热稳定且电隔离的阻挡膜制造技术

一种热固性阻挡膜，其包括：反应产物，所述反应产物包含：酐封端的氟化聚酰亚胺低聚物，具有环氧基、二芳基或丙烯酸酯基团的POSS交联剂，具有丙烯酸酯和环氧基基团的连接剂，环氧基硅烷附着力促进剂和引发剂；并且所述阻挡膜通过如本文定义的式(I)、(II)、(III)、(IV)或其混合物中的一种来表示。还公开了制造和使用所述热固性阻挡膜的方法，以及包含所述热固性阻挡膜的装置。

Thermal stable and electrically isolated barrier film

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】热稳定且电隔离的阻挡膜本申请要求2017年10月9日提交的系列号为62/569,785的美国临时申请的优先权权益，本文以该申请的内容为基础并通过引用将其全部结合入本文。相关申请的交叉引用本申请涉及2014年11月18日提交的题为“ELECTRICALLYISOLATINGPOLYMERCOMPOSITION”(《电隔离的聚合物组合物》)的系列号为14/546618的共同拥有和转让的美国专利申请，其目前为US20120037400，该申请是2009年2月26日提交的系列号为12/393296的美国专利申请母案(现已放弃)和2011年10月25日提交的系列号为13/280814的美国专利申请分案(现为US8920620)的部分延续，它们具有相同的名称，但未要求其优先权。本文中提及的每种公开物或专利文件的完整公开内容通过引用纳入本文。
技术介绍
本公开涉及热稳定的、电隔离的阻挡膜，以及制造和使用所述膜的方法。
技术实现思路
在实施方式中，本公开提供了一种热稳定的、电隔离的阻挡膜。在实施方式中，本公开提供了一种预聚混合物，其例如包括用于制造所公开的热稳定的、电隔离的阻挡膜的反应物和单独或混合的引发剂。在实施方式中，本公开提供了一种制造热稳定的、电隔离的阻挡膜的方法，其例如通过将卤代酐封端的聚酰亚胺和氟化甲基丙烯酸酯单体合并以及聚合来进行，所述氟化甲基丙烯酸酯单体的例如大于或等于25％，例如30％至70％的可用C-H位点被氟原子取代(例如C-F)(例如，类似HT-EIBF-1的膜)。这些HT-EIBF-1膜相比于本文提到的疏水性更强的HT-EIBF-2膜具有更低的接触角。在实施方式中，本公开提供了一种制造热稳定的、电隔离的阻挡膜的方法，其例如通过将卤代酐封端的聚酰亚胺和高度氟化的甲基丙烯酸酯单体、以及包括环氧基基团的POSS单体合并以及聚合来进行，所述高度氟化的甲基丙烯酸酯单体的例如大于或等于25％，例如30％至100％的可用C-H位点被氟原子取代(例如C-F)(例如，类似HT-EIBF-2的膜)。这些HT-EIBF-2膜相比于本文提到的疏水性更低的HT-EIBF-1膜具有更高的氟原子含量和更高的接触角。在实施方式中，本公开提供了一种预聚物制剂、其聚合物，以及制造上述热稳定的、电隔离的阻挡膜的方法，通过例如将共价结合的纳米二氧化硅颗粒并入到任何一种公开的聚合物结构中，所述阻挡膜具有更大的机械硬度或耐磨性。附图说明在本公开的实施方式中：图1示出了式(I)、(II)、(III)和(IV)的示例性阻挡膜的示意图。图2示出了图1的式(IV)的热稳定膜的示例性源反应物或预聚的结构组分。图3示出了式(I)的热稳定膜——HT-EIBF聚酰亚胺膜1的示例性源反应物或预聚的结构组分，并且其没有式5和6的源反应物。图4示出了氟化酐封端的聚酰亚胺的多分散性表征结果。图5示出了相比于玻璃基材，在玻璃基材上的示例性聚酰亚胺膜1(HT-EIBF1)的光学透射率(％T)。图6示出了相比于玻璃基材，在该玻璃基材上的两种单独测试的示例性聚酰亚胺膜的％反射率。图7示出了着黑色的环氧基聚酰亚胺膜的经由TGA分析的热转化。图8示出了未着色(即，白色)的环氧基聚酰亚胺膜的经由TGA分析的热转化。图9示出了80％环氧基聚酰亚胺膜和缩水甘油基POSS交联剂的经由TGA分析的热转化。图10示出了80％环氧基聚酰亚胺膜和双酚S二缩水甘油醚(BADGE)交联剂的经由TGA分析的热转化。具体实施方式下面参考附图(若有)对本公开的各个实施方式进行详细描述。参考各个实施方式不限制本专利技术的范围，本专利技术的范围仅受所附权利要求书的范围限制。此外，在本说明书中列出的任何实例都不是限制性的，并且仅列出了要求保护的本专利技术的诸多可能的实施方式中的一些实施方式。定义“HT-EIBF-1”或类似术语(例如，“HT-EIBF”或“TS-EIBF”)是指具有类型1的高温或热稳定的、电隔离阻挡膜，其不利用任何式5的组分制备，或者不含有式5的组分。“HT-EIBF-2”或类似术语(例如，“HT-EIBF”或“TS-EIBF”)是指具有类型2的高温或热稳定的、电隔离阻挡膜，其利用式5的组分来制备。“包括”、“包含”或类似术语意为包括但不限于，即，内含而非排他。在描述本公开的实施方式中所使用的修饰例如组合物中成分的量、浓度、体积、工艺温度、工艺时间、产量、流率、压力、粘度等数值及其范围，或者部件尺寸等数值及其范围的“约”是指数量的变化，可发生在例如：用于制备材料、组合物、复合物、浓缩物、部件零件、制造制品或应用制剂的典型测定和处理步骤中；这些程序中的无意误差；用来实施所述方法的起始材料或成分的制造、来源、或纯度方面的差异中；以及类似的考虑因素中。术语“约”还包括由于组合物或制剂的老化而与特定的初始浓度或混合物不同的量，以及由于混合或加工组合物或制剂而与特定的初始浓度或混合物不同的量。“任选的”或“任选地”意为随后描述的事件或情形可发生，或可不发生，而且该描述包括事件或情形发生的情况和所述事件或情形不发生的情况。除非另有说明，否则，本文所用的不定冠词“一个”或“一种”及其相应的定冠词“该/所述”表示至少一个/种，或者一个/种或多个/种。可采用本领域普通技术人员熟知的缩写(例如，表示小时的“h”或“hrs”；表示克的“g”或“gm”；表示毫升的“mL”；表示室温的“rt”；表示纳米的“nm”以及类似缩写)。在组分、成分、添加剂、尺寸、条件、时间和类似方面公开的具体和优选的数值及其范围仅用于说明；它们不排除其他限定数值或限定范围内的其他数值。本公开的组合物和方法可包括本文所述的任何数值或者各数值、具体数值、更具体的数值和优选数值的任何组合，包括显义或隐义的中间数值和中间范围。电隔离的阻挡膜对于电子产业以及对于例如电润湿显示器(参见例如liquavista.com)，液体透镜(参见例如varioptic.com和optilux.com)中的特种材料，以及对于数字微流控器件(参见，例如raindancetech.com和liquid-logic.com)来说是重要的。从20世纪50年代起，聚酰亚胺已经用于耐高温的聚合物涂层。然而，尚未报道例如用于电隔离应用的具有高电压击穿和高接触角的聚合物涂覆膜。在上文提到的共同拥有和转让的申请USSN14546618(现为US20120037400)中，公开了耐高电压的热固性聚合物膜，其具有密的交联和高的氟含量。热固性物质与热塑性物质不同，其不同之处在于，它们在电极上形成均匀的连续聚合物基质，并且使得电子特别难以通过电极。热固性物质不具有离散的分子量范围，因为它们是连续的。相反，热塑性物质具有限定了它们功能性的相关分子量。向连续的热固性聚合物基质添加氟原子也是重要的，因为氟原子在元素周期表中是电负性最强的原子，并且其对电子影响是惰性的。例如，特氟本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种热固性阻挡膜，其包括：/n反应产物，所述反应产物包含：/n50至90重量％的具有酐封端的氟化聚酰亚胺低聚物；/n1至40重量％的交联剂，其包含多面体低聚倍半硅氧烷，其具有选自环氧基基团、二芳基基团、丙烯酸酯基团或其混合的至少一个侧基；/n0.1至20重量％的连接剂，其具有丙烯酸酯基团和环氧基基团中的至少一种；/n0.1至3重量％的环氧基硅烷附着力促进剂；和/n1至20重量％的引发剂，上述物质基于总共为100重量％的热固性阻挡膜计。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20171009 US 62/569,7851.一种热固性阻挡膜，其包括：
反应产物，所述反应产物包含：
50至90重量％的具有酐封端的氟化聚酰亚胺低聚物；
1至40重量％的交联剂，其包含多面体低聚倍半硅氧烷，其具有选自环氧基基团、二芳基基团、丙烯酸酯基团或其混合的至少一个侧基；
0.1至20重量％的连接剂，其具有丙烯酸酯基团和环氧基基团中的至少一种；
0.1至3重量％的环氧基硅烷附着力促进剂；和
1至20重量％的引发剂，上述物质基于总共为100重量％的热固性阻挡膜计。


2.如权利要求1所述的阻挡膜，其中，所述阻挡膜是电隔离的，并且电压击穿值为600至1100伏特/微米。


3.如权利要求1或2所述的阻挡膜，其中，所述膜在高达至少250℃下是热稳定的。


4.如权利要求1-3中任一项所述的阻挡膜，其中，所述膜的铅笔硬度为4H至8H。


5.如权利要求1-4中任一项所述的阻挡膜，其还包括额外添加的至少一种氟助剂化合物，其选自氟化氨基甲酸酯-丙烯酸酯、氟化环氧物或其混合物，其总量为0.1至30重量％。


6.如权利要求1-5中任一项所述的阻挡膜，其还包括额外添加的表面改性的纳米二氧化硅，其总量为0.1至30重量％。


7.如权利要求1-6中任一项所述的阻挡膜，其还包括额外添加的表面改性的纳米二氧化硅化合物，其总量为0.1至30重量％。


8.如权利要求1-7中任一项所述的阻挡膜，其中，所述膜的铅笔硬度为5H至8H。


9.如权利要求1-8中任一项所述的阻挡膜，其还包括额外添加的选自环氧物、丙烯酸酯或其混合物的着色剂，其量为0.1至5重量％。


10.一种具有式(I)、(II)、(III)、(IV)或其混合物中的至少一种的阻挡膜：



其中
1.代表式1；
2.代表式2，其在至少一个点中化学结合到式1；
3.代表式3，其在至少一个点中化学结合到式1；
4.代表式4，其在至少一个点中化学结合到式1，并且在至少一个点中化学结合到基材S；
5.代表式5，其在至少一个点中化学结合到式3；
6.代表式6的纳米二氧化硅颗粒结构，其在至少一个点中化学结合到式5；并且
m、n、o、p、q和r如果存在，则它们各自是1至100的整数。


11.一种用于制造热固性阻挡膜的双部分制剂，其包括：
第一部...

【专利技术属性】
技术研发人员：A·W·马丁，S·M·奥马利，
申请(专利权)人：康宁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US