本發明涉及聚酰亞胺薄膜制備生產技術領域,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:
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)中經縮聚并流涎成膜,再經亞胺化而成.它是目前世界上性能最好的薄膜類絕緣材料,具有優良的力學性能、電性能、化學穩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,商品牌號為kapton。
我國60年代末可以小批量生產聚酰亞胺薄膜,現在已廣泛應用于航空、航海、宇宙飛船、火箭導彈、原子能、電子電器工業等各個領域。
目前,聚酰胺酸溶液存在不穩定對水汽很敏感,儲存過程中常發生分解的問題。
技術實現要素:
本發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中提出的問題。
為實現上述目的,本發明提供如下技術方案:一種薄型電子級聚酰亞胺薄膜的制備方法,所述技術的步驟包括:
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)、合成聚酰胺酸液經過濾、真空脫泡、流延成膜、雙向拉伸、高溫熱定型處理、電暈處理、卷取工序,制得物理機械性能優良的電子級聚酰亞胺薄膜;
3)、將經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,實現上述功能填料同本發明所述多元聚酰胺酸形成原位微納復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)復合膠液經過濾、真空脫泡,潔凈干燥的空氣由鼓風機送入加熱器預熱到一定溫度后進入上、下烘干道,熱風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,溶劑蒸發成為固態薄膜,從鋼帶上剝離下的薄膜經導向輥引向亞胺化爐。亞胺化爐一般為多輥筒形式,與流涎機同步速度的導向輥引導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%(質量分數)。
優選的,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5~18ppm/℃。
優選的,超細無機晶包括有氧化鋅晶須、碳化硅晶須、鎢酸鋯晶須。
與現有技術相比,本發明的有益效果是:
該制備方法制造出的聚異酰亞胺結構穩定,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,容易異構化成酰亞胺,能制得性能優良的聚酰亞胺。聚異酰亞胺是由聚酰胺酸在脫水劑作用下,脫水環化為聚異酰亞胺,然后在酸或堿等催化劑作用下異構化成聚酰亞胺,此異構化反應在高溫下很容易進行;
聚異酰亞胺溶解性好,玻璃化轉變溫度較低,加工性能優良;
聚酰亞胺為不溶、不熔性材料,難于加工,通常采用先在預聚物聚酰亞胺階段加工,但由于在高溫下進行,亞胺化時閉環脫水易使制品產生氣孔,導致制品的機械性能和電性能下降,難以獲得理想的產品,作為聚酰亞胺預聚的聚異酰亞胺,其玻璃化溫度低于對應的聚酰亞胺,熱處理時不會放出水分,易異構化成聚酰亞胺,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,可制得性能優良的制品;
該法較新穎,正受到廣泛關注。
具體實施方式
下面對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述,顯然,所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例,而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例,本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例,都屬于本發明保護的范圍。
本發明提供一種技術方案: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)、合成聚酰胺酸液經過濾、真空脫泡、流延成膜、雙向拉伸、高溫熱定型處理、電暈處理、卷取工序,制得物理機械性能優良的電子級聚酰亞胺薄膜;
3)、將經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,實現上述功能填料同本發明所述多元聚酰胺酸形成原位微納復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)復合膠液經過濾、真空脫泡,潔凈干燥的空氣由鼓風機送入加熱器預熱到一定溫度后進入上、下烘干道。熱風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,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,溶劑蒸發成為固態薄膜,從鋼帶上剝離下的薄膜經導向輥引向亞胺化爐。亞胺化爐一般為多輥筒形式,與流涎機同步速度的導向輥引導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明進行了詳細的說明,對于本領域的技術人員來說,其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改,或者對其中部分技術特征進行等同替換,凡在本發明的精神和原則之內,所作的任何修改、等同替換、改進等,均應包含在本發明的保護范圍之內。