[發明專利]一種聚酰亞胺厚膜或超厚膜的制備方法

在審

• 申請號: 201811324383.2
• 申請日: 2018-11-08
• 公開（公告）號: CN109647683A
• 公開（公告）日: 2019-04-19
• 發明（設計）人: 劉萍;張雙慶;李秋玉
• 申請（專利權）人: 廣東丹邦科技有限公司
• 主分類號: B05D7/24
• 分類號: B05D7/24;B05D3/00;C08G73/10;C08L79/08;C08J5/18
• 代理公司: 深圳新創友知識產權代理有限公司 44223
• 代理人: 方艷平

本發明公開了一種聚酰亞胺厚膜或超厚膜的制備方法，包括以下步驟：將芳香族四羧酸二酐與芳香族二胺化合物進行混合，制得聚酰胺酸溶液；在所述聚酰胺酸溶液中加入脫水劑和催化劑，混合得到樹脂溶液混合物；采用噴涂設備將所述樹脂溶液混合物連續噴涂在傳送帶上，并將所述傳送帶上的料漿輸送到干燥裝置中進行干燥，制得凝膠聚酰亞胺膜；將所述凝膠聚酰亞胺膜進行拉伸，并在張力作用下加熱去除溶劑，制得聚酰亞胺厚膜或超厚膜。本發明工藝簡單，生產成本低，市場前景廣闊，適合規模化推廣應用。

技術領域

本發明涉及聚酰亞胺膜的制備領域，尤其涉及一種聚酰亞胺厚膜或聚酰亞胺超厚膜的制備方法。

背景技術

聚酰亞胺(PI)是主鏈上含有酰亞胺環的一類化學結構高度規整的剛性聚合物，一般是由芳香二胺和芳香四酸二酐通過縮聚反應得到的。聚酰亞胺材料具有優異的耐高溫、耐低溫、高強高模、高抗蠕變、高尺寸穩定、低熱膨脹系數、高電絕緣、低介電常數與損耗、耐輻射、耐腐蝕等優點，同時具有真空揮發份低、揮發可凝物少等空間材料的優點，可加工成聚酰亞胺薄膜、耐高溫工程塑料、復合材料用基體樹脂、耐高溫粘結劑、纖維和泡沫等多種材料形式，因此在航空航天、空間、微電子、精密機械、醫療器械等許多高新技術領域具有廣闊的應用前景和巨大的商業價值。

聚酰亞胺薄膜產品往往是根據其厚度來分類，根據厚度的不同，聚酰亞胺膜可以分類為超薄膜(d≤8μm)、常規薄膜(8μm＜d≤50μm)、厚膜(50μm＜d≤125μm)及超厚膜(d＞125μm)。聚酰亞胺厚膜和超厚膜制備工藝復雜，因此在價格上比聚酰亞胺常規薄膜高很多。

目前PI薄膜的制造技術是以芳香族二胺和芳香族二酐在非質子極性溶劑中攪拌縮聚合成的聚酰胺酸(PAA)樹脂為原料，經真空消泡、高壓輸送至平模頭擠出流涎，成型的PAA液膜經高溫固化處理得到PAA凝膠薄膜，后經縱橫向逐步或同步拉伸(定向)、化學或熱亞胺化處理后冷卻定型、收卷，再經熱處理、分切后制得所需產品。傳統聚酰亞胺膜的加熱爐為上、下兩面加熱模式，并且使用一次流延成膜技術，為了加速溶劑揮發，采用了吹熱風的方法。上述方法適用于制造厚度≤30μm的聚酰亞胺膜。這是由于厚度≤30μm的聚酰亞胺膜較薄，溶劑量少，溶劑通過材料揮發到空氣中路程短，聚酰亞胺在亞胺化前溶劑都已經揮發干凈，所以不存在起泡現象。此外，也是由于膜較薄，上、下兩面幾乎均勻干燥，也不會出現卷曲現象。

但是，如果使用現有的一次流延成膜技術，對于厚度大于30μm的聚酰亞胺膜，尤其對于厚度大于50μm的厚膜和厚度大于125μm的超厚膜來說，當使用上、下加熱模式加熱時，由于聚酰胺酸膜較厚，溶劑含量多，膜的最外層由于加熱后溶劑迅速揮發，當揮發到一定程度后表面開始凝固成固體膜，這種固體膜的致密性高，不利于材料內部溶劑的揮發，隨著材料內部溫度升高，其蒸氣壓也不斷增大，由于氣體不能通暢地揮發出去，當材料內部溫度進一步上升時就會產生氣泡。此外，也是由于膜的上、下兩面加熱，在加熱的初期隨著溶劑的揮發，上、下兩面的固含量都會上升并且慢慢地凝固，可是當外表面凝固到一定程度后，靠近基體面的材料中的溶劑難以揮發出來，這些地方的材料含溶劑量高并呈較軟的狀態，同時由于膜表面中溶劑容易揮發，隨著表面溶劑的減少，材料表面呈相對較硬狀態并產生收縮，這樣膜就可能由于表面的收縮而自動脫膜，脫出的聚酰亞胺膜產生卷曲。所以使用上、下兩面加熱模式的傳統熱處理爐制備聚酰亞胺膜工藝，當制備的聚酰亞胺膜的厚度增加到30μm以上時，就會出現一些產品質量問題，尤其當制備膜厚度超過50μm后，使用現有的一次流延成膜技術難以制備得到外觀光滑、平整的膜。

為了制備外觀光滑、平整的厚膜或者超厚膜，可以采用多層的聚酰亞胺薄膜疊加粘結方法(多層薄膜粘結法)，也可以采用多次流延聚酰胺酸膜-亞胺化工藝(多次流延-干燥成膜法)，然而采用前者所述的方法會對聚酰亞胺厚膜的力學性能造成不利的影響，采用后者所述的方法多次成膜制備多層聚酰亞胺薄膜增加膜厚時，后續層往往會對前層造成破壞，從而導致制備厚膜的生產效率低下，難以制備得到厚度均一、外觀光滑、平整的厚膜。

因此，為了解決以上現有技術的不足，有必要對聚酰亞胺制膜工藝中的成膜工藝和高溫固化工藝進行優化和改進。