[发明专利]聚酰胺酸溶液和聚酰亚胺板及其制备方法

说明书

技术领域

本发明是关于一种聚酰胺酸溶液以及由该聚酰胺酸溶液制备的聚酰亚胺板及方法。

背景技术

现在聚酰亚胺(PI)薄膜材料广泛应用在电子绝缘材料、柔性线路板(FPC)及柔软的太阳能电池底板等领域。把聚酰亚胺薄膜材料应用在补强板上，是在FPC市场化后才随之发展起来的。在FPC的局部区域需要安装零部件，如IC、晶体管、插件电容等，这些地方要求FPC要具有一定的机械强度，否则容易造成元器件的虚焊或者使FPC发生龟裂，因此在这些地方需要贴上补强板，起到加强局部FPC的机械强度，方便表面安装零部件。由此可见，补强板与一般的PI薄膜材料相比，最大的特点就是比较厚，一般在100-300微米厚，而一般的PI薄膜厚度只有10-30微米厚。

常用的PI薄膜材料一般先通过至少一种四酸二酐、至少一种二胺和一种高沸点极性溶剂混合合成聚酰胺酸(PAA)浆料，然后把浆料流延涂布在载体上，通过对载体和涂在载体上的湿膜进行热处理，除溶剂固化后，再在高温下进行亚胺化制成PI膜。所述高沸点极性溶剂通常为N，N-二甲基乙酰胺、N，N-二甲基甲酰胺、甲基吡咯烷酮中的一种或几种。其中普通的PI薄膜厚度比较薄，需要涂布的湿膜厚度也只有100-400微米厚，在这种厚度下很容易就可以除掉溶剂得到固化膜，因此在常见的PI膜生产中不用过多地考虑溶剂的沸点、挥发度等物性。

例如，CN 1421490A公开了一种聚酰亚胺薄膜的制备方法，该方法包括依次进行的下列步骤：

1)将经过表面处理的载玻片浸渍在聚酰胺酸溶液中；

2)将载玻片从聚酰胺酸溶液中取出，并依次在N，N-二甲基甲酰胺和丙酮中超声波清洗；

3)将聚酰胺酸薄膜经过热处理完成亚胺化，最后降至室温得到聚酰亚胺薄膜。

而在补强板的生产中，要得到50微米特别是200微米以上的干膜，流延时的湿膜一般要在1500微米以上。在这么厚的湿膜条件下，如何把大部分的溶剂挥发掉，得到理想的固化膜，成了开发补强板的难点和关键点。要解决厚膜除溶剂问题，理论上可以通过红外加热、载体底部加热方法实现，其中用红外加热的话设备十分昂贵，而用底部加热除溶剂方法的话要对常用的流延生产设备进行大范围的改造，且存在加热效率低等缺陷。

在采用现有流延生产设备基础上，如果像普通的PI薄膜制备方法一样采用单一高沸点溶剂的话，在除溶剂的时候就会造成固化膜厚度不均匀、开裂或者出现夹生层、气泡等缺陷，无法得到完整、美观、效果理想的固化膜。如果单独采用低沸点溶剂的话，由于低沸点溶剂很容易就会达到饱和状态，难于得到高固含量的浆料，从而也就难于获得厚的聚酰亚胺膜。因此，在制备厚度为200微米以上的厚聚酰亚胺膜时，仅仅采用单一的高沸点极性溶剂或者低沸点、易挥发溶剂是很难满足要求的，寻找一种既能保证溶剂的极性又能实现低沸点和高挥发性的溶剂体系就是十分必要的。

现有技术中制备厚度大于30微米的PI厚膜的方法主要有两种，一是采用铝箔作为载体的浸渍法，该方法包括将聚酰胺酸溶液进行多次涂覆、多次固化，涂覆和固化交替进行，形成由多层薄膜组成的厚膜。通过这种方法虽然能够得到厚度大于30微米的PI厚膜，但膜的热稳定性不好，容易翘曲，具体体现在膜的热膨胀系数(CTE)较大，一般都在40-60微米/(米·℃)，而且会造成制成的补强板表面粘附有大量的铝粉杂质，从而影响膜的电学性能和剥离强度，导致剥离强度一般不超过7牛/厘米。

制备厚膜的另一种方法是采用通过粘接剂将多层薄膜进行粘合的方法。这种方法制作出的补强板由于多了很多界面，且有胶层，制成的补强板在冲切时会产生拉丝现象，这直接影响到光学成像产品的质量；另一方面，在生产加工过程中，多层贴合板容易出现掉胶脱层现象，剥离强度一般不超过7牛/厘米。

发明内容

本发明的发明目的是为了克服现有技术聚酰胺酸溶液和聚酰亚胺薄膜的制备方法不能获得厚度均匀、表观完整、无气泡、无裂痕的聚酰亚胺板的缺点，提供一种在不改变现有流延生产设备基础上即可获得厚度均匀、表观完整、无气泡、无裂痕的聚酰亚胺板的聚酰胺酸溶液以及聚酰亚胺板及其制备方法。

本发明提供了一种聚酰胺酸溶液，该聚酰胺酸溶液含有由有机二胺与有机四酸二酐反应生成的聚酰胺酸和溶剂，其中，所述溶剂含有第一溶剂和第二溶剂，所述第一溶剂的沸点高于第二溶剂的沸点，所述第一溶剂与第二溶剂互溶，且25℃下，有机二胺在第一溶剂中的溶解度大于在第二溶剂中的溶解度。