本發(fā)明涉及聚酰亞胺薄膜制備生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域,具體為一種薄型電子級聚酰亞胺薄膜的制備方法。
背景技術(shù):
聚酰亞胺薄膜是一種新型的耐高溫有機聚合物薄膜,是由均苯四甲酸二酐(pmda)和二氨基二苯醚(oda)在極強性溶劑二甲基乙酰胺(dmac)中經(jīng)縮聚并流涎成膜,再經(jīng)亞胺化而成.它是目前世界上性能最好的薄膜類絕緣材料,具有優(yōu)良的力學(xué)性能、電性能、化學(xué)穩(wěn)定性以及很高的抗輻射性能、耐高溫和耐低溫性能(-269℃至+400℃)。
1959年美國杜邦公司首先合成出芳香族聚酰亞胺,1962年試制成聚酰亞胺薄膜(pi薄膜),1965年開始生產(chǎn),商品牌號為kapton。
我國60年代末可以小批量生產(chǎn)聚酰亞胺薄膜,現(xiàn)在已廣泛應(yīng)用于航空、航海、宇宙飛船、火箭導(dǎo)彈、原子能、電子電器工業(yè)等各個領(lǐng)域。
目前,聚酰胺酸溶液存在不穩(wěn)定對水汽很敏感,儲存過程中常發(fā)生分解的問題。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
本發(fā)明的目的在于提供一種薄型電子級聚酰亞胺薄膜的制備方法,以解決上述背景技術(shù)中提出的問題。
為實現(xiàn)上述目的,本發(fā)明提供如下技術(shù)方案:一種薄型電子級聚酰亞胺薄膜的制備方法,所述技術(shù)的步驟包括:
1)、將3,4′-bpda和4-pepa進行甲酯化,制得白色和淡黃色的酯化粉末(pde和pepe)。然后按照一定比例將bpde、pepe和二胺加入溶劑中,加熱回流攪拌2h即得棕紅色的合成聚酰胺酸液;
2)、合成聚酰胺酸液經(jīng)過濾、真空脫泡、流延成膜、雙向拉伸、高溫?zé)岫ㄐ吞幚怼㈦姇炋幚怼⒕砣」ば颍频梦锢頇C械性能優(yōu)良的電子級聚酰亞胺薄膜;
3)、將經(jīng)表面有機化改性的超細無機晶須和/或納米粒子材料,借助高能量密度超聲波的粉碎和空化作用,實現(xiàn)上述功能填料同本發(fā)明所述多元聚酰胺酸形成原位微納復(fù)合可將聚酰亞胺薄膜亞胺化
4)、對步驟2)的流延成膜,消泡后的聚酰胺酸溶液,由不銹鋼溶液儲罐經(jīng)管路壓入前機頭上的流涎嘴儲槽中。鋼帶勻速運行,將儲槽中的溶液經(jīng)流涎嘴前刮板帶走,而形成厚度均勻的液膜,然后進入烘干道干燥;
5)、對步驟2)復(fù)合膠液經(jīng)過濾、真空脫泡,潔凈干燥的空氣由鼓風(fēng)機送入加熱器預(yù)熱到一定溫度后進入上、下烘干道,熱風(fēng)流動方向與鋼帶運行方向相反;
6)、對步驟3)中聚酰亞胺薄膜亞胺化,聚酰胺酸薄膜在鋼帶上隨其運行一周,溶劑蒸發(fā)成為固態(tài)薄膜,從鋼帶上剝離下的薄膜經(jīng)導(dǎo)向輥引向亞胺化爐。亞胺化爐一般為多輥筒形式,與流涎機同步速度的導(dǎo)向輥引導(dǎo)聚酰胺酸薄膜進入亞胺化爐,高溫亞胺化后,由收卷機收卷。
優(yōu)選的,所述步驟1)中,bpde、pepe和二胺在容劑中的計算固含量為40%(質(zhì)量分數(shù))。
優(yōu)選的,所述步驟2)中,利電子級聚酰亞胺薄膜的制得厚度(7.5~125)μm、線脹系數(shù)5~18ppm/℃。
優(yōu)選的,超細無機晶包括有氧化鋅晶須、碳化硅晶須、鎢酸鋯晶須。
與現(xiàn)有技術(shù)相比,本發(fā)明的有益效果是:
該制備方法制造出的聚異酰亞胺結(jié)構(gòu)穩(wěn)定,作為聚酰亞胺的先母體,由于熱處理時不會放出水等低分子物質(zhì),容易異構(gòu)化成酰亞胺,能制得性能優(yōu)良的聚酰亞胺。聚異酰亞胺是由聚酰胺酸在脫水劑作用下,脫水環(huán)化為聚異酰亞胺,然后在酸或堿等催化劑作用下異構(gòu)化成聚酰亞胺,此異構(gòu)化反應(yīng)在高溫下很容易進行;
聚異酰亞胺溶解性好,玻璃化轉(zhuǎn)變溫度較低,加工性能優(yōu)良;
聚酰亞胺為不溶、不熔性材料,難于加工,通常采用先在預(yù)聚物聚酰亞胺階段加工,但由于在高溫下進行,亞胺化時閉環(huán)脫水易使制品產(chǎn)生氣孔,導(dǎo)致制品的機械性能和電性能下降,難以獲得理想的產(chǎn)品,作為聚酰亞胺預(yù)聚的聚異酰亞胺,其玻璃化溫度低于對應(yīng)的聚酰亞胺,熱處理時不會放出水分,易異構(gòu)化成聚酰亞胺,因此用聚異酰亞胺代替聚酰胺酸作為聚酰亞胺的前身材料,可制得性能優(yōu)良的制品;
該法較新穎,正受到廣泛關(guān)注。
具體實施方式
下面對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述,顯然,所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例,而不是全部的實施例。基于本發(fā)明中的實施例,本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例,都屬于本發(fā)明保護的范圍。
本發(fā)明提供一種技術(shù)方案:一種薄型電子級聚酰亞胺薄膜的制備方法,包括以下步驟:
1)、將3,4′-bpda和4-pepa進行甲酯化,制得白色和淡黃色的酯化粉末(pde和pepe)。然后按照一定比例將bpde、pepe和二胺加入溶劑中,加熱回流攪拌2h即得棕紅色的合成聚酰胺酸液;
2)、合成聚酰胺酸液經(jīng)過濾、真空脫泡、流延成膜、雙向拉伸、高溫?zé)岫ㄐ吞幚?、電暈處理、卷取工序,制得物理機械性能優(yōu)良的電子級聚酰亞胺薄膜;
3)、將經(jīng)表面有機化改性的超細無機晶須和/或納米粒子材料,借助高能量密度超聲波的粉碎和空化作用,實現(xiàn)上述功能填料同本發(fā)明所述多元聚酰胺酸形成原位微納復(fù)合可將聚酰亞胺薄膜亞胺化
4)、對步驟2)的流延成膜,消泡后的聚酰胺酸溶液,由不銹鋼溶液儲罐經(jīng)管路壓入前機頭上的流涎嘴儲槽中。鋼帶勻速運行,將儲槽中的溶液經(jīng)流涎嘴前刮板帶走,而形成厚度均勻的液膜,然后進入烘干道干燥;
5)、對步驟2)復(fù)合膠液經(jīng)過濾、真空脫泡,潔凈干燥的空氣由鼓風(fēng)機送入加熱器預(yù)熱到一定溫度后進入上、下烘干道。熱風(fēng)流動方向與鋼帶運行方向相反,以便使液膜在干燥時溫度逐漸升高,溶劑逐漸揮發(fā),增加干燥效果;
6)、對步驟3)中聚酰亞胺薄膜亞胺化,聚酰胺酸薄膜在鋼帶上隨其運行一周,溶劑蒸發(fā)成為固態(tài)薄膜,從鋼帶上剝離下的薄膜經(jīng)導(dǎo)向輥引向亞胺化爐。亞胺化爐一般為多輥筒形式,與流涎機同步速度的導(dǎo)向輥引導(dǎo)聚酰胺酸薄膜進入亞胺化爐,高溫亞胺化后,由收卷機收卷。
進一步的,步驟2)中,利電子級聚酰亞胺薄膜的制得厚度(7.5~125)μm、線脹系數(shù)5~18ppm/℃。
進一步的,步驟3)中,超細無機晶包括有氧化鋅晶須、碳化硅晶須、鎢酸鋯晶須。
盡管參照前述實施例對本發(fā)明進行了詳細的說明,對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說,其依然可以對前述各實施例所記載的技術(shù)方案進行修改,或者對其中部分技術(shù)特征進行等同替換,凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi),所作的任何修改、等同替換、改進等,均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。