[发明专利]一种透明且具有低热膨胀系数的聚酰亚胺薄膜

说明书

本发明公开了一种透明且具有低热膨胀系数的聚酰亚胺薄膜，其制作原料包括纳米SiO2、硅烷偶联剂、二甲基甲酰胺溶液、联苯四甲酸二酐、二氨基二苯醚、均苯四甲酸二酐和对苯二胺。本发明通过填料增加了纳米SiO2，将其引入到聚酰亚胺薄膜中，纳米SiO2是目前所知热膨胀系数最小的材料之一，可以降低杂化材料的热膨胀系数，并提高聚酰亚胺的热稳定性，同时，通过硅烷偶联剂作为表面处理剂，对纳米SiO2进行表面活化处理，使合成的聚酰亚胺薄膜具有更好的力学性能和更低的热膨胀系数，且在合成第一聚酰胺酸溶液和第二聚酰胺酸溶液的过程中，采用了原位缩聚反应，使其制得的产品性能更加稳定，解决了现阶段传统的聚酰亚胺材料很难兼具高耐热和低膨胀要求的问题。

技术领域

本发明涉及薄膜技术领域，具体为一种透明且具有低热膨胀系数的聚酰亚胺薄膜。

背景技术

聚酰亚胺是高分子主链上含有酰亚胺环的一类化学结构高度规整聚合物，它特殊的酰亚胺环结构使其具有优异的机械、热性能、介电、力学、耐辐射以及耐溶剂等性能，被广泛用于航空、航天、微电子、汽车工业等领域，随着电子产品向着轻薄化、微型化快速发展，在柔性电路板上作为基膜时，对薄膜的力学性能、尺寸稳定性要求越来越高。

在光电显示等行业，用新型聚酰亚胺薄膜代替玻璃材料，可以实现屏幕自身的轻薄化、可折叠等特质，聚酰亚胺薄膜常与无机材料组合使用，但是在加工的过程中，材料要经受高热的环境，现阶段传统的聚酰亚胺材料很难兼具高耐热和低膨胀的要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种透明且具有低热膨胀系数的聚酰亚胺薄膜，具备高耐热、低膨胀的优点，解决了聚酰亚胺薄膜常与无机材料组合使用，但是在加工的过程中，材料要经受高热的环境，现阶段传统的聚酰亚胺材料很难兼具高耐热和低膨胀要求的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种透明且具有低热膨胀系数的聚酰亚胺薄膜，其制作原料包括纳米SiO2、硅烷偶联剂、二甲基甲酰胺溶液、联苯四甲酸二酐、二氨基二苯醚、均苯四甲酸二酐和对苯二胺，其制备方法包括以下步骤：

A、制作第一溶液：

A1、将纳米SiO2和硅烷偶联剂加入到二甲基甲酰胺溶液中，通过超声分散后制得均匀的第一溶液；

B、制作第一聚酰胺酸溶液：

B1、将联苯四甲酸二酐和二氨基二苯醚置于第一溶液中进行原位聚合反应：

B2、在进行原位聚合反应时，先将二氨基二苯醚溶解于第一溶液中，然后分四次加入联苯四甲酸二酐，且在前三次添加时，每次添加量均占余量的 45％-60％，待联苯四甲酸二酐添加结束后，再反应五十至八十分钟，即可得到固含量在20-30wt％的第一聚酰胺酸溶液；

C、制作第二聚酰胺酸溶液：

C1、将均苯四甲酸二酐和对苯二胺置于第一溶液中进行原位聚合反应：

C2、在进行原位聚合反应时，先将对苯二胺溶解于第一溶液中，然后分四次加入均苯四甲酸二酐，且在前三次添加时，每次添加量均占余量的 45％-60％，待均苯四甲酸二酐添加结束后，再反应五十至八十分钟，即可得到固含量在20-30wt％的第二聚酰胺酸溶液；

D、第三聚酰胺酸溶液制作：

D1、将第一聚酰胺酸溶液和第二聚酰胺酸溶液按重量比例1:1.5-1:2.0 的比例混合在一起，然后在高速搅拌混合后得到第三聚酰胺酸溶液；

E、使第三聚酰胺酸溶液产生爬杆反应：

E1、对第三聚酰胺酸溶液中添加均苯四甲酸二酐使其产生爬杆效应，将第三聚酰胺酸溶液的旋转粘度控制在2200-4200P；

F、将反应后的聚酰胺酸溶液进行脱泡处理；