一種電子產品用超薄膜材料及其制備方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于電子材料技術領域，具體涉及一種電子產品用超薄膜材料及其制備方 法。
【背景技術】
[0002] 側鏈含氟烷基聚硅氧烷環(huán)氧化合物結合了有機氟與有機硅的優(yōu)勢，提供的耐折、 耐熱、粘接等性能極佳，因此而廣泛用作電子裝置(部件)表面處理材料。環(huán)氧樹脂具有優(yōu)良 的粘接性、熱穩(wěn)定性以及優(yōu)異的耐化學藥品性，作為膠粘劑、涂料和復合材料等的樹脂基 體，廣泛應用于水利、交通、機械、電子、家電、汽車及航空航天等領域;但環(huán)氧樹脂含有大量 的環(huán)氧基團，固化后交聯(lián)密度大、質脆、耐候性和耐濕熱性較差，因而難以滿足工程技術的 要求，其應用受到一定的限制。
[0003] 環(huán)氧化合物通過化學反應引入側鏈氟烷基后，得到的含氟烷基聚硅氧烷環(huán)氧物的 表面張力很低，因此表現(xiàn)出比甲基聚硅氧烷更優(yōu)越的拒水性，且可以提供甲基聚硅氧烷所 不能提供的力學性能、耐熱性能。復合材料是信息技術、生物技術、能源技術等高技術領域 和國防建設的重要基礎材料，同時也對改造農業(yè)、化工、建材等傳統(tǒng)產業(yè)具有十分重要的作 用;復合材料種類繁多，用途廣泛，其中的電子復合材料正在形成一個規(guī)模宏大的高技術產 業(yè)群，有著十分廣闊的市場前景和極為重要的戰(zhàn)略意義。聚酰亞胺材料以其優(yōu)異的耐高/低 溫、耐輻射、耐候等以及優(yōu)異的電氣性能，而廣泛用于電子產品領域。特別是聚酰亞胺薄膜， 由于良好的力學性能、耐熱性能、絕緣性能，廣泛用于電子產品連接、支撐方面。單純聚酰亞 胺薄膜由于自身缺陷，限制其大規(guī)模應用，為了進一步提升聚酰亞胺薄膜的應用性能，復合 膜技術被廣泛采用。同時，隨著電子設備的發(fā)展，要求電子材料，特別是薄膜材料朝著超薄 方向發(fā)展，目前雖然有厚度小于50微米的電子薄膜材料，但是性能無法適應工業(yè)化需求。

【發(fā)明內容】

[0004] 本發(fā)明的目的是提供一種電子產品用超薄膜材料，具有良好的耐熱性以及力學性 能，可以用在電子產品信號傳輸方面。
[0005] 為達到上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用的技術方案是：一種電子產品用超薄膜材料的 制備方法，包括以下步驟：
[0006] (1)按質量份計，將100份二異戊二烯二環(huán)氧化物加入380份乙二醇中，于150°C攪 拌15分鐘，再加入18份3-十三氟己基丙烯，調整溫度為90°C，加入10份質量濃度為1 %的過 氧化二碳酸二異丙酯乙二醇溶液，于90°C攪拌8小時;然后旋蒸除去溶劑，得到含氟環(huán)氧物；
[0007] 所述二異戊二烯二環(huán)氧化物的化學結構式為：
[0009] (2)按質量份計，將20份N-甲基苯乙胺加入80份乙醇中，攪拌混合30分鐘，然后加 入2份氟化鐿與5份氧化鋯，混合1小時，再加入12份氮化合物，混合2小時后再加入1.5份石 墨粉;于90°C攪拌5分鐘，得到混合物;然后將30份含氟環(huán)氧物、8份三甲基氯硅烷加入混合 物中，于1l〇°C攪拌25分鐘，得到膜材料前驅體；
[0010] 所述氮化合物為四氫喹啉，化學結構式為：
[0012] (3)將膜材料前驅體溶入復合溶劑中制備混合液;然后將混合液涂覆于基體上，經 過烘干、固化，得到電子產品用超薄膜材料；
[0013 ] 所述復合溶劑由吐溫-20、水以及乙醇組成。
[0014] 本發(fā)明中，填料為納米級，比如氟化鐿的平均粒徑為240納米，氧化鋯的平均粒徑 為310納米，石墨粉的平均粒徑為280納米。
[0015] 本發(fā)明采用復合溶劑作為薄膜有機無機前驅體材料的溶解介質，其中吐溫-20、水 以及乙醇的質量比為0.1:1:0.85。不僅可以提供薄膜有機無機前驅體材料良好的溶解性， 還能增加溶質的分散性，混合液中，固含量為75%，如此高的固含量不影響薄膜有機無機前 驅體的涂覆效果，節(jié)約材料的同時，有利于環(huán)保發(fā)展，特別是有利于后續(xù)薄膜有機無機前驅 體的固化。
[0016] 本發(fā)明用于承載有機無機薄膜的基體為現(xiàn)有電子產品常用材料，表面平滑即可， 一般為聚酰亞胺薄膜，還可以為金屬薄膜，也可以為無機材料，比如光滑玻璃板。本發(fā)明制 備的超薄薄膜在基體上成型后，可以通過剝離工藝取下用以其他部位，也可以與基體成為 一體，直接使用。
[0017] 上述混合液采用噴涂的方式涂覆于基體上。噴涂在一定的壓力下進行，有利于混 合液中溶質的進一步融合，可以保證復合物有合適的粘度以及一定的預聚度，利于固化后 膜材料性能提升。
[0018] 本發(fā)明中，步驟(3)的烘干溫度為93°C，固化溫度為180°C。低溫烘干，高溫固化，適 合本發(fā)明的薄膜有機無機前驅體的組成，如此操作，得到的薄膜外觀光滑，無缺陷，而且綜 合性能優(yōu)良。因此本發(fā)明還公開了根據上述制備方法制備的電子產品用超薄膜材料。
[0019] 現(xiàn)有摻雜型有機無機高分子雜化材料由于結構上的差異，無機材料與聚合物間相 容性差，由此導致無機材料與高分子材料之間發(fā)生相分離，影響復合材料性能;并且無機材 料在聚合物材料中分散性差，導致發(fā)生應力集中，致使材料力學性能下降。本發(fā)明的復合材 料中，無機材料直接鍵合在高分子鏈上，克服了摻雜型高分子體系中異質體親和性小，材料 耐熱性和力學性能差等缺點，得到的電子薄膜材料具有優(yōu)異的力學性能。
[0020] 本發(fā)明將無機材料先與胺化合物混合，是的無機填料含有特定官能團，可以與有 機物反應，使無機化合物直接鍵合在高分子鏈上以滿足相容性需要，避免現(xiàn)有材料出現(xiàn)的 應力集中現(xiàn)象，獲得力學強度較高的復合材料;小分子化合物的引入使得胺與環(huán)氧單體的 偶極-偶極相互作用增強，使得兩者的相容性得到提高，避免了高溫固化時胺化合物的揮 發(fā)，加強了分子間的交聯(lián)密度，提高了材料的耐熱性。
[0021] 本發(fā)明公開的制備電子產品用超薄膜材料原料中，原料簡單易得，無需現(xiàn)有技術 的復雜反應，體系中有機成分互相配合，小分子促進高聚物的交聯(lián)，并參與形成交聯(lián)點，固 化效果好;無機填料在高分子體系中分散均勻，避免了現(xiàn)有技術存在的集聚、無機物分散不 均等缺陷；含氟化合物的加入改善了常規(guī)高耐熱體系機械性能差的缺陷，取得了意想不到 的效果。本發(fā)明利用的復合物組成合理，各組成分之間相容性好，由此制備得到了電子產品 用超薄膜材料，具有良好的力學性能，滿足電子產品用超薄膜材料的工業(yè)應用。
【具體實施方式】
[0022] 下面結合實施例對本發(fā)明作進一步描述：
[0023]實施例一
[0024] 將100g二異戊二烯二環(huán)氧化物加入380g乙二醇中，于150°C攪拌15分鐘，再加入 18g3-十三氟己基丙烯，調整溫度為90°C，加入10g質量濃度為1 %的過氧化二碳酸二異丙 酯乙二醇溶液，于90°C攪拌8小時;然后旋蒸除去溶劑，得到含氟環(huán)氧物;將20gN-甲基苯乙 胺加入80g乙醇中，攪拌混合30分鐘，然后加入2g氟化鐿與5g氧化鋯，混合1小時，再加入12g 四氫喹啉化合物，混合2小時后再加入1.5g石墨粉;于90°C攪拌5分鐘，得到混合物;然后將 3〇g含氟環(huán)氧物、8g三甲基氯硅烷加入混合物中，于110°C攪拌25分鐘，得到膜材料前驅體； 將l〇g吐溫_20、100g水以及80g乙醇組成混合溶劑，將膜材料前驅體溶入復合溶劑中制備固 含量為75%的混合液;然后將混合液噴涂于聚酰亞胺薄膜(厚度為0.2mm)上，經過93°C烘 干、180°C固化，得到電子產品用超薄膜材料。
[0025] 實施例二
[0026] 將lOOKg二異戊二烯二環(huán)氧化物加入380Kg乙二醇中，于150°C攪拌15分鐘，再加入 18Kg3-十三氟己基丙烯，調整溫度為90°C，加入10Kg質量濃度為1 %的過氧化二碳酸二異 丙酯乙二醇溶液，于90°C攪拌8小時；然后旋蒸除去溶劑，得到含氟環(huán)氧物;將20KgN-甲基 苯乙胺加入80Kg乙醇中，攪拌混合30分鐘，然后加入2Kg氟化鐿與5Kg氧化鋯，混合1小時，再 加入12Kg四氫喹啉化合物，混合2小時后再加入1.5Kg石墨粉;于90°C攪拌5分鐘，得到混合 物;然后將30Kg含氟環(huán)氧物、8Kg三甲基氯硅烷加入混合物中，于110°C攪拌25分鐘，得到膜 材料前驅體;將l〇Kg吐溫-20、lOOKg水以及80Kg乙醇組成混合溶劑，將膜材料前驅體溶入復 合溶劑中制備固含量為75 %的混合液;然后將混合液噴涂于聚酰亞胺薄膜(厚度為0.2mm) 上，經過93°C烘干、180°C固化，得到