一种黑色聚酰亚胺膜及其制备方法和应用

本发明属于电气绝缘薄膜材料开发，涉及一种黑色聚酰亚胺膜及其制备方法和应用。

背景技术：

1、聚酰亚胺因为其分子中含有稳定的芳香杂环结构，而拥有优异的综合性能，特别是耐高低温性能、尺寸稳定性、机械性能、耐辐射性能等，并且广泛应用于电子、电器、宇航等领域。随着经济的飞速发展，人们的生活水平的不断提高，人们对材料综合性能的要求越来越高。而传统的聚酰亚胺薄膜因二胺和二酐之间产生的电荷转移络合物而多呈金黄色，芳环结构共轭平面小，透明性较高。因而，聚酰亚胺薄膜或涂膜下的图案容易被识别，容易造成相关技术泄露，在电子工业特别是集成电路等方面的应用受到限制。

2、而黑色聚酰亚胺(pi)薄膜具有良好的遮光性、绝缘性、高温稳定性等性能，广泛应用于光学、电子、航空航天等领域。如用于卫星天线，可以消除或避免各种杂散光对成像系统和传感器的干扰，保持天线的正常工作性能；作为光吸收薄膜可用于光固定衰减器和光终端仪器；作为包覆电子元件可实现影印法形成图像；作为电路板覆盖膜可用于覆盖线路以防止逆向工程，且可以避免长时间光辐射对电路的劣化作用；作为车头灯、相机闪光灯等的光学应用，可避免光反射、增强发光源的对比度等。近年来，由于终端用途的日益丰富，市场对黑色聚酰亚胺膜的需求越来越强烈。并且由于聚酰亚胺制备的过程中，工业中最常用的过程有热酰亚胺化，该过程需要使用阶梯式升温去除溶剂以及水分，因此，为了保证聚酰亚胺酰亚胺化的完全，聚酰亚胺很难做成厚膜，然而厚膜却较薄膜拥有更好的综合性能，如抗高温和电气绝缘能力等。

技术实现思路

1、针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种黑色聚酰亚胺膜及其制备方法和应用，从而解决现有技术中无法得到超厚聚酰亚胺膜的技术问题。

2、本发明是通过以下技术方案来实现：

3、一种黑色聚酰亚胺膜的制备方法，包括以下步骤：

4、s1：将双酚a型二醚二酐分若干次加入4,4'-二氨基二苯醚分散液中，搅拌得到聚酰胺酸溶胶；

5、s2：将所述聚酰胺酸溶胶涂覆在纤维素层的a面，干燥后，然后在所述纤维素层的b面图涂覆聚酰胺酸溶胶，干燥后，得到聚酰胺酸-纤维素-聚酰胺酸多层结构膜；

6、s3：将所述聚酰胺酸-纤维素-聚酰胺酸多层结构膜干燥后，在氮气气氛下煅烧，得到初步黑色聚酰亚胺膜；

7、s4：对所述初步黑色聚酰亚胺膜进行热压，得到所述黑色聚酰亚胺膜。

8、优选的，所述4,4'-二氨基二苯醚分散液的制备过程为将4,4'-二氨基二苯醚溶于溶剂中，在15～30℃下超声处理，得到所述4,4'-二氨基二苯醚分散液。

9、优选的，所述溶剂为n,n-二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺以及n-甲基吡咯烷酮中的一种。

10、优选的，所述纤维素层a面涂覆的聚酰胺酸溶胶的厚度为10～20μm。

11、优选的，所述纤维素层b面涂覆的聚酰胺酸溶胶的厚度为10～20μm。

12、优选的，煅烧过程中，在150～300℃内进行程序升温处理。

13、优选的，热压温度为200～300℃，热压时间为20～30min，压力为15～20mpa。

14、一种黑色聚酰亚胺膜，通过上述的方法制得。

15、上述的一种黑色聚酰亚胺膜，所述黑色聚酰亚胺膜的厚度为120～160μm。

16、上述的一种黑色聚酰亚胺膜在电子工业领域的应用。

17、与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：

18、本发明公开一种黑色聚酰亚胺膜的制备方法，利用双酚a型二醚二酐与4,4'-二氨基二苯醚得到聚酰胺酸溶胶，然后将聚酰胺酸溶胶依次涂覆在纤维素层两面，得到具有三明治结构的聚酰胺酸-纤维素-聚酰胺酸多层结构膜，对该膜干燥、煅烧以及热压后得到黑色聚酰亚胺膜，该方法中纤维素层的加入在提高厚度的同时使聚酰亚胺呈现不透明的黑色，并且依然拥有较强的电气绝缘性能，制备方法简单易操作，这对于促进黑色聚酰亚胺的应用具有重要意义。该发明材料在电子工业、航空航天等领域具有广泛的应用前景。

19、进一步的，所述4,4'-二氨基二苯醚分散液的制备过程为将4,4'-二氨基二苯醚溶于溶剂中，在15-30℃下超声处理，得到所述4,4'-二氨基二苯醚分散液。该过程可使得4,4'-二氨基二苯醚充分溶解在溶剂中并且溶剂不易在过高温度下挥发。

20、进一步的，所述溶剂为n,n-二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺以及n-甲基吡咯烷酮中的一种，可使得4,4'-二氨基二苯醚由固体的存在方式变为溶液的存在方式。

21、进一步的，分若干次加入双酚a型二醚二酐时，双酚a型二醚二酐的加入量逐次减少，可使得双酚a型二醚二酐能与4,4'-二氨基二苯醚充分反应。

22、进一步的，纤维素层a面涂覆的聚酰胺酸溶胶的厚度为10～20μm，b面涂覆的聚酰胺酸溶胶的厚度为10～20μm，可使得在保证能制备得到聚酰亚胺层的前提下尽可能的厚。

23、进一步的，煅烧过程中，在150～300℃内进行程序升温处理，可使得聚酰胺酸进行热亚胺化过程。

24、进一步的，热压温度为200～300℃，热压时间为20～30min，压力为15～20mpa，可使得压成一个平整的膜。

25、另外，本发明还公开了通过上述方法得到的黑色聚酰亚胺膜，该膜的厚度为120～160μm，可有效提高膜的绝缘性能。

技术特征：

1.一种黑色聚酰亚胺膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种黑色聚酰亚胺膜的制备方法，其特征在于，所述4,4'-二氨基二苯醚分散液的制备过程为将4,4'-二氨基二苯醚溶于溶剂中，在15～30℃下超声处理，得到所述4,4'-二氨基二苯醚分散液。

3.根据权利要求2所述的一种黑色聚酰亚胺膜的制备方法，其特征在于，所述溶剂为n,n-二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺以及n-甲基吡咯烷酮中的一种。

4.根据权利要求1所述的一种黑色聚酰亚胺膜的制备方法，其特征在于，所述纤维素层a面涂覆的聚酰胺酸溶胶的厚度为10～20μm。

5.根据权利要求1所述的一种黑色聚酰亚胺膜的制备方法，其特征在于，所述纤维素层b面涂覆的聚酰胺酸溶胶的厚度为10～20μm。

6.根据权利要求1所述的一种黑色聚酰亚胺膜的制备方法，其特征在于，煅烧过程中，在150～300℃内进行程序升温处理。

7.根据权利要求1所述的一种黑色聚酰亚胺膜的制备方法，其特征在于，热压温度为200～300℃，热压时间为20～30min，压力为15～20mpa。

8.一种黑色聚酰亚胺膜，其特征在于，通过权利要求1～7中任意一项所述的方法制得。

9.根据权利要求8中所述的一种黑色聚酰亚胺膜，其特征在于，所述黑色聚酰亚胺膜的厚度为120～160μm。

10.权利要求8～9中任意一项所述的一种黑色聚酰亚胺膜在电子工业领域的应用。

技术总结本发明公开了一种黑色聚酰亚胺膜及其制备方法和应用。该方法聚酰胺酸溶胶涂覆在纤维素层的A面，干燥后，然后在所述纤维素层的B面图涂覆聚酰胺酸溶胶，干燥后，得到聚酰胺酸‑纤维素‑聚酰胺酸多层结构膜；将所述聚酰胺酸‑纤维素‑聚酰胺酸多层结构膜干燥后，在氮气气氛下煅烧，得到初步黑色聚酰亚胺膜；对所述初步黑色聚酰亚胺膜进行热压，得到所述黑色聚酰亚胺膜。该方法操作简单、反应高效。本发明制备的黑色聚酰亚胺遮光性能和电气绝缘性能优良，在电子工业、宇航、仪表通讯等领域拥有广泛的应用价值。技术研发人员：刘晓旭,陈炤汝,陈皓男受保护的技术使用者：陕西科技大学技术研发日：技术公布日：2024/6/13