯加热镍片，使镍片上的混合物燃烧。
5.根据权利要求4所述的一种基于聚酰亚胺的遮光薄膜的制备方法，其特征在于：所述镍片和所述酒精灯芯底部距离18~25mm，燃烧时间为40~75min。
6.根据权利要求1所述的一种基于聚酰亚胺的遮光薄膜的制备方法，其特征在于：所述基板的材质为玻璃、硅片或不锈钢板。
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1.一种基于聚酰亚胺的遮光薄膜的制备方法，其特征在于，具体包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种基于聚酰亚胺的遮光薄膜的制备方法，其特征在于：所述步骤s1中添加二胺和二酐单体的总质量分数占聚酰胺酸溶液的18~25%；所述溶剂为二甲基乙酰胺或n，n-二甲基甲酰胺。
3.根据权利要求2所述的一种基于聚酰亚胺的遮光薄膜的制备方法，其特征在于：所述二酐单体为2,3,3',4'-二苯醚四酸二酐，二胺为芳香族二胺单体；所述聚合的温度为室温。
4.根据权利要求1所述的一种基于聚酰亚胺的遮光薄膜的制备方法，其特征在于：所述步骤s2的助剂为水或含水的可燃溶剂；在无水乙醇和助剂的混合物中含水量低于0.75%；所述催化热解反应通过酒精灯加热镍片，使镍片上的混合物燃烧。
5.根据权利要求4所述的一种基于聚酰亚胺的遮光薄膜的制备方法，其特征在于：所述镍片和所述酒精灯芯底部距离18~25mm，燃烧时间为40~75min...
【专利技术属性】
技术研发人员：李雪松，郭晓慧，吕威，杨悦，王丽莹，杨希佳，杨友，
申请(专利权)人：长春工业大学，
类型：发明
国别省市：
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