[发明专利]一种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)将非金属醇盐、无水乙醇和水混匀，调pH＝5‑7，加入硅烷偶联剂搅拌反应，得到纳米复合溶胶；2)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，加入纳米复合溶胶，经剪切分散和/或超声分散后得到黑色填料分散液；3)在PAA树脂溶液中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；4)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，具体涉及一种高绝缘亚光黑色聚酰亚胺薄膜及其制备方法。

背景技术

随着人们对电子产品外观质感的高档化追求，出现了光泽柔和的亚光黑色外观引领品味潮流，人们开始在电子线路板中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。目前，市面上在电子产品行业中销量最大的亚光黑色PI薄膜的厚度为12.5μm，国产膜与进口膜在性能和外观质量上还存在较大差距。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。据悉，以厚度为12.5μm的亚光黑色PI薄膜为例，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。可见，电气强度低是亟待解决的问题之一。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。

亚光黑色PI薄膜通常是在PI薄膜中加入着色力强的碳黑，即可使产品不透光，而且碳黑粒径越小，着色力越强，机械性能越好。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。

现有技术制得的亚光黑色PI薄膜大多在80kV/mm左右，如公告号为JP6063195B2的发明专利，采用4-7wt％体积粒径为3.4μm的氧化硅消光粉，6-8wt％的碳黑和PI复合制得透光率为0.01-0.04％，光泽度为18-38GU，体积电阻率为10¹⁵Ωcm，电气强度为60-82kV/mm的亚光黑色PI薄膜。现有公开的提高亚光黑色PI薄膜电气强度的方法中，主要为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薄膜等方法，具体如下：

采用偶联剂改性碳黑主要是通过提高碳黑分散性，避免碳黑分散团聚，同时在碳黑表面包覆一层非导电的有机物，从而阻止碳黑形成导电通道，达到提高电气强度的目的。如公开号为CN102219999A的发明专利，采用钛酸酯偶联剂改性纳米碳黑，同时添加钛酸酯偶联剂改性的纳米碳酸钙和消光剂，制得了电气强度为100-300kV/mm，体积电阻率为10¹²Ω/cm的亚光黑色PI薄膜，但是薄膜厚度达50μm，与目前市场需求大的12.5μm不一致，相同条件下，薄型薄膜的电气强度会偏低，而且产生针孔和气泡的概率会更大。