一種聚酰亞胺薄膜的制備工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種聚酰亞胺薄膜的制備工藝。
【背景技術(shù)】
[0002] 聚酰亞胺薄膜（PIF)是一種新型的耐高溫有機(jī)聚合物薄膜。它具有高模量、低收 縮、高強(qiáng)度、低吸水率、耐水解、耐輻射、無(wú)毒、優(yōu)異的絕緣性及耐熱氧化穩(wěn)定性。因其是目前 國(guó)際上最貴的薄膜材料之一所以被稱為"黃金薄膜"。它是電力電器的關(guān)鍵性絕緣材料，也 是微電子制造與封裝的關(guān)鍵性材料。
[0003] 傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的聚酰亞胺薄膜是以均苯四甲酸二酐（PMDA)和4' 4-二氨基二苯醚 (ODA)為基本結(jié)構(gòu)單元的聚合物，受其化學(xué)結(jié)構(gòu)的限制，具有較低的彈性模量和較大的線膨 脹系數(shù)和熱收縮率。傳統(tǒng)的提高聚酰亞胺薄膜模量的方法是通過添加剛性無(wú)機(jī)納米填料， 采用原位聚合的方法制備聚酰亞胺薄膜雜化薄膜，以提高材料彈性模量和尺寸穩(wěn)定性。但 是這種方法制得的聚酰亞胺薄膜，強(qiáng)度低、剛性差、尺寸穩(wěn)定性不好，且工藝過程復(fù)雜、制備 過程不易控制。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有的缺陷，提供一種聚酰亞胺薄膜的制備工 藝。
[0005] 為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了如下的技術(shù)方案：
[0006] 本發(fā)明一種聚酰亞胺薄膜的制備工藝，其包括以下步驟：
[0007] ( 1)原料處理
[0008] 將芳香二胺和聯(lián)苯二酐進(jìn)行研磨、粉碎、干燥；
[0009] (2)樹脂合成
[0010] 將經(jīng)過步驟（1)處理后的芳香二胺和聯(lián)苯二酐按照質(zhì)量比為1:1~1:1. 1先后加 入到二甲基乙酰胺溶液中進(jìn)行溶解和反應(yīng)，得到聚酰胺酸溶液，脫泡后進(jìn)入流涎工序；
[0011] (3)鋼帶流涎
[0012] 經(jīng)過步驟（2)所得的聚酰胺酸樹脂溶液進(jìn)行鋼帶流涎制成聚酰胺酸固體膜；
[0013] (4)亞胺化處理
[0014] 首先，將流涎后的聚酰胺酸固體膜逐步加熱至脫溶劑所需要的揮發(fā)溫度和拉伸時(shí) 所要接近的溫度；之后，將薄膜縱向拉長(zhǎng)；最后，在350~400°C下進(jìn)行高溫處理，使聚酰胺 酸轉(zhuǎn)化為聚酰亞胺；
[0015] (5)成膜
[0016] 將經(jīng)過步驟（4)亞胺化處理后的薄膜進(jìn)行雙向拉伸和熱處理后，得到聚酰亞胺薄 月吳成品。
[0017] 進(jìn)一步地，在步驟（1)中，所述芳香二胺是間苯二胺或者對(duì)苯二胺中的一種。
[0018] 進(jìn)一步地，在步驟（1)中，所述聯(lián)苯二酐還可以是芳香二酐。
[0019] 進(jìn)一步地，在步驟（I)中，所述芳香二胺是在真空下進(jìn)行干燥處理的，其真空度為 80Kpa~lOOKpa，干燥溫度為160~180°C，干燥時(shí)間4~5小時(shí)。
[0020] 進(jìn)一步地，在步驟（1)中，所述聯(lián)苯二酐是在烘房中進(jìn)行烘干的，其烘烤溫度為 180~210°C，烘烤時(shí)間2~5小時(shí)。
[0021] 進(jìn)一步地，在步驟（2)中，所述二甲基乙酰胺溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15%~25%。
[0022] 進(jìn)一步地，所述二甲基乙酰胺溶液還可以是二甲基甲酰胺溶液或者是N-甲基吡 咯烷酮溶液。
[0023] 本發(fā)明所達(dá)到的有益效果是：
[0024] 本發(fā)明工藝過程簡(jiǎn)單、制備過程容易控制；通過直接選用具有更高剛性結(jié)構(gòu)的二 胺或二酐單元，采用均聚或共聚的方法制備聚酰亞胺基體，從而提高了聚酰亞胺薄膜的強(qiáng) 度、剛性和尺寸穩(wěn)定性；通過后續(xù)的雙向拉伸和熱處理工藝，進(jìn)一步提高了聚酰亞胺薄膜 縱、橫向的模量，降低了其熱膨脹系數(shù)和熱收縮率。
【具體實(shí)施方式】
[0025] 以下對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明，應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的優(yōu)選實(shí)施例僅用 于說(shuō)明和解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0026] 實(shí)施例1
[0027] ( 1)原料處理
[0028] 將間苯二胺進(jìn)行研磨、粉碎，然后將其在真空下干燥處理，真空度為90Kpa，溫度為 160°C，干燥時(shí)間5小時(shí)；
[0029] 將聯(lián)苯二酐進(jìn)行研磨、粉碎，然后將其在烘房中烘干，烘烤溫度為180°C，烘烤時(shí)間 為5小時(shí)，降至室溫后待用；
[0030] (2)樹脂合成
[0031] 將經(jīng)過步驟（1)處理后的間苯二胺和聯(lián)苯二酐按照質(zhì)量比為1:1先后加入到二甲 基乙酰胺溶液(其質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15%)中進(jìn)行溶解和反應(yīng)，得到聚酰胺酸溶液，脫泡后進(jìn)入流涎 工序；
[0032] (3)鋼帶流涎
[0033] 經(jīng)過步驟（2)所得的聚酰胺酸樹脂溶液進(jìn)行鋼帶流涎制成聚酰胺酸固體膜；
[0034] (4)亞胺化處理
[0035] 首先，將流涎后的聚酰胺酸固體膜逐步加熱至脫溶劑所需要的揮發(fā)溫度和拉伸時(shí) 所要接近的溫度；之后，將薄膜縱向拉長(zhǎng)；最后，在400°C下進(jìn)行高溫處理，使聚酰胺酸轉(zhuǎn)化 為聚酰亞胺；
[0036] (5)成膜
[0037] 將經(jīng)過步驟（4)亞胺化處理后的薄膜進(jìn)行雙向拉伸和熱處理后，得到聚酰亞胺薄 月吳成品。
[0038] 實(shí)施例2
[0039] ( 1)原料處理
[0040] 將對(duì)苯二胺進(jìn)行研磨、粉碎，然后將其在真空下干燥處理，真空度為80Kpa，溫度為 180°C，干燥時(shí)間4小時(shí)；
[0041] 將芳香二酐進(jìn)行研磨、粉碎，然后將其在烘房中烘干，烘烤溫度為210°C，烘烤時(shí)間 為2小時(shí)，降至室溫后待用；
[0042] (2)樹脂合成
[0043] 將經(jīng)過步驟（1)處理后的對(duì)苯二胺和芳香二酐按照質(zhì)量比為1:1. 1先后加入到二 甲基甲酰胺溶液(其質(zhì)量分?jǐn)?shù)為25%)中進(jìn)行溶解和反應(yīng)，得到聚酰胺酸溶液，脫泡后進(jìn)入流 涎工序；
[0044] (3)鋼帶流涎
[0045] 經(jīng)過步驟（2)所得的聚酰胺酸樹脂溶液進(jìn)行鋼帶流涎制成聚酰胺酸固體膜；
[0046] (4)亞胺化處理
[0047] 首先，將流涎后的聚酰胺酸固體膜逐步加熱至脫溶劑所需要的揮發(fā)溫度和拉伸時(shí) 所要接近的溫度；之后，將薄膜縱向拉長(zhǎng)；最后，在350°C下進(jìn)行高溫處理，使聚酰胺酸轉(zhuǎn)化 為聚酰亞胺；
[0048] (5)成膜
[0049] 將經(jīng)過步驟（4)亞胺化處理后的薄膜進(jìn)行雙向拉伸和熱處理后，得到聚酰亞胺薄 月吳成品。
[0050] 實(shí)施例3
[0051] (1)原料處理
[0052] 將對(duì)苯二胺進(jìn)行研磨、粉碎，然后將其在真空下干燥處理，真空度為lOOKpa，溫度 為170°C，干燥時(shí)間4. 5小時(shí)；
[0053] 將聯(lián)苯二酐進(jìn)行研磨、粉碎，然后將其在烘房中烘干，烘烤溫度為200°C，烘烤時(shí)間 為3小時(shí)，降至室溫后待用；
[0054] (2)樹脂合成
[0055] 將經(jīng)過步驟（1)處理后的對(duì)苯二胺和聯(lián)苯二酐按照質(zhì)量比為1:1. 1先后加入到 N-甲基吡咯烷酮溶液(其質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%)中進(jìn)行溶解和反應(yīng)，得到聚酰胺酸溶液，脫泡后 進(jìn)入流涎工序；
[0056] (3 )鋼帶流涎
[0057] 經(jīng)過步驟（2)所得的聚酰胺酸樹脂溶液進(jìn)行鋼帶流涎制成聚酰胺酸固體膜；
[0058] (4)亞胺化處理
[0059] 首先，將流涎后的聚酰胺酸固體膜逐步加熱至脫溶劑所需要的揮發(fā)溫度和拉伸時(shí) 所要接近的溫度；之后，將薄膜縱向拉長(zhǎng)；最后，在350°C下進(jìn)行高溫處理，使聚酰胺酸轉(zhuǎn)化 為聚酰亞胺；
[0060] (5)成膜
[0061] 將經(jīng)過步驟（4)亞胺化處理后的薄膜進(jìn)行雙向拉伸和熱處理后，得到聚酰亞胺薄 月吳成品。
[0062] 對(duì)實(shí)施例1至3的聚酰亞胺薄膜成品測(cè)試各項(xiàng)性能指標(biāo)，結(jié)果如下：
[0063]
[0064]
[0065] 最后應(yīng)說(shuō)明的是：以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明， 盡管參照前述實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，其依然可 以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分技術(shù)特征進(jìn)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(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的 保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種聚酰亞胺薄膜的制備工藝，其特征在于，包括以下步驟： (1) 原料處理 將芳香二胺和聯(lián)苯二酐進(jìn)行研磨、粉碎、干燥； (2) 樹脂合成 將經(jīng)過步驟（1)處理后的芳香二胺和聯(lián)苯二酐按照質(zhì)量比為1:1~I: I. 1先后加入到 二甲基乙酰胺溶液中進(jìn)行溶解和反應(yīng)，得到聚酰胺酸溶液，脫泡后進(jìn)入流涎工序； (3) 鋼帶流涎 經(jīng)過步驟（2)所得的聚酰胺酸樹脂溶液進(jìn)行鋼帶流涎制成聚酰胺酸固體膜； (4) 亞胺化處理 首先，將流涎后的聚酰胺酸固體膜逐步加熱至脫溶劑所需要的揮發(fā)溫度和拉伸時(shí)所要 接近的溫度；之后，將薄膜縱向拉長(zhǎng)；最后，在350~400°C下進(jìn)行高溫處理，使聚酰胺酸轉(zhuǎn) 化為聚酰亞胺； (5) 成膜 將經(jīng)過步驟（4)亞胺化處理后的薄膜進(jìn)行雙向拉伸和熱處理后，得到聚酰亞胺薄膜成 品。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種聚酰亞胺薄膜的制備工藝，其特征在于，在步驟（1)中， 所述芳香二胺是間苯二胺或者對(duì)苯二胺中的一種。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種聚酰亞胺薄膜的制備工藝，其特征在于，在步驟（1)中， 所述聯(lián)苯二酐還可以是芳香二酐。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種聚酰亞胺薄膜的制備工藝，其特征在于，在步驟（1)中， 所述芳香二胺是在真空下進(jìn)行干燥處理的，其真空度為SOKpa~lOOKpa，干燥溫度為160~ 180°C，干燥時(shí)間4~5小時(shí)。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種聚酰亞胺薄膜的制備工藝，其特征在于，在步驟（1)中， 所述聯(lián)苯二酐是在烘房中進(jìn)行烘干的，其烘烤溫度為180~210°C，烘烤時(shí)間2~5小時(shí)。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種聚酰亞胺薄膜的制備工藝，其特征在于，在步驟（2)中， 所述二甲基乙酰胺溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15%~25%。7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種聚酰亞胺薄膜的制備工藝，其特征在于，在步驟（2)中， 所述二甲基乙酰胺溶液還可以是二甲基甲酰胺溶液或者是N-甲基吡咯烷酮溶液。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種聚酰亞胺薄膜的制備工藝，經(jīng)過原料處理、樹脂合成、鋼帶流涎、亞胺化處理等過程，最后成膜。本發(fā)明通過直接選用具有更高剛性結(jié)構(gòu)的二胺或二酐單元，采用均聚或共聚的方法制備聚酰亞胺基體，從而提高了聚酰亞胺薄膜的強(qiáng)度、剛性和尺寸穩(wěn)定性；通過后續(xù)的雙向拉伸和熱處理工藝，進(jìn)一步提高了聚酰亞胺薄膜縱、橫向的模量，降低了其熱膨脹系數(shù)和熱收縮率。本發(fā)明提供的聚酰亞胺薄膜的制備工藝，工藝過程簡(jiǎn)單、制備過程容易控制。
【IPC分類】C08J5/18, C08L79/08, C08G73/10
【公開號(hào)】CN104974362
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410129600
【發(fā)明人】宋艷江, 劉順禎
【申請(qǐng)人】無(wú)錫順鉉新材料有限公司
【公開日】2015年10月14日
【申請(qǐng)日】2014年4月1日