一种聚酰亚胺薄膜及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种聚酰亚胺薄膜及其制备方法，主要由混合二胺单体制备得到，所述混合二胺单体包括芳基二胺单体和3，3

【技术实现步骤摘要】
一种聚酰亚胺薄膜及其制备方法


[0001]本专利技术涉及电子材料
，尤其涉及一种聚酰亚胺薄膜及其制备方法。

技术介绍

[0002]聚酰亚胺是重复单元中含有酰亚胺基团的芳杂环高分子化合物，是综合性能最佳的有机高分子材料之一，具有良好的力学性能、耐高温性能、尺寸稳定性、耐溶剂性、优异的电学性能等。
[0003]5G通信作为新一代移动通信系统，拥有更高传输速度、更低延时、更高链接密度以及更快的响应能力，实现了比4G移动通信系统更高的性能。与传统移动通信模式相比，5G信号传送的高频化、高速化发展，使得信号传输的速率、损耗以及完整性变得更加突出。由于5G高频通讯用毫米波会诱发高分子电介质材料产生更大的损耗,因此信号传输的完整性和准确性要求传输线介质材料具有较低的介电常数和较低的介电损耗的特性。
[0004]而现有技术的聚酰亚胺薄膜存在介电常数，介电损耗较高的缺陷，限制了电子器件在5G通讯设备中的发展应用。而由本专利技术采用新型高纯二胺单体，不采用无机碱，无金属离子残留，制备出一系列高拉伸强度，低介电损耗的聚酰亚胺薄膜。能够满足5G通讯高纯电子化学品的需求。
[0005]有鉴于此，特提出本专利技术。

技术实现思路

[0006]本专利技术的第一目的是提供一种聚酰亚胺薄膜，该聚酰亚胺薄膜由混合芳基二胺单体制备而成，具有高拉伸强度、低介电常数以及低介电损耗，满足现有的5G通信的需求。
[0007]本专利技术的第二目的是提供上述聚酰亚胺薄膜的制备方法，该方法步骤简单，可快速高效的制备出符合5G通信需求的聚酰亚胺薄膜。
[0008]为了实现上述目的，本专利技术特采用以下技术手段：
[0009]本专利技术提供了一种聚酰亚胺薄膜，其主要混合二胺单体制备得到；
[0010]所述混合二胺单体包括芳基二胺单体和3，3
’‑
对氨基二苯醚，所述芳基二胺单体和所述3，3
’‑
对氨基二苯醚的摩尔比为(3
‑
5)：(2
‑
4)，所述芳基二胺单体的化学结构式为以下结构式的一种或几种的组合：
[0011][0012]优选地，所述芳基二胺单体为摩尔比为(0.1
‑
3)：(0.1
‑
2)：(0.1
‑
2)的2)的混合而成。
[0013]优选地，所述混合二胺单体包括摩尔比为(3.5
‑
4.5)：(2.5
‑
3.5)的芳基二胺单体和3，3
’‑
对氨基二苯醚；
[0014]所述芳基二胺单体为摩尔比为(1
‑
2.5)：(0.5
‑
1.5)：(0.5
‑
1.5)的1.5)的混合而成。
[0015]优选地，所述混合二胺单体包括摩尔比为4：3的芳基二胺单体和3，3
’‑
对氨基二苯醚；
[0016]所述芳基二胺单体为摩尔比为2：1：1的
混合而成。
[0017]当然，制备聚酰亚胺薄膜，还需要使用混合二酐单体，所述混合二酐单体包括摩尔比为(1
‑
4)：(1
‑
4)的4，4
’‑
(六氟异丙烯)二酞酸酐，3，3
’
，4，4
’‑
联苯四羧酸二酐。
[0018]优选地，所述混合二酐单体包括包括摩尔比为3：3的4，4
’‑
(六氟异丙烯)二酞酸酐，3，3
’
，4，4
’‑
联苯四羧酸二酐。
[0019]本专利技术通过对分子结构进行设计，制备了一种具有很好的溶解性，柔韧性、可加工性、较高的拉伸强度性及较低的介电损耗性的聚酰亚胺薄膜，所述聚酰亚胺薄膜由芳香族四羧酸二酐和含有吸电子结构二胺进行聚合而形成的。
[0020]一方面，本专利技术选用具有吸电子结构的二胺单体与四羧酸二酐单体进行聚合，使得聚酰亚胺及聚酰亚胺薄膜同时具有高拉伸强度、低介电常数以及低介电损耗，另一方面，在聚酰亚胺分子中形成空间非堆成结构单元并且引入较大吸电子基团，破坏了聚合物主链的部分刚性，大大降低了薄膜的介电常数。
[0021]而本专利技术之所以这样设计，是因为通过大量的实践发现，当二胺单体中间苯环有吸电子基团，在一些化学反应发生的过程中，吸电子基团会与其它原子产生较强的相互作用，会发生交联反应，交联固化后的薄膜显示更高的热稳定性，具有较高的热分解温度，进而使得该产物可以广泛应用于合成较高的拉伸强度性及较低的介电损耗性的聚酰亚胺薄膜。
[0022]本专利技术还提供了上述聚酰亚胺薄膜的制备方法，其包括如下步骤：
[0023]将所述混合二胺单体进行纯化后溶于N，N
‑
二甲基乙酰胺，加入混合二酐单体降温搅拌后得到粘稠聚酰亚胺酸溶液；
[0024]采用化学亚胺法将溶液亚胺化后脱泡程序升温固化。
[0025]优选地，将所述混合二胺单体进行纯化包括如下步骤：
[0026]将芳基二胺单体和3，3
’‑
对氨基二苯醚在真空条件下加热后冷却后得到白色晶体。
[0027]优选地，所述加热的温度为100
‑
150℃，所述加热的时间为3
‑
6h。
[0028]优选地，所述加热的温度为130℃，所述加热的时间为5h。
[0029]优选地，所述加入二酐混合单体降温搅拌时，降温至
‑
20
‑
0℃，搅拌的时间为3
‑
6h；
[0030]优选地，所述降温至
‑
10℃，搅拌的时间为4h。
[0031]优选地，采用的化学亚胺法包括如下步骤：
[0032]加入碱催化剂和脱水剂，升温搅拌至亚胺化；
[0033]优选地，所述升温至50
‑
90℃，所述搅拌的时间为0.5
‑
4h；
[0034]优选地，所述升温至70℃，所述搅拌的时间为3h。
[0035]优选地，所述程序升温固化时，所述程序升温的速率为1
‑
3℃/min，在70
‑
90℃下加热1
‑
3h，升温至140
‑
160℃，加热0.5
‑
2h，升温至240
‑
260℃，加热0.5
‑
2h，升温至290
‑
310℃，加热0.5
‑
1h；
[0036]优选地，所述程序升温速率为2℃/min，在80℃下加热2h，升温至150℃，加热1h，升
温至250℃，加热1h，升温至300℃，加热0.7h。
[0037]优选地，所述脱泡前将得到的所述粘稠聚酰亚胺酸溶液静置6
‑
12h；
[0038]优选地，所述粘稠聚酰亚胺酸溶液静置10h。
[0039]优选地，所本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种聚酰亚胺薄膜，其特征在于，主要由混合二胺单体制备得到的；所述混合二胺单体包括芳基二胺单体和3，3
’‑
对氨基二苯醚，所述芳基二胺单体和所述3，3
’‑
对氨基二苯醚的摩尔比为(3
‑
5)：(2
‑
4)，所述芳基二胺单体的化学结构式由以下结构式的一种或几种的组合混合而成：优选地，所述芳基二胺单体为摩尔比为(0.1
‑
3)：(0.1
‑
2)：(0.1
‑
2)的2)的混合而成。2.根据权利要求1所述的复合单体，其特征在于，所述混合二胺单体包括摩尔比为(3.5
‑
4.5)：(2.5
‑
3.5)的芳基二胺单体和3，3
’‑
对氨基二苯醚；优选地，所述芳基二胺单体为摩尔比为(1
‑
2.5)：(0.5
‑
1.5)：(0.5
‑
1.5)的1.5)的混合而成。3.根据权利要求1所述的复合单体，其特征在于，所述混合二胺单体包括摩尔比为4：3的芳基二胺单体和3，3
’‑
对氨基二苯醚；优选地，所述芳基二胺单体为摩尔比为2：1：1的
混合而成。4.权利要求1
‑
3任一项所述的聚酰亚胺薄膜的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：将所述混合二胺单体进行纯化后溶于N，N
‑
二甲基乙酰胺，加入混合二酐单体降温搅拌后得到粘稠聚酰亚胺酸溶液；采用化学亚胺法将溶液亚胺化后脱泡程序升温固化。5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，将所述混合二胺单体进行纯化包括如下步骤：将芳基二胺单体和3，3
’‑
对氨基二苯醚在真空条件下加热后冷却后得到白色晶体；优选地，所述加热的温度为100
‑
150℃，所述加热的时间为3
‑
6h；优选...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢劲，吴晓鹏，朱成建，
申请(专利权)人：南京大学，
类型：发明
国别省市：