一种低介电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低介电聚酰亚胺薄膜的制备方法，包括：将PEG/聚酰胺酸混合溶液流延成膜，得到自支撑膜，然后将所述自支撑膜经过热亚胺化和双向拉伸，即得。本发明专利技术制得的聚酰亚胺薄膜具有高强度、高耐折、高耐温性能，可以长期使用不被损坏，有利于保持信号的传输稳定性，节约成本。节约成本。节约成本。

【技术实现步骤摘要】
一种低介电聚酰亚胺薄膜及其制备方法


[0001]本专利技术涉及聚酰亚胺薄膜
，尤其涉及一种低介电聚酰亚胺薄膜及其制备方法。

技术介绍

[0002]聚酰亚胺(PI)作为特种工程塑料，以其优异的耐热性能、机械性能、电气性能以及化学稳定性已广泛应用于航空航天、微电子技术等领域，需求也越来越大；除此之外，聚酰亚胺材料也在其他领域展露出良好的应用前景。
[0003]随着5G时代的到来，人们为了降低信号传输的损耗，加快信号传输速率，对材料的需求越来越高，聚酰亚胺材料由于其优异的综合性能被作为重要的层介质材料，为了满足5G高频高速的需求，围绕降低PI的介电常数以及介电损耗尤为重要。目前普通的PI薄膜(如Kapton)的介电常数在3.1
‑
3.6之间，已经不能满足需求，因此急需研究出介电常数低的聚酰亚胺材料。由于空气的介电常数很低，所以人们在聚酰亚胺薄膜上引入孔洞，但是现有的多孔聚酰亚胺薄膜多采用聚酰亚胺气凝胶材料，使得薄膜的力学性能非常差，应用受到限制。

技术实现思路

[0004]基于
技术介绍
存在的技术问题，本专利技术提出了一种低介电聚酰亚胺薄膜及其制备方法。
[0005]本专利技术提出的一种低介电聚酰亚胺薄膜的制备方法，包括：将PEG/聚酰胺酸混合溶液流延成膜，得到自支撑膜，然后将所述自支撑膜经过热亚胺化和双向拉伸，即得，其中，PEG为聚乙二醇或其衍生物。
[0006]优选地，所述PEG/聚酰胺酸混合溶液包含PEG、聚酰胺酸树脂和溶剂，其中PEG的质量占聚酰胺酸树脂质量的1
‑
100％。
[0007]优选地，所述PEG/聚酰胺酸混合溶液的粘度为80
‑
120Pa
·
s。
[0008]优选地，所述PEG的分子量为300
‑
5000Da。优选地，所述PEG为聚乙二醇、双羟基聚乙二醇、多臂聚乙二醇、聚乙二醇单甲醚、聚乙二醇二甲醚中的至少一种。本专利技术利用聚乙二醇或其衍生物在低温稳定以及高温下裂解的性质，使其在热亚胺化处理的过程中发生热裂解，从而制备含纳米级孔洞的聚酰亚胺薄膜，降低介电常数。
[0009]优选地，所述聚酰胺酸树脂是由二胺和二酐经过缩聚反应得到。
[0010]优选地，所述二胺和二酐的摩尔比为1：(0.97
‑
1.02)。
[0011]优选地，所述二胺为间苯二胺(mPDA)、2,2'
‑
二(三氟甲基)二氨基联苯(TFDB)、2,2'
‑
双[4
‑
(4
‑
氨基苯氧基苯基)]丙烷(BAPP)、2,2
‑
双[4
‑
(4
‑
氨基苯氧基)苯基]六氟丙烷(BDAF)、4,4
‑
二氨基二苯醚(4,4
‑
ODA)、3,4
‑
二氨基二苯醚(3,4
‑
ODA)中的至少一种，所述二酐为均苯四甲酸二酐(PMDA)、3,3
’
，4,4
’‑
联苯四甲酸二酐(BPDA)、六氟二酐(6FDA)、4,4'
‑
(4,4'
‑
异亚丙基二苯氧基)双(邻苯二甲酸酐)(BPADA)中的至少一种。
[0012]优选地，所述溶剂为强极性非质子型有机溶剂，优选为N,N
‑
二甲基甲酰胺、N,N
‑
二甲基乙酰胺、N
‑
甲基吡咯烷酮中的至少一种。
[0013]优选地，所述PEG/聚酰胺酸混合溶液的制备方法包括：
[0014](1)将二胺和二酐在溶剂中进行缩聚反应，得到粘度为50
‑
200Pa
·
s、固含量为10％
‑
20％的聚酰胺酸树脂溶液；将PEG溶解在溶剂中，得到PEG溶液；
[0015](2)将所述PEG溶液加入所述聚酰胺酸树脂溶液中，混合均匀，得到PEG/聚酰胺酸混合溶液。
[0016]优选地，步骤(1)中，二胺和二酐在溶剂中进行缩聚反应的具体步骤可以是：先将二胺溶解于溶剂中，得到二胺溶液，然后将二胺溶液加入反应釜，分步加入二酐进行反应，得到聚酰胺酸树脂溶液；优选地，反应的温度为20
‑
30℃，时间为6
‑
10h。
[0017]优选地，所述聚酰胺酸树脂溶液和PEG溶液中的溶剂相同。
[0018]优选地，所述PEG/聚酰胺酸混合溶液在流延成膜之前，进行真空消泡处理。
[0019]优选地，所述流延成膜的温度为150
‑
200℃，流延速度为3
‑
6m/min。
[0020]优选地，将所述自支撑膜经过热亚胺化和双向拉伸的具体步骤为：将自支撑膜置于亚胺化炉中进行热亚胺化处理，并且依次进行纵向拉伸、横向拉伸，其中热亚胺化处理的过程为：从90
‑
110℃升温至420
‑
460℃，升温时间为5
‑
10min；优选地，所述纵向拉伸的比例为1:(1.05
‑
1.15)，横向拉伸的比例为1:(1.1
‑
1.3)。
[0021]其中，纵向拉伸、横向拉伸是在热亚胺化的升温过程中进行。
[0022]一种低介电聚酰亚胺薄膜，由所述的制备方法制得。
[0023]本专利技术的有益效果如下：
[0024]具有各种拓扑结构的聚乙二醇和聚乙二醇的衍生物是一类非离子型聚合物，具有较高的溶解性、良好的生物相容性，在一般条件下，聚乙二醇及其衍生物是很稳定的，但其在120℃或更高的温度下能与空气中的氧发生作用，当温度升至300℃会发生热裂解。本专利技术将聚乙二醇或其衍生物分散在聚酰胺酸树脂中，在热亚胺化过程中，聚乙二醇或其衍生物发生热裂解，在形成的聚酰亚胺薄膜中产生非常均匀的纳米级孔洞，一方面能够降低聚酰亚胺薄膜的介电常数，另一方面可以保持薄膜优异的机械性能以及良好的耐热性，形成的聚酰亚胺薄膜具有高强度、高耐折、高耐温性能，可以长期使用不被损坏，有利于保持信号的传输稳定性，节约成本。
附图说明
[0025]图1是实施例1热亚胺化处理过程中的薄膜的表面形态图。
[0026]图2是实施例1热亚胺化处理结束后的薄膜的表面形态图。
[0027]图3实施例1热亚胺化处理结束后的薄膜的高分辨显微镜下的表面形态图。
具体实施方式
[0028]下面，通过具体实施例对本专利技术的技术方案进行详细说明。
[0029]实施例1
[0030]制备聚乙二醇二甲醚/聚酰胺酸混合溶液：
[0031](1)将3,4
‑
二氨基二苯醚和2,2'
‑
双[4
‑
(4
‑
氨基苯氧基苯基)]丙烷溶解于N,N
‑
二
甲基乙酰胺中，得本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种低介电聚酰亚胺薄膜的制备方法，其特征在于，包括：将PEG/聚酰胺酸混合溶液流延成膜，得到自支撑膜，然后将所述自支撑膜经过热亚胺化和双向拉伸，即得，其中，PEG为聚乙二醇或其衍生物。2.根据权利要求1所述的低介电聚酰亚胺薄膜的制备方法，其特征在于，所述PEG/聚酰胺酸混合溶液包含PEG、聚酰胺酸树脂和溶剂，其中PEG的质量占聚酰胺酸树脂质量的1
‑
100％；优选地，所述PEG/聚酰胺酸混合溶液的粘度为80
‑
120Pa
·
s。3.根据权利要求1或2所述的低介电聚酰亚胺薄膜的制备方法，其特征在于，所述PEG的分子量为300
‑
5000Da；优选地，所述PEG为聚乙二醇、双羟基聚乙二醇、多臂聚乙二醇、聚乙二醇单甲醚、聚乙二醇二甲醚中的至少一种。4.根据权利要求1
‑
3任一项所述的低介电聚酰亚胺薄膜的制备方法，其特征在于，所述聚酰胺酸树脂是由二胺和二酐经过缩聚反应得到；优选地，所述二胺和二酐的摩尔比为1：(0.97
‑
1.02)；优选地，所述二胺为间苯二胺、2,2'
‑
二(三氟甲基)二氨基联苯、2,2'
‑
双[4
‑
(4
‑
氨基苯氧基苯基)]丙烷、2,2
‑
双[4
‑
(4
‑
氨基苯氧基)苯基]六氟丙烷,4,4
‑
二氨基二苯醚,3,4
‑
二氨基二苯醚中的至少一种，所述二酐为均苯四甲酸二酐、3,3
’
，4,4
’‑
联苯四甲酸二酐、六氟二酐、4,4'
‑
(4,4'
‑
异亚丙基二苯氧基)双(邻苯二甲酸酐)中的至少一种。5.根据权利要求2
‑
4任一项所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙善卫，史声宇，陈铸红，史恩台，
申请(专利权)人：安徽国风塑业股份有限公司，
类型：发明
国别省市：