[发明专利]防静电吸附的聚酰亚胺薄膜及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及聚酰亚胺材料技术领域，具体涉及一种防静电吸附的聚酰亚胺薄膜及其制备方法。

背景技术

聚酰亚胺(PI)薄膜是芳香杂环聚合物中最主要的产品，具有耐高温、机械强度高、化学稳定、尺寸稳定性好等优异的综合性能。被用作电子绝缘膜广泛应用于微电子、液晶显示、医疗等行业领域的PI薄膜要求具有良好的绝缘性能，其电气强度一般在300kV/mm左右，体积电阻率达10¹²～10¹⁶Ω·m，表面电阻率达10¹⁵～10²⁰Ω。然而，由于PI薄膜较高的表面电阻率，导致PI薄膜在生产及后处理过程中，膜和膜之间因摩擦产生较多的电荷积累，不易消散，从而产生静电，虽然可通过在线静电消除设备能够暂时除去表面电荷，但在搬运、存放、使用等过程中，也会因轻微地摩擦产生静电，表面带静电的PI薄膜也很容易吸附空气中的灰尘等杂质，空气洁净程度越差，吸附的杂质越多，不仅影响外观质量，形成凸点、凹坑或压痕，还会大大降低PI薄膜的电气强度，影响电子元器件等制品的质量和寿命。因此，如何解决聚酰亚胺薄膜的静电问题成为各个生产厂家的共同需求。

国内外大量文献资料报道了抗静电PI薄膜的技术研究，大部分文献通过加入碳系填料，如哈尔滨理工大学吴雪松加入石墨微片等，将PI薄膜表面电阻率降低至10⁸Ω，但是，在体积电阻率降至10¹⁰Ω·m时会大大降低PI薄膜的绝缘性。再如公开号为CN103694487A的发明专利通过加入碳纤维、中科院张立彬加入氧化石墨烯片(张立彬,王金清,杨生荣等.石墨烯-聚酰亚胺复合薄膜的制备及性能表征[J].高分子学报,2014,(11):1472-1478.)、南京工业大学吴海红加入导电炭黑(吴海红,蒋里锋,俞娟等.聚酰亚胺/导电石墨抗静电复合材料的制备与表征[J].塑料工业,2012,40(1):119-122.)等获得抗静电PI薄膜，但这些方式得到的均是黑色PI薄膜，该类薄膜市场用量不大，并不适于用量大的挠性覆铜板用聚酰亚胺薄膜。

技术人员发现通过加入导电金属或氧化物(例如二氧化锡等)的方式可以保持原有PI薄膜的透明性，当加入量达10％时，表面电阻率会下降至10¹⁰Ω，但是，过大的加入量直接影响了PI薄膜的机械强度，而且导电金属或氧化物密度大，分散困难，容易沉降，不利于获得一致性好的PI薄膜。此外，更多报道采用导电高分子材料获得抗静电PI薄膜，但是，导电高分子材料刚性大、难溶、难熔，导电稳定性和重复性差。总体而言，现有制备抗静电PI薄膜采用的导电添加物均会降低PI薄膜的绝缘性。而GB/T13542.6-2006要求电气绝缘用聚酰亚胺薄膜要求表面电阻率≥10¹⁴～10¹⁵Ω，体积电阻率≥10¹⁰～10¹³Ω·m，因此，现有抗静电PI薄膜无法满足电子或电气绝缘性使用要求。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种防静电吸附的聚酰亚胺薄膜及其制备方法。采用本发明所述方法制备的PI薄膜在保持其原有透明率和绝缘性的基础上有效降低表面静电，所得PI薄膜表面电阻率≥10¹⁵Ω，体积电阻率≥10¹²Ω·m，吸湿性＜2％。

本发明所述的防静电吸附的聚酰亚胺薄膜的制备方法为：取亲水性颗粒均匀分散于极性非质子溶剂中，然后加入芳香族二胺和四羧酸二酐反应制得聚酰胺酸树脂溶液，所得聚酰胺酸树脂溶液按常规工艺铺膜、热酰亚胺化，得到防静电吸附的聚酰亚胺薄膜；其中，所述的亲水性颗粒为氧化硅和/或氧化钛，亲水性颗粒的加入量为聚酰胺酸树脂溶液固含量的0.1～3w/w％。

上述制备方法中，所述的芳香族二胺可以是现有技术中的常规选择，具体可以是选自4,4’,-二氨基二苯醚(ODA)、3,4’,-二氨基二苯醚、3,3’,-二氨基二苯醚、1,4-二氨基苯(p-PDA)、1,3-二氨基苯(m-PDA)、1,2-二氨基苯(o-PDA)、4,4’-二氨基联苯(DBZ)、3,3’-二甲基-4,4’-二氨基联二苯(OTD)、2,2’-二甲基-4,4’-二氨基联二苯(MTD)中的一种或任意两种以上的组合。当芳香族二胺的选择为上述两种以上的组合时，它们之间的配比可以为任意配比。