一种绝缘pi膜材
技术领域
1.本发明涉及pi膜领域，特别是涉及一种绝缘pi膜材。
背景技术：
2.聚酰亚胺薄膜(pi膜)具有卓越的性能，它广泛的应用于空间技术、电机、电器的绝缘、fpc(柔性印刷线路板)、ptc电热膜、tab(压敏胶带基材)、航天、航空、计算机、电磁线、变压器、音响、手机、电脑、冶炼、采矿电子元器件工业、汽车、交通运输、原子能工业等电子电器行业。在新能源汽车电池，比如锂电池的制造中，需要使用到pi膜，以对锂电池进行保护。
3.pi膜需要具备耐腐蚀、耐高温、绝缘性、阻隔性、高表面能的性能，以适应新能源汽车电池的运行环境，能保障对锂电池进行有效防护，保障新能源汽车电池的正常稳定运行。
技术实现要素：
4.本发明目的是针对背景技术中存在的问题，提出一种具有优异的绝缘性能、阻水阻氧、高表面能、耐腐蚀性能、耐高温性能和结构强度的绝缘pi膜材。
5.本发明的技术方案，一种绝缘pi膜材，按重量份包括如下成分：
6.均苯四甲酸二酐35-65份、联苯四甲酸二酐30-55份、十八胺15-20份、对苯二胺15-25份、n-甲基吡咯烷酮8-12份、二氨基二苯醚5-10份、氧化铝4-7份、碱式磷酸钙5-8份、聚亚烷基二醇10-15份、混合纳米粒子10-14份和溶剂50-80份。
7.优选的，混合纳米粒子包括纳米氮化硅和纳米二氧化硅中的至少一种，且粒子的粒径范围为30-50nm。
8.优选的，溶剂为二甲基乙酰胺和三乙酰胺中的至少一种。
9.优选的，还包括按重量份计的玻璃棉6-10份。
10.优选的，生产绝缘pi膜材的工艺包括如下步骤：
11.s1、将混合纳米粒子混合以制成分散液；
12.s2、将均苯四甲酸二酐、联苯四甲酸二酐、十八胺、对苯二胺、n-甲基吡咯烷酮、二氨基二苯醚、氧化铝、碱式磷酸钙和聚亚烷基二醇添加到溶剂中混合均匀，得到聚酰亚胺溶液；
13.s3、将聚酰亚胺溶液添加到溶液储罐中，溶液储罐底端与流涎机的流涎嘴接触；
14.s4、启动流涎机，排出溶液储罐中的聚酰亚胺溶液，溶液通过流涎嘴被导流至流涎机的钢带上；
15.s5、在流涎机上设置刮板，刮板与钢带之间的区域为聚酰亚胺分布区域，刮板与钢带的间距决定聚酰亚胺的厚度；
16.s6、在流涎机通过钢带输送聚酰亚胺过程中，通过加热器对钢带上的聚酰亚胺进行加热，使聚酰亚胺溶液定型成pi膜半成品；
17.s7、将pi膜半成品通过导辊导向至亚胺化炉，经过亚胺化处理后，得到pi膜成品；
18.s8、将pi膜成品收卷在辊筒上。
19.优选的，s8中，辊筒上同轴套设有圆环形的刀板，刀板外轮廓边缘具有刀刃，刀板沿辊筒轴向并排设置有多个。
20.优选的，s5中使用的刮板具有刃部，且刮板由下至上逐渐向钢带输送聚酰亚胺溶液的方向倾斜。
21.优选的，刮板倾斜朝上的一侧表面转动设置有浸液辊，浸液辊上套设有浸液套。
22.与现有技术相比，本发明具有如下有益的技术效果：
23.采用本发明生产的pi膜具有优异的绝缘性能、阻水阻氧、高表面能、耐腐蚀性能、耐高温性能和结构强度等力学性能，能制作出厚度较薄的pi膜成品，制作方法简单，综合性能得到充分提高。
具体实施方式
24.实施例一
25.本发明提出的一种绝缘pi膜材，按重量份包括如下成分：
26.均苯四甲酸二酐35份、联苯四甲酸二酐30份、十八胺15份、对苯二胺15份、n-甲基吡咯烷酮8份、二氨基二苯醚5份、氧化铝7份、碱式磷酸钙8份、聚亚烷基二醇15份、玻璃棉10份、混合纳米粒子14份和溶剂80份。混合纳米粒子包括纳米氮化硅和纳米二氧化硅中的至少一种，且粒子的粒径范围为50nm。溶剂为二甲基乙酰胺和三乙酰胺中的至少一种。
27.实施例二
28.本发明提出的一种绝缘pi膜材，相较于实施例一，本实施例与实施例一的区别在于，按重量份包括如下成分：
29.均苯四甲酸二酐43份、联苯四甲酸二酐40份、十八胺18份、对苯二胺19份、n-甲基吡咯烷酮11份、二氨基二苯醚9份、氧化铝6份、碱式磷酸钙7份、聚亚烷基二醇14份、玻璃棉9份、混合纳米粒子13份和溶剂65份。混合纳米粒子包括纳米氮化硅和纳米二氧化硅中的至少一种，且粒子的粒径范围为38nm。
30.实施例三
31.本发明提出的一种绝缘pi膜材，相较于实施例一，本实施例与实施例一的区别在于，按重量份包括如下成分：
32.均苯四甲酸二酐48份、联苯四甲酸二酐52份、十八胺18份、对苯二胺19份、n-甲基吡咯烷酮10份、二氨基二苯醚9份、氧化铝6份、碱式磷酸钙6份、聚亚烷基二醇12份、玻璃棉7份、混合纳米粒子12份和溶剂54份。混合纳米粒子包括纳米氮化硅和纳米二氧化硅中的至少一种，且粒子的粒径范围为32nm。
33.实施例四
34.本发明提出的一种绝缘pi膜材，相较于实施例一，本实施例与实施例一的区别在于，按重量份包括如下成分：
35.均苯四甲酸二酐45份、联苯四甲酸二酐54份、十八胺19份、对苯二胺19份、n-甲基吡咯烷酮10份、二氨基二苯醚7份、氧化铝6份、碱式磷酸钙7份、聚亚烷基二醇12份、玻璃棉8份、混合纳米粒子13份和溶剂55份。混合纳米粒子包括纳米氮化硅和纳米二氧化硅中的至少一种，且粒子的粒径范围为36nm。
36.实施例五
37.本发明提出的一种绝缘pi膜材，相较于实施例一，本实施例与实施例一的区别在于，按重量份包括如下成分：
38.均苯四甲酸二酐62份、联苯四甲酸二酐49份、十八胺18份、对苯二胺18份、n-甲基吡咯烷酮9份、二氨基二苯醚8份、氧化铝6份、碱式磷酸钙7份、聚亚烷基二醇12份、玻璃棉7份、混合纳米粒子12份和溶剂65份。混合纳米粒子包括纳米氮化硅和纳米二氧化硅中的至少一种，且粒子的粒径范围为42nm。
39.实施例六
40.本发明提出的一种绝缘pi膜材，相较于实施例一，本实施例与实施例一的区别在于，按重量份包括如下成分：
41.均苯四甲酸二酐55份、联苯四甲酸二酐42份、十八胺19份、对苯二胺17份、n-甲基吡咯烷酮11份、二氨基二苯醚8份、氧化铝6份、碱式磷酸钙7份、聚亚烷基二醇12份、玻璃棉9份、混合纳米粒子13份和溶剂58份。混合纳米粒子包括纳米氮化硅和纳米二氧化硅中的至少一种，且粒子的粒径范围为37nm。
42.实施例七
43.本发明提出的一种绝缘pi膜材，相较于实施例一，本实施例与实施例一的区别在于，按重量份包括如下成分：
44.均苯四甲酸二酐42份、联苯四甲酸二酐44份、十八胺18份、对苯二胺19份、n-甲基吡咯烷酮9份、二氨基二苯醚6份、氧化铝6份、碱式磷酸钙7份、聚亚烷基二醇12份、玻璃棉7份、混合纳米粒子13份和溶剂75份。混合纳米粒子包括纳米氮化硅和纳米二氧化硅中的至少一种，且粒子的粒径范围为42nm。
45.实施例八
46.本发明提出的一种绝缘pi膜材，相较于实施例一，本实施例与实施例一的区别在于，按重量份包括如下成分：
47.均苯四甲酸二酐62份、联苯四甲酸二酐45份、十八胺17份、对苯二胺18份、n-甲基吡咯烷酮11份、二氨基二苯醚8份、氧化铝6份、碱式磷酸钙5份、聚亚烷基二醇12份、玻璃棉8份、混合纳米粒子12份和溶剂65份。混合纳米粒子包括纳米氮化硅和纳米二氧化硅中的至少一种，且粒子的粒径范围为35nm。
48.实施例九
49.本发明提出的一种绝缘pi膜材，相较于实施例一，本实施例与实施例一的区别在于，按重量份包括如下成分：
50.均苯四甲酸二酐45份、联苯四甲酸二酐40份、十八胺19份、对苯二胺17份、n-甲基吡咯烷酮10份、二氨基二苯醚7份、氧化铝6份、碱式磷酸钙6份、聚亚烷基二醇12份、玻璃棉7份、混合纳米粒子11份和溶剂53份。混合纳米粒子包括纳米氮化硅和纳米二氧化硅中的至少一种，且粒子的粒径范围为32nm。
51.实施例十
52.本发明提出的一种绝缘pi膜材，相较于实施例一，本实施例与实施例一的区别在于，按重量份包括如下成分：
53.均苯四甲酸二酐65份、联苯四甲酸二酐55份、十八胺20份、对苯二胺25份、n-甲基吡咯烷酮12份、二氨基二苯醚10份、氧化铝4份、碱式磷酸钙5份、聚亚烷基二醇10份、玻璃棉
6份、混合纳米粒子10份和溶剂50份。混合纳米粒子包括纳米氮化硅和纳米二氧化硅中的至少一种，且粒子的粒径范围为30nm。
54.本实施例中，均苯四甲酸二酐作为聚酰亚胺的原料，能用于制作聚酰亚胺薄膜，作固化剂使用。十八胺作为助剂使用，起到乳化稠化的作用。对苯二胺能用于对pi膜的染色，以根据生产所需来制备相应颜色的pi膜。n-甲基吡咯烷酮作为高级溶剂，选择性强，稳定性好。玻璃棉属于玻璃纤维中的一个类别，是一种人造无机纤维，是将熔融玻璃纤维化，形成棉状的材料，是一种无机质纤维，具有成型好、体积密度小、热导率彽、保温绝热、吸音性能好、耐腐蚀和化学性能稳定的特点，能有效提高pi膜成品的力学性能。混合纳米粒子能使其它成分充分分散均匀。
55.实施例十一
56.生产上述绝缘pi膜材的工艺包括如下步骤：
57.s1、将混合纳米粒子混合以制成分散液；
58.s2、将均苯四甲酸二酐、联苯四甲酸二酐、十八胺、对苯二胺、n-甲基吡咯烷酮、二氨基二苯醚、氧化铝、碱式磷酸钙和聚亚烷基二醇添加到溶剂中混合均匀，得到聚酰亚胺溶液；
59.s3、将聚酰亚胺溶液添加到溶液储罐中，溶液储罐底端与流涎机的流涎嘴接触；
60.s4、启动流涎机，排出溶液储罐中的聚酰亚胺溶液，溶液通过流涎嘴被导流至流涎机的钢带上，形成带状的聚酰亚胺溶液层；
61.s5、在流涎机上设置刮板，刮板与钢带之间的区域为聚酰亚胺分布区域，刮板与钢带的间距决定聚酰亚胺的厚度，刮板具有刃部，且刮板由下至上逐渐向钢带输送聚酰亚胺溶液的方向倾斜，刮板倾斜朝上的一侧表面转动设置有浸液辊，浸液辊上套设有浸液套，刮板能限定所生产pi膜的厚度，刮板与钢带间距越小，制成的pi膜越薄，刮板的高度可根据生产所需厚度pi膜进行对应设置。此外，还可将刮板设置成倾斜状态，使得被刮板刮出的聚酰亚胺容易会沿着刮板更顺畅的向上流通，并在加热器作用下逐渐定型，方便后续取出定型后的材料，然后对其熔化再利用，节约环保，降低生产成本，浸液套会在转动过程中粘附聚酰亚胺溶液，提高对聚酰亚胺的回收利用率，在回收时，只需要将浸液套取下，然后再取下浸液套上定型的聚酰亚胺材料进行加热以回收利用；
62.s6、在流涎机通过钢带输送聚酰亚胺过程中，通过加热器对钢带上的聚酰亚胺进行加热，使聚酰亚胺溶液定型成pi膜半成品，此时，pi膜半成品已经具有较好的力学性能；
63.s7、将pi膜半成品通过导辊导向至亚胺化炉，经过亚胺化处理后，得到pi膜成品；
64.s8、将pi膜成品收卷在辊筒上，辊筒上同轴套设有圆环形的刀板，刀板外轮廓边缘具有刀刃，刀板沿辊筒轴向并排设置有多个，刀板的数量可根据需要进行设置，能将pi膜分割成所需的条数。
65.采用本实施例上述生产工艺生产的pi膜具有优异的绝缘性能、阻水阻氧、高表面能、耐腐蚀性能、耐高温性能和结构强度等力学性能，能制作出厚度较薄的pi膜成品，制作方法简单，综合性能得到充分提高。
66.上面对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于此，在所属技术领域的技术人员所具备的知识范围内，在不脱离本发明宗旨的前提下还可以作出各种变化。