本技術涉及高分子聚合物，尤其涉及一種組合物、聚酰胺酰亞胺、聚酰胺酰亞胺膜及其制備方法和應用。

背景技術：

1、汽車電機電壓的升高對漆包線漆的性能提出了更高的要求，即要求漆包線漆具有較低的介電常數以及較好的力學性能，來保證電機在高電壓條件下工作時不會發生電氣短路、電流泄露和擊穿等故障。

2、對于介電常數的降低，例如可以在聚酰亞胺材料內部引入空氣孔洞，可以改善聚酰亞胺材料的介電性能，然而，在聚酰亞胺材料內部引入孔洞后，導致聚酰亞胺的力學性能劣化嚴重，使得聚酰亞胺材料的拉伸強度以及斷裂伸長率降低，導致漆包線漆膜的附著力、耐磨性、抗沖擊及柔韌性下降，最終降低了電機的壽命和可靠性。

3、對于力學性能，可以在聚酰亞胺材料中復合填充物，包括氧化石墨烯、碳納米管、玻璃纖維等。但填料的引入會影響聚酰亞胺材料的介電性能，例如，引入石墨烯可以使聚酰亞胺材料增強增韌，具有較好的力學性能，但石墨烯等的良好導電性，不利于聚酰亞胺材料介電常數的降低。

技術實現思路

1、本技術的目的在于提供一種組合物、聚酰胺酰亞胺、聚酰胺酰亞胺膜及其制備方法和應用，旨在解決漆包線漆在較低介電常數下力學性能差的問題。

2、為達到上述目的，本技術采用如下技術方案：

3、第一方面，本技術提供一種組合物。該組合物包括：二酐化合物、二胺化合物和交聯劑。

4、交聯劑選自如下通式i所示結構式中的任一種。

5、

6、其中，r1選自取代或未取代的烷基、取代或未取代的環烷基、取代或未取代的芳基、取代或未取代的雜芳基、取代或未取代的烷氧基；r2選自封閉基團；n1≥2。

7、本技術實施例提供的組合物中交聯劑即通式i中封閉基團r2在較高溫度下解封，形成封閉劑逸出，同時，通式i中的異氰酸酯基團暴露出來與組合物分子交聯起來形成聚酰胺酰亞胺，在交聯反應過程中生成的二氧化碳分子、以及封閉基團r2形成的封閉劑的逸出，使得形成的聚酰胺酰亞胺中留下孔洞結構，由于空氣的介電常數約為1，聚酰胺酰亞胺中引入孔洞是可以降低聚酰胺酰亞胺的介電常數，保證了聚酰胺酰亞胺具有較低的介電常數，同時交聯反應還使聚酰胺酰亞胺之間形成了三維網狀結構，聚酰胺酰亞胺的主鏈結構被連接起來，提高了聚酰胺酰亞胺的整體致密性，從而提高了聚酰胺酰亞胺材料的力學性能。

8、在一些實施例中，r2包括如下結構式中的任一種。

9、

10、其中，*表示該鍵與中的c原子連接。

11、在一些實施例中，交聯劑選自如下結構式中的至少一種：

12、

13、

14、在一些實施例中，二胺化合物包括：苯二胺、二氨基二苯醚、4,4'-二氨基-2,2'-二甲基聯苯、4,4'-二氨基-3,3'-二甲基聯苯、雙(4-氨基苯基)硫醚、3,3'-二氨基二苯砜、1,4-雙(4-氨基苯氧基)苯、1,3-雙(3-氨基苯氧基)苯、2,2-雙[4-(4-氨基苯氧基)]苯基]六氟丙烷、2,2-雙(4-氨基苯基)六氟丙烷、9,9-雙(4-氨基苯基)芴、2,2-雙[4-(4-氨基苯氧基)苯基]丙烷、4,4'-雙(4-氨基苯氧基)聯苯、1,3-雙(4-氨基苯氧基)苯和2,2'-雙(三氟甲基)聯苯胺中的至少一種。

15、在一些實施例中，二酐化合物包括：均苯四甲酸二酸酐、聯苯四羧酸二酐、3,3',4,4'-二苯甲酮四羧酸二酐、1,2,3,4-環戊烷四羧酸二酐、1,2,3,4-環丁烷四羧酸二酐、1,2,4,5-環己烷四羧酸二酐、3,3',4,4'-二苯基砜四羧酸二酐、4,4'-(六氟異亞丙基)二鄰苯二甲酸酐、4,4'-(4,4'-異亞丙基二苯氧基)雙鄰苯二甲酸酐、4,4'-氧雙鄰苯二甲酸酐和雙(1,3-二氧代-1,3-二氫異苯并呋喃)5-羧酸)-1,4-亞苯基酯中的至少一種。

16、在一些實施例中，二胺化合物的摩爾質量與二酐化合物的摩爾質量的比值范圍為0.9～1.1。

17、在一些實施例中，交聯劑的摩爾質量與二酐化合物的摩爾質量的比值范圍為0.05～0.5。

18、在一些實施例中，組合物還包括：調粘劑。

19、在一些實施例中，調粘劑包括：二乙二醇二甲醚、三乙二醇二甲醚、二乙二醇二丁醚、四乙二醇二甲醚和四乙二醇單甲醚、二乙二醇二甲醚、二丙二醇二甲醚、二乙二醇乙基甲基醚、二丙二醇單甲醚、二乙二醇二乙醚、二乙二醇單甲醚、二乙二醇丁基甲基醚、三丙二醇二甲醚、三乙二醇二甲醚、三乙二醇單乙烯基醚、三乙二醇二丙醚、四乙二醇甲基丙基醚、四乙二醇甲基乙烯基醚、二乙二醇二丙醚、二乙二醇二乙烯基醚、二乙二醇單丁醚、乙二醇單苯醚、三乙二醇單甲醚、二乙二醇二丁醚、三乙二醇丁基甲基醚、聚乙二醇二甲醚、四乙二醇二甲醚、聚乙二醇單甲醚和丙二醇單甲醚中的至少一種。

20、在一些實施例中，調粘劑包括：鄰苯二甲酸二甲酯、鄰苯二甲酸二乙酯、鄰苯二甲酸二丁酯、鄰苯二甲酸二異壬酯、鄰苯二甲酸二辛酯、鄰苯二甲酸二環己酯、鄰苯二甲酸二烯丙酯、偏苯三酸三-正丁基酯、偏苯三酸三辛酯中的至少一種。

21、在一些實施例中，調粘劑的質量與組合物的總質量的比值范圍為0.1～1.2。

22、第二方面，本技術提供一種聚酰胺酰亞胺。該聚酰胺酰亞胺包括以下結構式中的任一中。

23、

24、

25、其中，r3選自二酐化合物脫去二酐基團的剩余部分、r4為二胺化合物脫去二胺基團的剩余部分，r1選自取代或未取代的烷基、取代或未取代的環烷基、取代或未取代的芳基、取代或未取代的雜芳基、取代或未取代的烷氧基；其中，n2≥2；n3≥2；n4≥2；n5≥2；n6≥1。

26、可以理解地，本技術的上述實施例提供的聚酰胺酰亞胺，其所能達到的有益效果可參考上文中組合物的有益效果，此處不再贅述。

27、在一些實施例中，聚酰胺酰亞胺的結構式包括：

28、

29、；其中，m1≥1，m2≥1，n8≥1，n9≥1，n10≥1。

30、第三方面，本技術提供一種聚酰胺酰亞胺膜。該聚酰胺酰亞胺膜的材料選自如上述實施例中任一種。

31、可以理解地，本技術的上述實施例提供的聚酰胺酰亞胺膜，其所能達到的有益效果可參考上文中組合物的有益效果，此處不再贅述。

32、在一些實施例中，聚酰胺酰亞胺膜復合以下條件中的至少一種：聚酰胺酰亞胺膜的介電常數的范圍為1.3～3.4。聚酰胺酰亞胺膜的斷裂伸長率的范圍為1％～50％。聚酰胺酰亞胺膜的彈性模量的范圍為1mpa～2000mpa。聚酰胺酰亞胺膜的拉伸強度的范圍為1mpa～500mpa。

33、第四方面，本技術提供一種聚酰胺酰亞胺膜的制備方法。該聚酰胺酰亞胺膜的制備方法包括：

34、在惰性條件下，二胺化合物和二酐化合物反應得到前驅體溶液；

35、向前驅體溶液中加入交聯劑，攪拌，得到聚酰胺酰亞胺溶液；其中，二胺化合物、二酐化合物和交聯劑稱為組合物，組合物為如上述實施例中任一項的組合物；

36、將聚酰胺酰亞胺溶液涂布成濕膜，濕膜固化后得到聚酰胺酰亞胺膜。

37、可以理解地，本技術的上述實施例提供的聚酰胺酰亞胺、聚酰胺酰亞胺膜以及聚酰胺酰亞胺膜的制備方法，其所能達到的有益效果可參考上文中組合物的有益效果，此處不再贅述。

38、在一些實施例中，濕膜固化，包括：將濕膜先在溫度范圍為80℃～200℃下保持5min～20min后，再在溫度范圍為300℃～380℃下保持5min～20min。

39、在一些實施例中，將所述聚酰胺酰亞胺溶液涂布成濕膜之前，還包括：向所述聚酰胺酰亞胺溶液中加入調粘劑。

40、在一些實施例中，聚酰胺酰亞胺溶液的粘度范圍為10000cps～20000cps。

41、第五方面，本技術提供一種上述實施例中任一項聚酰胺酰亞胺膜在漆包線漆中的應用。

42、可以理解地，本技術的上述實施例提供的聚酰胺酰亞胺膜在漆包線漆中的應用，其所能達到的有益效果可參考上文中組合物的有益效果，此處不再贅述。