耐高温有色聚酰亚胺薄膜及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种耐高温有色聚酰亚胺薄膜及其制备方法，具体包括：选用有机颜料作为着色剂，将着色剂置于极性非质子溶剂中进行剪切分散和超声分散，所得着色剂分散液再置于极性非质子溶剂中，之后加入二胺和二酐按现有常规工艺制备成膜。采用该方法制得的有色聚酰亚胺薄膜颜色均匀、无色差，在具有耐高温性能的同时还能较好地保持薄膜本身的电气强度、绝缘性能和力学性能，其中，所得薄膜的拉伸强度≥200MPa，断裂伸长率≥60％，表面电阻率≥10

【技术实现步骤摘要】
耐高温有色聚酰亚胺薄膜及其制备方法
本专利技术涉及聚酰亚胺薄膜，具体涉及一种耐高温有色聚酰亚胺薄膜及其制备方法。
技术介绍
聚酰亚胺薄膜不仅具有优良的耐热性、耐化学性和机械强度，而且电气强度、绝缘性能良好，被广泛应用于微电子、液晶显示、医疗等行业领域。随着电子产业的发展，对聚酰亚胺特性要求越来越高，在某些特殊领域，会需要特殊的薄膜颜色，如在高温环境下需要使用红色、绿色或蓝色胶带或保护膜等。在制品的着色过程中，着色剂在聚酰胺酸树脂中的分布，即着色剂与树脂的复合技术是实现均匀稳定着色的关键。现有技术通常采用无机颜料进行着色，然而，无机粒子与有机树脂的相容性差，在薄膜成形过程中容易发生团聚、脱落、沉降等现象，导致薄膜颜色的均匀性变差；尽管可以通过对无机粒子进行表面改性来解决无机粒子与有机树脂的相容性问题，但还是存在因添加无机粒子后影响薄膜本身性能(如力学性能等)的问题。近年来，已有企业通过采用有机颜料与无机颜料混用以解决传统聚酯类产品无法耐高温的问题，如公开号为CN104311851A的专利技术专利公开了一种红色聚酰亚胺薄膜的制备方法，包括采用红色颜料和聚酰胺酸，所述红色颜料由重量比分别是60份至90份无机颜料和10份至40份的有机颜料组成，红色颜料占聚酰胺酸中的重量比为1％至5％，同时上述红色颜料在使用前先与异氰酸酯进行处理，所述处理是将异氰酸酯、红色颜料在溶剂中加热搅拌分散，处理温度为80至100℃，合成时首先将已经混有红色颜料和异氰酸酯的反应溶剂放入反应釜，然后加入二胺，搅拌溶解后加入二酐，控制最后反应生成物的粘度达到90000±5000CP，然后脱泡流延成膜即可。按该专利技术所述方法制得的红色聚酰亚胺薄膜可承受的温度为260-350℃；另外，该专利技术通过将红色颜料与异氰酸酯在高温条件下处理，使其表面部分生成酰胺键，提高颜料在酰胺类溶剂中以及在反应后得到的聚酰胺酸溶液体系中的分散性和均匀性，一并解决现有技术中无机颜料在聚酰亚胺薄膜后期成形过程中容易发生团聚、脱落、沉降等导致颜色的均匀性和分散性不好的技术问题。但是，该申请仍然需要用异氰酸酯来处理红色颜料，不可避免地影响了所得薄膜的性能；另一方面，本申请人在研究分析中发现，异氰酸酯的使用导致所得薄膜的耐高温性能有较大程度的下降；此外，异氰酸酯的使用在后续聚酰胺酸树脂的热亚胺化过程中散发刺激性臭味，操作环境不友好，影响大气环境。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种耐高温有色聚酰亚胺薄膜及其制备方法，采用该方法制得的有色聚酰亚胺薄膜颜色均匀、无色差，在具有耐高温性能的同时还能较好地保持薄膜本身的电气强度、绝缘性能和力学性能。本专利技术所述的耐高温有色聚酰亚胺薄膜的制备方法，包括：选用有机颜料作为着色剂，将着色剂置于极性非质子溶剂中进行剪切分散和超声分散，所得着色剂分散液再置于极性非质子溶剂中，之后加入二胺和二酐按现有常规工艺制备成膜。本专利技术通过选用有机颜料作为着色剂，并将着色剂直接置于极性非质子溶剂中进行剪切分散和超声分散，一方面可以实现着色剂的分散均匀性和稳定性，使所得薄膜颜色均匀、无色差；另一方面，采用此方法处理着色剂，使所得薄膜在具有更为优异耐高温性能，可承受的温度为250-450℃；最后，采用此方法处理着色剂，还能较好地保持薄膜本身的电气强度、绝缘性能和力学性能，其中，所得薄膜的拉伸强度≥200MPa，断裂伸长率≥60％，表面电阻率≥1016Ω，体积电阻率≥1013Ω·m，介电常数＜3.5。本专利技术所述制备方法中，所述有机颜料的用量可以根据需要进行确定，优选为聚酰亚胺重量的5-15％。所述的有机颜料可以为现有技术中的常规选择，通常可以是红色有机颜料(如可以是选自苝系类、蒽醌类和苯并咪唑酮类红色有机颜料中的一种或两种以上的组合)、绿色有机颜料(如酞青绿等)或蓝色有机颜料(如酞青蓝等)。本专利技术所述制备方法中，所述剪切分散可以在篮式研磨机、球磨机或砂磨机等设备中进行，分散的时间通常为0.5-5小时,转速通常为2000-3000rpm。本专利技术所述制备方法中，所述超声分散的时间为1-10小时，超声波频率通常为20-40KHz。本专利技术所述制备方法中，所述的极性非质子溶剂为现有技术中制备聚酰胺酸树脂溶液中所用溶剂的常规选择，具体可以是具体可以是选自N,N-二甲基乙酰胺(DMAC)、N,N-二甲基甲酰胺(DMF)、N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)、中的一种或任意两种以上的的组合。当极性非质子溶剂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。所述极性非质子溶剂的总用量与现有技术相同，通常是当二胺、二酐和极性非质子溶剂反应形成聚酰胺酸树脂溶液时，该聚酰胺酸树脂溶液中的固含量控制在8-50wt％，优选10-35wt％，进一步优选为12-20wt％。在将着色剂分散于极性非质子溶剂中时，极性非质子溶剂的用量通常为着色剂质量的10-20倍。本专利技术所述制备方法中，所述的二胺和二酐均为现有技术中的常规选择，优选地，二胺可以是选自4,4’-二氨基二苯醚、3,4’-二氨基二苯醚、1,4-二氨基苯、1,3-二氨基苯、1,2-二氨基苯和联苯二胺中的一种或两种以上的组合，当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；二酐可以是选自均苯四甲酸二酐、3,3’,4,4’-联苯四酸二酐、3,3’,4,4’-二苯甲醚四酸二酐和3,3’,4,4’-二苯甲酮四酸二酐中的一种或两种以上的组合，当二酐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。所述二胺和二酐的配比及缩聚反应的温度与时间均与现有技术相同。本专利技术还包括由上述方法制备得到的耐高温有色聚酰亚胺薄膜。与现有技术相比，本专利技术的特点在于：选用有机颜料作为着色剂，并将着色剂直接置于极性非质子溶剂中进行剪切分散和超声分散，在二胺和二酐反应前加入到溶剂中，在反应物缩聚过程中，着色剂均匀分散到聚酰胺酸大分子的网格中，从而实现着色剂的分散均匀性和稳定性，使所得薄膜颜色均匀、无色差；另一方面，采用此方法处理着色剂，使所得薄膜在具有更为优异耐高温性能，可承受的温度为250-450℃；最后，采用此方法处理着色剂，能较好地保持薄膜本身的电气强度、绝缘性能和力学性能，其中，所得薄膜的拉伸强度≥200MPa，断裂伸长率≥60％，表面电阻率≥1016Ω，体积电阻率≥1013Ω·m，介电常数＜3.5。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术作进一步的详述,以更好地理解本专利技术的内容,但本专利技术并不限于以下实施例。实施例11)称取187g苝系颜料红，加入3000g二甲基乙酰胺溶剂，置于篮式研磨机(转速2000rpm)中剪切分散2小时，再用超声(频率为40KHz)分散4小时，得到分散均匀的红色着色剂分散液；2)室温下，向步骤1)所得着色剂分散液中加入4959g二甲基乙酰胺，搅拌均匀，加入964g4,4’-二氨基二苯醚，溶解后再加入等物质的量的均苯四甲酸二酐，搅拌反应3小时，所得料液消泡后按现有常规工艺经流涎、拉伸、450℃亚胺化成膜。对比例1重复实施例1，不同的是，用无机颜料铁红代替苝系颜料红。对比例2室温下，向4959g二甲基乙酰胺中加入182g对苯二胺，搅拌溶解后，再加入627g4,4’-二氨基二苯醚，溶解后再加入等物质的量的均苯四甲酸本文档来自技高网...

【技术保护点】
耐高温有色聚酰亚胺薄膜的制备方法，其特征在于：选用有机颜料作为着色剂，将着色剂置于极性非质子溶剂中进行剪切分散和超声分散，所得着色剂分散液再置于极性非质子溶剂中，之后加入二胺和二酐按现有常规工艺制备成膜。

【技术特征摘要】
1.耐高温有色聚酰亚胺薄膜的制备方法，其特征在于：选用有机颜料作为着色剂，将着色剂置于极性非质子溶剂中进行剪切分散和超声分散，所得着色剂分散液再置于极性非质子溶剂中，之后加入二胺和二酐按现有常规工艺制备成膜。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述剪切分散的时间为0.5-5小时。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：马纪翔，青双桂，白小庆，白蕊，
申请(专利权)人：桂林电器科学研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：广西,45