[发明专利]聚酰胺膜及其制备方法

说明书

本发明涉及拉伸聚合物膜，其由包含半结晶半芳族聚酰胺(PPA)的聚酰胺组合物制成，其中所述PPA由衍生自如下的重复单元组成：芳族二羧酸，其包含相对于所述芳族二羧酸的总量至少80摩尔％的对苯二甲酸；和二胺，其包含相对于所述二胺的总量至少5摩尔％的1，4‑丁二胺和至少5摩尔％的1，6‑己二胺，其中1，4‑丁二胺和1，6‑己二胺的合并量相对于二胺的总量为至少60摩尔％；和0‑2摩尔％的其它单体单元，其中所述摩尔％是相对于芳族二羧酸、二胺和其它单体单元的总量。本发明还涉及通过熔融挤出和拉伸膜来制备聚酰胺膜的方法。

本发明涉及聚酰胺膜及其制备方法；更具体地，本发明涉及双轴拉伸聚酰胺膜以及在单螺杆挤出机中通过熔融挤出制备聚酰胺膜的方法。

本发明的领域是聚合物膜的领域，更具体地是具有良好的机械和热性质并可用于苛刻应用例如柔性印刷电路(FPC)膜中的聚合物膜的领域。此处，膜作为图案化排列的导电电路和组件的柔性基材。柔性印刷电路(FPC)的主要组件是作为导电回路迹线的载体层和薄层起作用的柔性膜，其可被柔性覆盖层覆盖。FPC膜可作为可靠的接线替代物用于使电子设备(例如，笔记本电脑的键盘和LCD屏幕)相互连接，或者可通过焊接或导电粘合剂使导电组件直接粘附在其上，以形成制成的柔韧电路板。用于在相对低的温度下将这类组件粘附在电路板上的表面安装技术(SMT)和导电性粘合剂的发展有利于柔性基材的使用。

对于低端FPC，使用例如聚酯膜。然而，对于更关键和苛刻的应用，则使用由聚酰亚胺(PI，例如Kapton)或聚醚醚酮(PEEK)制成的聚合物膜。此处，膜必须能够经受用于组件的表面安装的无铅焊接中的焊接条件，这涉及约260℃的焊接温度。这些材料的优点是：由其制成的膜具有非常好的机械性质并且在高达无铅焊接中所用温度的温度下仍然保留。然而，这些材料昂贵且难以加工。

耐热膜也可用于包含氮化硅层的阻隔膜中。氮化硅层由于其高阻隔性能而被应用，例如防止大气的水分进入应用中。在一些应用中，它们需要被应用在载体材料例如膜上。可应用多层以确保良好的阻隔。气相沉积通常被用于使氮化硅沉积在膜上，这一般在约250℃的温度下进行。能够在较高温度下应用该方法将有可能利用较薄的氮化硅层获得良好的阻隔性能。较薄层还不太容易在操作期间破裂(由于施加于它们的应力)。此外，膜的机械性能较好将使得能够更好地支持层和移至较薄的膜层。

聚酰胺，特别是脂族聚酰胺，更易于被加工成膜，聚酰胺膜被广泛用于各种用途和许多应用包括包装材料中。脂族聚酰胺的熔融温度过低，低于300℃，但半芳族聚酰胺的熔融温度可远高于300℃。聚酰胺膜的机械性质可通过在约为或高于玻璃化转变温度下定向和拉伸膜得到改善。然而，聚酰胺膜以及拉伸的聚酰胺膜遭受以下事实：高于玻璃化转变温度时，特别是高达氮化硅沉积和无铅焊接温度所需的高温时，机械性质比低于玻璃化转变温度时的机械性质要差得多。发明人已观察到：在260℃下，熔融温度高于300℃的半芳族聚酰胺(例如，PA 9T或PA XT/Y6)的双轴拉伸聚酰胺膜比未拉伸的Kapton膜的刚度要低得多。

另一方面是用于包装的聚酰胺膜被大规模生产，其涉及熔融温度相对低的聚酰胺。高熔融的聚酰胺，如FPC膜所需，倾向于产生包含气泡的膜，当在带有单螺杆挤出机的膜生产单元中生产膜时尤其如此。这种气泡使拉伸过程复杂化，因为在拉伸期间，气泡可引发膜的破裂。

本发明的第一个目标是提供由聚酰胺组合物制成的拉伸聚合物膜，所述拉伸聚合物膜在提高的温度下具有改良的机械性质。

第二个目标是提供生产具有所述改良的机械性质的拉伸聚合物膜的方法。

另一个目标是提供一种聚酰胺膜，其可在单螺杆挤出机上生产并具有较少气泡，且其可被用于生产具有所述改良的机械性质的拉伸聚合物膜。

在本发明的第一个实施方式中，拉伸聚合物膜是权利要求1中所述的由包含半结晶半芳族聚酰胺的聚酰胺组合物制成的拉伸聚合物膜。

在本发明的第二个实施方式中，拉伸聚合物膜是通过下述方法生产的，其中使包含所述半结晶半芳族聚酰胺的组合物经受权利要求11中所述的膜制备步骤和拉伸步骤。