[发明专利]一种聚酰亚胺薄膜及其制备方法

说明书

本发明提供了一种聚酰亚胺薄膜，该聚酰亚胺薄膜由聚酰胺酸溶液组合物经流延、亚胺化拉伸后制得，聚酰胺酸溶液组合物主要由以下重量份的组分混合而成：聚酰胺酸树脂100～150份、增塑剂5～20份、爽滑剂0.5～10份、导热浆料50～125份。本发明所制备的聚酰亚胺薄膜，导热性能高，机械性能优良，且易于加工成型和实现工业化生产，在界面导热绝缘材料方面应用前景广阔。本发明还提供了该聚酰亚胺薄膜的制备方法，该制备方法的工艺流程短，操作简单，成本低，对环境友好，适于大规模化生产。

技术领域

本发明属于高分子复合材料领域，尤其涉及一种聚酰亚胺薄膜及其制备方法。

背景技术

聚酰亚胺(Polyimide,PI)薄膜因具有优异的热稳定性、电气绝缘性、机械性能及介电性等特点，已广泛应用于微电子集成电路、柔性印刷电路基材、轨道交通、航空航天等领域。但传统的聚酰亚胺薄膜导热系数仅为0.16W/(m·K)左右，导热性能差，应用于微电子器件的高密度和高速化运行状态时容易出现电路过热现象，影响元器件和集成电路的稳定性，因此，需要开发出一种高导热聚酰亚胺薄膜，为微电子集成元器件提供理想的热量传导和控制方案。

目前，在高导热聚酰亚胺薄膜的研发中，主要通过向聚合物中填充氧化铝、氧化铍、氧化镁、氮化铝、氮化硼、石墨粉等无机导热填料，使其在复合材料中形成导热网络，提高材料的导热性能。分散于树脂中的无机导热填料用量较小时，填料虽然均匀分散于树脂中，但彼此间未能形成相互接触和相互作用，导热性能提高不大；而填料用量较大时，一方面由于无机导热填料阻止了聚合物中分子链的移动，导致基体本身的韧性下降，另一方面无机导热填料与基体间裂纹在外加载荷作用下扩展将导致材料断裂失效。因此，填充较大量的无机导热填料虽然能使薄膜导热性能有较大提高，却使得薄膜的综合性能，尤其是韧性等机械性能显著下降，导致聚酰亚胺成膜易脆裂，甚至无法流延拉伸成膜，在实际应用中存在较大问题。许多研究者，为了提高薄膜的韧性，在聚酰亚胺分子链中引入大量醚键等柔性基团，但与此同时增加了薄膜与流延基体的粘结性能，使得薄膜无法从基体剥离，因而也较难实现工业化生产。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，克服以上背景技术中提到的不足和缺陷，提供一种导热性能及机械性能优良的聚酰亚胺薄膜，同时还提供该聚酰亚胺薄膜的易于实现工业化生产的制备方法。

为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：

一种聚酰亚胺薄膜，所述聚酰亚胺薄膜由聚酰胺酸溶液组合物经流延、亚胺化拉伸后制得，为了提升薄膜的综合性能，所述聚酰胺酸溶液组合物主要由以下重量份的组分混合而成：

聚酰胺酸树脂100～150份、

增塑剂5～20份、

爽滑剂0.5～10份、

导热浆料50～125份。

上述的聚酰亚胺薄膜，优选的，所述增塑剂为脂肪族二元酸酯和/或含有两个以上酰胺键的酰胺类化合物。

上述的聚酰亚胺薄膜，优选的，所述脂肪族二元酸酯为邻苯二甲酸二甲酯、邻苯二甲酸二乙酯、邻苯二甲酸二丁酯、磺酰胺、磷酸三苯酯、邻苯二甲酸二烯丙酯、邻苯二甲酸二辛脂、邻苯二甲酸二异辛酯、葵二酸二辛脂、乙二酸二辛脂、葵二酸二丁酯、环氧脂肪酸酯丁酯、环氧脂肪酸辛酯、偏苯三酸三辛酯、氯烃-50、石油磺酸苯酯、氯化石油酯、双季戊四醇酯中的至少一种。

本发明的聚酰亚胺薄膜，选用的第一类小分子增塑剂，一方面可以有效增大高分子链之间的距离，减弱高分子链段间和高分子链与无机导热填料间相互作用的摩擦力，增加了聚合物分子链的移动性，使链段运动得以实现；另一方面，适量的小分子增塑剂的插入，对聚酰胺酸和无机导热填料的混合溶液起到一定的稀释作用，增强了聚酰胺酸在无机导热填料表面的润湿性，有效减少了聚酰亚胺基体与无机导热填料间的微裂纹数量，降低了聚合物分子链的结晶度，从而实现高含量填料掺杂能大幅促进导热性能提升的同时，使复合材料机械性能得到提升。