[发明专利]一种低针孔发生率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，再进行剪切分散和/或超声分散，即得黑色填料分散液；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，然后加入黑色填料分散液，搅匀后加入或不加入稳定剂，搅匀，得到亚光黑色聚酰胺酸树脂溶液；3)所得亚光黑色聚酰胺酸树脂溶液按现有常规工艺制备得到亚光黑色PI薄膜。采用本发明所述方法制得的薄膜机械性能、电气性能和光泽度良好，针孔率和气泡率低。

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亚光黑色聚酰亚胺薄膜及其制备方法。

背景技术

近几年，亚光黑色聚酰亚胺(PI)薄膜具有黑色、光泽柔和及消光雾面三者性能合一的外观色彩，已成为电子封装用的主流覆盖薄膜材料之一。但是，亚光黑色PI薄膜的组成物质包括黑色颜料(通常为碳黑)、消光粉和聚酰亚胺，而黑色颜料和消光粉的添加量大，且消光粉粒径大，其分散性和浸润性差不仅直接影响薄膜的机械性能和电气强度，还会严重影响薄膜外观质量，例如在薄膜产生针孔、气泡、黑点和杂质，这些均是亚光黑色PI薄膜产品等级的重要判定指标。随着人们对亚光效果的要求越来越高，需要加入更多的消光粉，消光粉的粒径越来越大，导致薄膜外观质量问题越来越突出。

公开号为CN104169330A的发明专利公开了一种可减少针孔和气泡发生率的聚酰亚胺薄膜，具体是将3.0-7.5wt％的碳黑和0.5-1.5wt％的TiO₂屏蔽剂加入到聚酰胺酸树脂中制备得到，所得薄膜的透光率低于1.0％、光泽度低于60％、断裂伸长率大于80％，其表面电阻率大于10¹⁵Ω，针孔发生率低于1/100m²。但是，该发明明确指出，仅当屏蔽剂的添加量在0.5-1.5wt％时所得薄膜具有较好的加工性能、热辐射和屏蔽性能，而当其添加量多于1.5wt％时，所得薄膜的机械性能会劣化，针孔发生率会提高，导致膜的产量降低、外观差。然而，目前为了追求更好的亚光效果，人们会在树脂中加入粒径大小为2μm以上、质量分数3wt％以上的消光粉以降低薄膜的光泽度，使其呈现更好的亚光效果，因此，上述发明所述方法无法解决现有技术中消费者的需求。

由于碳黑和消光粉孔隙率高，比表面积大，内部键合的水分和空气难以排出，即填料浸润性差，最终影响填料的分散效果。因此，如何提高填料的浸润程度，解决亚光黑色PI薄膜中填料分散性成为了降低薄膜针孔和气泡产生的关键。目前，亚光黑色PI薄膜在填料浸润性和分散性方面的研究主要是采用添加偶联剂或改变合成工艺的方法提高填料的分散性。如公开号为CN105385159A和CN105482115A的发明专利，均通过在溶剂中添加偶联剂用以改性碳黑或消光粉，以提高填料分散均匀性，从而提高薄膜的机械性能；但是，直接向溶剂中添加剂偶联剂无法控制偶联剂的水解程度，偶联剂很容易发生自缩合而形成凝胶颗粒，对薄膜外观造成一定的影响。公开号为CN102786704A的发明专利则将硅烷偶联剂在无水乙醇中对碳黑表面进行改性，然后洗涤、研磨、干燥，得到表面改性的纳米碳黑。该方法虽然能保证硅烷偶联剂物理附着或化学键合在碳黑表面，防止偶联剂游离在溶剂中发生自缩聚，但是，在表面改性后的干燥(烘烤)过程中，由于硅烷偶联剂是可以水解成网络状具有一定粘性的硅树脂，虽然附着在碳黑表面，但是也会在烘烤的过程中发生聚合，导致碳黑容易发生团聚。因此，现有公开的采用偶联剂处理碳黑表面的方法不能很好的解决因碳黑和消光粉团聚产生的气泡和针孔。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种低针孔发生率亚光黑色聚酰亚胺薄膜及其制备方法，由该方法制得的薄膜在具有良好的机械性能、电气性能和光泽度的同时针孔和气泡率低。

为解决上述技术问题，本发明提供的低针孔发生率亚光黑色聚酰亚胺薄膜及其制备方法，包括以下步骤：

1)黑色填料分散液的制备：

1.1)将碳黑均匀分散于极性非质子溶剂中，得到黑色分散液；