一种聚酰亚胺基耐高温电磁屏蔽薄膜及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种聚酰亚胺基耐高温电磁屏蔽薄膜及其制备方法，属于聚酰亚胺材料技术领域。所述的制备方法包括：向聚酰胺酸树脂溶液中加入金属氧化物分散液，混合均匀，所得混合树脂溶液采用热亚胺化法制备而得；其中：金属氧化物分散液是以钛酸丁酯为改性剂，在极性非质子溶剂中在水和冰乙酸存在的条件下对金属氧化物进行改性而得；所述金属氧化物为选自ATO、ITO、FTO、IZO和IGZO中的一种或两种以上的组合。本发明专利技术所述方法制备得到的薄膜在具有良好电磁屏蔽效能的同时还具有良好的透光率和更高的耐热性，满足光通信的使用要求。满足光通信的使用要求。

【技术实现步骤摘要】
一种聚酰亚胺基耐高温电磁屏蔽薄膜及其制备方法


[0001]本专利技术涉及聚酰亚胺材料，具体涉及一种聚酰亚胺基耐高温电磁屏蔽薄膜及其制备方法。

技术介绍

[0002]随着现代信息技术的快速进步，电子、电气设备向密集化、微型化、高频、高速化的趋势发展，高功率和高速运转的电子设备会辐射出大量的电磁波，不仅影响电子产品的性能，也会对生物体造成一定的伤害，所以电子产品设计中会采取电磁屏蔽材料进行抗干扰和防泄漏。如光电器件和模块是一个光和电相互作用、相互交换能量的整体，封装后的模块包括许多电子学、光学元部件，元部件之间相互影响，存在着电磁兼容、震动、热状态等许多可靠性问题，在光通信设备中，要求其使用的电磁屏蔽材料的光透过率在50％以上，电磁屏蔽效能在45dB以上。
[0003]目前应用较广泛的电磁屏蔽材料的基体大部分为聚氨酯、聚丙烯、环氧树脂等，但这些材料耐高温性能较差，在250℃左右会发生碳化而失去屏蔽效能。聚酰亚胺作为一种特种工程塑料，具有优异的热学、力学性能，将电磁屏蔽材料与聚酰亚胺进行复合改性制备新型的质轻、耐高温、阻燃、高电磁屏蔽的聚酰亚胺复合材料具有重要意义。
[0004]目前聚酰亚胺的电磁屏蔽复合材料已经有相应的研究报道。如公布号为CN105037759A的专利技术专利，通过原位聚合法将纳米填料和用于改善分散性的偶联剂添加到聚酰胺酸树脂合成的过程中，热法亚胺化制得聚酰亚胺复合薄膜。其中的纳米填料为四针状氧化锌(添加量在4～80％)，或者是其他纳米填料与四针状氧化锌共混物，所述的其他纳米填料为颗粒状氧化锌、针状氧化锌、氧化铁、四氧化三铁、氧化银、氧化镍或氧化铜中的至少一种。由该专利技术具体实施例可知，想要获得较高的电磁屏蔽效能，纳米填料的添加量必须占相当大的比重(如实施1和3)，当纳米填料的添加量接近其下限时，所得复合材料的电磁屏蔽效能显然不理想(如实施例2)。另一方面，申请人发现该专利技术采用的纳米填料要么颜色较深(如氧化铁、四氧化三铁、氧化银、氧化镍等)，要么具有遮光效果(如氧化锌等)，导致所得复合材料的透光性不理想，难以在光通信设备中使用。因此，开发透光性及耐热性好，且电磁屏蔽效能好的复合材料有利于光通信的进一步发展。

技术实现思路

[0005]本专利技术要解决的技术问题是提供一种具有良好电磁屏蔽效能的同时还具有良好的透光率和更高的耐热性透光性的聚酰亚胺基耐高温电磁屏蔽薄膜及其制备方法。
[0006]为解决上述技术问题，本专利技术采用以下技术方案：
[0007]一种聚酰亚胺基耐高温电磁屏蔽薄膜的制备方法，包括：向聚酰胺酸树脂溶液中加入金属氧化物分散液，混合均匀，所得混合树脂溶液采用热亚胺化法制备得到聚酰亚胺基耐高温电磁屏蔽薄膜；其中：
[0008]所述的金属氧化物分散液按以下方法制备：取金属氧化物、钛酸丁酯、水和冰乙酸
置于极性非质子溶剂中，加入或不加入分散剂，分散均匀，即得；
[0009]所述金属氧化物分散液的加入量为控制金属氧化物的加入量为混合树脂溶液固体分重量(也称固含量或固体含量)的21～45wt％；
[0010]在金属氧化物分散液的制备方法中，所述金属氧化物为选自氧化锡锑(ATO)、氧化铟锡(ITO)、掺氟氧化锡(FTO)、氧化铟锌(IZO)和氧化铟镓锌(IGZO)中的一种或两种以上的组合；所述钛酸丁酯的用量为金属氧化物用量的2～5wt％；所述水的用量为钛酸丁酯物质的量的1～3倍；所述冰乙酸的用量为水物质的量的0.05～0.1倍。
[0011]本专利技术利用钛酸丁酯易水解的特点，通过控制水的加入量控制其水解程度，以得到部分水解状态的钛酸丁酯；之后在酸性条件下金属氧化物表面活性氧原子会与水解后带丁酯官能团的钛酸酯配位键合，从而使金属氧化物表面具有亲水特征，有利于电荷导出，提高所得膜的导电特性，从而提高电磁屏蔽效能，同时部分水解的钛酸丁酯在高温亚胺化阶段转变为亲水透明的氧化钛附着在金属氧化物表面，形成透明涂层，提升所得薄膜的透光性。具体的，钛酸丁酯的水解反应如下式所示：
[0012][0013]金属氧化物在酸性条件下与水解后带丁酯官能团的应如下式所示：
[0014][0015]其中Ti可以是以下1～3所示结构中的任意一种：
[0016][0017]上述技术方案的金属氧化物分散液的制备方法中，所述金属氧化物的粒径优选为纳米级，进一步优选其平均粒径为5～200nm。
[0018]申请人在试验中发现，当导电金属氧化物的加入量占混合树脂溶液固体分重量的比例少于21％时，所得薄膜电阻仍较大，金属氧化物较少，未能在薄膜内形成链式导电结构，所得膜的电磁屏蔽效能较低；当导电金属氧化物的加入量占混合树脂溶液固体分重量的比例大于45％时，存在因金属填料量过多导致所得薄膜透光率过低，力学性能差等不足，
而且制备困难。优选金属氧化物分散液的加入量为控制金属氧化物的加入量为混合树脂溶液固体分重量的32～40wt％。
[0019]上述技术方案的金属氧化物分散液的制备方法中，涉及的分散均匀是采用现有常规的分散方式及设备进行分散或混合，如采用均质机、研磨机、砂磨机、乳化机或超声分散机等分散设备将金属氧化物、钛酯丁酯和水等均匀分散于极性非质子溶剂中。所述金属氧化物分散液的浓度可根据需要确定，通常为5～30wt％。本申请中，对于金属氧化物分散液而言，当分散液中颗粒的平均粒径(D50)≤0.3μm才认为实现了均匀分散。分散液中填料的最大二次粒径≤0.4μm，经改性的金属氧化物的粒径小于可见光波长400～760nm范围，光线照射时不发生折射或散射，使所得薄膜保持了较低的雾度，从而获得较高的透明度。
[0020]分散剂的加入能够获得更为均匀的分散液，所述分散剂的选择及其加入量均为现有技术中的常规选择，具体的，分散剂优选为阴离子表面活性剂，进一步优选为选自十二烷基磺酸钠、十二烷苯基磺酸钠、烷基醇聚氧乙烯醚磷酸酯盐和酚醚磷酸酯盐中的一种或两种以上的组合；分散剂的加入量则优选为金属氧化物用量的0.5～2wt％。
[0021]本申请中，所述的聚酰胺酸树脂溶液，也称为聚酰胺酸溶液、聚酰胺酸树脂、聚酰胺酸或聚酰亚胺前驱体，采用现有常规的无规共聚法或嵌段聚合法等方法进行制备，在制备过程中涉及的二胺单体和二酐单体的选择、二胺单体总量和二酐单体总量的摩尔比、极性非质子溶剂的选择与用量、聚合反应的温度及时间等均与现有技术相同。具体的，二胺单体优选为选自4,4
’‑
二氨基二苯醚(4,4
‑
ODA)、4,4
’‑
二氨基二苯醚(3,4
‑
ODA)、对苯二胺(PDA)、4,4
’‑
二氨基
‑
2,2
’‑
双三氟甲基联苯(TFMB/TFDB)、2,2
‑
双[4
‑
(4
‑
氨基苯氧基)苯基]丙烷(BAPP)和2,2
‑
双(4
‑
氨基苯基)六氟丙烷(HFBAPP)、全间位三苯二醚本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种聚酰亚胺基耐高温电磁屏蔽薄膜的制备方法，其特征是，向聚酰胺酸树脂溶液中加入金属氧化物分散液，混合均匀，所得混合树脂溶液采用热亚胺化法制备得到聚酰亚胺基耐高温电磁屏蔽薄膜；其中：所述的金属氧化物分散液按以下方法制备：取金属氧化物、钛酸丁酯、水和冰乙酸置于极性非质子溶剂中，加入或不加入分散剂，分散均匀，即得；所述金属氧化物分散液的加入量为控制金属氧化物的加入量为混合树脂溶液固体分重量的21～45wt％；在金属氧化物分散液的制备方法中，所述金属氧化物为选自氧化锡锑、氧化铟锡、掺氟氧化锡、氧化铟锌和氧化铟镓锌中的一种或两种以上的组合；所述钛酸丁酯的用量为金属氧化物用量的2～5wt％；所述水的用量为钛酸丁酯物质的量的1～3倍；所述冰乙酸的用量为水物质的量的0.05～0.1倍。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征是，...

【专利技术属性】
技术研发人员：马纪翔，姬亚宁，青双桂，刘姣，蒋耿杰，
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：