[发明专利]一种低针孔发生率高绝缘亚光黑色聚酰亚胺薄膜及其制备方法

说明书

本发明公开了一种低针孔发生率高绝缘亚光黑色聚酰亚胺薄膜及其制备方法。所述的制备方法包括以下步骤：1)将溶质为碳黑的黑色分散液和溶质为消光剂的白色分散液混合，所得混合液进行剪切分散和/或超声分散，加入非金属醇盐及聚酰胺酸树脂溶液，经剪切分散和/或超声分散后得到黑色填料分散液；2)在极性非质子溶剂中，按1：0.990‑0.998的摩尔比加入二胺和二酐反应制得聚酰胺酸树脂溶液，加入黑色填料分散液，搅匀后加入或不加入稳定剂，搅匀，得到亚光黑色PAA树脂溶液；3)所得亚光黑色PAA树脂溶液进一步制成亚光黑色PI薄膜。采用本发明所述方法制得的薄膜具有优异的绝缘性能、较好的机械性能以及较低的针孔和气泡率。

技术领域

本发明涉及一种聚酰亚胺薄膜，具体涉及一种低针孔发生率高绝缘亚光黑色聚酰亚胺薄膜及其制备方法。

背景技术

近年来，人们开始使用亚光黑色聚酰亚胺(PI)薄膜遮盖柔性线路板、电子元件、集成电路封装件的引线框架等电子材料，以达到防止目视检查和篡改的目的。亚光黑色PI薄膜通常是在PI薄膜中加入着色力强的碳黑，使薄膜呈不透光黑色。碳黑由碳组成，碳原子的排列方式类似于石墨，具有导电性，纳米级碳黑网络链堆积紧密，比表面积大，单位质量颗粒多，在聚合物中很容易形成链式导电结构。因此，纳米级碳黑的加入除了使薄膜变黑外，也会降低PI薄膜的绝缘性，导致电气强度的大幅度下降。如果碳黑发生团聚，网络链堆积更为紧密，而且大面积分布不均，不仅导致电气强度进一步降低，还造成各处薄膜的电气强度大小不一，使薄膜在后期应用时出现短路等不良现象，直接影响电子产品的产品质量。

电气强度作为电子产品用聚酰亚胺薄膜各项技术指标中的一个关键性能，对电子产品的稳定性起到至关重要的作用。以厚度为12.5μm的亚光黑色PI薄膜为例，现有市面上的该厚度薄膜的电气强度性能和外观差异较大，进口亚光黑色PI薄膜电气强度在90-130kV/mm，膜面外观的气泡针孔较少；而国产亚光黑色PI薄膜电气强度大多在60-80kV/mm，膜面的气泡针孔良莠不齐。在外观质量方面，国产亚光黑色PI薄膜的膜面存在数量较多的针孔和气泡，降低了亚光黑色PI薄膜的绝缘性，对制成的电子产品质量造成了不利的影响。

就国内生产商而言，现有技术制得的亚光黑色PI薄膜多在80kV/mm左右，主要方法包括以下几种：采用偶联剂改性碳黑、有机染料取代或部分取代碳黑、无机氧化物取代碳黑、采用其他遮光剂取代部分碳黑用量或者制成二层以上的黑色PI薄膜等，但是在实际生产过程中均存在很多缺陷。例如，采用偶联剂改性碳黑的方法，如偶联剂控制不佳会产生自缩聚，从而形成杂质颗粒引起针孔和气泡的产生；有机黑染料的着色力不如碳黑，至少需要几倍量才能获得与碳黑相同遮光效果的黑色PI薄膜，且有机黑色染料耐热性差，加入后直接影响亚光黑色PI薄膜的耐热性；黑色金属氧化物密度大，容易发生沉降，影响薄膜产品的一致性，而且，出口欧盟的电子产品必须通过欧盟环保标准，不能在产品中检出锡、钴等金属元素，这也导致该技术在实际产品生产中受到限制；采用双层或多层设计结构的亚光黑色PI薄膜，如果厚度不均匀，很容易发生翘曲、张力不均等问题，对下游客户上胶造成了很大的困扰，制备工艺难度大。