[发明专利]黑色聚酰亚胺薄膜及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种黑色聚酰亚胺薄膜及其制备方法和应用，该黑色聚酰亚胺薄膜是由1,4’‑双（4‑氨基苯胺基）苯和/或1,3’‑双（4‑氨基苯胺基）苯作为二胺单体与3,3’,4,4’‑二苯甲酮四甲酸二酐、3,3’,4,4’‑二苯醚四甲酸二酐、3,3’,4,4’‑联苯四甲酸二酐、均苯四甲酸二酐等二酐单体制得。本发明的黑色聚酰亚胺薄膜不仅具有较好的电学性能，而且具有较好的力学性能和光学性能，从而能够在微电子、光电子、可穿戴设备、锂电池等领域具有更为广泛的应用，尤其可应用在无线充电天线绝缘保护膜、FPC覆盖膜、锂电池连接片覆盖膜、黑色耐高温标签、胶带用黑色聚酰亚胺基膜、太阳能吸收储能膜。

技术领域

本发明属于聚酰亚胺技术领域，具体涉及一种黑色聚酰亚胺薄膜及其制备方法和应用。

背景技术

由于目前微电子、光电显示器件、电池控制的集成度越来越高，对黑色聚酰亚胺保护膜的性能要求越来越高。但通用聚酰亚胺由于存在高度共轭结构，使其在可见光区有强烈的吸收而呈现金黄色，目前为止许多报道黑色聚酰亚胺薄膜的制备一般是在普通聚酰胺酸溶液中分散加入炭黑颗粒、碳纳米管、黑色金属氧化物、黑色有机染料经热亚胺化制得。这些方法虽然能够有效提高遮光性，但是，由于炭黑颗粒、碳纳米管、黑色金属氧化物存在较大的范德华力和表面能，宜团聚、沉淀，在聚酰胺酸溶液中分散性不好，导致制备的黑色聚酰亚胺薄膜电绝缘性能劣化，达不到当前新技术对材料性能越来越高的要求。而加入黑色有机染料在高温热亚胺过程中还会导致分解失色。

中国专利文献CN109180936A公开了一种本征黑色聚酰亚胺薄膜，其采用的二胺单体为4,4’-二氨基二苯胺或者为4,4’-二氨基二苯醚和4,4’-二氨基二苯胺，该本征黑色聚酰亚胺薄膜具有良好的电绝缘性能，击穿强度超过200kV/mm。但是，遮光性一般，尤其是该结构的黑色聚酰亚胺薄膜力学性能不佳。

发明内容

本发明的目的在于解决上述问题，提供一种同时具有较好的电学性能、力学性能以及光学性能的黑色聚酰亚胺薄膜及其制备方法和应用。

实现本发明目的的技术方案是：一种黑色聚酰亚胺薄膜，它是由二胺单体与二酐单体采用常规聚酰亚胺薄膜制备方法制得。

所述二胺单体为1,4’-双（4-氨基苯胺基）苯和/或1,3’-双（4-氨基苯胺基）苯。

所述二酐单体为3,3’,4,4’-二苯甲酮四甲酸二酐、3,3’,4,4’-二苯醚四甲酸二酐、3,3’,4,4’-联苯四甲酸二酐、均苯四甲酸二酐中的一种或者两种以上（含两种）。

所述二胺单体与所述二酐单体的摩尔比为0.95∶1～1.05∶1。

上述黑色聚酰亚胺薄膜的制备方法，具有以下步骤：

①将二胺单体溶于有机溶剂中，搅拌形成均相溶液；所述二胺单体为1,4’-双（4-氨基苯胺基）苯和/或1,3’-双（4-氨基苯胺基）苯。

②向步骤①制得均相溶液中分批加入二酐单体，搅拌反应生成聚酰胺酸溶液。

③将步骤②制得的聚酰胺酸溶液经流延、涂覆、热固化得到黑色聚酰亚胺薄膜。

上述步骤①中所述有机溶剂为N-甲基吡咯烷酮、N,N’-二甲基甲酰胺、N,N’-二甲基乙酰胺、二乙二醇二甲醚、二甲基亚砜中的一种或者两种以上（含两种）。

上述步骤②中所述二酐单体为3,3’,4,4’-二苯甲酮四甲酸二酐、3,3’,4,4’-二苯醚四甲酸二酐、3,3’,4,4’-联苯四甲酸二酐、均苯四甲酸二酐中的一种或者两种以上（含两种）。

上述步骤②中所述反应温度为0～50℃，优选15～25℃。

上述步骤②中所述反应时间为12～36h，优选20～30h。

所述二胺单体与所述二酐单体的摩尔比为0.95∶1～1.05∶1。