[發明專利]用于制備卷型石墨片的聚酰亞胺膜

有效

• 申請號: 201780095843.6
• 申請日: 2017-12-29
• 公開（公告）號: CN111201287B
• 公開（公告）日: 2022-12-16
• 發明（設計）人: 元東榮;林鉉才;金敬洙
• 申請（專利權）人: 韓國愛思開希可隆PI股份有限公司
• 主分類號: C08L79/08
• 分類號: C08L79/08;C08J5/18;C08G73/10;C08K3/26;C08K3/30;C08K3/32;H05K7/20;C01B32/205
• 代理公司: 北京英賽嘉華知識產權代理有限責任公司 11204
• 代理人: 王達佐;洪欣

本發明提供用于卷型石墨片的聚酰亞胺膜，所述聚酰亞胺膜通過使由二酐單體與二胺單體的反應形成的聚酰胺酸酰亞胺化來制備，其中所述聚酰亞胺膜具有2.7GPa或大于2.7GPa的模數。

技術領域

本發明涉及用于卷型石墨片的聚酰亞胺膜。

背景技術

通常，聚酰亞胺樹脂表示高耐熱樹脂，其通過以下產生：使芳族二酐與芳族二胺或二異氰酸酯溶液聚合以獲得聚酰胺酸衍生物，并且在高溫下使聚酰胺酸衍生物閉環脫水以及酰亞胺化以獲得高耐熱樹脂。

聚酰亞胺膜表示由聚酰亞胺樹脂以薄層形式產生的膜。由于聚酰亞胺膜具有優異的機械穩定性和熱尺寸穩定性以及化學穩定性，因此廣泛用于電子/電材料應用、太空/航空應用以及電信應用。

特別地，電子裝置的當前趨勢趨向于輕量化、微型化、薄型化以及高度集成化。這種趨勢使得每單位體積的熱產生增加，隨后是由此類熱負載引起的問題。因此，此類電子裝置的有效散熱至關重要。

就此而言，石墨被示例為用于此類電子裝置中使用的散熱構件。石墨具有石墨烯堆疊結構，其中石墨烯是由排列成六方晶格的碳原子板組成的2維片，并且具有高熱導率及高機械強度。

此類石墨廣泛用于能量儲存材料，例如二級電池、燃料電池以及超級電容器，過濾膜、化學檢測器、透明電極和散熱材料等。

特別地，對通過使由聚酰亞胺樹脂獲得的聚酰亞胺膜碳化并且使其石墨化來產生的石墨片的興趣愈來愈大。

具體地，通過在不同的溫度范圍下通過熱處理來使長膜形的聚酰亞胺膜分別碳化和石墨化來產生石墨片。

另外，碳化和石墨化過程可以通過在以預定長度切割且展開的狀態下或在一次性自一端卷繞至另一端的卷型的狀態下對聚酰亞胺膜進行熱處理來處理。

就此而言，在碳化和石墨化過程期間施加熱導致聚酰亞胺膜收縮。因此，聚酰亞胺膜的尺寸可以部分地變化。

特別地，當聚酰亞胺膜在卷繞的卷狀態下經受熱處理時，由于通過熱處理引起的收縮而產生和累積的應力，聚酰亞胺膜的一部分可能常常破損或損壞。

呈卷型的聚酰亞胺膜的熱處理可以提供益處，例如簡化過程和節省產品生產所需的時間。然而，即使僅聚酰亞胺膜卷的一部分具有前述問題，仍不得不丟棄整個產品。另外，由于用于管理過程(例如用于原材料更換)的人力和時間的損耗可能必然增加，因此難以采用卷型過程。

因此，當采用具有高百分比缺陷的卷型聚酰亞胺膜時，產率可能下降而非提高。特別地，這在商業上大批量生產由此類聚酰亞胺膜制備的石墨片的過程中引起嚴重問題。

因此，對于從根本上解決這些問題存在高技術需求。

發明內容

技術問題

本發明的目標是解決現有技術的上述問題以及本領域中待解決的技術難題。

本發明人已經進行了密集的研究和不同實驗，并且已經發現能夠通過使在卷型狀態下的聚酰亞胺膜碳化和石墨化、通過允許聚酰亞胺膜具有2.7GPa或大于2.7GPa的模數來消除或最小化在產生石墨片的過程中可能出現的變形、斷裂或損壞，如下所述。

因此，能夠減小產生石墨片的過程中的缺陷產物的百分比，因而節省用于產生石墨片所需的人力、時間和成本。因此，可以防止由聚酰亞胺膜制備的石墨片的產率下降，

另外，本發明人發現通過采用聚酰亞胺以通過使呈卷型的聚酰亞胺膜碳化和石墨化來產生石墨片，聚酰亞胺膜可以特別有助于石墨片的有效商業批量生產。因此，發明了本發明。

問題解決方案