[发明专利]填充的聚酰亚胺及其相关方法

说明书

发明领域

本公开一般涉及可用于薄膜、纤维和其它制品中的填充的聚酰亚胺。本公开中的填充的聚酰亚胺由于具有有利的介电特性和光学特性，因此可用于电子器件应用中，例如表护层薄膜。

发明背景

在电子工业中，表护层一般用作保护性覆盖膜，例如用于柔性印刷电路板、电子元件或集成电路封装的引线框。所述表护层可预防因刮擦、氧化和污染而造成的损伤。然而，此类表护层由于电气性质(例如介电强度)不足、机械强度不足或光学性质不足而发生问题，例如非期望的目视检查不符美学或安全的需要并且造成由表护层保护的电子元件损坏。

因此，需要具有改善的机械特性、电气特性和/或光学特性的表护层。

发明概述

本公开涉及：i.将聚丙烯腈共混于聚酰亚胺前体中以生成包含非晶碳域的聚酰亚胺(下文称为“填充的聚酰亚胺”)；ii.用于制备此类填充的聚酰亚胺的方法；以及iii.由此类填充的聚酰亚胺制得的制品。

本发明的一个方面为包含聚丙烯腈与聚酰亚胺前体的共混物的组合物，其中：

所述聚酰亚胺前体衍生自：

i)基于所述聚酰亚胺前体中的总二酸酐含量，至少50摩尔％的芳族二酸酐，以及

ii)基于所述聚酰亚胺前体中的总二胺含量，至少50摩尔％的芳族二胺；

所述聚酰亚胺前体在所述共混物中形成连续相；

所述聚丙烯腈在所述共混物的不连续相中形成域；

聚丙烯腈与聚酰亚胺前体的重量比为约1∶2至1∶50；并且

所述聚丙烯腈的域尺寸在至少一个维度上(并且任选在两个维度上并且还任选在所有三个维度上)等于或小于2微米。

本发明的另一个方面为填充的聚酰亚胺聚合物，所述聚合物包含：

a)连续的聚酰亚胺相，其中所述聚酰亚胺衍生自基于所述聚酰亚胺中的总二酸酐含量，至少50摩尔％的芳族二酸酐，以及基于所述聚酰亚胺中的总二胺含量，至少50摩尔％的芳族二胺；

b)分散的碳相，所述碳相包含基本上非晶态的碳域，

其中平均碳域尺寸等于或小于2微米；并且

分散的碳相与聚酰亚胺相的重量比为约1∶2至1∶50。

本发明的另一个方面为填充的聚酰亚胺聚合物，所述聚合物如下获得：

a)将包含聚丙烯腈(PAN)和第一溶剂的第一溶液分散于包含第二溶剂和聚酰亚胺前体的第二溶液中以形成PAN/聚酰亚胺前体共混物，其中所述聚酰亚胺前体形成连续相并且所述PAN形成由PAN域组成的不连续相；

其中：

所述聚酰亚胺前体衍生自基于所述聚酰亚胺前体中的总二酸酐含量，至少50摩尔％的芳族二酸酐，以及基于所述聚酰亚胺前体中的总二胺含量，至少50摩尔％的芳族二胺；

PAN与聚酰亚胺前体的重量比为约1∶2至1∶50；并且

PAN域的平均尺寸在至少一个维度上(并且任选在两个维度上并且还任选在所有三个维度上)等于或小于2微米；以及

b)将所述PAN/聚酰亚胺前体共混物加热至300-500℃，以将所述PAN域转化为基本上非晶态的碳域并且将所述聚酰亚胺前体转化为聚酰亚胺。

本发明的另一个方面为填充的聚酰亚胺薄膜，所述薄膜如下获得：

a)将包含聚丙烯腈(PAN)和第一溶剂的第一溶液分散于包含第二溶剂和聚酰亚胺前体的第二溶液中以形成PAN/聚酰亚胺前体共混物，其中所述聚酰亚胺前体形成连续相并且所述PAN形成由PAN域组成的不连续相；

其中：

所述聚酰亚胺前体衍生自基于所述聚酰亚胺前体中的总二酸酐含量，至少50摩尔％的芳族二酸酐，以及基于所述聚酰亚胺前体中的总二胺含量，至少50摩尔％的芳族二胺；

PAN与聚酰亚胺前体的重量比为约1∶2至1∶50；

并且PAN域的平均尺寸在至少一个维度上(并且任选在两个维度上并且还任选在所有三个维度上)等于或小于2微米；

b)由所述PAN/聚酰亚胺前体共混物形成薄膜；以及

c)将所述PAN/聚酰亚胺前体共混物薄膜加热至300-500℃，以将所述PAN域转化为基本上非晶态的碳域并且将所述聚酰亚胺前体转化为聚酰亚胺。

本发明的另一个方面为表护层，所述表护层包含填充的聚酰亚胺薄膜和涂覆在所述薄膜的至少一侧上的粘合剂。

本发明的另一个方面为填充的聚酰亚胺纤维，所述纤维如下获得：