[發明專利]一種聚酰亞胺薄膜的制造工藝

在審

• 申請號: 202111549140.0
• 申請日: 2021-12-17
• 公開（公告）號: CN116003840A
• 公開（公告）日: 2023-04-25
• 發明（設計）人: 陳祚
• 申請（專利權）人: 陳祚
• 主分類號: C08J5/18
• 分類號: C08J5/18;C08L79/08;B29C48/00;B29C48/305;C08G73/10
• 代理公司: 成都蓉信三星專利事務所(普通合伙) 51106
• 代理人: 房菁菁

本發明公開了一種聚酰亞胺薄膜的制造工藝，該聚酰亞胺薄膜是以乙二胺四乙酸、均苯四甲酸二酐、對苯二胺為原料，N,N?二甲基乙酰胺為溶劑，PMDA∶p?PDA+EDTA的摩爾比為1.0∶1.0，在氮氣的保護下，合成熱塑性聚酰亞胺樹脂，該聚酰亞胺樹脂經純化—洗滌—干燥—擠出造粒—脫揮干燥—熔體擠出—熔體計量—熔體強制過濾—T型模具—流延輥—風刀—冷卻輥—測厚儀—整形—靜電表面處理—收卷成聚酰亞胺薄膜卷。本發明得到的聚酰亞胺薄膜可廣泛用于電子電器、軍工、航天航空、機械、化工、食品包裝等行業領域。

技術領域

本發明屬于高分子薄膜制造領域，尤其涉及一種聚酰亞胺薄膜的制造工藝。

背景技術

隨著科技進步和社會的發展，人們對新技術和新材料的開發、應用越來越廣泛。對電子、電器絕緣材料的要求越來越高，特別是具有高溫耐熱性、耐水解性的電絕緣材料。尤其是吸水、吸潮性能非常低的新材料。

近年來，電動機、電容器、鋰離子電池的電絕緣材等逐漸要求具有在高溫下的耐熱性、耐水解性、低吸潮率、高電絕緣性、耐化學品腐蝕等特性。作為電冰箱及空調器等中使用的電動機的電絕緣材料，考慮到環境上的問題，以及電容器、鋰離子電池的隔膜和封裝材料，提出了一種耐化學品腐蝕的電絕緣材料，該材料除了耐熱性之外還要求耐水解性。另外，作為混合動力汽車中使用的電動機的電絕緣材料，以及純電動汽車所需的超大容量電池所需的電絕緣材料，除了要求具有耐熱性之外，還需要該電絕緣材料具有耐化學品腐蝕的能力。

聚酰亞胺薄膜具有優異的耐熱性，阻燃性、剛性、耐化學試劑、電絕緣性優異、吸濕性低等特點。尤其適合用于電器和電子儀器、機械部件、汽車部件等。

近年來，高性能聚酰亞胺薄膜得到廣泛應用，如潮濕和化學藥品易腐蝕、電子輻射等環境，許多研究者們努力尋求聚酰亞胺薄膜技術研究開發。

聚酰亞胺是主鏈上含有酰亞胺環結構的聚合物，因為具有較大耐熱溫度范圍、強度高、電絕緣性好等優異的性能，在航空航天領域、微電子領域、分離膜領域等得到了廣泛的應用。根據化學結構的不同，可以將聚酰亞胺分為脂肪族聚酰亞胺、半芳香族聚酰亞胺、芳香族聚酰亞胺三類。根據熱性質的不同，可以將聚酰亞胺分為熱塑性聚酰亞胺和熱固性聚酰亞胺兩類。

聚酰亞胺具有穩定的苯環與五元氮環交替連接結構，與其他聚合物相比，具有玻璃化溫度高，機械性能優異、耐高低溫性能、介電性能優異、熱膨脹系數低、阻燃、無毒、溶解性能優異、耐輻射性能優異等優良性能。

聚酰亞胺以其優越的綜合性能，成為聚合物中應用比較廣泛的一種材料，同時在很多領域得到應用。聚酰亞胺薄膜主要作為耐高溫的電器絕緣材料，用在電機、電纜等領域。透明的聚酰亞胺薄膜還可用于太陽能電池底板，柔性顯示屏等。

聚酰亞胺薄膜是生產柔性線路基板的主要材料，在生產過程中需要與線路基材(銅箔)完善貼合，為使其在加工和使用過程中，避免與銅箔的耐熱性、尺寸穩定性等差異使覆銅板出現卷曲、焊孔錯位、甚至剝離等問題，需要PI薄膜與銅箔具有相似的熱力學性能。其中模量即為其中最重要指標之一。為了進一步提高PI薄膜的模量，國內外學者做了大量的研究采用由聯苯四甲酸二酐(BPDA)和對苯二胺(PDA)制成的剛性聚酰亞胺和由BPDA和雙(3,3’-二氨基二苯基)乙炔(intA)或ODA制成的柔性聚酰亞胺按7：3的質量比將它們的聚酰胺酸混合來制備聚酰亞胺及其聚酰亞胺分子復合材料(MC)，然后將混合薄膜進行亞胺化。柔性聚酰亞胺主鏈中乙炔的含量主要由intA和ODA的比例控制。將共混聚酰胺酸薄膜冷拉伸，然后進行酰亞胺化，得到高模量的聚酰亞胺/聚酰亞胺MC薄膜。MC薄膜的模量幾乎隨拉伸比線性增加，40％拉伸時薄膜的模量達到25.5GPa。柔性聚酰亞胺中的乙炔基可以熱固化以交聯。DSC表征中顯示在340℃時，MC出現放熱現象，在398℃達到最大值。熱交聯后，盡管伸長率變小，但是MC膜保持高模量。利用可交聯的乙炔單元，將兩張MC薄膜層壓在一起，并在400℃，100kg/cm²的條件下處理20分鐘，得到了高質量的層壓薄膜。兩個膜的界面通過乙炔基的交聯而牢固地結合在一起，最終層壓膜保持了冷拉伸時所提供的高模量。