[发明专利]一种具有高延伸率的白色聚酰亚胺薄膜及其制备方法

说明书

本发明提供一种具有高延伸率的白色聚酰亚胺薄膜及其制备方法。制备该白色聚酰亚胺薄膜的原料主要为二胺单体、二酐单体、钛酸酯、催化剂、白色填料和调色颜料。本发明的白色聚酰亚胺薄膜的延伸率≥30％，其制备方法是利用二胺、二酐预先合成透明的聚酰胺酸聚合物溶液，然后按照一定程序添加钛酸酯、催化剂、白色填料等完成复合树脂的合成，复合树脂经涂布、干燥、亚胺化过程最后形成白色薄膜。该方法选用的二酐单体包括特色脂环族二酐，二胺单体包括含醚键的芳香二胺，两者反应能够得到柔韧的透明载体；同时通过添加钛酸酯获得分子级TiO₂，代替了一部分较大粒径白色填料的使用，有效地提升了白色聚酰亚胺薄膜的韧性以及延伸率。

技术领域

本发明涉及一种白色聚酰亚胺薄膜及其制备方法，尤其涉及一种具有高延伸率的白色聚酰亚胺薄膜及其制备方法。

背景技术

在智能电子设备向薄型化、内部线路设计向高密度化发展趋势的推动下，在电子设备内部采用可靠的散热设计成为保障设备稳定运行的基本需求。目前，由聚酰亚胺薄膜所制备的人工石墨膜，具有厚度薄、导热率高以及柔韧易加工的特性，可满足电子设备内部狭小空间的散热设计要求，已成为各类智能移动电子设备内部的散热结构的重要散热材料。

上世纪中叶开始，聚酰亚胺薄膜这种耐热性好、高强、轻质的高分子材料受到了人们的重视。20世纪50年代，美国杜邦公司申请了一系列关于聚酰亚胺的专利，并于60年代中期实现了聚酰亚胺薄膜的商品化。

聚酰亚胺是热稳定性最高的聚合物品种之一，其中全芳香聚酰亚胺热分解的温度一般都在500℃左右，个别品种热分解温度可达600℃。同时，作为薄膜材料，聚酰亚胺薄膜还具有优异的耐极低温性能、绝缘性能、机械性能、介电性能，以及自熄特性等。由于其突出的综合性能，聚酰亚胺薄膜具有广泛的应用领域，并且在每一个应用领域表现都极为突出。

随着航空航天技术、电子技术、电池领域等技术的发展，在某些特定的场合，人们对聚酰亚胺薄膜材料的特性有了更加多样化、精细化的要求。现今，发展出了比较前沿的特色聚酰亚胺薄膜产品，诸如耐电晕聚酰亚胺薄膜、低介电聚酰亚胺薄膜、透明聚酰亚胺薄膜等。在一些特定领域，如耐高温标签领域、LED柔性灯带及显示屏背光灯等领域，人们希望聚酰亚胺薄膜颜色为白色。

得到白色聚酰亚胺薄膜，有两种常规途径。第一种是在普通聚酰亚胺薄膜一面涂布白色涂层；第二种方法是在透明或色浅的聚酰亚胺薄膜树脂制备过程中，添加白色填料，干燥、亚胺化后得到白色聚酰亚胺薄膜。涂布法得到的双层白色薄膜通常会增加制作工序与成本，并且该薄膜整体的耐热性能会大幅下降；通过第二种方法得到的白色聚酰亚胺薄膜在产品热学、耐候性、生产效率以及厚度可控性方面有非常明面的优势，但需要在浅色聚酰亚胺基体中添加大量的白色填料，导致白色聚酰亚胺薄膜的韧性明显下降。

专利CN 102453326 A公开了一种白色聚酰亚胺薄膜及其制备方法，该白色聚酰亚胺薄膜的热膨胀系数(CTE)在100-200℃之间为<60ppm/℃，延伸率为5％-60％，b^*值为0-15；该发明合成所述聚酰亚胺聚合物的二胺单体为2,2'-双(三氟甲基)联苯胺，二酐单体为3,3',4,4'-联苯四酸二酐、2,2-双[4-(3,4-二羧基苯氧基)苯基]丙烷二酐中的一种或两种。

虽然专利CN 102453326 A公开的白色聚酰亚胺薄膜综合性能尚可，但是，为了得到浅色的基体树脂，该发明采用脆性的2,2'-双(三氟甲基)联苯胺作为二胺单体；进一步为了得到想呈现的白色，该发明添加了大量的无机白色填料，即以聚酰亚胺材料的总重量为基准，填料的重量百分比为5％～70％，这些难免会对薄膜韧性以及薄膜延伸率造成不利的影响，给后续双向拉伸或定型的制膜过程带来困扰，在一些对韧性、延伸率要求高的应用领域会出现弊端。因此，针对这一特定要求，仍然需要对白色聚酰亚胺薄膜进行改良。

发明内容