[發(fā)明專利]一種石墨燒結(jié)用聚酰亞胺薄膜的制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910537474.2
• 申請(qǐng)日: 2019-06-20
• 公開（公告）號(hào): CN110272552B
• 公開（公告）日: 2021-09-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 程翠華;陳勝緒;李開明;張彩霞;劉丹丹;趙春暉;馬志遠(yuǎn)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 青島科思姆新材料有限公司
• 主分類號(hào): C08J5/18
• 分類號(hào): C08J5/18;C08L79/08;C08K3/38;C08K7/00;C08K3/34;C08K3/32;C08G73/10;C01B32/205
• 代理公司: 青島高曉專利事務(wù)所(普通合伙) 37104
• 代理人: 張清東;吳冬群

本發(fā)明涉及聚酰亞胺薄膜制備領(lǐng)域，尤其是一種石墨燒結(jié)用聚酰亞胺薄膜的制備方法。本發(fā)明的一種石墨燒結(jié)用聚酰亞胺薄膜的制備方法，通過將芳香族二胺溶于極性溶劑中，再與芳香族二酐聚合制得聚酰亞胺酸樹脂，并在樹脂合成過程中中引入導(dǎo)熱材料，引導(dǎo)樹酯固化和亞胺化時(shí)分子鏈沿二維排布均勻趨向排列，利于高溫?zé)Y(jié)時(shí)六角二維碳平面生長，避免因?yàn)榫埘啺繁∧峥s和結(jié)構(gòu)問題帶來的石墨膜褶皺不平和導(dǎo)熱率低等問題，解決燒結(jié)石墨熱縮大、褶皺多、導(dǎo)熱率低等問題，使得到的聚酰亞胺薄膜經(jīng)高溫?zé)Y(jié)后得到，表面平整、細(xì)膩，導(dǎo)熱率達(dá)到1500W/MK以上。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及聚酰亞胺薄膜制備領(lǐng)域，尤其是一種石墨燒結(jié)用聚酰亞胺薄膜的制備方法。

背景技術(shù)

聚酰亞胺作為高強(qiáng)高模耐候性材料，在電子器件、航天飛行器等先進(jìn)行業(yè)領(lǐng)域被廣泛關(guān)注和熱捧。聚酰亞胺薄膜的一般制備方法為：聚酰胺酸溶液流延成膜、拉伸后，高溫酰亞胺化。薄膜呈黃色透明，相對(duì)密度1.39-1.45，有突出的耐高溫、耐輻射、耐化學(xué)腐蝕和電絕緣性能，可在250-280℃空氣中長期使用。玻璃化溫度分別為280℃(Upilex R)、385℃(Kapton)和500℃以上(Upilex S)。20℃時(shí)拉伸強(qiáng)度為200MPa，200℃時(shí)大于100MPa。特別適宜用作柔性印制電路板基材和各種耐高溫電機(jī)電器絕緣材料。

聚酰亞胺石墨化在一定溫度下發(fā)生高溫分解，高分子鏈重排形成六角炭結(jié)構(gòu)，并按規(guī)整六角炭網(wǎng)生長形成石墨材料。科研人員研究聚酰亞胺薄膜石墨化過程，發(fā)現(xiàn)聚酰亞胺薄膜熱縮不均、褶皺嚴(yán)重、導(dǎo)熱率低。我國聚酰亞胺薄膜多用予絕緣行業(yè)，燒結(jié)用聚酰亞胺薄膜主要依賴進(jìn)口。

因此，提供一種一種石墨燒結(jié)用聚酰亞胺薄膜的制備方法，產(chǎn)品熱縮均勻、表面平整、結(jié)構(gòu)致密、導(dǎo)熱性佳，是本領(lǐng)域技術(shù)人員亟待解決的技術(shù)問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種石墨燒結(jié)用聚酰亞胺薄膜的制備方法，免因?yàn)榫埘啺繁∧峥s和結(jié)構(gòu)問題帶來的石墨膜褶皺不平和導(dǎo)熱率低等問題，解決燒結(jié)石墨熱縮大、褶皺多、導(dǎo)熱率低等問題。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案是：

一種石墨燒結(jié)用聚酰亞胺薄膜的制備方法，包括如下步驟：

（1）取芳香族二胺溶于極性溶劑中，取芳香族二酐加入溶于極性溶劑中的芳香族二胺中進(jìn)行樹脂合成，樹脂起粘后加入導(dǎo)熱材料，導(dǎo)熱材料在樹脂合成過程中均勻分散，控制樹脂合成溫度不超過65℃，樹脂合成時(shí)間為2-16h，導(dǎo)熱材料加入后分散時(shí)間不低于2h，最終酐與胺的摩爾比控制在0.95-1.03，最終粘度控制在40-480pa.s，調(diào)粘時(shí)間為3.5-4.5h，整個(gè)調(diào)粘過程樹脂溫度控制在30-60℃；

（2）步驟（1）中合成好的樹脂經(jīng)脫泡過濾后，通過刮涂、輥涂或擠壓涂覆，均勻涂覆在運(yùn)轉(zhuǎn)的模具（例如鋼帶）表面，在120-250℃條件下干燥成膜，成膜后殘留極性溶劑含量約60-90%；

（3）將步驟（2）干燥后的薄膜牽引入雙向拉伸機(jī)，在（0.8-1.3）:1的牽伸條件下進(jìn)行熱法亞胺化，控制亞胺化過程溫度在360-450℃，控制拉伸機(jī)進(jìn)口溫度100-160℃，出口溫度80-250℃，制得平整均勻的聚酰亞胺薄膜，經(jīng)逐步升溫至2800-2900℃燒結(jié)，即得。

優(yōu)選的，所述芳香族二胺為4,4-二氨基二苯醚（ODA）、丙二胺（PDA）、2,2'-三氟甲基二氨基聯(lián)苯-4,4'-二氨基聯(lián)苯（TFDB）和4,4'-二氨基二苯基甲烷（MDA）中的一種或幾種組合而成。

優(yōu)選的，所述芳香族二酐是3,3’,4,4’-聯(lián)苯四甲酸二酐（BPDA）、1,2,4,5-均苯四甲酸二酐（PMDA）、4，4'-氧雙鄰苯二甲酸酐（ODPA）、3,3’,4,4’---二苯酮四酸二酐（BTDA）中的一種或幾種組合而成。

優(yōu)選的，所述極性溶劑為二甲基乙酰胺（DMAC） 、二甲基甲酰胺（DMF）或N-甲基吡咯烷酮（NMP）中的一種。