CN101579904B - 一种黑色亚光聚酰亚胺薄膜的制备方法 - Google Patents

Abstract

一种黑色亚光聚酰亚胺薄膜的制备方法包括：聚酰胺酸溶液制备、黑色浆料配制、黑色亚光树脂溶液制备以及流延、干燥和脱水环化步骤。亚光剂是从二氧化硅、三氧化铝，氧化锆和氧化铁中任选一种。其加入方法有二种方式，其一是亚光剂和黑色浆料一起加入制备好的聚酰胺酸溶液中充分混合后进行流延、干燥和脱水环化制备黑色亚光聚酰亚胺薄膜；另一种方法是亚光剂和黑色浆料按比例先与反应物芳族二胺混合均匀，再与芳族二酐反应直接制备黑色亚光聚酰胺酸树脂溶液，接着流延，干燥和脱水环化制备黑色亚光聚酰亚胺薄膜，该薄膜的性能为延伸率≥40％，拉伸强度≥150MPa，介电强度≥80KV/mm，可见光透过率≤1％，吸光率0.92％和光泽(60°)_空气59。

Description

一种黑色亚光聚酰亚胺薄膜的制备方法

一.技术领域

本发明涉及一种黑色亚光聚酰亚胺薄膜的制备方法，更确切地说本发明涉及一种含有氧化物亚光剂的黑色亚光聚酰亚胺薄膜的制备方法。

二.背景技术

黑色亚光聚酰亚胺薄膜是黑色聚酰亚胺薄膜的系列产品。它是一种黑色、不透明、光透过率和反射系数低的薄膜。主要用途是卫星壳体涂层、不透明复盖层、辐射热吸收器和高温标识材料。可适用于黑色聚酰亚胺薄膜大部分定位领域，例如：用作光吸收薄膜，用其制备光固定衰减器和光终端器。用作包覆电子元件用途能有效地把激光标识到电子元件上，致使激光打印成为可能，实现影印法形成图像。黑色亚光防静电胶带在印刷(制)电路板中广泛使用。黑色亚光聚酰亚胺薄膜在光电子领域有着特定的用途，制备也有一定困难，世界上只有美国的杜邦公司制备销售此产品。关于它的产品性能和用途报道不多，至于其制备方法那就鲜见了。在此前提下，本发明者们为了满足用户要求，对其制备方法作了专门的研究与开发，现已开发成功，提出了完整的技术方案。

三、发明内容

本发明者们在黑色聚酰亚胺薄膜工作的基础上，潜心研究黑色亚光聚酰亚胺薄膜的制备方法，现已完成完整的技术方案。

a)聚酰胺酸溶液制备：采用芳族二酐和芳族二胺，在非质子极性溶剂二甲基乙酰胺中进行等摩尔比反应，反应温度为室温～80℃，反应时间为4～8小时，控制聚酰胺酸含量为18～22重量％，聚酰胺酸溶液的茄氏粘度为15～25min。

这里的芳族二酸酐是从均苯四甲酸二酐、氧联二苯四甲酸二酐和联苯四甲酸二酐中任选一种或它们的混合物。还可根据用户需要选择二苯醚四甲酸二酐、二苯甲酮四甲酸二酐和双酚A二酐中的任一种或二种以上混合物。

芳族二胺是从4，4′-二氨基二苯醚、3，4′-二氨基二苯醚、4，4′-二氨基二苯基甲烷、对苯二胺和间苯二胺中任选一种或二种以上混合物。

b)黑色浆料调制：在聚酰胺酸浓度为18～22重量％的聚酰胺酸溶液10～20重量份中，加入粒度为≤2μm的炭黑-二甲基乙酰胺溶液79～89重量份和有机硅分散剂0.5～1.0重量份，用二甲基乙酰胺稀释调节炭黑浓度为8～15重量％，于室温研磨4～8小时制得黑色浆料。

c)黑色亚光聚酰亚胺薄膜的制备选择下述两种方法中的一种：

其一是用上述步骤a)制备的聚酰胺酸溶液100重量份、亚光剂5～15重量份和上述步骤b)制得的黑色浆料2～10重量份的混合物，用搅拌器搅拌4～5小时，搅拌均匀后脱泡，用流延法流延并于250～450℃干燥脱水环化制备黑色亚光聚酰亚胺薄膜。

其二是0.5mol芳族二胺在二甲基乙酰胺中完全溶解后加入4～14g亚光剂和1～9g上述步骤制得的黑色浆料，充分搅拌均匀后，加入0.5mol芳族二酐，于室温～80℃反应6～8小时制得的聚酰胺酸溶液，其茄氏粘度粘度为15～25min，该溶液的固含量为18～22重量％，这样制得的黑色亚光树脂料液，用流延法流延于250～450℃干燥、脱水和环化成黑色亚光聚酰亚胺薄膜。

本发明使用的亚光剂是从二氧化硅、三氧化二铝、氧化锆和氧化铁中任选一种。

所使用的有机硅分散剂是一种聚醚多元醇改性的聚二甲基硅氧烷。如杭州保尔特有机硅公司出品的市售商品BD-3017。

按照本发明制备的黑色亚光聚酰亚胺薄膜具有延伸率≥40％，；拉伸强度≥150MPa，介电强度≥80KV/mm，可在250℃长期使用，可具光透过率≤1％，吸光率0.92％和光泽(60°)_空气59。

四.具体实施方式

为了更好地实施本发明特举例说明之，但实施例不是对本发明的限制。

实施例1

1)聚酰胺酸溶液制备

100g(0.5mol)4，4’-二氨基二苯醚溶解于1100ml二甲基乙酰胺中，接着加入109g(0.5mol)均苯四甲酸二酐，于50℃搅拌反应6小时，补加116ml二甲基乙酰胺，控制聚酰胺酸含量为20重量％，聚酰胺酸溶液茄氏粘度为20min。

2)黑色浆料调制

先将100g粒度≤2μm碳黑和1100ml二甲基乙酰胺与14g聚醚多元醇改性的聚二甲基硅氧烷分散剂BD-3017于室温搅拌混合均匀，再与聚酰胺酸含量为20重量％的聚酰胺酸溶液700ml搅拌6小时制得浆料浓度为12重量％的黑色浆料。

3)黑色亚光聚酰亚胺薄膜的制备

4000g聚酰胺酸含量为20重量％的聚酰胺酸溶液，400g二氧化硅亚光剂和240g浆料浓度为12重量％的黑色浆料，于室温搅拌4.5小时制得黑色亚光树脂料液，该料液脱泡后由流延机流延，经250～450℃高温加热脱水，环化制得一种黑色亚光聚酰亚胺薄膜，该薄膜延伸率为40％，拉伸强度150MPa，介电强度82KV/mm，可在250℃长期使用，可见光透过率1％，吸光率0.915％，光泽(60°)_{空 气}59。

实施例2

54g(0.15mol)对苯二胺在1100ml二甲基乙酰胺中完全溶解后，加入14g三氧化二铝亚光剂和5g实施例1制备的黑色浆料，充分搅拌均匀后，加入165g(0.5mol)联苯四甲酸二酐于60℃反应7小时制得黑色亚光聚酰胺酸溶液，其茄氏粘度20min。用二甲基乙酰胺调节溶液浓度为20重量％。用这样制备的4千克溶液进行流延，于250～450℃干燥脱水和环化制备一种黑色亚光聚酰亚胺薄膜。该薄膜具有延伸率45％，拉伸强度151MPa，介电强度80KV/mm，可见透光率1％。吸光率0.92％，光泽(60°)_空气60。

实施例3

54g(0.5mol)对苯二胺在1100ml二甲基乙酰胺中完全溶解后，加入9克氧化铁亚光剂和9g实施例1制备的黑色浆料，充分搅拌均匀后，加入55g(0.25mol)均苯四甲酸二酐和83g(0.25mol)联苯四酸二酐于80℃搅拌6小时制得黑色聚酰胺酸溶液，用二甲基乙酰胺调节溶液浓度为18重量％，该溶液的茄氏粘度为15min，经流延，于250～450℃干燥，脱水和环化制得一种黑色亚光聚酰亚胺薄膜。该薄膜具有延伸率42％，拉伸强度150MPa，介电强度81KV/mm，可见透光率0.9％，吸光率0.92％和光泽(60°)_空气59。

Claims (5)

1.一种黑色亚光聚酰亚胺薄膜的制备方法，其特征在于步骤包括：

a)聚酰胺酸溶液制备：采用芳族二酸酐和芳族二胺在非质子极性溶剂二甲基乙酰胺中等摩尔配比反应制备，反应温度为室温～80℃，反应时间为4～8小时，控制聚酰胺酸含量为18～22重量％，聚酰胺酸溶液茄氏粘度为15～25min；

b)黑色浆料调制：在聚酰胺酸浓度为18～22重量％的聚酰胺酸溶液10～20重量份中，加入粒度为≤2μm的炭黑-二甲基乙酰胺溶液79～89重量份和有机硅分散剂0.5～1.0重量份，用二甲基乙酰胺稀释调节炭黑浓度为8～15重量％，于室温研磨4～8小时制得黑色浆料；

c)黑色亚光聚酰亚胺薄膜的制备选择下述两种方法中的一种：

其一是用上述步骤a)制备的聚酰胺酸溶液100重量份、亚光剂5～15重量份和上述步骤b)制得的黑色浆料2～10重量份的混合物，用搅拌器搅拌4～5小时，搅拌均匀后脱泡，用流延法制备黑色亚光聚酰亚胺薄膜；

其二是0.5mol芳族二胺在二甲基乙酰胺中完全溶解后加入4～14g亚光剂和1～9g上述步骤b)制得的黑色浆料，充分搅拌均匀后，加入0.5mol芳族二酸酐，于室温～80℃反应6～8小时制得聚酰胺酸溶液，其茄氏粘度为15～25min，该溶液的固含量为18～22重量％，应用流延法流延成型制得黑色亚光聚酰亚胺薄膜。

2.根据权利要求1所述的一种黑色亚光聚酰亚胺薄膜的制备方法，其特征在于所述的芳族二胺是从4，4′-二氨基二苯醚、3，4′-二氨基二苯醚、4，4′-二氨基二苯基甲烷、对苯二胺和间苯二胺中选一种或两种以上的混合物。

3.根据权利要求1所述的一种黑色亚光聚酰亚胺薄膜的制备方法，其特征在于所述的芳族二酸酐是从均苯四甲酸二酐、氧联二苯四甲酸二酐和联苯四甲酸二酐中任选一种或它们的混合物。

4.根据权利要求1所述的一种黑色亚光聚酰亚胺薄膜的制备方法，其特征在于所述的亚光剂是从二氧化硅、三氧化二铝、氧化锆和氧化铁中任选一种。

5.根据权利要求1所述的一种黑色亚光聚酰亚胺薄膜的制备方法，其特征在于所述的有机硅分散剂是一种聚醚多元醇改性的聚二甲基硅氧烷。