一種濕敏電容及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于功能高分子新材料、制備，及其在功能器件中的應(yīng)用等技術(shù)領(lǐng)域，特別 是涉及一種感濕聚酰亞胺功能高分子材料、制備，及其在濕敏電容中的應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 在氣象、環(huán)保、國防、航空、航天、航海、工業(yè)、農(nóng)業(yè)、醫(yī)療、電子微電子等領(lǐng)域，經(jīng)常 需要對環(huán)境濕度進(jìn)行測量及控制。對濕度的測量要比對溫度的測量復(fù)雜得多，這主要是因 為溫度是個獨立的被測量，而濕度的測量由于空氣中水蒸氣分壓無法測量，因此，不得不根 據(jù)物理和化學(xué)定律轉(zhuǎn)化為測量和濕度相關(guān)的二次參數(shù)再進(jìn)行轉(zhuǎn)換才能求得濕度值。
[0003] 傳統(tǒng)的濕度測量工具主要有三種，即伸縮式濕度計、干濕球濕度計和露點計。傳統(tǒng) 測量方法除靈敏度、準(zhǔn)確性和分辨率等特性較差外，難以與現(xiàn)代通訊記錄控制設(shè)備相連。這 樣，濕度測量的任務(wù)的任務(wù)就落在濕度傳感器身上。具有高靈敏度、長期穩(wěn)定性好、測濕范 圍寬等優(yōu)良性能的濕度傳感器和檢測裝置已成為當(dāng)今追逐的目標(biāo)。
[0004] 濕度傳感器的核心是感濕材料，感濕材料的性能決定著濕度傳感器的感濕特性。 感濕材料主要有電解質(zhì)類、半導(dǎo)體陶瓷類和高分子材料類。常用的感濕高分子材料主要有 聚苯乙烯、醋酸纖維素、聚丙烯酸酯和聚酰亞胺等。
[0005] 聚酰亞胺是一類綜合性能非常優(yōu)異的高分子材料，具有特別優(yōu)異的耐熱性、耐低 溫性、阻燃性、電氣性能和力學(xué)性能，被廣泛地應(yīng)用于電子微電子、航空航天、激光、光電等 高科技領(lǐng)域。
[0006] 有關(guān)聚酰亞胺樹脂領(lǐng)域的研究開發(fā)工作已有不少報道：
[0007] 中國發(fā)明專利CN1022516867A公開了一種光導(dǎo)纖維用聚酰亞胺涂料及其制備方 法，該涂料組成包括馬來酰亞胺基聚酰亞胺、雙馬來酰亞胺和含酚羥基聚硅氧烷酰亞胺以 及有機溶劑；其中，馬來酰亞胺基聚酰亞胺、雙馬來酰亞胺和含酚羥基聚硅氧烷酰亞胺的重 量比為 1 :〇· 1-0. 2 :0· 5-2. 0。
[0008] 中國發(fā)明專利CN1927908A公開了一種含酚羥基聚酰亞胺粉末的制備方法，其主 要特征在于：（1)摩爾比為1 :1的含酚羥基芳香族二元胺化合物或含酚羥基芳香族二元胺 與其它二元胺的混合物和芳香族二元酐在強極性非質(zhì)子有機溶劑中，氮氣保護(hù)下，于〇°C~ 30°C下反應(yīng)3~12小時后，得到透明粘稠的聚羥基酰胺酸溶液，其中，強極性非質(zhì)子有機溶 劑占整個反應(yīng)體系的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為5%~30% ; (2)氮氣氣氛中，加入共沸脫水劑，加熱升 溫，于120°C~160°C的溫度范圍內(nèi)，回流共沸脫水亞胺化反應(yīng)5~18小時，冷卻至室溫，過 濾，洗滌，真空干燥，得到含酚羥基聚酰亞胺粉末，其中，共沸脫水劑與強極性非質(zhì)子有機溶 劑的體積比為〇. 1~10 :1。
[0009] 中國發(fā)明專利CN102676046A公開了一種自潤滑聚酰亞胺漆包線漆及其制備方 法，該漆液由A組分和B組分組成，其中A組分為固含量25wt % -35wt %的聚酰胺酸溶液， 占漆液總質(zhì)量的90wt%~98wt% ;B組分為硬脂酸、縮水甘油醚丙基三甲氧基硅烷、桐油酸 酐的共混物，占漆液總質(zhì)量的2wt% -IOwt% ;制備方法：將A組分、B組分在室溫下混合均 勻即可。
[0010] 中國發(fā)明專利CN101560298A公開了一種熱塑性含氟全芳型聚酰亞胺粉末及其制 備方法，主要特征在于，在催化劑的作用下，摩爾比為1 :〇. 8~1. 2的含氟芳香族二元伯胺 與芳香族二元酸酐在酚類溶劑中，與l〇〇°C~180°C的溫度范圍內(nèi)反應(yīng)5-10小時后，趁熱倒 入高速攪拌狀態(tài)下的沉析劑中，析出固體粉末，過濾、洗滌、浸泡、過濾、干燥，獲得熱塑性含 氟全芳型聚酰亞胺粉末。
[0011] 中國發(fā)明專利CN101580637A公開了一種含脂環(huán)聚酰亞胺薄膜及其制備方法，主 要特征在于：室溫下，將脂環(huán)二元伯胺、芳香族二元伯胺溶解于強極性非質(zhì)子有機溶劑中， 攪拌呈均相溶液后，加入芳香族二元酸酐，攪拌，于室溫下反應(yīng)1-3小時后，獲得均相、透 明、粘稠狀的含脂環(huán)聚酰胺酸樹脂溶液；用強極性非質(zhì)子有機溶劑調(diào)節(jié)上述含脂環(huán)聚酰胺 酸樹脂溶液的粘度，于流延機中成膜，加熱升溫，進(jìn)行脫水熱亞胺化反應(yīng)，冷卻，脫膜，獲得 均相透明的含脂環(huán)聚酰亞胺薄膜。
[0012] 中國發(fā)明專利CN102816517A公開了一種光導(dǎo)纖維用光固化聚酰亞胺涂料及其制 備方法，涂料中光固化聚酰亞胺樹脂的分子結(jié)構(gòu)通式為：
方法包括：室溫下，將2, 2-雙[4-(2, 4-二氨基苯氧基）苯基]六氟丙烷和馬來酸酐反應(yīng)，加 入芳香族二元酸酐，室溫下攪拌反應(yīng)，加入2, 2-雙（3-氨基-4-羥基苯基）六氟丙烷，攪拌 反應(yīng)，隨后，加入對甲基苯磺酸和共沸脫水劑，加熱升溫反應(yīng)，加入沉析劑析出固體物，加入 三乙胺和吡啶，攪拌均勻后加入甲基丙烯酰氯，室溫下攪拌反應(yīng)，加入光聚合引發(fā)劑，即得。
[0014] 中國發(fā)明專利CN101597428A公開了一種全芳型含氟無色透明聚酰亞胺薄膜及其 制備方法，主要特征在于：將含氟芳香族二元伯胺和強極性非質(zhì)子有機溶劑加入聚合瓶中， 室溫下攪拌，完全溶解后，冰水浴冷卻至5°C以下，加入芳香族二元酸酐，攪拌，于5°C -KTC 的溫度范圍內(nèi)反應(yīng)3小時后，獲得均相、透明、粘稠狀的含氟芳香族聚酰胺酸樹脂溶液；用 強極性非質(zhì)子有機溶劑調(diào)節(jié)上述含氟芳香族聚酰胺酸樹脂溶液的粘度，于流延機中成膜， 加熱升溫，進(jìn)行脫水熱亞胺化反應(yīng)，冷卻，脫膜，獲得全芳型含氟無色透明聚酰亞胺薄膜。
[0015] 中國發(fā)明專利CN103102796A公開了一種苯并咪唑型聚酰亞胺漆包線漆及其制備 方法，組成為：質(zhì)量比為100:5-15:100-300的A、B、C三種組份的混合物；其中，A組份是由 2_ (4-氨基苯基）-5-氨基苯并咪唑、芳香族二酐與2, 2-雙（3-氨基-4-羥基苯基）六氟 丙烷在強極性非質(zhì)子有機溶劑中通過反應(yīng)而成；B組份是由2, 2-雙[4-(2, 4-二氨基苯氧 基）苯基]丙烷與馬來酸酐在強極性非質(zhì)子有機溶劑中通過反應(yīng)而成；C組份是由2, 2-雙 [4-(2, 4-二氨基苯氧基）苯基]丙烷、馬來酸酐、芳香族二胺以及芳香族二酐在強極性非質(zhì) 子有機溶劑中通過反應(yīng)而成。
[0016] 中國發(fā)明專利CN101585923A公開了一種高可見光透過性聚酰亞胺薄膜及其制備 方法，主要特征在于：在室溫下，將二元伯胺溶解于強極性非質(zhì)子有機溶劑體系中，冰水浴 冷卻至5°C -KTC的溫度范圍內(nèi)，加入芳香族二元酸酐，攪拌，于5°C -KTC的溫度范圍內(nèi)反 應(yīng)4-10小時后，獲得均相、透明、粘稠狀的聚酰胺酸樹脂溶液；調(diào)節(jié)該聚酰胺酸樹脂溶液的 粘度，于流延機中成膜，熱亞胺化，獲得均相透明的聚酰亞胺薄膜。
[0017] 中國發(fā)明專利CN102942310A公開了一種有機硅聚酰亞胺苯并咪唑光導(dǎo)纖維涂料 層，其分子結(jié)構(gòu)通式為：
[0018] ;制備方法，包括如下步驟：將有機硅二胺溶解于有機混合溶劑中，加入芳香族二 酐，室溫下攪拌反應(yīng)1-2小時后，加入2-(4-氨基苯基）-5_氨基苯并咪唑單體和芳香族二 胺單體，攪拌反應(yīng)4-5小時，得到均相透明粘稠的有機硅聚酰胺酸苯并咪唑樹脂溶液，均相 地涂覆于光導(dǎo)纖維表面，熱固化，得到表面光潔，均質(zhì)堅韌的有機硅聚酰亞胺苯并咪唑光導(dǎo) 纖維涂料層。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0019] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種濕敏電容及其制備方法，其感濕材料為感 濕聚酰亞胺涂層。本發(fā)明的濕敏電容具有靈敏度高、濕滯小、制造工藝簡單、成本低等優(yōu)點， 具有良好的市場化前景。
[0020] 本發(fā)明的一種濕敏電容，是由基片、下電極、感濕聚酰亞胺涂層、上電極組成；其 中，感濕聚酰亞胺是由有機硅二胺、芳香族二胺與芳香族二酐反應(yīng)而成的。其中，有機硅二 胺與芳香族二胺的摩爾比為1:12-15 ;芳香族二酐摩爾數(shù)等于有機硅二胺、芳香族二胺的 總摩爾數(shù)之和。
[0021] 所述的下電極、上電極，所采用的原料選自鉑、金、銀、鎳中的一種或幾種；且純度 為99. 9%以上；優(yōu)選的是金。
[0022] 所述的基片為硅片。
[0023] 所述的芳香族二胺選自對苯胺、間苯二胺、鄰苯二胺、2, 4, 6-三甲基間苯二胺、 4, 4' -二氨基-4" -羥基二苯甲燒、4, 4' -二氨基二苯釀、3, 3' -二氨基二苯釀、3,