[发明专利]聚酰亚胺薄膜表面改性的方法及聚酰亚胺薄膜

说明书

本发明提供一种聚酰亚胺薄膜表面改性的方法，该方法包括以下步骤：(1)以聚酰亚胺薄膜为基材，将基材浸泡在含自由基引发剂的溶剂中，取出洗净、干燥获得表面修饰自由基引发剂的聚酰亚胺薄膜；(2)将经步骤(1)获得的表面修饰自由基引发剂的聚酰亚胺薄膜浸泡在含有单体的溶液中，加热，取出洗净、干燥形成具有表面改性涂层的聚酰亚胺薄膜。本发明还提供了一种具有表面改性涂层的聚酰亚胺薄膜，所述表面改性的聚酰亚胺薄膜的涂层的厚度100nm‑500nm之间，所述表面改性的聚酰亚胺薄膜的静态水接触角在53°‑127°之间。

技术领域

本发明涉及高分子薄膜材料领域，尤其涉及聚酰亚胺薄膜表面改性的方法及聚酰亚胺薄膜。

背景技术

聚酰亚胺薄膜(polyimide film,PI)因其具有优异的力学性能、耐高温、低热膨胀系数、高绝缘性以及化学稳定性，已被广泛应用于航空航天、电工绝缘、微电子器件制造、新能源、轨道交通等领域，例如：聚酰亚胺薄膜作为柔性覆铜板的基膜和柔性印制线路板覆盖膜、柔性集成电路封装基板、高速铁路牵引电机和航天飞行器的绝缘薄膜，具有广阔的市场和巨大的经济价值。

聚酰亚胺薄膜在应用过程中一般需要与其它材料进行复合，例如：柔性覆铜板的制造需要聚酰亚胺薄膜表面涂胶后与铜箔粘合或在聚酰亚胺薄膜表面通过电镀、溅射的方式沉积铜。但由于聚酰亚胺薄膜表面光滑、自由能低，导致其与其它材料的粘结性能弱，制成材料的剥离强度低。

发明内容

基于以上聚酰亚胺薄膜的应用技术问题，本发明提供了一种聚酰亚胺薄膜表面改性方法，并利用该方法制备了系列功能性聚合物涂层，提高聚酰亚胺薄膜与铜箔、铝箔等金属材料的剥离强度。

一种聚酰亚胺薄膜表面改性方法,包括如下步骤：(1)以聚酰亚胺薄膜为基材，将基材浸泡在含自由基引发剂的溶剂中，取出洗净、干燥获得表面修饰自由基引发剂的聚酰亚胺薄膜；(2)将经步骤(1)获得的表面修饰自由基引发剂的聚酰亚胺薄膜浸泡在含有单体的溶液中，加热，取出洗净、干燥形成具有表面改性涂层的聚酰亚胺薄膜。

进一步地，步骤(1)所述的基材为PMDA-ODA型薄膜、BPDA-ODA/PDA型薄膜、PMDA/BPDA-ODA/PDA型薄膜中的任意一种。

进一步地，步骤(1)所述基材浸泡在含自由基引发剂的溶剂前进行电晕处理，所述电晕处理后基材的表面浸润张力达到5.6×10^-4N。

进一步地，步骤(1)中，所述自由基引发剂为E-[4-氰基-4-(2-氰基-2，2-二甲基-重氮)]戊酸-[3-(1-氯-1,1-二甲基-硅)]丙酯(化学式为式1)。

进一步地，步骤(1)中，所述溶剂为无水溶剂，所述无水溶剂为甲苯、二甲苯、N，N-二甲基甲酰胺、N，N-二甲基乙酰胺的一种。

进一步地，步骤(1)中，所述自由基引发剂与溶剂的摩尔比为1/1000-1/500。

进一步地，步骤(2)中，所述单体为甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸叔丁酯、苯乙烯、4-乙烯基吡啶、甲基丙烯酸二甲氨基乙酯中的一种或两种混合物。

进一步地，步骤(1)中，所述浸泡时间在12-24小时之间；步骤(2)中，所述浸泡时间在3-9小时之间。

进一步地，步骤(1)和步骤(2)中涉及浸泡过程的需要惰性气体保护，所述惰性气体优选为氮气。

一种根据具有涂层的聚酰亚胺薄膜，所述涂层的厚度在100nm-500nm之间，所述表面改性的聚酰亚胺薄膜的静态水接触角在53°-127°之间。

本发明的有益效果在于：通过加热引发功能性聚合物单体在修饰了自由基聚合引发剂的聚酰亚胺薄膜表面接枝聚合形成涂层，提高了聚酰亚胺薄膜的粘结性能，明显提高聚酰亚胺与铜箔、铝箔等金属材料的剥离强度。