本發(fā)明涉及一種聚酰亞胺導(dǎo)電紙的制備方法，屬于耐高溫、高導(dǎo)電紙基材料技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

導(dǎo)電材料廣泛用作通訊制品、醫(yī)療儀器、家用電子產(chǎn)品和航天國(guó)防等電子設(shè)備的電磁屏蔽材料和靜電吸附材料。隨著科技的快速發(fā)展，傳統(tǒng)導(dǎo)電材料在環(huán)境要求高的領(lǐng)域的應(yīng)用受到了限制。聚合物基導(dǎo)電復(fù)合材料由于其成型工藝簡(jiǎn)單、耐腐蝕等特點(diǎn)得到了廣泛應(yīng)用。聚合物基導(dǎo)電復(fù)合材料通常是在聚合物基體中添加導(dǎo)電材料（如碳材料、金屬粉末、金屬纖維等）制備得到的。芳香族聚酰胺和聚酰亞胺具有耐熱、耐腐蝕等優(yōu)越的綜合性能，因此，芳綸導(dǎo)電材料和聚酰亞胺導(dǎo)電材料（如聚酰亞胺導(dǎo)電薄膜、聚酰亞胺導(dǎo)電涂料等）得到了廣泛研究，但仍然存在一些缺陷。

具體如：專(zhuān)利文獻(xiàn)1，杜邦帝人先進(jìn)紙（日本）有限公司，CN201280027649.1，公開(kāi)了在芳綸纖維中添加金屬纖維或碳纖維制備得到芳綸導(dǎo)電紙，但其導(dǎo)電性和機(jī)械強(qiáng)度較差。專(zhuān)利文獻(xiàn)2，北京化工大學(xué)，CN200510002082.4，提出對(duì)聚酰亞胺薄膜進(jìn)行堿處理，引入銀離子制備導(dǎo)電聚酰亞胺薄膜的方法，但其導(dǎo)電性和機(jī)械強(qiáng)度存在問(wèn)題。專(zhuān)利文獻(xiàn)3，北京化工大學(xué)常州先進(jìn)材料研究院，CN201510350795.3，提出在聚酰胺酸溶液或聚酰亞胺樹(shù)脂中添加導(dǎo)電填料，制備聚酰亞胺導(dǎo)電薄膜或聚酰亞胺導(dǎo)電涂料，但其柔韌性較差。

聚酰亞胺紙具有比芳綸紙更加優(yōu)越的強(qiáng)度性能和耐高溫性能，具有比聚酰亞胺薄膜更加優(yōu)異的柔韌性能。目前，國(guó)內(nèi)外還沒(méi)有關(guān)于聚酰亞胺導(dǎo)電紙基材料的專(zhuān)利報(bào)導(dǎo)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于針對(duì)現(xiàn)有導(dǎo)電材料存在的問(wèn)題和聚酰亞胺導(dǎo)電紙基材料的技術(shù)空白，提供一種聚酰亞胺導(dǎo)電紙的制備方法。該紙基材料利用碳材料在聚酰亞胺樹(shù)脂溶液中形成三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，金屬粒子圍繞網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)富集，將聚酰亞胺原紙?jiān)诖司埘啺窐?shù)脂溶液中浸漬，得到導(dǎo)電性能良好的聚酰亞胺紙基材料。同時(shí)，保留了聚酰亞胺紙基材料優(yōu)異的耐高溫性能、力學(xué)性能、柔韌性能和耐腐蝕性能。

按照本發(fā)明提供的技術(shù)方案，一種聚酰亞胺導(dǎo)電紙的制備方法，步驟如下：

（1）聚酰亞胺纖維的預(yù)處理：取聚酰亞胺纖維置于溫度為20-60℃，含有0.01-10g/L十二烷基硫酸鈉的、質(zhì)量濃度為5%-30%的氫氧化鈉或氫氧化鉀溶液中，采用超聲輔助處理；超聲處理?xiàng)l件如下：溫度為20-60℃，超聲波頻率為20-100 kHz，時(shí)間為0.5 -60min；取出處理后的聚酰亞胺纖維，用去離子水進(jìn)行洗滌；

（2）聚酰亞胺纖維原紙的制備：利用濕法抄造的方法，將經(jīng)過(guò)處理的聚酰亞胺纖維制備成聚酰亞胺纖維原紙；

（3）聚酰亞胺樹(shù)脂溶液的配置：

a、超聲分散：取納米級(jí)的碳材料、納米級(jí)的金屬粉和有機(jī)溶劑，碳材料：金屬粉：有機(jī)溶劑重量比為5-35：5-35：20-80；首先將納米級(jí)的碳材料加入到有機(jī)溶劑中，進(jìn)行超聲分散處理。超聲處理?xiàng)l件如下：溫度為20-50℃，超聲波頻率為20-100 kHz，時(shí)間為10min-8h；然后加入金屬粉，攪拌5min-3h，再進(jìn)行超聲處理，超聲處理?xiàng)l件如下：溫度為20-50℃，超聲波頻率為20 -100kHz，時(shí)間為1min-4h。

b、溶液配置：在上述有機(jī)溶液中加入聚酰亞胺樹(shù)脂，使得聚酰亞胺樹(shù)脂濃度為0.5%-20%，不斷攪拌使碳材料和金屬粉均勻分散在聚酰亞胺樹(shù)脂溶液中；

（4）聚酰亞胺導(dǎo)電紙的制備：將步驟（2）制備所得的聚酰亞胺纖維原紙?jiān)诓襟E（3）制備所得的聚酰亞胺樹(shù)脂溶液中充分浸漬，然后在70-90℃下將導(dǎo)電紙的干度烘干至90%以上，并熱壓，即得到產(chǎn)品聚酰亞胺導(dǎo)電紙。

步驟（3）所述納米級(jí)的碳材料為碳系導(dǎo)電顆粒，具體為炭黑、碳納米管或碳納米纖維中的一種。步驟（3）所述納米級(jí)的金屬粉為銀粉、鎳粉、銀包銅粉或鎳包銅粉中的一種或多種。步驟（3）所述有機(jī)溶劑為N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺或N-甲基吡咯烷酮中的一種。

步驟（4）所述熱壓工藝如下：所述熱壓為一階段熱壓、二階段熱壓或三階段熱壓；熱壓參數(shù)均為溫度80-300℃，壓力2-30MPa，時(shí)間1s-10min。

制備所得聚酰亞胺導(dǎo)電紙厚度為0.02-0.8mm，導(dǎo)電粒子占整個(gè)聚酰亞胺導(dǎo)電紙重量的2%-50%。

本發(fā)明的有益效果：本發(fā)明所制備的聚酰亞胺導(dǎo)電紙具有良好的導(dǎo)電性能，還具有良好的耐高溫性能、機(jī)械性能和柔韌性能，可以代替聚酰亞胺導(dǎo)電薄膜和芳綸導(dǎo)電紙用于電磁屏蔽、靜電吸附等領(lǐng)域。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明具體工藝流程圖。

具體實(shí)施方式

為了能夠更清楚地理解本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容，特舉以下實(shí)施例詳細(xì)說(shuō)明，其目的僅在于更好理解本發(fā)明的內(nèi)容而非限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。

以下實(shí)施例中具體濕法抄造的方法如CN201110300366.7所示。

實(shí)施例1

（1）聚酰亞胺纖維的預(yù)處理：將適量聚酰亞胺纖維置于溫度為20℃，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%，添加了0.5 g/L十二烷基硫酸鈉的氫氧化鈉溶液中，超聲輔助處理2min，超聲處理?xiàng)l件如下：溫度為20℃，超聲波頻率為50kHz；然后，用去離子水進(jìn)行洗滌。

（2）將經(jīng)過(guò)處理的聚酰亞胺纖維，利用濕法抄造的方法制備聚酰亞胺纖維原紙。

（3）聚酰亞胺樹(shù)脂溶液的配置：將15份炭黑加入到65份N,N-二甲基乙酰胺中，在20℃、30kHz的條件下超聲處理2h。然后，加入20份納米銀粉，攪拌5min，再在50℃、20kHz的條件下超聲處理2h。使炭黑和銀粉均勻分散在N,N-二甲基乙酰胺中。用此N,N-二甲基乙酰胺溶液配置濃度為5%的聚酰亞胺樹(shù)脂溶液，不斷攪拌使炭黑和銀粉均勻分散在聚酰亞胺樹(shù)脂溶液中。

（4）聚酰亞胺導(dǎo)電紙的制備：將聚酰亞胺纖維原紙?jiān)诰埘啺窐?shù)脂溶液中充分浸漬，然后，80℃烘干并熱壓，熱壓工藝如下：第一階段：120℃、5MPa、1min；第二階段：180℃、10MPa、1min；第三階段：290℃、15MPa、1min，即得到導(dǎo)電聚酰亞胺紙基材料。

實(shí)施例2

（1）聚酰亞胺纖維的預(yù)處理：將適量聚酰亞胺纖維置于溫度為40℃，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%，添加了0.5g/L十二烷基硫酸鈉的氫氧化鉀溶液中，超聲輔助處理5min，超聲處理?xiàng)l件如下：溫度為40℃，超聲波頻率為100kHz；然后，用去離子水進(jìn)行洗滌。

（2）將經(jīng)過(guò)處理的聚酰亞胺纖維，利用濕法抄造的方法制備聚酰亞胺纖維原紙。

（3）聚酰亞胺樹(shù)脂溶液的配置：將10份炭黑加入到70份N,N-二甲基甲酰胺中，在20℃、50kHz的條件下超聲處理1h，然后，加入20份納米銀粉，攪拌10min，再在40℃、50kHz的條件下超聲處理15min，使炭黑和銀粉均勻分散在N,N-二甲基甲酰胺中。用此N,N-二甲基甲酰胺溶液配置濃度為5%的聚酰亞胺樹(shù)脂溶液，不斷攪拌使使炭黑和銀粉均勻分散在聚酰亞胺樹(shù)脂溶液中。

（4）聚酰亞胺導(dǎo)電紙的制備：將聚酰亞胺纖維原紙?jiān)诰埘啺窐?shù)脂溶液中充分浸漬，然后，90℃烘干并熱壓，熱壓工藝如下：溫度為290℃，壓力為15MPa、時(shí)間為1min，即得到導(dǎo)電聚酰亞胺紙基材料。

實(shí)施例3

（1）聚酰亞胺纖維的預(yù)處理：將適量聚酰亞胺纖維置于溫度為20℃，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%，添加了1g/L十二烷基硫酸鈉的氫氧化鈉溶液中，超聲輔助處理8 min，超聲處理?xiàng)l件如下：溫度為20-60℃，超聲波頻率為30kHz；然后，用去離子水進(jìn)行洗滌。

（2）將經(jīng)過(guò)處理的聚酰亞胺纖維，利用濕法抄造的方法制備聚酰亞胺纖維原紙。

（3）聚酰亞胺樹(shù)脂溶液的配置：將20份碳納米管加入到60份N-甲基吡咯烷酮中，在30℃、50kHz的條件下超聲處理1h。然后，加入20份納米鎳粉，攪拌10min，在30℃、20kHz的條件下超聲處理10min，使碳納米管和鎳粉均勻分散在N-甲基吡咯烷酮中。用此N-甲基吡咯烷酮溶液配置濃度為8%的聚酰亞胺樹(shù)脂溶液，不斷攪拌使碳納米管和鎳粉均勻分散在聚酰亞胺樹(shù)脂溶液中。

（4）聚酰亞胺導(dǎo)電紙的制備：將聚酰亞胺纖維原紙?jiān)诰埘啺窐?shù)脂溶液中充分浸漬，然后，80℃烘干并熱壓，熱壓工藝如下：第一階段：120℃、5MPa、30s；第二階段：290℃、15MPa、30s，即得到導(dǎo)電聚酰亞胺紙基材料。

實(shí)施例4

（1）聚酰亞胺纖維的預(yù)處理：將適量聚酰亞胺纖維置于溫度為60℃，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%，添加了1g/L十二烷基硫酸鈉的氫氧化鉀溶液中，超聲輔助處理5 min，超聲處理?xiàng)l件如下：溫度為60℃，超聲波頻率為70kHz；然后，用去離子水進(jìn)行洗滌。

（2）將經(jīng)過(guò)處理的聚酰亞胺纖維，利用濕法抄造的方法制備聚酰亞胺纖維原紙。

（3）聚酰亞胺樹(shù)脂溶液的配置：將15份碳納米纖維加入到70份N-甲基吡咯烷酮中，在20℃、100kHz的條件下超聲處理20min。然后，加入15份銀包銅粉，攪拌30min，再在40℃、30kHz的條件下超聲處理10min，使碳納米纖維和銀包銅粉均勻分散在N-甲基吡咯烷酮中。用此N-甲基吡咯烷酮溶液配置濃度為10%的聚酰亞胺樹(shù)脂溶液，不斷攪拌使碳納米纖維和銀包銅粉均勻分散在聚酰亞胺樹(shù)脂溶液中。

（4）聚酰亞胺導(dǎo)電紙的制備：將聚酰亞胺纖維原紙?jiān)诰埘啺窐?shù)脂溶液中充分浸漬，然后，90℃烘干并熱壓，熱壓工藝如下：溫度為250℃，壓力為20MPa、時(shí)間為10min，即得到導(dǎo)電聚酰亞胺紙基材料。

實(shí)施例5

（1）聚酰亞胺纖維的預(yù)處理：將適量聚酰亞胺纖維置于溫度為30℃，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為25%，添加了0.8g/L十二烷基硫酸鈉的氫氧化鉀溶液中，超聲輔助處理5min，超聲處理?xiàng)l件如下：溫度為20-60℃，超聲波頻率為80kHz；然后，用去離子水進(jìn)行洗滌。

（2）聚酰亞胺纖維原紙的制備：將經(jīng)過(guò)處理的聚酰亞胺纖維，利用濕法抄造的方法制備聚酰亞胺纖維原紙。

（3）聚酰亞胺樹(shù)脂溶液的配置：將25份碳納米管加入到55份N,N-二甲基乙酰胺中，在30℃、20kHz的條件下超聲處理4h。然后，加入15份銀包銅粉，攪拌2h，在20℃、100kHz的條件下超聲處理4h，使碳納米管和銀包銅粉均勻分散在N,N-二甲基乙酰胺中。用此N,N-二甲基乙酰胺溶液配置濃度為2%的聚酰亞胺樹(shù)脂溶液，不斷攪拌使碳納米管和銀包銅粉均勻分散在聚酰亞胺樹(shù)脂溶液中。

（4）聚酰亞胺導(dǎo)電紙的制備：將聚酰亞胺纖維原紙?jiān)诰埘啺窐?shù)脂溶液中充分浸漬，然后，70℃烘干并熱壓，熱壓工藝如下：溫度為280℃，壓力為20MPa、時(shí)間為30s，即得到導(dǎo)電聚酰亞胺紙基材料。

實(shí)施例6

（1）聚酰亞胺纖維的預(yù)處理：將適量聚酰亞胺纖維置于溫度為60℃，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%，添加了5g/L十二烷基硫酸鈉的氫氧化鈉溶液中，超聲輔助處理2 min，然后，用去離子水進(jìn)行洗滌。

（2）聚酰亞胺纖維原紙的制備：將經(jīng)過(guò)處理的聚酰亞胺纖維，利用濕法抄造的方法制備聚酰亞胺纖維原紙。

（3）聚酰亞胺樹(shù)脂溶液的配置：將25份碳納米纖維加入到50份N-甲基吡咯烷酮中，在40℃、20kHz的條件下超聲處理1h。然后，加入25份銀粉，攪拌1h，在30℃、30kHz的條件下超聲處理1h，使碳納米纖維和銀粉均勻分散在N-甲基吡咯烷酮中。用此N-甲基吡咯烷酮溶液配置濃度為8%的聚酰亞胺樹(shù)脂溶液，不斷攪拌使碳納米纖維和銀粉均勻分散在聚酰亞胺樹(shù)脂溶液中。

（4）聚酰亞胺導(dǎo)電紙的制備：將聚酰亞胺纖維原紙?jiān)诰埘啺窐?shù)脂溶液中充分浸漬，然后，70℃烘干并熱壓，熱壓工藝如下：第一階段：80℃、5MPa、5s；第二階段：200℃、10MPa、5s；第三階段：280℃、20MPa、1min，即得到導(dǎo)電聚酰亞胺紙基材料。