[發(fā)明專利]一種可熱加工、低Tg的含氰基的聚酰亞胺、聚酰亞胺膜、聚酰亞胺粉末及其應(yīng)用

有效

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• 申請日: 2018-01-15
• 公開（公告）號: CN108148411B
• 公開（公告）日: 2020-06-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉佰軍;張莉;井麗巍;吳憲;彭金武
• 申請（專利權(quán)）人: 吉林大學(xué)
• 主分類號: C08L79/08
• 分類號: C08L79/08;C08J5/18;C08G73/10;B32B15/08;B32B15/20;B32B27/06;B32B27/08;B32B27/18;B32B27/28
• 代理公司: 長春吉大專利代理有限責(zé)任公司 22201
• 代理人: 劉世純;王恩遠(yuǎn)

一種可熱加工、低Tg的含氰基的聚酰亞胺、聚酰亞胺膜、聚酰亞胺粉末及其在制備撓性覆銅箔、含氰基的聚酰亞胺/PEEK復(fù)合膜、含氰基的聚酰亞胺/Ph?PEEK復(fù)合膜方面的應(yīng)用，屬于耐高溫高分子材料技術(shù)領(lǐng)域。其是由含氰基的二胺單體和含柔性鏈段的二酐單體反應(yīng)來制備聚酰亞胺前驅(qū)體聚酰胺酸，再通過熱扣環(huán)的方式制備得到含氰基的聚酰亞胺薄膜；進(jìn)一步將含氰基的聚酰亞胺薄膜附在銅箔上，在含氰基的聚酰亞胺薄膜的另一側(cè)表面附上Kapton膜，在一定的溫度和壓力下熱壓成型，制得含氰基的聚酰亞胺作為熱熔膠的撓性覆性銅箔。所得撓性覆銅箔的性能參數(shù)如下：剝離強(qiáng)度達(dá)1.21N/mm，硬度達(dá)6H。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于耐高溫高分子材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種可熱加工、低Tg的含氰基的聚酰亞胺、聚酰亞胺膜、聚酰亞胺粉末及其在制備撓性覆銅箔、含氰基的聚酰亞胺/PEEK復(fù)合膜、含氰基的聚酰亞胺/Ph-PEEK復(fù)合膜方面的應(yīng)用。

背景技術(shù)

聚酰亞胺具有優(yōu)異的熱穩(wěn)定性、高的機(jī)械強(qiáng)度和良好的介電性能，在航空、航天和微電子等眾多高技術(shù)領(lǐng)域獲得了重要應(yīng)用。包括Kapton膜等在內(nèi)的大多數(shù)芳香族聚酰亞胺樹脂，它們不能溶解于常用有機(jī)溶劑，也不能在加熱的情況下熔融加工，這也限制了它們更為廣泛的應(yīng)用。因此，制備具有可加工性的新型聚酰亞胺，即使亞胺化后的聚合物具有可溶解性或熱熔性，是聚酰亞胺制備領(lǐng)域的重要研究方向之一。

對于芳香族聚酰亞胺來說，良好的可熱熔融加工性要求聚合物具有低玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(低Tg)和高的熱穩(wěn)定性。例如，商品化的聚酰亞胺Ultem 1000為可熱加工型樹脂，它的主鏈含有柔性醚鍵和異丙叉基，玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)在217℃左右，這個(gè)低Tg對材料的熔融加工具有非常大的優(yōu)勢。一些研究結(jié)果表明，將醚鍵等柔性鏈接引入具有剛性結(jié)構(gòu)的聚合物主鏈中，是改善聚合物加工性和溶解性的有效策略之一。

除了需要優(yōu)異的熱穩(wěn)定和良好的溶解或熔融性能以外，在聚酰亞胺分子鏈中引入功能性基團(tuán)，可以賦予聚合物一些新的性能，這為材料提供了更廣闊的應(yīng)用方向。例如，將三氟甲基(-CF₃)基團(tuán)引入到聚酰亞胺分子結(jié)構(gòu)中，可以降低聚合物的介電常數(shù)、提高氣體透過性和增加薄膜的透光性。對于柔性覆銅箔來說，粘結(jié)層是重要的組成部分，直接影響產(chǎn)品的性能和使用壽命。傳統(tǒng)粘結(jié)層的主要組分一般都是丙烯酸類和環(huán)氧樹脂類，其使用溫度均不超過150℃，且高溫易老化，這極大的限制了柔性覆銅箔的使用壽命。而聚酰亞胺樹脂，由于熱穩(wěn)定性好、機(jī)械性能優(yōu)異，因此是在聚酰亞胺柔性覆銅箔中代替環(huán)氧膠的理想材料之一。

作為熱和機(jī)械性能最為優(yōu)異的工程塑料之一，聚酰亞胺是理想的復(fù)合材料基體成分之一，但受到這類材料的可加工型較差的影響，與其它高分子材料的復(fù)合研究并不是很多。以Victrex PEEK為代表的聚醚醚酮作為一類全芳香性的聚合物，具有優(yōu)良的綜合性能，包括優(yōu)異的熱穩(wěn)定性，耐化學(xué)藥品性和耐水解耐輻照等性能。但因玻璃化轉(zhuǎn)變溫度較低，分子鏈段高溫段容易發(fā)生軟化，限制了聚醚醚酮在高溫段的使用，而聚酰亞胺一般具有優(yōu)異的熱穩(wěn)定性和很高的使用溫度。結(jié)合二者的特點(diǎn)，有希望制備熱塑性聚酰亞胺改性聚醚醚酮，獲得熱和機(jī)械性能優(yōu)異的復(fù)合材料。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的第一個(gè)目的是提供一種可熱加工、低Tg的含氰基的聚酰亞胺膜材料，該聚酰亞胺具有低的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度、可熱熔融性、高的粘附性和優(yōu)異的熱穩(wěn)定性等優(yōu)點(diǎn)，可用于制備聚酰亞胺撓性覆銅箔。

本發(fā)明的第二個(gè)目的是提供一種上述含氰基的聚酰亞胺膜和粉末材料的制備方法。

本發(fā)明的第三個(gè)目的是提供一種基于所述含氰基的聚酰亞胺膜材料在制備撓性覆銅箔中的應(yīng)用。

本發(fā)明的第四個(gè)目的是提供兩種基于所述含氰基的聚酰亞胺與聚醚醚酮(PEEK、Ph-PEEK)制備的復(fù)合膜。

本發(fā)明所述的一種可熱加工、低Tg的含氰基的聚酰亞胺膜材料，其結(jié)構(gòu)式如下所示：