CN104974362B - 一种聚酰亚胺薄膜的制备工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种聚酰亚胺薄膜的制备工艺，经过原料处理、树脂合成、钢带流涎、亚胺化处理等过程，最后成膜。本发明通过直接选用具有更高刚性结构的二胺或二酐单元，采用均聚或共聚的方法制备聚酰亚胺基体，从而提高了聚酰亚胺薄膜的强度、刚性和尺寸稳定性；通过后续的双向拉伸和热处理工艺，进一步提高了聚酰亚胺薄膜纵、横向的模量，降低了其热膨胀系数和热收缩率。本发明提供的聚酰亚胺薄膜的制备工艺，工艺过程简单、制备过程容易控制。
Description
技术领域
本发明涉及一种聚酰亚胺薄膜的制备工艺。
背景技术
聚酰亚胺薄膜（PIF）是一种新型的耐高温有机聚合物薄膜。它具有高模量、低收缩、高强度、低吸水率、耐水解、耐辐射、无毒、优异的绝缘性及耐热氧化稳定性。因其是目前国际上最贵的薄膜材料之一所以被称为“黄金薄膜”。它是电力电器的关键性绝缘材料，也是微电子制造与封装的关键性材料。
传统结构的聚酰亚胺薄膜是以均苯四甲酸二酐(PMDA)和4’4-二氨基二苯醚(ODA)为基本结构单元的聚合物，受其化学结构的限制，具有较低的弹性模量和较大的线膨胀系数和热收缩率。传统的提高聚酰亚胺薄膜模量的方法是通过添加刚性无机纳米填料，采用原位聚合的方法制备聚酰亚胺薄膜杂化薄膜，以提高材料弹性模量和尺寸稳定性。但是这种方法制得的聚酰亚胺薄膜，强度低、刚性差、尺寸稳定性不好，且工艺过程复杂、制备过程不易控制。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服现有的缺陷，提供一种聚酰亚胺薄膜的制备工艺。
为了解决上述技术问题，本发明提供了如下的技术方案：
本发明一种聚酰亚胺薄膜的制备工艺，其包括以下步骤：
（1）原料处理
将芳香二胺和联苯二酐进行研磨、粉碎、干燥；
（2）树脂合成
将经过步骤（1）处理后的芳香二胺和联苯二酐按照质量比为1:1～1:1.1先后加入到二甲基乙酰胺溶液中进行溶解和反应，得到聚酰胺酸溶液，脱泡后进入流涎工序；
（3）钢带流涎
经过步骤（2）所得的聚酰胺酸树脂溶液进行钢带流涎制成聚酰胺酸固体膜；
（4）亚胺化处理
首先，将流涎后的聚酰胺酸固体膜逐步加热至脱溶剂所需要的挥发温度和拉伸时所要接近的温度；之后，将薄膜纵向拉长；最后，在350～400℃下进行高温处理，使聚酰胺酸转化为聚酰亚胺；
（5）成膜
将经过步骤（4）亚胺化处理后的薄膜进行双向拉伸和热处理后，得到聚酰亚胺薄膜成品。
进一步地，在步骤（1）中，所述芳香二胺是间苯二胺或者对苯二胺中的一种。
进一步地，在步骤（1）中，所述联苯二酐还可以是芳香二酐。
进一步地，在步骤（1）中，所述芳香二胺是在真空下进行干燥处理的，其真空度为80Kpa～100Kpa，干燥温度为160～180℃，干燥时间4～5小时。
进一步地，在步骤（1）中，所述联苯二酐是在烘房中进行烘干的，其烘烤温度为180～210℃，烘烤时间2～5小时。
进一步地，在步骤（2）中，所述二甲基乙酰胺溶液的质量分数为15%～25%。
进一步地，所述二甲基乙酰胺溶液还可以是二甲基甲酰胺溶液或者是N-甲基吡咯烷酮溶液。
本发明所达到的有益效果是：
本发明工艺过程简单、制备过程容易控制；通过直接选用具有更高刚性结构的二胺或二酐单元，采用均聚或共聚的方法制备聚酰亚胺基体，从而提高了聚酰亚胺薄膜的强度、刚性和尺寸稳定性；通过后续的双向拉伸和热处理工艺，进一步提高了聚酰亚胺薄膜纵、横向的模量，降低了其热膨胀系数和热收缩率。
具体实施方式
以下对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
（1）原料处理
将间苯二胺进行研磨、粉碎，然后将其在真空下干燥处理，真空度为90Kpa，温度为160℃，干燥时间5小时；
将联苯二酐进行研磨、粉碎，然后将其在烘房中烘干，烘烤温度为180℃，烘烤时间为5小时，降至室温后待用；
（2）树脂合成
将经过步骤（1）处理后的间苯二胺和联苯二酐按照质量比为1:1先后加入到二甲基乙酰胺溶液（其质量分数为15%）中进行溶解和反应，得到聚酰胺酸溶液，脱泡后进入流涎工序；
（3）钢带流涎
经过步骤（2）所得的聚酰胺酸树脂溶液进行钢带流涎制成聚酰胺酸固体膜；
（4）亚胺化处理
首先，将流涎后的聚酰胺酸固体膜逐步加热至脱溶剂所需要的挥发温度和拉伸时所要接近的温度；之后，将薄膜纵向拉长；最后，在400℃下进行高温处理，使聚酰胺酸转化为聚酰亚胺；
（5）成膜
将经过步骤（4）亚胺化处理后的薄膜进行双向拉伸和热处理后，得到聚酰亚胺薄膜成品。
实施例2
（1）原料处理
将对苯二胺进行研磨、粉碎，然后将其在真空下干燥处理，真空度为80Kpa，温度为180℃，干燥时间4小时；
将芳香二酐进行研磨、粉碎，然后将其在烘房中烘干，烘烤温度为210℃，烘烤时间为2小时，降至室温后待用；
（2）树脂合成
将经过步骤（1）处理后的对苯二胺和芳香二酐按照质量比为1:1.1先后加入到二甲基甲酰胺溶液（其质量分数为25%）中进行溶解和反应，得到聚酰胺酸溶液，脱泡后进入流涎工序；
（3）钢带流涎
经过步骤（2）所得的聚酰胺酸树脂溶液进行钢带流涎制成聚酰胺酸固体膜；
（4）亚胺化处理
首先，将流涎后的聚酰胺酸固体膜逐步加热至脱溶剂所需要的挥发温度和拉伸时所要接近的温度；之后，将薄膜纵向拉长；最后，在350℃下进行高温处理，使聚酰胺酸转化为聚酰亚胺；
（5）成膜
将经过步骤（4）亚胺化处理后的薄膜进行双向拉伸和热处理后，得到聚酰亚胺薄膜成品。
实施例3
（1）原料处理
将对苯二胺进行研磨、粉碎，然后将其在真空下干燥处理，真空度为100Kpa，温度为170℃，干燥时间4.5小时；
将联苯二酐进行研磨、粉碎，然后将其在烘房中烘干，烘烤温度为200℃，烘烤时间为3小时，降至室温后待用；
（2）树脂合成
将经过步骤（1）处理后的对苯二胺和联苯二酐按照质量比为1:1.1先后加入到N-甲基吡咯烷酮溶液（其质量分数为20%）中进行溶解和反应，得到聚酰胺酸溶液，脱泡后进入流涎工序；
（3）钢带流涎
经过步骤（2）所得的聚酰胺酸树脂溶液进行钢带流涎制成聚酰胺酸固体膜；
（4）亚胺化处理
首先，将流涎后的聚酰胺酸固体膜逐步加热至脱溶剂所需要的挥发温度和拉伸时所要接近的温度；之后，将薄膜纵向拉长；最后，在350℃下进行高温处理，使聚酰胺酸转化为聚酰亚胺；
（5）成膜
将经过步骤（4）亚胺化处理后的薄膜进行双向拉伸和热处理后，得到聚酰亚胺薄膜成品。
对实施例1至3的聚酰亚胺薄膜成品测试各项性能指标，结果如下：
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种聚酰亚胺薄膜的制备工艺，其特征在于，包括以下步骤：
（1）原料处理
将芳香二胺和联苯二酐进行研磨、粉碎、干燥；
（2）树脂合成
将经过步骤（1）处理后的芳香二胺和联苯二酐按照质量比为1:1～1:1.1先后加入到二甲基乙酰胺溶液中进行溶解和反应，得到聚酰胺酸溶液，脱泡后进入流涎工序；
（3）钢带流涎
经过步骤（2）所得的聚酰胺酸树脂溶液进行钢带流涎制成聚酰胺酸固体膜；
（4）亚胺化处理
首先，将流涎后的聚酰胺酸固体膜逐步加热至脱溶剂所需要的挥发温度和拉伸时所要接近的温度；之后，将薄膜纵向拉长；最后，在350～400℃下进行高温处理，使聚酰胺酸转化为聚酰亚胺；
（5）成膜
将经过步骤（4）亚胺化处理后的薄膜进行双向拉伸和热处理后，得到聚酰亚胺薄膜成品。
2.根据权利要求1所述的一种聚酰亚胺薄膜的制备工艺，其特征在于，在步骤（1）中，所述芳香二胺是间苯二胺或者对苯二胺中的一种。
3.根据权利要求1所述的一种聚酰亚胺薄膜的制备工艺，其特征在于，在步骤（1）中，所述芳香二胺是在真空下进行干燥处理的，其真空度为80Kpa～100Kpa，干燥温度为160～180℃，干燥时间4～5小时。
4.根据权利要求1所述的一种聚酰亚胺薄膜的制备工艺，其特征在于，在步骤（1）中，所述联苯二酐是在烘房中进行烘干的，其烘烤温度为180～210℃，烘烤时间2～5小时。
5.根据权利要求1所述的一种聚酰亚胺薄膜的制备工艺，其特征在于，在步骤（2）中，所述二甲基乙酰胺溶液的质量分数为15%～25%。
6.根据权利要求1所述的一种聚酰亚胺薄膜的制备工艺，其特征在于，在步骤（2）中，所述二甲基乙酰胺溶液还可以是二甲基甲酰胺溶液或者是N-甲基吡咯烷酮溶液。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| CB03 | Change of inventor or designer information |
Inventor after: Liu Chenyu Inventor after: Song Yanjiang Inventor after: Liu Shunzhen Inventor before: Song Yanjiang Inventor before: Liu Shunzhen |
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| CB03 | Change of inventor or designer information | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of invention: Preparation process of polyimide film Effective date of registration: 20200628 Granted publication date: 20180814 Pledgee: Bank of China Wuxi Binhu sub branch Pledgor: WUXI SHUNXUAN NEW MATERIALS Co.,Ltd. Registration number: Y2020980003467 |
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| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right |
Date of cancellation: 20210426 Granted publication date: 20180814 Pledgee: Bank of China Wuxi Binhu sub branch Pledgor: WUXI SHUNXUAN NEW MATERIALS Co.,Ltd. Registration number: Y2020980003467 |
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| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of invention: A preparation process of polyimide film Effective date of registration: 20210811 Granted publication date: 20180814 Pledgee: WUXI BRANCH, INDUSTRIAL BANK Co.,Ltd. Pledgor: WUXI SHUNXUAN NEW MATERIALS Co.,Ltd. Registration number: Y2021320010301 |
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| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |