一種高導熱聚酰亞胺薄膜及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于高分子復合材料領(lǐng)域，具體涉及一種高導熱聚酰亞胺薄膜及其制備方 法。
【背景技術(shù)】
[0002] 聚酰亞胺是目前已經(jīng)工業(yè)化的高分子材料中耐熱性最高的品種，由于具有優(yōu)越的 綜合性能，所以可以作為薄膜、涂料、塑料、復合材料、膠粘劑、泡沫塑料、纖維、分離膜、液晶 取向劑、光刻膠等在高新技術(shù)領(lǐng)域得到廣泛的應用。
[0003] 聚酰亞胺薄膜是一種新型的耐高溫有機聚合物薄膜，一般由均苯四甲酸二酐和二 氨基二苯醚在極強性溶劑中經(jīng)縮聚并流涎成膜，已經(jīng)應用于柔性印刷電路基材、微電子集 成電路、電池包裝、特種電器等領(lǐng)域。然而在這些領(lǐng)域中，微電子處于高密度和高速化運行 狀態(tài)，使得電子元器件和集成電路散發(fā)大量的熱量；普通的聚酰亞胺薄膜導熱系數(shù)大約為 0. 2Wm\ \導熱性差，容易積累熱量，影響電子元器件的穩(wěn)定，出現(xiàn)安全方面的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足而提供一種具有高導熱系數(shù)的聚酰亞胺 薄膜。
[0005] 為解決以上技術(shù)問題，本發(fā)明采取的一種技術(shù)方案是：一種高導熱聚酰亞胺薄膜， 它的原料配方由反應單體混合物和納米材料漿料組成，其中反應單體混合物占原料配方的 80~99wt%，納米材料楽;料占原料配方的1~20wt%，所述的反應單體混合物由胺類單體 與酐類單體組成，其中胺類單體為4,4' -二胺基二苯醚，酐類單體為均苯四甲酸二酐，它們 的摩爾比為1 : 1~1. 15,所述的納米材料衆(zhòng)料包括30~40wt%非質(zhì)子極性溶劑、50~ 66wt%無機納米材料、2~5wt%分散劑、2~5wt%偶聯(lián)劑，所述的無機納米材料為氧化鈹、 云母、氮化硼、氧化鋁、金剛石、氧化鎂、石墨中的一種或幾種；所述高導熱聚酰亞胺薄膜導 熱系數(shù)為1~5Wm\ \玻璃化轉(zhuǎn)變溫度為300~380°C。
[0006] 優(yōu)化地，所述無機納米材料還包括碳黑和氧化鐵，這樣能夠進一步提高聚酰亞胺 薄膜的導熱性，而且能夠在高分子材料中營造還原性氣氛，從而減小空氣中氧氣對薄膜的 老化作用，在提高薄膜韌性的同事還能提高其使用壽命。
[0007] 優(yōu)化地，所述的酐類單體還包括3, 3'，4,4'_聯(lián)苯四甲酸二酐、3, 3'，4,4'_二苯醚 四酸二酐中的一種，其中均苯四甲酸二酐占酐類單體的40~60mol%。
[0008] 優(yōu)化地，所述的胺類單體還包括2,2_雙[4(4-氨基苯氧基）苯基]丙烷、1，3_雙 (4-氨基苯氧基）苯、1，3_雙-4-(3-氨基苯氧基）苯甲?；街械囊环N，其中4,4' -二胺 基二苯醚占胺類單體的50-70mol%。
[0009] 優(yōu)化地，所述的非質(zhì)子極性溶劑為N，N-二甲基甲酰胺、N，N二甲基乙酰胺、N-甲 基-吡咯烷酮中的一種。
[0010] 優(yōu)化地，所述的分散劑為乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三丙 氧基硅烷中的一種。
[0011] 優(yōu)化地，所述的偶聯(lián)劑為硅烷偶聯(lián)劑、鈦酸酯偶聯(lián)劑中的一種。
[0012] 本發(fā)明還提供一種具有高導熱系數(shù)的聚酰亞胺薄膜的制備方法，包括以下步驟： (a)配置納米材料漿料：將分散劑、偶聯(lián)劑、無機納米材料均勻分散于非質(zhì)子極性溶劑中， 形成納米材料漿料；(b)制備聚酰亞胺樹脂：將反應單體混合物混合均勻后，加入反應釜 中，在室溫下冷凝回流反應2~5h得聚酰亞胺樹脂；（c)制備復合聚酰亞胺樹脂：將步驟 (a)中的納米材料漿料在不斷攪拌的條件下加入上述聚酰亞胺樹脂中，充分分散，繼續(xù)反應 至體系粘度為80~120Pa.S/25°C;(d)制膜：將上述復合聚酰亞胺樹脂在真空條件下脫泡， 置于流延機上制備成膜即可。
[0013] 優(yōu)化地，所述步驟（a)中分散方式為超聲分散、研磨、高速剪切機中的一種。
[0014] 優(yōu)化地，所述步驟（c)中，加入的納米材料漿料中含有碳黑和氧化鐵；所述步驟 (d)中，置于流涎機上制備黑色薄膜即可。
[0015] 由于上述技術(shù)方案運用，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有下列優(yōu)點：在聚酰亞胺薄膜 配方中加入具有導熱性的無機納米材料，提高了聚酰亞胺薄膜的導熱性能，其導熱系數(shù)從 原來的0. 2Wm\ 1升至1~5Wm\ \同時其玻璃化轉(zhuǎn)變溫度由400~420°C降低至300~ 380°C;另外，本發(fā)明中高導熱聚酰亞胺薄膜的制備方法步驟明確、操作簡單。
【具體實施方式】
[0016] 實施例1
[0017] 本實施例提供一種高導熱聚酰亞胺薄膜，其通過如下步驟制備：
[0018] (a)配置納米材料衆(zhòng)料：將2g乙烯基二甲氧基硅烷、2g硅烷偶聯(lián)劑、50g納米石墨 粉均勻分散于46gN，N-二甲基甲酰胺（DMF)中，形成納米材料漿料；
[0019] (b)制備聚酰亞胺樹脂：取0.6mol均苯四甲酸二酐（PMDA)、0.4mol3,3'，4,4'-K 苯四甲酸二酐（即臥)、0.7111〇14,4'-二胺基二苯醚（00六)、0.3111〇12,2-雙[4(4-氨基苯氧 基）苯基]丙烷（BAPP)混合均勻后，加入反應釜中，在室溫下冷凝回流反應2h得聚酰亞胺 樹脂；
[0020] (c)制備復合聚酰亞胺樹脂：取2g步驟（a)中的納米材料漿料在不斷攪拌的條件 下加入98g上述聚酰亞胺樹脂中，充分分散，繼續(xù)反應至體系粘度為80Pa.S/25°C;
[0021] (d)制膜：將上述復合聚酰亞胺樹脂在真空條件下脫泡，置于流涎機上制備成膜 即可。
[0022] 實施例2
[0023] 本實施例提供一種高導熱聚酰亞胺薄膜，其通過如下步驟制備：
[0024] (a)配置納米材料漿料：將5g乙烯基三乙氧基硅烷、5g鈦酸酯偶聯(lián)劑、40g納米 氧化鋁粉末、l〇g炭黑粉、l〇g四氧化三鐵（即氧化鐵）均勻分散于30gN，N二甲基乙酰胺 (DMAc)中，形成納米材料楽;料；
[0025] (b)制備聚酰亞胺樹脂：取0.6mol均苯四甲酸二酐（PMDA)、0.4mol3,3'，4,4'-: 苯醚四酸二酐（0DPA)、0. 7mol4,4'_二胺基二苯醚（0DA)、0. 3moll，3-雙（4-氨基苯氧基） 苯（TPE-R)混合均勻后，加入反應釜中，在室溫下冷凝回流反應5h得聚酰亞胺樹脂；
[0026] (c)制備復合聚酰亞胺樹脂：取20g步驟（a)中的納米材料漿料在不斷攪拌的條 件下加入80g上述聚酰亞胺樹脂中，充分分散，繼續(xù)反應至體系粘度為120Pa.S/25°C;
[0027] (d)制膜：將上述復合聚酰亞胺樹脂在真空條件下脫泡，置于流涎機上制備黑色 成膜即可。
[0028] 實施例3
[0029] 本實施例提供一種高導熱聚酰亞胺薄膜，其通過如下步驟制備：
[0030] (a)配置納米材料漿料：將5g乙烯基三乙氧基硅烷、5g鈦酸酯偶聯(lián)劑、60g納米氧 化鋁粉末均勻分散于30gN，N二甲基乙酰胺（DMAc)中，形成納米材料漿料；
[0031] (b)制備聚酰亞胺樹脂：取0.6mol均苯四甲酸二酐（PMDA)、0.4mol3,3'，4,4'-: 苯醚四酸二酐（0DPA)、0. 7mol4,4'_二胺基二苯醚（0DA)、0. 3moll，3-雙（4-氨基苯氧基） 苯（TPE-R)混合均勻后，加入反應釜中，在室溫下冷凝回流反應5h得聚酰亞胺樹脂；
[0032] (c)制備復合聚酰亞胺樹脂：取20g步驟（a)中的納米材料漿料在不斷攪拌的條 件下加入80g上述聚酰亞胺樹脂中，充分分散，繼續(xù)反應至體系粘度為120Pa.S/25°C;
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