[发明专利]一种高电气强度高遮蔽性黑色聚酰亚胺薄膜及其制备工艺

说明书

本发明公开了一种高电气强度高遮蔽性黑色聚酰亚胺薄膜及其制备工艺，涉及聚酰亚胺薄膜技术领域，包括以下原料：聚酰胺酸树脂、黑色颜料、遮蔽剂、分散剂；其中，黑色颜料由炭黑和氟化石墨烯复配组成；其制备方法是将黑色颜料、遮蔽剂、溶剂和分散剂混合研磨分散，得黑色浆料，然后将其加入聚酰胺酸树脂中，搅拌，得黑色聚酰胺酸树脂，将其流延成膜，经热亚胺化，纵向拉伸、横向拉伸，即得黑色聚酰亚胺薄膜。本发明制得的黑色聚酰亚胺薄膜具有低的透光率和针孔率、优异的电气强度，综合性能理想，其透光率0.2％，电气强度≥150％。

技术领域

本发明涉及聚酰亚胺薄膜技术领域，尤其涉及一种高电气强度高遮蔽性黑色聚酰亚胺薄膜及其制备工艺。

背景技术

聚酰亚胺(PI)是指主链上含有酰亚胺环(-CO-N-CO-)的一类聚合物，其中以含有酞酰亚胺结构的聚合物最为重要。聚酰亚胺是综合性能最佳的有机高分子材料之一，其凭借优异的耐热性能、机械性能、电气性能以及化学稳定性，现已广泛应用于航空航天、轨道交通、汽车医疗、电工电子等技术领域，需求越来越大。

黑色聚酰亚胺薄膜作为聚酰亚胺薄膜的重要品种之一，其具有良好的遮光性、绝缘性、耐热性和机械强度，现已广泛应用于光学、移动智能设备、笔记本、汽车等领域。目前，黑色聚酰亚胺薄膜的制备主要有两种方法：1)将各种遮光物质如炭黑、石墨、金属氧化物、苯胺黑、茈黑等无机或有机颜料涂覆在普通聚酰亚胺黄膜上，固化后得到黑色PI膜；2)将遮光物质添加于聚酰胺酸树脂中，经流延、高温亚胺化处理制得黑色PI膜。前者存在遮光物随时间增加或因恶劣使用环境(高温、高湿)而发生脱落的情况，从而失去使用价值；后者制备的黑色PI膜综合性能较佳，应用领域也比较高端，但由于微米或纳米级遮光物的添加，一方面由于局部聚集而造成薄膜遮光性差，另一面由于炭黑类遮光物的增加，大大降低了薄膜的电气强度，因此也限制了黑色PI膜更高端的应用。

发明内容

基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种高电气强度高遮蔽性黑色聚酰亚胺薄膜及其制备工艺，制得的黑色聚酰亚胺薄膜具有低的透光率和针孔率、优异的电气强度。

本发明提出的一种高电气强度高遮蔽性黑色聚酰亚胺薄膜，包括以下原料：聚酰胺酸树脂、黑色颜料、遮蔽剂、分散剂；其中，黑色颜料由炭黑和氟化石墨烯复配组成。

优选地，以聚酰胺酸树脂的固含量计，黑色颜料的重量为其固含量重量的0.5-12％、遮蔽剂的重量为其固含量重量的0.5-12％。

优选地，所述分散剂为高分子量共聚物的烷基铵盐、含颜料亲和基团的高分子量嵌段共聚物溶液、含酸性基团聚酯结构的高分子液中的任意一种或一种以上；优选地，分散剂的用量为黑色颜料重量的2-50％。

优选地，所述聚酰胺酸树脂是由芳香二胺和芳香二酐在非质子强极性溶剂中缩聚得到；优选地，聚酰胺酸树脂的黏度为50-150Pa·s。

上述中芳香二胺为对苯二胺、4,4-二氨基二苯醚、4,4-二氨基二苯基甲烷中的任意一种或两种；芳香二酐为均苯四甲酸二酐、3,3’,4,4’-联苯四甲酸二酐、3,3’，4,4’-二苯醚四甲酸二酐中的任意一种或两种；芳香二胺和芳香二酐的摩尔比为1：0.98-1.011。

上述中非质子强极性溶剂为N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、N-甲基吡络烷酮中的任意一种。

优选地，所述黑色颜料中炭黑和氟化石墨烯的重量比为0.1-0.5：1；优选地，炭黑为低导电炭黑，粒径≤0.1μm；优选地，氟化石墨烯的粒径≤0.5μm。

优选地，所述遮蔽剂为二氧化钛，其粒径≤1μm。

在本发明中，上述遮蔽剂为表面未改性的二氧化钛。

本发明还提出了上述高电气强度高遮蔽性黑色聚酰亚胺薄膜的制备工艺，其特征在于，包括以下步骤：