[发明专利]一种高导热聚酰亚胺薄膜及其生产工艺

说明书

本发明公开了一种高导热聚酰亚胺薄膜，属于聚酰亚胺薄膜技术领域，该聚酰亚胺薄膜包括如下重量份的原料：二胺单体35.4‑50.6份、非质子极性溶剂120‑200份、芳香族二酐单体41.2‑62.1份、导热填料4.5‑10.6份、分散剂0.5‑1.1份，本发明还公开了该聚酰亚胺薄膜的生产工艺。通过对聚酰亚胺合成单体的选择，制备得到高导热、高透明度的聚酰亚胺薄膜，扩展其在太阳能电池领域的适用广谱性，薄膜的高导热性、高透明度主要由二胺单体来贡献，由于二胺单体中多苯环结构的存在使得聚合物的结晶度大大增加，排列整齐的晶格能够通过热振动导热，实现声子导热，显著提高聚酰亚胺薄膜的导热系数。

技术领域

本发明属于聚酰亚胺薄膜技术领域，涉及一种高导热聚酰亚胺薄膜及其生产工艺。

背景技术

聚酰亚胺(PI)薄膜是一种极具竞争优势的耐高温绝缘材料，已广泛应用于柔性印刷电路基材、微电子集成电路、电池包装与特种电器等领域。然而在这些领域中，微电子处于高密度和高速化运行状态，使得电子元器件和集成电路散发大量的热量。由于聚酰亚胺本身几乎为热的不良导体，传统的聚酰亚胺薄膜导热系数大约为0.16W/(m·K)，导热性能差，容易积累热量，影响电子元器件的稳定、寿命及运行安全并限制了相关产业的升级。为了满足线路板和器件日益增大的导热(散热)需求，就必须考虑让绝缘材料具有较大的热导率，由此推动了高导热聚酰亚胺薄膜的研发和生产。

参考中国专利CN111630088A公开的包含两种以上的填料的高导热性聚酰亚胺薄膜，该发明通过添加碳系或硼系填料以及金属氧化物系填料，从而提高聚酰亚胺薄膜的平面方向导热率以及厚度方向导热率，但是当导热填料用量较少时，填料虽能均匀分散于树脂中，但彼此间未能形成相互接触和相互作用，导热性提高不大，而当填料用量较大时，虽然薄膜导热性能大大提高，却使得薄膜的综合性能，尤其是机械、抗撕裂等性能显著下降，甚至无法流涎拉伸成膜，无法实现工业化生产，同时聚酰亚胺分子链共轭吸收和分子内与分子间电荷转移络合物的作用，使得聚酰亚胺薄膜颜色很深，在可见光波段的透过率低，限制其在太阳能电池领域的应用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高导热聚酰亚胺薄膜及其生产工艺，解决背景技术中提及的技术问题。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种高导热聚酰亚胺薄膜，包括如下重量份的原料：

二胺单体35.4-50.6份、非质子极性溶剂120-200份、芳香族二酐单体41.2-62.1份、导热填料4.5-10.6份、分散剂0.5-1.1份；

该高导热聚酰亚胺薄膜由如下步骤制成：

步骤A1，在氮气保护下，设定温度15-20℃，将二胺单体溶于非质子极性溶剂中，向其中加入芳香族二酐单体，搅拌反应40-50min，得到聚酰胺酸溶液；

步骤A2，向聚酰胺酸溶液中加入导热填料、分散剂，超声分散均匀后，得到成膜溶液；

步骤A3，将成膜溶液经真空消泡、流延成膜，然后热环化和双向热牵伸处理，收卷，得到高导热聚酰亚胺薄膜。

进一步，步骤A1中非质子极性溶剂为N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺中的任意一种。

进一步，步骤A1中芳香族二酐单体为均苯四甲酸二酐、3,3’,4,4’-联苯四羧酸二酐、3,3’,4,4’-二苯甲酮四羧酸二酐、双酚A二酐、双酚F二酐中的任意一种。

进一步，分散剂为聚乙二醇、丙烯酰胺中的任意一种。

二胺单体由如下步骤制得：