一种脱膜涂层组合物及其用于制备聚酰亚胺薄膜的方法技术

本发明专利技术公开了用于聚酰亚胺薄膜脱膜的涂层组合物、涂层喷涂液、含脱膜涂层的基材和制备聚酰亚胺薄膜的方法。本发明专利技术的涂层组合物的原料包括硅酸酯、有机溶剂、水和碱性催化剂，其中，硅酸酯占涂层组合物总重的1

【技术实现步骤摘要】
一种脱膜涂层组合物及其用于制备聚酰亚胺薄膜的方法


[0001]本专利技术属于聚酰亚胺薄膜制备领域，具体涉及一种脱膜涂层组合物及其用于制备聚酰亚胺薄膜的方法。

技术介绍

[0002]聚酰亚胺(PI)作为一种特种高分子材料，由于其优异的耐热性和绝缘性能，在航空航天、电子电气、光电显示等领域具有广泛的应用。薄膜是聚酰亚胺应用最广泛的产品，主要应用包括柔性线路板的基材、柔性显示的基板、绝缘材料等等。
[0003]通常制备PI薄膜的方法为溶液流涎法，将聚酰亚胺的前体聚酰胺酸(PAA)溶液涂覆在基材(如玻璃或不锈钢)表面，通过加热挥发溶剂，同时完成聚酰胺酸向聚酰亚胺的转变，最终形成聚酰亚胺薄膜。对于不同的加工工艺和应用场景，聚酰亚胺薄膜需要在不同的工艺阶段从涂覆的基材上剥离下来。例如用作柔性线路板绝缘基膜的聚酰亚胺薄膜需要在部分干燥后从钢带上剥离后进入高温亚胺化炉进行继续加工；对于作为柔性显示器基板的聚酰亚胺薄膜，在完成显示组件的制备和封装后，通常利用激光剥离的方法从玻璃基板上剥离下来。但由于聚酰亚胺本身为极性分子，与金属和玻璃基材都有较强的结合力，如何能够在工艺过程中快速将薄膜剥离，同时保持薄膜的完好是很多应用场景都需着重解决的问题。
[0004]促进PI薄膜与基材分离的方法可分为两大类：外脱法和内脱法。外脱法是指通过对基材表面进行特殊处理，例如涂覆特种材料形成一层涂层。聚酰亚胺薄膜与这种涂层的结合力要远低于与基材的结合力，或者在某些特定条件下该涂层可以被分解掉，从而促进PI薄膜与原基材的分离。内脱法是指在PI或PAA溶液中加入能起到脱膜作用的添加剂，通常为各种可降低材料表面能的有机或无机小分子材料，成膜后这些助剂降低了薄膜与基材的结合力从而促进薄膜的剥离。
[0005]采用加入内脱膜剂辅助脱膜是常用且有效的方法。通常这种内脱膜剂用量约为聚酰亚胺或聚酰胺酸重量的0.1～1％，取决于聚酰亚胺的分子结构与不同脱膜剂的效果。但加入过多的内脱膜剂如磷酸酯或磷酸盐类可能带来的负面影响包括：由于与聚酰亚胺分子的相容性问题，可能会影响薄膜的均一性或透明性；在薄膜的使用过程中，残留的小分子添加剂也可能对薄膜性能产生不利的影响，或在高温、真空等环境中发生排气等现象。
[0006]使用植物油、硅油等物质涂覆基材作为外脱膜剂使用时，可能由于涂覆量过多或不均匀造成薄膜制备过程中与基材的润湿不足产生缩孔或厚度不均的情况。另外随着薄膜制备的进行，植物油、有机硅材料会被生产的薄膜不停带走，脱膜持久性较差，从而造成脱膜效果的快速下降。而留在薄膜表面的脱膜剂也有可能对下游的使用造成一系列不良的影响，特别是可能影响在薄膜表面涂胶、印刷等进一步操作的效果。
[0007]由于PI的分子结构变化众多，不同的应用场景下对剥离方法有不同的要求，对于薄膜剥离的难易程度要求也不尽相同。采用钢带流涎法制备聚酰亚胺薄膜的过程包括将聚酰胺酸浆料涂覆于钢带之上进行加热干燥，得到部分干燥和亚胺化的聚酰亚胺胶膜后，将
胶膜从钢带上剥离下来再进入高温亚胺化炉进一步处理。由于单体及溶剂组分的变化，以及在钢带上干燥工艺的差异，不同聚酰胺酸浆料在形成胶膜后从钢带上剥离的难易程度不同。在实际生产中，制膜过程是连续进行的，要求在较短的时间内将胶膜从钢带上完好剥离下来并引入亚胺化炉，否则将造成生产的停顿以及浆料在钢带上的堆积。同时钢带流涎设备由于空间等方面的限制无法采用激光剥离或药液浸渍等方法进行脱膜，因此需要聚酰亚胺胶膜必须具备较好的自脱膜性。基于以上的工艺特点，具有普适性、剥离性能良好的脱膜方法对于改善薄膜质量和提高生产效率都十分必要。
[0008]因此，本领域需要一种在基材，尤其是金属基材，特别是不锈钢基材上制备具有良好自脱膜性能的聚酰亚胺薄膜的方法。

技术实现思路

[0009]针对上述问题，本专利技术提供一种用于聚酰亚胺薄膜脱膜的涂层组合物，该涂层组合物涂施到基材上、例如稀释后喷涂于基材上形成二氧化硅涂层，可大大降低聚酰亚胺胶膜与基材、特别是不锈钢基材的结合力，从而利于胶膜从基材表面剥离。
[0010]具体而言，本专利技术提供一种涂层组合物，所述涂层组合物的原料包括正硅酸酯、有机溶剂、水和碱性催化剂，其中，硅酸酯占涂层组合物总重的1
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20wt％、优选2
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15wt％，溶剂占涂层组合物总重的70
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99wt％、优选80
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95wt％，水占涂层组合物总重的0.001
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5wt％、优选0.01
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2wt％，碱性催化剂占涂层组合物总重的0.01
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5wt％、优选0.1
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3wt％。
[0011]在一个或多个实施方案中，所述硅酸酯为正硅酸四烷基酯，所述烷基优选选自C1
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C4烷基。
[0012]在一个或多个实施方案中，所述溶剂选自甲苯、二甲苯、苯、乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇、甲乙酮、丙酮、甲基异丁酮、二氧六环、醋酸乙酯、醋酸丁酯和丙二醇甲醚醋酸酯中的一种或多种。
[0013]在一个或多个实施方案中，所述碱性催化剂为有机碱，例如选自伯胺、仲胺、叔胺和季铵碱中的一种或多种，优选选自三甲胺、三乙胺、三丁胺、吡啶、喹啉和四甲基氢氧化铵中的一种或多种。
[0014]在一个或多个实施方案中，所述涂层组合物为含纳米二氧化硅的溶胶，所述纳米二氧化硅的粒径在1～300nm之间、优选在5～100nm之间。
[0015]本专利技术还提供一种涂层喷涂液，所述涂层喷涂液包括本文任一实施方案所述的涂层组合物和稀释溶剂，其中，所述稀释溶剂占所述涂层喷涂液总重的80～99wt％、优选80
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95wt％。
[0016]在一个或多个实施方案中，所述稀释溶剂选自甲苯、二甲苯、苯、乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇、甲乙酮、丙酮、甲基异丁酮、二氧六环、醋酸乙酯、醋酸丁酯和丙二醇甲醚醋酸酯中的一种或多种。
[0017]本专利技术还提供一种含有脱膜涂层的基材，其特征在于，所述脱膜涂层通过将本文任一实施方案所述的涂层喷涂液喷涂于基材上或将本文任一实施方案所述的涂层组合物涂覆至基材上经过干燥而形成。
[0018]在一个或多个实施方案中，所述基材为金属基材，优选为不锈钢基材。
[0019]在一个或多个实施方案中，所述干燥温度不超过150℃。
[0020]本专利技术还提供一种制备聚酰亚胺薄膜的方法，其特征在于，所述方法包括将含聚酰胺酸的浆料涂布在本文任一实施方案所述的基材的脱膜涂层上的步骤。
[0021]在一个或多个实施方案中，所述含聚酰胺酸的浆料含有亚胺化催化剂。
[0022]在一个或多个实施方案中，所述含聚酰胺酸的浆料含有脱膜剂，所述脱膜剂的含量为所述含聚酰胺酸的浆料中聚酰胺酸质量的0.0001～1wt％；优选地，所述脱模剂选自含磷的有机物和无机物，例如选自磷酸酯、亚磷酸酯和磷酸盐中的一种或多种。
[0023]在一个或多个实施方案中，所述方法还包括对本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种涂层组合物，其特征在于，所述涂层组合物的原料包括正硅酸酯、有机溶剂、水和碱性催化剂，其中，硅酸酯占涂层组合物总重的1
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20wt％、优选2
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15wt％，溶剂占涂层组合物总重的70
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99wt％、优选80
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95wt％，水占涂层组合物总重的0.001
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5wt％、优选0.01
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2wt％，碱性催化剂占涂层组合物总重的0.01
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5wt％、优选0.1
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3wt％。2.如权利要求1所述的涂层组合物，其特征在于，所述硅酸酯为正硅酸四烷基酯，所述烷基优选选自C1
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C4烷基。3.如权利要求1所述的涂层组合物，其特征在于，所述溶剂选自甲苯、二甲苯、苯、乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇、甲乙酮、丙酮、甲基异丁酮、二氧六环、醋酸乙酯、醋酸丁酯和丙二醇甲醚醋酸酯中的一种或多种。4.如权利要求1所述的涂层组合物，其特征在于，所述碱性催化剂为有机碱，例如选自伯胺、仲胺、叔胺和季铵碱中的一种或多种，优选选自三甲胺、三乙胺、三丁胺、吡啶、喹啉和四甲基氢氧化铵中的一种或多种。5.如权利要求1所述的涂层组合物，其特征在于，所述涂层组合物为含纳米二氧化硅的溶胶，所述纳米二氧化硅的粒径在1～300nm之间、优选在5～100nm之间。6.一种涂层喷涂液，其特征在于，所述涂层喷涂液包括权利要求1
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【专利技术属性】
技术研发人员：韩英，郑甘霖，吴小杰，曾乐，
申请(专利权)人：上海中化科技有限公司，
类型：发明
国别省市：