專利名稱：一種阻燃聚砜薄膜及其制備方法與應用的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬聚砜薄膜領域，具體涉及一種高阻燃聚砜薄膜及其制備方法與應用。
背景技術：
聚砜(PSF)具有力學性能優(yōu)異、剛性大、耐磨、高強度，即使在高溫下也保持優(yōu)良的機械性能，長期使用溫度為-100 150°c，短期使用溫度為190°C，熱穩(wěn)定性高，耐水解、尺寸穩(wěn)定性好、無毒、耐輻射、耐燃，有自熄性。在寬廣的溫度和頻率范圍內有優(yōu)良的電性能，廣泛用于電子電氣、食品和日用品、汽車、航空、醫(yī)療和一般工業(yè)等部門，在電子電氣工業(yè)常用于制造集成線路板，線圈管架、接觸器等。目前，檢測材料阻燃性能較為科學的方法采用UL-94垂直燃燒試驗標準，其試樣厚度為3.2mm、l.6mm、0.8mm三個等級,而同一種材料其試樣的厚度對檢測的阻燃結果影響極大。當PSF試樣為0.8mm的薄片時，完全能達到UL94-V-0的阻燃級別，但其試樣為0.05mm以下的薄膜時，僅能最多達到UL94-V-2級。因此，當PSF薄膜應用到輕薄型化的LED柔性線路板上時，就缺失了安全可靠性，其應用受到了極大限制。所以進一步提高PSF薄膜的阻燃性，使其替代價格較為昂貴的聚酰亞胺薄膜，應用于LED的柔性線路板上，顯得非常必要。本發(fā)明所公開的高阻燃聚砜薄膜的制備方法及其應用，尚未見文獻和專利報道，對降低我國LED的制造成本，提高其市場競爭力具有重要的實用價值。

發(fā)明內容
本發(fā)明所要解決的技術問題是提供一種不僅阻燃性能達到UL94-V-0級，而且能夠與銅箔熱壓粘合制造柔性覆銅板的聚砜薄膜，進而制得滿足LED產業(yè)對柔性線路板價廉質優(yōu)的需求。本發(fā)明還要解決的技術問題是提供上述聚砜薄膜的制備方法。本發(fā)明最后要解決的技術問題是提供上述聚砜薄膜的應用。為解決上述技術問題，本發(fā)明采用的技術方案如下:一種阻燃聚砜薄膜的制備方法，它包括如下步驟:(I)將強極性非質子有機溶劑、磷酸三苯酯、間苯二酚雙(二苯基磷酸酯)和聚砜顆?；旌?，于50 90°C下攪拌溶解后，獲得均勻的聚砜溶液；(2)將步驟(I)得到的溶液按照常規(guī)方法進行真空脫泡；(3)將步驟(2)處理后的溶液按照常規(guī)方法進行流涎、剝離、固定、干燥、冷卻處理，得到阻燃聚砜薄膜。步驟⑴中，所述的強極性非質子有機溶劑為N，N-二甲基甲酰胺、N，N-二甲基乙酰胺、二甲基亞砜和N-甲基-2吡咯烷酮中的任意一種或幾種的混合物。步驟(I)中，強 極性非質子有機溶劑的重量占整個物料體系重量的65 90%。步驟(I)中，磷酸三苯酯和間苯二酚雙(二苯基磷酸酯)的重量比為1:2 8 ;磷酸三苯酯和間苯二酚雙(二苯基磷酸酯)的總重量占聚砜顆粒重量的8 25%。
步驟(I)中，阻燃劑使用磷酸三苯酯(TPP)和間苯二酚雙(三本機磷酸酯)復配，不但與聚砜具有較好的相容性，而且有效阻燃成分含磷量μ高，同時兩者對聚砜起到協同阻燃作用，從而充分保證了聚砜薄膜的高阻燃特性。步驟(I)中，所述的聚砜顆粒，密度為1.24g/cm3,比濃黏度η為0.52 0.65，屬普通雙酚A型PSF。步驟(2)中，所述的常規(guī)方法為，在40 60°C下，將聚砜溶液進行0.5 I小時的真空脫泡，然后平衡0.5 I小時。步驟(3)中，所述的常規(guī)方法為，步驟(2)處理后的溶液通過刮刀均勻流涎于潔凈的玻璃板上，在85 105°C下干燥15 30分鐘除去部分溶劑，獲得具有自持強度的聚砜流涎膜，經冷卻從玻璃板上剝 離后用框固定，置50°C烘箱內進行加熱干燥至170°C，充分除去薄膜內的溶劑，經冷卻即得。通過流涎法制備的PSF薄膜，不僅操作簡單，更可使阻燃劑與PSF能達到分子級的混合，從而獲得阻燃效果均勻的PSF薄膜被選用。上述阻燃聚砜薄膜的制備方法制備得到的阻燃聚砜薄膜。其中，所述的薄膜厚度為20 30 μ m，薄膜的厚度通過刮刀與玻璃板的間距進行控制。上述阻燃聚砜薄膜在發(fā)光二級管上使用的柔性線路板中的應用。上述PSF薄膜施于膠粘劑與銅箔壓粘覆合就制成了柔性覆銅板，進而在其上印制線路，經化學蝕刻、鉆孔、沉金、焊錫浴等多道工序處理，就制得了 LED柔性線路板。有益效果:本發(fā)明的制備方法操作簡單，安全性好、原料價格適宜、制造成本低。制備的PSF薄膜可達到UL94-V-0阻燃級別，充分保證了其加工和使用的安全可靠性，從而可以替代價格昂貴的聚酰亞胺薄膜。在LED產品中作為柔性線路板價廉質優(yōu)的基材獲得應用，將大幅降低目前國內快速發(fā)展的LED產品的制造成本。
具體實施例方式根據下述實施例，可以更好地理解本發(fā)明。然而，本領域的技術人員容易理解，實施例所描述的內容僅用于說明本發(fā)明，而不應當也不會限制權利要求書中所詳細描述的本發(fā)明。以下實施例制備得到的PSF薄膜的膜厚為25 μ m,其阻燃性能采用UL94垂直燃燒試驗標準評價。實施例1:在室溫下，先將326.0gN, N-二甲基乙酰胺(DMAC)加入溶解瓶中，再加入1.5g磷酸三苯酯(TPP)和6.0g間苯二酚雙(二苯基磷酸酯)(RDP)，攪拌均勻后再加入50.0g聚砜顆粒(PSF)，與50 90°C的溫度范圍內攪拌溶解2 4小時，獲得溶解充分和均勻的PSF溶解。在40 60°C下，將上述溶液進行0.5-1小時的真空脫泡，充分除盡溶液內的氣泡并靜止平衡0.5-1小時。將平衡后的PSF溶液通過均勻流涎于潔凈的玻璃板上于85 105°C溫度范圍內干燥15 30分鐘，除去部分溶劑，獲得具有一定自持強度的PSF流涎膜，經冷卻從玻璃板上剝離后，用框固定置于50°C烘箱內升溫至120°C，保持30分鐘繼續(xù)升溫至150°C，保持30分鐘，繼續(xù)升溫至170°C，以充分除去薄膜內的溶劑，經自然冷卻至室溫即制得PSF薄膜。薄膜的厚度通過調節(jié)刮刀與玻璃板的間距進行有效控制，薄膜最終厚度為25 μ m。采用UL94垂直燃燒試驗標準，其阻燃性能達到了 UL94-V-0級別，抗拉強度大于70MPa。用上述制備的PSF薄膜經與銅箔覆合制成的柔性覆銅板進而經印制LED所需線路、化學蝕刻、鉆孔、沉金及焊錫浴等工序制成的柔性線路板，線條清晰、無氣泡、無斷點及分層現象，安全可靠性好，滿足了 LED產品的制造和使用要求。實施例2:在室溫下，先將183.0gN-甲基_2_吡咯烷酮(NMP)加入溶解瓶中，再加入3.0gTPP和8.0gRDP,攪拌均勻后再加入50.0gPSF,于50 90°C的溫度范圍內攪拌溶解2 4小時，獲得溶解充分和均勻的PSF溶液。在40 60°C下，將上述溶液進行0.5-1小時的真空脫泡，充分除盡溶液內的氣泡并靜止平衡0.5 I小時。將平衡后的PSF溶液通過刮刀均勻流涎于潔凈的玻璃板上，于85 105°C溫度范圍內干燥15 30分鐘，除去部分溶劑獲得具有一定自持強度的PSF流涎膜，經冷卻從玻璃板上剝離后用框固定置于50°C烘箱內升溫至120°C保持30分鐘，繼續(xù)升溫至150°C保持30分鐘，繼續(xù)升溫至170°C，以充分除去薄膜內的溶劑，自然冷卻至室溫即制得PSF薄膜。本實施例的PSF薄膜阻燃性能達到UL94-V-0級別，抗拉強度大于70MPa。

其為制成的LED產品上使用的柔性線路板，線條清晰、無氣泡、無斷點及分層現象，滿足LED產品的制造和使用要求。實施例3:在室溫下，先將236.0gN, N-二甲基甲酰胺(DMF)加入溶解瓶中，再加入1.0gTPP和
8.0gRDP,攪拌均勻后再加入50.0gPSF,與50 90°C的溫度范圍內攪拌溶解2 4小時，獲得溶解充分和均勻的PSF溶液。按實施例1的制膜方法，獲得本實施例的PSF薄膜，阻燃性能達到UL94-V-0級別，進而制得的LED所需柔性線路板結果與實施例1相同。實施例4:在室溫下，先將150.0gDMAC加入溶解瓶中，再加入1.2gTPP和7.2gRDP，攪拌后再加入50.0gPSF,按實施例1的制備方法，獲得本實施例的PSF薄膜，結果與實施例1相同。實施例5:在室溫下，先將208.0g 二甲基亞砜(DMSO)加入溶解瓶中，再加入1.1gTPP和
7.7gRDP，攪拌均勻后再加入50.0gPSF，按實施例1的制備方法，獲得本實施例的PSF薄膜，結果與實施例1相同。比較例1:同實施例1的方法，不同的是沒有添加任何阻燃劑，制成的純PSF薄膜僅能接近UL94V-2的阻燃級別，無自熄性且產生燃燒掉落物。比較例2:同實施例1的方法，不同的是加入的阻燃劑為TPP —種，制成的PSF薄膜僅能達到UL94V-2的阻燃級別?？估瓘姸扔忻黠@下降，僅為50MPa。比較例3:
同實施例1的方法，不同的是加入的阻燃劑為RDP —種，制成的PSF薄膜僅能達到UL94V-1的阻燃級別，抗拉強度沒明 顯變化。
權利要求
1.一種阻燃聚砜薄膜的制備方法，其特征在于，它包括如下步驟: (1)將強極性非質子有機溶劑、磷酸三苯酯、間苯二酚雙(二苯基磷酸酯)和聚砜顆?；旌希?0 90°C下攪拌溶解后，獲得均勻的聚砜溶液； (2)將步驟(I)得到的溶液按照常規(guī)方法進行真空脫泡； (3)將步驟(2)處理后的溶液按照常規(guī)方法進行流涎、剝離、固定、干燥、冷卻處理，得到阻燃聚砜薄膜。
2.根據權利要求1所述的阻燃聚砜薄膜的制備方法，其特征在于，步驟(I)中，所述的強極性非質子有機溶劑為N，N- 二甲基甲酰胺、N, N- 二甲基乙酰胺、二甲基亞砜和N-甲基-2吡咯烷酮中的任意一種或幾種的混合物。
3.根據權利要求1所述的阻燃聚砜薄膜的制備方法，其特征在于，步驟(I)中，強極性非質子有機溶劑的重量占整個物料體系重量的65 90%。
4.根據權利要求1所述的阻燃聚砜薄膜的制備方法，其特征在于，步驟(I)中，磷酸三苯酯和間苯二酚雙(二苯基磷酸酯)的重量比為1:2 8 ;磷酸三苯酯和間苯二酚雙(二苯基磷酸酯)的總重量占聚砜顆粒重量的8 25%。
5.根據權利要求1所述的阻燃聚砜薄膜的制備方法，其特征在于，步驟(I)中，所述的聚砜顆粒，密度為1.24g/cm3,比濃黏度η為0.52 0.65，屬普通雙酚A型PSF。
6.根據權利要求1所述的阻燃聚砜薄膜的制備方法，其特征在于，步驟(2)中，所述的常規(guī)方法為，在40 60°C下，將聚砜溶液進行0.5 I小時的真空脫泡，然后平衡0.5 I小時。
7.根據權利要求1所述的阻燃聚砜薄膜的制備方法，其特征在于，步驟(3)中，所述的常規(guī)方法為，步驟(2)處理后的溶液通過刮刀均勻流涎于潔凈的玻璃板上，在85 105°C下干燥15 30分鐘除去部分溶劑，獲得具有自持強度的聚砜流涎膜，經冷卻從玻璃板上剝離后用框固定，置50°C烘箱內進行加熱干燥至170°C，充分除去薄膜內的溶劑，經冷卻即得。
8.按照權利要求1 7中任意一項所述的阻燃聚砜薄膜的制備方法制備得到的阻燃聚砜薄膜。
9.根據權利要求8所述的阻燃聚砜薄膜， 其特征在于，薄膜厚度為20 30μ m。
10.權利要求8所述的阻燃聚砜薄膜在發(fā)光二級管上使用的柔性線路板中的應用。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種阻燃聚砜薄膜的制備方法，將強極性非質子有機溶劑、磷酸三苯酯、間苯二酚雙(二苯基磷酸酯)和聚砜顆?；旌?，于50～90℃下攪拌溶解后，獲得均勻的聚砜溶液；按照常規(guī)方法進行真空脫泡；按照常規(guī)方法進行流涎、剝離、固定、干燥、冷卻處理，得到阻燃聚砜薄膜。本發(fā)明還公開了利用上述制備方法制備得到的阻燃聚砜薄膜及其應用。本發(fā)明的制備方法操作簡單，安全性好、原料價格適宜、制造成本低。制備的薄膜可達到UL94-V-0阻燃級別，充分保證了其加工和使用的安全可靠性，從而可以替代價格昂貴的聚酰亞胺薄膜。在LED產品中作為柔性線路板價廉質優(yōu)的基材獲得應用，將大幅降低目前國內快速發(fā)展的LED產品的制造成本。
文檔編號B32B27/06GK103146196SQ201310085379
公開日2013年6月12日 申請日期2013年3月18日 優(yōu)先權日2013年3月18日
發(fā)明者沈國強 申請人:宜興市高拓高分子材料有限公司