[发明专利]制备聚酰亚胺膜的方法

说明书

本发明涉及高分子材料领域，具体涉及制备聚酰亚胺膜的方法，包括：(1)选择至少一种二胺单体和至少一种二酐单体，根据本发明所述的计算式调整二胺单体和二酐单体的摩尔比，以获得具有目标热膨胀系数时各二胺单体和各二酐单体的摩尔组成；(2)按照上述摩尔组成，将选择的二胺和二酐单体在溶剂中反应制得聚酰胺酸溶液，然后将聚酰胺酸溶液成膜和亚胺化，制得聚酰亚胺膜。本发明所述方法采用含氢键的结构，通过选择二酐和二胺单体，并调节其比例关系，有效调节聚酰亚胺膜热膨胀系数，使得制得的聚酰亚胺膜表现出优良的力学和高温使用性能，并且具有与其所附着的基板相匹配的热膨胀系数，避免了二者由于热膨胀系数不同导致的变形和卷曲。

技术领域

本发明涉及高分子材料领域，具体涉及一种制备聚酰亚胺膜的方法。

背景技术

聚酰亚胺材料作为已经工业化生产的具有优异耐热性的工程塑料，其同时具有优异的热稳定性、力学性能、耐低温性及突出的绝缘性能、耐溶剂性等特点，在航空航天、电子微电子、机械化工等众多领域具有广泛的应用。并且当聚酰亚胺在电子封装基板和覆铜板等电子器件中应用时，其尺寸稳定性和热膨胀系数(CTE)对实际使用的效果具有非常重要的影响。

聚酰亚胺膜的热膨胀系数通常在25～50ppm/℃之间，在较高温度下使用时膨胀形变较大，作为电子材料，与热膨胀系数较低的基板，例如金属基板材料层压后，在使用过程中容易发生变形和卷曲，直接影响器件的使用性能。所以，根据不同金属基板的性能特点，设计并制备膨胀系数与基板相匹配的聚酰亚胺膜材料成为重要的研究热点。

在最近的研究中，含酰胺键、苯并咪唑、苯丙噁唑或喹唑啉结构的聚酰亚胺单体得到广泛的重视。但是含有以上两种结构的二胺单体具有一定的刚性，线膨胀运动能力较低，同时酰胺键结构中的-NH键能够与分子链中C＝O键形成较强的氢键作用，使得聚酰亚胺分子链堆积紧密，进一步降低了所制得的聚酰亚胺膜的热膨胀系数。但是，目前都是通过直接比较不同的二酐单体与二胺单体反应制得的聚酰亚胺膜的热膨胀系数从而获取具有目标热膨胀系数的聚酰亚胺膜，这样的筛选过程比较复杂，因此需要研究更为便捷的获取具有目标热膨胀系数的聚酰亚胺膜的方法。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术存在的无法便捷获取具有目标热膨胀系数的聚酰亚胺膜，从而聚酰亚胺膜与所附着的基板的热膨胀系数不同导致的变形和卷曲的问题，提供一种制备聚酰亚胺膜的方法。

本发明的发明人发现：通过分析相关参数获知不同单体对CTE的影响程度，从而能够指导制备具有适合的CTE且综合性能良好的聚酰亚胺膜。因此，本发明提供了一种制备聚酰亚胺膜的方法，该方法包括以下步骤：

(1)选择至少一种二胺单体和至少一种二酐单体，根据以下计算式调整二胺单体和二酐单体的摩尔比，以获得具有目标热膨胀系数时各个二胺单体和各个二酐单体的摩尔组成，

其中，CTE为热膨胀系数，α_1i为选择的总摩尔数以100份计的二酐单体中各个二酐单体所占的摩尔份数，C_1i为所述二酐单体与所述二胺单体反应后，占二酐单体总摩尔数A摩尔％的各个二酐单体替换占二酐单体总摩尔数B摩尔％的参比二酐单体导致的CTE改变量，A＝B且在1～99摩尔％范围内，量纲为ppm/℃，

α_2j为选择的总摩尔数以100份计的二胺单体中各个二胺单体所占的摩尔份数，C_2j为所述二酐单体与所述二胺单体反应后，占二胺单体总摩尔数A’摩尔％的各个二胺单体替换占二胺单体总摩尔数B’摩尔％的参比二胺单体导致的CTE改变量，A＝B且在1～99摩尔％范围内，量纲为ppm/℃；

K为常数且27.437≤K≤32.437，量纲为ppm/℃；

(2)按照步骤(1)确定的摩尔组成，将选择的至少一种二胺单体和至少一种二酐单体在溶剂中反应制得聚酰胺酸溶液，然后将所述聚酰胺酸溶液依次进行成膜和亚胺化，制得聚酰亚胺膜。