[发明专利]一种黑色哑光聚酰亚胺薄膜及其制备方法

说明书

本发明公开了一种黑色哑光聚酰亚胺薄膜，该聚酰亚胺薄膜中均匀分布有碳量子点、二氧化钛粉末、金刚石粉末和炭黑。该黑色哑光聚酰亚胺薄膜的制备方法：将碳量子点、二氧化钛粉末、金刚石粉末、炭黑加入有机溶剂中，并加入分散剂，研磨，得到黑色浆料；在黑色浆料中加入二胺和芳香族二酐，搅拌，使反应体系粘度达到1500～4000Pa.s后终止搅拌，真空消泡处理，成膜，加热亚胺化，得到黑色哑光聚酰亚胺薄膜。本发明的黑色聚酰亚胺薄膜在可见光范围内的透光率≤0.45％，光泽度≤25GU，其电场击穿强度≥140kV/mm，拉伸强度≥210MPa，断裂伸长率≥60.5％，具有良好的遮光效果、电气绝缘性能和力学性能。

技术领域

本发明属于聚酰亚胺薄膜，尤其涉及一种黑色哑光聚酰亚胺薄膜及其制备方法。

背景技术

PI薄膜常用于挠性线路板(FPC)的基材或覆盖膜材料，但由于传统PI薄膜的表面光泽度较大和透明性较高，应用过程中会存在因光反射造成眩光或散光，故而要求PI薄膜具有低透光性和低光泽度。

黑色哑光PI薄膜能很好的满足上述要求，其传统的制造方法是加入大量的炭黑颜料以及二氧化硅或聚酰亚胺粉末等消光粉。然而，炭黑在提高黑色遮光性的同时也降低了PI薄膜的电击穿强度，且炭黑的分散也极其困难。因此，如何保证黑色哑光PI薄膜的电击穿强度和机械性能制造黑色哑光PI薄膜迫切需要解决的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，克服以上背景技术中提到的不足和缺陷，提供一种低透光性和低光泽度的黑色哑光PI薄膜，达到低透光率和低光泽度的同时提高其电击穿强度和机械性能等。

为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：

一种黑色哑光聚酰亚胺薄膜，该聚酰亚胺薄膜中均匀分布有质量含量为0.3％-3％的碳量子点、0.5-5％的二氧化钛粉末、1％-10％的金刚石粉末和1％-4％的炭黑。

碳量子点是一种新型的碳基零维材料，具有独特优越的光学、电子和表面可修饰性等性质，且在溶剂中具有良好的溶解分散性和稳定性，特别是其深黑的颜色及其对可见光的强吸收作用可显著降低PI薄膜的光透过率。本发明中碳量子点的添加量小于0.3％时，其遮光作用不明显，碳量子点的添加量大于3％时，碳量子点的溶解分散性下降，且造成黑色哑光PI 膜的成本上升，而且，碳量子点的量太高会造成PI膜击穿强度和力学性能下降。

二氧化钛粉末是遮光剂，也具有良好的光吸收作用，但作为一种宽带隙半导体，其只对紫外光具有吸收作用。当它与碳量子点复合使用的时候，可以利用碳量子点良好的转换发光性能，将可见光转换为紫外光并吸收掉，进一步降低PI薄膜的可见光透过率。本发明中二氧化钛粉末的添加量小于0.5％时遮光效果不明显，二氧化钛粉末的添加量大于5％时，分散困难且对PI薄膜的电击穿强度损害较大。

金刚石粉末通常具有不规则的形貌和优异的绝缘、导热性能，且金刚石粉末一般为深黑色或灰色，这些特征使其可以作为黑色PI薄膜的特殊添加剂。本发明将金刚石粉末填加在PI薄膜中，还可以获得优异的消光效果，且金刚石粉末可以提供一定的遮光性，从而降低炭黑和二氧化钛的用量，提高黑色PI薄膜的绝缘强度。本发明中金刚石粉末的添加量小于1％时，薄膜的消光效果不明显，金刚石粉末的添加量大于10％时，薄膜的脆性加大，断裂伸长率降低，且生产成本过高。

上述的聚酰亚胺薄膜，优选的，所述碳量子点的粒径为1-10nm；所述二氧化钛粉末的平均粒径为200-1000nm，平均粒径小于200nm的二氧化钛粉末生产和分散困难，平均粒径大于 1000nm的二氧化钛粉末的遮光能力较低；所述金刚石粉末的平均粒径为20-10000nm；粒径小于20nm时达不到应有的消光效果，粒径大于10000nm时造成薄膜表面过于粗糙和力学性能下降的缺陷；所述炭黑为中性或酸性炭黑，采用中性或酸性炭黑可以保证聚酰胺酸分子链的不会被降解。

作为一个总的发明构思，本发明还提供一种黑色哑光聚酰亚胺薄膜的制备方法，包括以下步骤：