[發明專利]一種導熱聚酰亞胺薄膜的制備方法

在審

• 申請號: 201910150420.0
• 申請日: 2019-02-28
• 公開（公告）號: CN109957123A
• 公開（公告）日: 2019-07-02
• 發明（設計）人: 黃淑枝
• 申請（專利權）人: 常州文諾紡織品有限公司
• 主分類號: C08J5/18
• 分類號: C08J5/18;C08L79/08;C08G73/10;C08K9/08;C08K3/28
• 代理公司: 北京風雅頌專利代理有限公司 11403
• 代理人: 於林峰

本發明涉及一種導熱聚酰亞胺薄膜的制備方法，屬于聚合物膜材料制備技術領域。本發明首先通過碳熱還原法制備得到具有較高的熱導率、較低的熱膨脹系數以及良好化學穩定性的納米氮化鋁顆粒，并以此作為導熱填料，以12?羥基硬脂酸和ε?已內酯進行聚合反應，用脂肪酸作封端劑，制得端羧基聚酯，再將端羧基聚酯和帶負電荷的天冬氨酸以及谷氨酸在肽酰轉移酶的作用下進行脫水縮合，制成自制抗團聚液，使得本發明改性后的氮化鋁在聚酰亞胺基團中不發生團聚，提高聚酰亞胺薄膜的導熱性，抗團聚液中的聚酯聚合鏈可以和聚酰亞胺基體之間相容，使導熱納米材料和聚酰亞胺薄膜基團之間產生物理纏結，提高薄膜內聚力，使力學強度也得到提高。

技術領域

本發明涉及一種導熱聚酰亞胺薄膜的制備方法，屬于聚合物膜材料制備技術領域。

背景技術

聚酰亞胺薄膜包括均苯型聚酰亞胺薄膜和聯苯型聚酰亞胺薄膜兩類。前者為美國杜邦公司產品，商品名Kapton，由均苯四甲酸酐與二氨基二苯醚制得。后者由日本宇部興產公司生產，商品名Upilex，由聯苯四甲酸二酐與二苯醚二胺或間苯二胺制得。

聚酰亞胺薄膜是聚酰亞胺最早的商品之一，用于電機的槽絕緣及電纜繞包材料。主要產品有杜邦Kapton，宇部興產的Upilex系列和鐘淵Apical。透明的聚酰亞胺薄膜可作為柔軟的太陽能電池底版。IKAROS的帆就是使用聚酰亞胺的薄膜制和纖維作的在火力發電部門，聚酰亞胺纖維可以用于熱氣體的過濾，聚酰亞胺的紗可以從廢氣中分離出塵埃和特殊的化學物質。

聚酰亞胺因其突出的耐高低溫性能和介電性能而被大量應用于微電子工業，如芯片封裝材料、屏蔽材料、柔性印制線路板的基體材料等。因此開發具有更低介電常數聚酰亞胺材料對提高集成電路的集成度、器件運行速度和穩定性具有重要意義。

現有的關于聚酰亞胺薄膜的發明有很多，楊士勇等人在傳統的聚酰亞胺結構中引入含氟基團，同時在聚酰亞胺中引入孔洞有可效降低聚酰亞胺的介電常數，所制得的聚酰亞胺介電常數為2.86～2.91。但由于含氟單體制備工藝復雜，成本高，所制備聚酰亞胺價格昂貴，限制了該產品的應用和工藝的推廣。Jiang等人首先通過溶膠-凝膠法制備了聚酰亞胺-氧化硅雜化薄膜，然后利用氫氟酸除去氧化硅，制得多孔的PI薄膜，其介電常數最低至1.8，但此用到腐蝕性極強的氫氟酸，工藝操作難度較大；Lee等人利用聚乙二醇功能化的倍半硅氧烷為成孔劑，制備了多孔的聚酰亞胺薄膜，孔徑為10～40nm，介電常數最低為2.25。此方法能有效降低聚酰亞胺的介電常數，但新的單體、成孔劑的引入增加了生產成本和工藝控制的難度。美國杜邦公司開發了牌號為和的單面或雙面涂氟的PI薄膜產品，其介電常數為2.7，并搶占的大量的國際市場，但該工藝技術難度大，資本投入高，所制備產品價格昂貴，產品也主要應用于高端領域。現有的聚酰亞胺薄膜還存在導熱性差，多采用添加納米導熱填料的方法來改善其導熱性，但是納米導熱填料容易出現顆粒團聚的現象，雖然制備得到的聚酰亞胺薄膜的導熱性能有所提高，但力學性能會下降，不利于推廣應用。因此，發明一種導電性好且力學性能好的聚酰亞胺薄膜對用于電機槽的絕緣及電纜繞包材料是很有必要的。

本發明通過將氨基酸和聚酯縮聚反應，制成自制抗團聚液，接著用氧化鋁和碳粉反應制得納米氮化鋁，再用自制抗團聚液對納米氮化鋁進行改性，得到改性納米氮化鋁，最后將4，4’-二氨基二苯醚、改性納米氮化鋁和N，N-二甲基乙酰胺以及均苯四甲酸酐反應制成薄膜基液，涂抹后進行亞胺化處理，即可得到導熱聚酰亞胺薄膜，提高其分散性，防止團聚，提高薄膜導熱性和力學性能。

發明內容

本發明主要解決的技術問題，針對目前聚酰亞胺薄膜導熱性差，多采用添加納米

導熱填料的方法來改善其導熱性，但是納米導熱填料容易出現顆粒團聚的現象，雖然制備得到的聚酰亞胺薄膜的導熱性能有所提高，但力學性能會下降，不利于推廣應用的缺陷，提供了一種導熱聚酰亞胺薄膜的制備方法。

為了解決上述技術問題，本發明所采用的技術方案是：

一種導熱聚酰亞胺薄膜的制備方法為：