[发明专利]一种低膨胀系数PPTA薄膜及其制备方法

说明书

本发明涉及一种低膨胀系数PPTA薄膜及其制备方法，包括：将掺杂PPTA纳米纤维的PPTA溶液进行静置、水洗、压制，干燥，得到低膨胀系数PPTA薄膜。本发明的原料成本低廉，生产工艺简单，产业化程度高，有利于低膨胀系数聚对苯二甲酰对苯二胺薄膜在柔性电子器件中的规模化应用。

技术领域

本发明属于功能性薄膜领域，特别涉及一种低膨胀系数PPTA薄膜及其制备方法。

背景技术

随着可穿戴设备、机器人技术和生物兼容性植入式设备的快速发展，人们对轻、薄、柔性的电子器件以及柔性电路板的需求越来越高。柔性电路板作为柔性电子器件中不可替代的一部分，要求具备优异的柔韧性、较低的热膨胀系数、介电常数和良好的热稳定性。目前，用于柔性电子器件的商用柔性覆铜板及柔性电路板主要是由具有良好热稳定性和电绝缘性能的聚酰亚胺(PI)以及PI复合材料制备而成，然而，目前商用PI膜的热膨胀系数仍然相对较高，在柔性电子器件温度变化明显时，热膨胀系数的差异容易导致图形电路的剥离或出现裂纹，以及焊点塑性变形乃至断裂，此外，PI膜的典型生产工艺复杂、成本较高，严重限制了其应用。

中国发明专利CN111499864A公开了一种低膨胀系数聚酰亚胺薄膜的制备方法。首先将计量的4,4-二氨基二苯醚在N,N-二甲基乙酰胺中完全溶解后，一次性加入计量的均苯四甲酸二酐，当其完全溶解后在加入少量胺类催化剂，然后分批加入计量的对苯二异氰酸酯，直至CO₂气体放出，得到均相透明的引入了对苯亚胺基的聚酰胺酸溶液，经真空脱泡，挤压流延，双向拉伸及加热亚胺化制得热膨胀系数最低可以达到15ppm/℃的聚酰亚胺薄膜，但是该种方法对对苯二异氰酸酯的添加量要求严格，工艺加工流程步骤复杂。

日本发明专利JP2150451采用刚性二胺与均苯四甲酸二酐制备聚酰胺酸溶液，然后再与4,4-二氨基二苯醚和均苯四甲酸二酐制得的聚酰胺酸溶液混合搅拌，通过流延亚胺化后制得热膨胀系数较低的聚酰亚胺薄膜，但是这种方法制备的薄膜加工性能较差，不如热塑性薄膜的高温加热性能好。

发明内容

针对现有技术的缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种低膨胀系数聚和热稳定性好的对苯二甲酰对苯二胺PPTA薄膜及其制备方法。

本发明的一种低膨胀系数PPTA薄膜的制备方法，包括：

(1)将PPTA纳米纤维分散在PPTA溶液中，得到掺杂PPTA纳米纤维的PPTA溶液；

其中PPTA纳米纤维与溶液中PPTA的质量比为1:9～5:5；

(2)将掺杂PPTA纳米纤维的PPTA溶液进行静置、水洗、压制，干燥，得到低膨胀系数PPTA薄膜。

上述制备方法的优选方式如下：

所述步骤(1)中PPTA纳米纤维的直径为10-100nm，比表面积为110-140m²/g。

所述PPTA纳米纤维的制备方法，包括：将质量分数为1wt％，比浓对数年度为2.5dL/g的PPTA溶液逐滴注入高速剪切(转速为2500rmp)的NMP/乙醇混合体系中进行打碎分散，得到纳米尺寸的PPTA沉析纤维，经水洗过滤后得到PPTA纳米纤维。

所述步骤(1)中PPTA溶液的固含量为1～4wt％，PPTA的平均聚合度为10～100，PPTA的比浓对数粘度为0.7～3.2dL/g。

所述PPTA溶液的固含量为2～4wt％，PPTA的平均聚合度为68～100，PPTA的比浓对数粘度为2.5～3.2dL/g。

所述步骤(1)中PPTA纳米纤维与溶液中PPTA的质量比为1:9～3:7。

所述步骤(2)中静置温度为50～100℃，静置时间为2h～5h。