[发明专利]一种可热加工、低Tg的含氰基的聚酰亚胺、聚酰亚胺膜、聚酰亚胺粉末及其应用

说明书

一种可热加工、低Tg的含氰基的聚酰亚胺、聚酰亚胺膜、聚酰亚胺粉末及其在制备挠性覆铜箔、含氰基的聚酰亚胺/PEEK复合膜、含氰基的聚酰亚胺/Ph‑PEEK复合膜方面的应用，属于耐高温高分子材料技术领域。其是由含氰基的二胺单体和含柔性链段的二酐单体反应来制备聚酰亚胺前驱体聚酰胺酸，再通过热扣环的方式制备得到含氰基的聚酰亚胺薄膜；进一步将含氰基的聚酰亚胺薄膜附在铜箔上，在含氰基的聚酰亚胺薄膜的另一侧表面附上Kapton膜，在一定的温度和压力下热压成型，制得含氰基的聚酰亚胺作为热熔胶的挠性覆性铜箔。所得挠性覆铜箔的性能参数如下：剥离强度达1.21N/mm，硬度达6H。

技术领域

本发明属于耐高温高分子材料技术领域，具体涉及一种可热加工、低Tg的含氰基的聚酰亚胺、聚酰亚胺膜、聚酰亚胺粉末及其在制备挠性覆铜箔、含氰基的聚酰亚胺/PEEK复合膜、含氰基的聚酰亚胺/Ph-PEEK复合膜方面的应用。

背景技术

聚酰亚胺具有优异的热稳定性、高的机械强度和良好的介电性能，在航空、航天和微电子等众多高技术领域获得了重要应用。包括Kapton膜等在内的大多数芳香族聚酰亚胺树脂，它们不能溶解于常用有机溶剂，也不能在加热的情况下熔融加工，这也限制了它们更为广泛的应用。因此，制备具有可加工性的新型聚酰亚胺，即使亚胺化后的聚合物具有可溶解性或热熔性，是聚酰亚胺制备领域的重要研究方向之一。

对于芳香族聚酰亚胺来说，良好的可热熔融加工性要求聚合物具有低玻璃化转变温度(低Tg)和高的热稳定性。例如，商品化的聚酰亚胺Ultem 1000为可热加工型树脂，它的主链含有柔性醚键和异丙叉基，玻璃化转变温度(Tg)在217℃左右，这个低Tg对材料的熔融加工具有非常大的优势。一些研究结果表明，将醚键等柔性链接引入具有刚性结构的聚合物主链中，是改善聚合物加工性和溶解性的有效策略之一。

除了需要优异的热稳定和良好的溶解或熔融性能以外，在聚酰亚胺分子链中引入功能性基团，可以赋予聚合物一些新的性能，这为材料提供了更广阔的应用方向。例如，将三氟甲基(-CF₃)基团引入到聚酰亚胺分子结构中，可以降低聚合物的介电常数、提高气体透过性和增加薄膜的透光性。对于柔性覆铜箔来说，粘结层是重要的组成部分，直接影响产品的性能和使用寿命。传统粘结层的主要组分一般都是丙烯酸类和环氧树脂类，其使用温度均不超过150℃，且高温易老化，这极大的限制了柔性覆铜箔的使用寿命。而聚酰亚胺树脂，由于热稳定性好、机械性能优异，因此是在聚酰亚胺柔性覆铜箔中代替环氧胶的理想材料之一。

作为热和机械性能最为优异的工程塑料之一，聚酰亚胺是理想的复合材料基体成分之一，但受到这类材料的可加工型较差的影响，与其它高分子材料的复合研究并不是很多。以Victrex PEEK为代表的聚醚醚酮作为一类全芳香性的聚合物，具有优良的综合性能，包括优异的热稳定性，耐化学药品性和耐水解耐辐照等性能。但因玻璃化转变温度较低，分子链段高温段容易发生软化，限制了聚醚醚酮在高温段的使用，而聚酰亚胺一般具有优异的热稳定性和很高的使用温度。结合二者的特点，有希望制备热塑性聚酰亚胺改性聚醚醚酮，获得热和机械性能优异的复合材料。

发明内容

本发明的第一个目的是提供一种可热加工、低Tg的含氰基的聚酰亚胺膜材料，该聚酰亚胺具有低的玻璃化转变温度、可热熔融性、高的粘附性和优异的热稳定性等优点，可用于制备聚酰亚胺挠性覆铜箔。

本发明的第二个目的是提供一种上述含氰基的聚酰亚胺膜和粉末材料的制备方法。

本发明的第三个目的是提供一种基于所述含氰基的聚酰亚胺膜材料在制备挠性覆铜箔中的应用。

本发明的第四个目的是提供两种基于所述含氰基的聚酰亚胺与聚醚醚酮(PEEK、Ph-PEEK)制备的复合膜。

本发明所述的一种可热加工、低Tg的含氰基的聚酰亚胺膜材料，其结构式如下所示：