CN102482439B - 具有改善的铜热封强度的聚酰亚胺和氟聚合物粘合层 - Google Patents

具有改善的铜热封强度的聚酰亚胺和氟聚合物粘合层 Download PDF

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Abstract

本发明涉及具有优异的铜热封强度和优异的内部粘着强度的多层聚酰亚胺-氟聚合物绝缘结构体，其包含具有第一和第二主表面的聚酰亚胺层和至少第一氟聚合物层，其中该第一氟聚合物层包含氟聚合物、金属氧化物和铵盐。还公开了使用该多层绝缘结构体的保护线材或保护电缆。

Description

具有改善的铜热封强度的聚酰亚胺和氟聚合物粘合层
相关申请的交叉引用
本申请要求美国临时申请序列号61/238,910的优先权，其于2009年9月1日提交，名称为“具有改善的铜热封强度的聚酰亚胺和氟聚合物粘合层”，该申请以其整体在此引入作为参考。
技术领域
本发明涉及具有优异的粘着强度(adhesion strength)的多层聚酰亚胺-氟聚合物绝缘结构体。该绝缘结构体在一个实施方案中用于包裹线材或电缆或用于支持电子电路。
背景技术
电磁能导体通常用护套包裹以防止短路导致的电磁系统的严重故障。多种材料已用作保护护套，如聚氯乙烯(PVC)、聚氨酯、聚酰亚胺、聚四氟乙烯(PTFE)、膨胀性PTFE、氟化乙烯丙烯、全氟烷氧基聚合物、聚酯、硅酮橡胶和尼龙。这些材料已通过多种方式施加至导体上，包括挤压，胶带包裹，插入预形成的管，收缩包裹等。作为具体实例，美国专利No.5,846,355公开了一种护套材料，其包括吸入多孔聚合物的硅酮材料(如膨胀性聚四氟乙烯)以制备柔性和耐久的复合体。
已公开了多种包含聚酰亚胺和一些氟聚合物层的组合的叠层体用作绝缘线材或电缆包(wrap)。例如，美国专利No.3,616,177公开了一种包括至少三层的构造，包括基础聚酰亚胺层、氟乙烯丙烯(FEP)共聚物层和聚四氟乙烯(PTFE)共聚物层。该专利进一步公开了一种四层构造，其在聚酰亚胺层的两侧具有FEP，在FEP层上具有PTFE层。参见第1栏，37-45行。另一种构造公开于美国专利No.5,399,434中，其公开了一种线带(tape)，其具有聚酰亚胺核心层、内部的氟化乙烯丙烯共聚物层(FEP)、中间的聚四氟乙烯均聚物(PTFE)和氟化乙烯丙烯共聚物(FEP)混合层和外部的氟化乙烯丙烯共聚物层(FEP)，其用作绝缘线材或电缆包。
美国专利No.7,022,402公开了一种用于包裹导电材料的膜，特别是用于航空航天、高电压机器和/或其它高性能应用。该膜为不对称的多层绝缘膜，其通过将聚酰亚胺层和高温粘合层组合而制备，该高温粘合层衍生自高温的基础聚合物，该聚合物由四氟乙烯-全氟(烷基乙烯基醚)共聚物(poly(tetrafluoroethylene-co-perfluoro[alkyl vinyl ether]，PFA)制备且任选混合0至60重量％的四氟乙烯-六氟丙烯共聚物(poly(tetrafluoroethylene-co-hexafluoropropylene)，本文命名为“FEP”)。参见摘要和技术领域。高模量(module)聚酰亚胺膜优选用作核心层以提供所需的机械韧性，尽管也可使用具有较低模量的膜。参见第7栏，55-62行。
Effenberger等人的美国专利No.5,106,673公开了一种声称具有改善的粘合强度(adhesive strength)和其它特性的多层膜。该膜通过将聚酰亚胺层和一个或多个氟聚合物层组合而制备，该氟聚合物选自PTFE、热相容的TFE共聚物、及其混合物，PVF2、热相容的VF2共聚物、及其混合物，PCTFE、热相容的CTFE共聚物、及其混合物。参见摘要。FEP在该专利中列举为TFE共聚物(参见第5栏，第27行)。然而，其中也公开了该发明的一个目的为减少或消除使用聚酰亚胺和氟聚合物线带制备的叠层体变为弧形漏电痕迹(arc-track)的倾向，其通过将存在的总氟聚合物中PTFE含量最大化达成(参见第3栏，3至7行)。为此，Effenberger教导了粘合层应包含至少40％体积的PTFE。参见第6栏，36至41行。
La Court的美国专利No.5,731,088公开了一种多层复合体，其包含聚酰亚胺膜，结合至聚酰亚胺膜两侧的FEP的第一层，和结合至FEP层中的一层的PTFE和FEP的混合物层。La Court公开了“FEP涂层使聚酰亚胺共聚物基础膜层与随后施加的PTFE-FEP混合物层的粘合非常优异。没有该FEP涂层，PTFE-FEP混合物层与聚酰亚胺层结合得不佳，除非FEP在混合物中的比例至少为约50％”。参见第4栏，41-46行。然而，为实现该所需的弧形漏电痕迹抗性，La Court声称“该PTFE-FEP混合物必须包含至少40重量％，且优选高达90重量％的PTFE均聚物”。参见第4栏，56-59行。
Kaneka Texas Corporation目前销售碳氟化合物包裹的聚酰亚胺膜，如命名为120AF616的APICAL Type AF聚酰亚胺膜，其包含聚酰亚胺层和结合至聚酰亚胺层两侧的100％FEP层。类似地，DuPont Company目前销售碳氟化合物包裹的聚酰亚胺膜，名称为FN，其为通用的聚酰亚胺膜，在一侧或两侧涂覆或层压了FEP氟聚合物。
二氧化钛已作为光敏物质掺入电导体的绝缘系统以使外层可接受激光标记。参见美国专利No.6,781,063的第6栏57行。
需要提供用于航空航天线材、电缆应用和其它电绝缘体应用的具有改善的热强度和抗磨损的绝缘结构体。
发明内容
本发明提供了多层绝缘结构体，其包括
a)具有第一和第二主表面的聚酰亚胺层；和
b)第一氟聚合物层；
其中该第一氟聚合物层包含氟聚合物、金属氧化物和铵盐。
在本发明一个实施方案中，需要时，该第一氟聚合物层可直接接触聚酰亚胺层的第一主表面。或者，其可通过一个或多个中间层与聚酰亚胺层的第一主表面分开。
已发现本文所述的多层绝缘结构体具有理想的电绝缘特性，同时提供优异的热封强度和平滑性(flatness)(防起泡)特征。而且，该多层绝缘结构体易于形成有效的热封且结合至铜，并在施加至底物的过程中显示优异的加工窗(process window)。该多层聚酰亚胺-氟聚合物绝缘结构体还显示优异的内部粘着强度特性。
附图说明
纳入本申请且构成本申请一部分的附图例示了本发明的一些方面，与实施方案的说明一起用来解释本发明的原理。附图说明如下：
图1为本发明一个实施方案的横截面侧视图。
本发明优选实施方案的详细描述
以下描述的本发明的实施方案不是详尽的或将本发明限制为以下详细描述所公开的精确形式。相反，所选和描述的实施方案的目的在于促进本领域技术人员评价和理解本发明的原理和实践。
如上所述，本发明的多层绝缘结构体至少包含具有第一和第二主表面的聚酰亚胺层和第一氟聚合物层。在一个优选实施方案中，本发明的绝缘结构体还包含第二氟聚合物层。
附图描述了以下实施方案，其中绝缘结构体在聚酰亚胺层的两侧提供了氟聚合物层。根据该描述，可立刻理解仅在聚酰亚胺层的一侧具有氟聚合物层的实施方案。
参考附图，图1为本发明一个实施方案的横截面侧视图，其中复合体10包含具有第一主表面14和第二主表面16的聚酰亚胺层12。第一氟聚合物层18在聚酰亚胺层12的第一主表面14上。第二氟聚合物层20在聚酰亚胺层12的第二主表面16上。
在本发明一个实施方案中，该第一氟聚合物层18和第二氟聚合物层20独立地各自具有约0.05至约0.5密耳的厚度。在本发明一个实施方案中，聚酰亚胺层12的厚度范围为约0.5至约5密耳。
已发现选择形成氟聚合物层18和20的材料是本发明重要的方面。
第一和第二氟聚合物层的氟聚合物可相同或不同且优选选自氟乙烯丙烯聚合物(FEP)，聚四氟乙烯聚合物(PTFE)或四氟乙烯-全氟(烷基乙烯基醚)共聚物(PFA)，全氟丙基乙烯基醚(PPVE)，氯三氟乙烯聚合物(CTFE)，四氟乙烯氯三氟乙烯共聚物(TFE/CTFE)，乙烯氯三氟乙烯共聚物(ECTFE)，乙烯-四氟乙烯共聚物(ETFE)，聚偏二氟乙烯(PVDF)，及其组合。在一个优选实施方案中，该氟聚合物包括FEP、PTFE、PFA或其组合。这种氟聚合物层材料的选择提供了一种具有特殊的弧形漏电痕迹抗性和抗磨损的绝缘结构体。
在一个特别优选的实施方案中，第一和第二氟聚合物层的氟聚合物基于各自氟聚合物层的氟聚合物组分的重量独立地可包含约70至约98％重量(优选约75至约98％重量)的FEP和约30至约2％重量(优选约25至约2％重量)的PTFE。在本发明一个实施方案中，该第一氟聚合物层18和第二氟聚合物层20基于各自氟聚合物层的氟聚合物组分的重量独立地包含约85至约95％重量的FEP和约15至约5％重量的PTFE。在另一特别优选的实施方案中，第一和第二氟聚合物层的氟聚合物基于各自氟聚合物层的氟聚合物组分的重量独立地可包含约70至约98％重量(优选约70至约90％重量)的FEP和约30至约2％重量(优选约30至约10％重量)的PFA。在本发明一个实施方案中，第一氟聚合物层18和第二氟聚合物层20基于各自氟聚合物层的氟聚合物组分的重量独立地包含约85至约95％重量的FEP和约15至约5％重量的PFA。
除了FEP和PFA、或者FEP和PTFE之外，该氟聚合物层还可任选包含不为氟聚合物的聚合物。或者，除了FEP和PFA之外，该氟聚合物层还可任选包含作为氟聚合物的聚合物。该另外的聚合物优选选自PPVE、PTFE或PFA、氯三氟乙烯聚合物(CTFE)、四氟乙烯氯三氟乙烯共聚物(TFE/CTFE)、乙烯氯三氟乙烯共聚物(ECTFE)、乙烯-四氟乙烯共聚物(ETFE)、聚偏二氟乙烯(PVDF)，及其组合。
如上所述，至少该第一氟聚合物层包含氟聚合物、金属氧化物和铵盐。在一个优选实施方案中，该第二氟聚合物层(如果存在的话)也包含氟聚合物、金属氧化物和铵盐。
优选地，该金属氧化物选自TiO2、ZnO、Al2O3中的一种或多种。在本发明一个实施方案中，所述氟聚合物层包含约0.1至约5％重量的金属氧化物。
优选地，该铵盐选自(NH4)2SO4、NH4Cl、NH4F中的一种或多种。在本发明一个实施方案中，所述氟聚合物层包含约0.1ppm至约15000ppm重量的铵盐。
在本发明一个实施方案中，所述氟聚合物层包含约0.1至约5％重量的金属氧化物和0.1ppm至约20000ppm、且优选约0.1ppm至约15000ppm重量的铵盐。该聚酰亚胺层通常衍生自聚酰胺酸前体。通常，该聚酰胺酸(polyamic acid)通过以下制备，将基本等摩尔量的芳香酸二酐和芳香二胺溶于有机溶剂，且在控制的温度搅拌所得溶液直到酸二酐和二胺的聚合完成。该聚酰胺酸前体也可包括常规(或非常规)催化剂和/或脱水剂。
本发明的聚酰胺酸可通过任何已知方法聚合。具体地，优选以下聚合方法。
(1)聚合方法，其中将芳香二胺溶于有机极性溶剂，且在其中与基本等摩尔量的芳香四羧酸二酐反应以用于聚合。
(2)聚合方法，其中将过量摩尔量的芳香四羧酸二酐与芳香二胺化合物在有机极性溶剂中反应，以得到在两端具有酸酐基团的预聚合物。随后使用芳香二胺化合物进行聚合，以使制备的所有步骤中的芳香四羧酸二酐变得与芳香二胺化合物基本等摩尔。
(3)聚合方法，其中将芳香四羧酸二酐与过量摩尔量的芳香二胺化合物在有机极性溶剂中反应以得到在两端具有氨基的预聚合物。随后通过加入预聚合物中的芳香二胺化合物并使用芳香四羧酸二酐进行聚合，以使芳香四羧酸二酐变得与芳香二胺化合物基本等摩尔。
(4)聚合方法，其中将芳香四羧酸二酐溶解和/或分散在有机极性溶剂中，且使用等摩尔量的芳香二胺化合物聚合。
(5)聚合方法，其中该聚合通过将等摩尔量的芳香四羧酸二酐和芳香二胺化合物的混合物在有机极性溶剂中的反应进行。
以下描述了用于制备聚酰亚胺的前体(即，本发明的聚酰胺酸)的材料。
用于制备聚酰胺酸的酸酐的实例包括：均苯四酸二酐；2，3，6，7-萘四羧酸二酐；3，3′，4，4′-联苯基四羧酸二酐；1，2，5，6-萘四羧酸二酐；2，2′，3，3′-联苯基四羧酸二酐；3，3′，4，4′-二苯甲酮四羧酸二酐；2，2-双(3，4-二羧基苯基)丙烷二酐；3，4，9，10-二萘嵌苯四羧酸二酐；双(3，4-二羧基苯基)丙烷二酐；1，1-双(2，3-二羧基苯基)乙烷二酐；1，1-双(3，4-二羧基苯基)乙烷二酐；双(2，3-二羧基苯基)间乙烷二酐；双(3，4-二羧基苯基)乙烷二酐；氧基二邻苯二甲酸二酐；双(3，4-二羧基苯基)砜二酐；对亚苯基双(偏苯三酸)单酯酐；乙烯双(偏苯三酸)单酯酐；双酚A双(偏苯三酸)单酯酐；和它们的类似物。这些化合物可单独或以任何比例的混合物适当地使用。
适用于制备聚酰亚胺的前体(即，本发明的聚酰胺酸)的二胺的实例包括：4，4′-二氨基苯基丙烷；4，4′-二氨基苯基甲烷；联苯胺；3，3′-二氯联苯胺；4，4′-二氨基二苯硫；3，3′-二氨基二苯基砜；4，4′-二氨基二苯基砜；4，4′-二氨基二苯基醚；3，3′-二氨基二苯基醚；3，4′-二氨基二苯基醚；1，5-二氨基萘；4，4′-二氨基二苯基二乙基硅烷；4，4′-二氨基二苯基硅烷；4，4′-二氨基二苯基乙基氧化膦；4，4′-二氨基二苯基N-甲基胺；4，4′-二氨基二苯基N-苯基胺；1，4-二氨基苯(对苯二胺)；1，3-二氨基苯；1，2-二氨基苯，和它们的类似物。这些化合物可单独或以任何比例的混合物适当地使用。
优选的聚酰亚胺膜是通过均苯四酸二酐和二氨基二苯基醚反应制备。另一优选的聚酰亚胺膜通过均苯四酸二酐、二氨基二苯基醚和对苯二胺反应制备。在该组合中，二氨基二苯基醚和对苯二胺的摩尔比为50/50至100/0，优选70/30至90/10。另一优选的聚酰亚胺膜通过3，3’，4，4’-联苯基四羧酸二酐、均苯四酸二酐、对亚苯基二胺和二氨基二苯基醚反应制备。在该组合中，3，3’，4，4’-联苯基四羧酸二酐和均苯四酸二酐的摩尔比为30/70至50/50且二氨基二苯基醚和对亚苯基二胺的摩尔比为30/70至50/50。
优选用于合成聚酰胺酸的溶剂为酰胺家族的溶剂，其实例包括N，N-二甲基甲酰胺；N，N-二甲基乙酰胺；和N-甲基-2-吡咯烷酮。在这些化合物中，优选单独或以任何比例的混合物使用N，N-二甲基甲酰胺和N，N-二甲基乙酰胺。
聚酰胺酸溶液通常以5重量％至35重量％，或更优选10重量％至30重量％的浓度获得。聚酰胺酸溶液的浓度在这些范围时，可获得优选的分子量和优选的溶液粘度。
聚酰亚胺通过酰亚胺化其前体聚酰胺酸获得，其通过热固化或化学固化进行。热固化为以下方法，其中酰亚胺化反应仅通过加热进行，没有任何脱水剂或亚胺化催化剂等的作用。化学固化为以下方法，其中聚酰胺酸的有机溶剂溶液通过酸酐(如乙酸酐)代表的脱水剂作用，且通过叔胺(如异喹啉、β-甲基吡啶和吡啶)代表的酰亚胺化催化剂作用。化学固化可与热固化一起进行。酰亚胺化的反应条件根据聚酰胺酸的类型、膜厚度、或所选的固化方法(其可为热固化和/或化学固化)而改变。
在本发明的聚酰亚胺膜的制备方法中，通过已知方法进行制备部分固化的和/或部分干燥的聚酰胺酸膜(凝胶膜)的步骤。即，以上述方式调节的聚酰胺酸的有机溶剂溶液流延(cast)或涂覆在支持物(如玻璃板、环状的不锈钢带(endless stainless-steel belt)、或不锈钢筒)上，以通过加热进行亚胺化。或者，将脱水剂和催化剂在聚酰胺酸溶液中低温混合，且将聚酰胺酸溶液以膜的形式流延在支持物上，且加热以活化该脱水剂和酰亚胺化催化剂。通过这种热亚胺化或化学亚胺化，制备了部分固化的自支撑式聚酰胺酸膜(凝胶膜)。请注意，本文使用的术语″部分固化的″或″部分干燥的″是指部分亚胺化初始存在于聚酰胺酸溶液中的酰胺键，或部分蒸发或干燥初始存在于初始聚酰胺酸溶液中的挥发组分。这些术语并非指关于膜的整个表面的部分固化或部分干燥。该凝胶膜为从聚酰胺酸固化至聚酰亚胺的中间阶段的膜，且为自支撑的。
之后，凝胶膜的横向两侧均使用别针(pins)或夹子等固定，且凝胶膜在加热炉中加热，其中将凝胶膜干燥以去除挥发组分(如有机溶剂)。该膜然后进行热处理以得到聚酰亚胺膜。
可使用制备聚酰亚胺膜的任何常规或非常规方法以制造本发明的聚酰亚胺层。材料和方法的实例公开于美国专利No.3,616,177；5,066,770；5,070,181；和5,081,229中；它们都以任何目的在此引入作为参考。
本发明的聚酰亚胺-氟聚合物绝缘结构体可通过本领域技术人员目前显而易见的任何合适的技术制备。例如，在一个实施方案中，该聚酰亚胺层可通过层压技术(如转移层压)用第一和第二氟聚合物层和任选的中间层进行层压。或者该聚酰亚胺层可用在适当位置固化以形成任选的中间层的涂覆材料涂覆，然后施加在适当位置固化以形成第一和第二氟聚合物层的涂覆材料。
任选地，聚酰亚胺层的主表面预先制备以通过表面处理增强氟聚合物层的粘着。表面处理的实例包括电晕处理，大气压下等离子体处理，减压下等离子体处理，偶合剂如硅烷和钛酸盐处理，喷砂处理，碱处理和酸处理。
制备本发明多层的聚酰亚胺-氟聚合物绝缘结构体的方法优选包括；
用氟聚合物分散体涂覆聚酰亚胺膜的一个表面或两个表面的步骤，和
干燥和加热氟聚合物分散体以形成氟聚合物层的步骤。
干燥和加热的步骤优选使用热处理炉进行。该热处理炉可由烘烤区和熔化区组成。热处理炉中的温度可影响多层体的粘着性。随着热处理炉中的温度增加，多层体的粘着强度增强。
如果基于氟聚合物层的氟聚合物组分的重量，氟聚合物分散体包含约70至约98％重量(优选约75至约98％重量)的FEP和约30至约2％重量(优选约25至约2％重量)的PTFE作为其氟聚合物组分，炉中的最高空气温度优选为700℃或更高。如果最高空气温度为700℃或更高，所得复合体显示优异的内部粘着强度。炉中最高空气温度的优选上限为800℃。
如果基于氟聚合物层的氟聚合物组分的重量，氟聚合物分散体包含约70至约98％重量(优选约70至约90％重量)的FEP和约30至约2％重量(优选约30至约10％重量)的PFA，炉中的最高空气温度优选为650℃或更高。如果最高空气温度为650℃或更高，所得复合体显示优异的铜粘着强度。
在本发明一个实施方案中，聚酰亚胺层的主表面用增粘剂材料打底(primed)。任选地，可使用打底层(priming layer)，如轻微的FEP层和/或PTFE层。尽管期望用于增强结合或获得其它有利特性的中间层，但聚酰亚胺-氟聚合物绝缘结构体的外层为本文所述的第一和第二氟聚合物层。
任选的一个或多个中间层可提供在聚酰亚胺层的第一主表面和第一氟聚合物层之间，在聚酰亚胺层的第二主表面和第二氟聚合物层之间，或聚酰亚胺层的各主表面和第一和第二氟聚合物层之间。任选的一个或多个中间层的厚度对本发明不是关键的。可用于该层的厚度的代表性实例独立地为约0.05至约0.5密耳的范围。
任选的中间层可选自多种材料。用作一个或多个中间层的材料的实例包括PTFE、FEP、PFA、聚氯乙烯(PVC)、PVDF、ECTFE、CTFE、PCTFE、聚酰胺酰亚胺、聚(醚醚酮)(PEEK)、聚砜、聚(醚砜)、聚(醚酰亚胺)等。
当使用两个或更多个中间层时，它们可为不同材料且具有不同厚度。
如果基于氟聚合物层的氟聚合物组分的重量，氟聚合物层包含约70至约98％重量(优选约75至约98％重量)的FEP和约30至约2％重量(优选约25至约2％重量)的PTFE，则提供尤其显示优异的内部粘着强度的多层聚酰亚胺-氟聚合物绝缘结构体。由于该特性，上述多层体在没有中间层的情况下提供充足的内部粘着强度。
如果基于氟聚合物层的氟聚合物组分的重量，氟聚合物层包含约70至约90％重量的FEP和约30至约10％重量的PFA，则提供除了具有常规粘着强度外尤其显示优异的铜粘着强度的聚酰亚胺-氟聚合物绝缘结构的多层体。因此，上述氟聚合物层优选用作结合至导体的多层体的外层。
在本发明一个优选实施方案中，该复合体为对称的，意味着该第一氟聚合物层和该第二氟聚合物层具有相同的化学组成。该实施方案在以下方面提供显著的益处，易于制备、减少工厂储存所需的材料的数量、易于使用、和展示的产品特性。
第一氟聚合物层优选在聚酰亚胺层的第一主表面上，且第二氟聚合物层优选在聚酰亚胺层的第二主表面上。
优选地，本发明的聚酰亚胺-氟聚合物绝缘结构体仅由本文所述的三层构成，在复合体中没有可辨别的另外的连续层存在。已发现这种简单的三层构造提供了优异的特性，且还可以以简单方法制备和易于使用。该优选的三层构造提供了有效的制造和降低的成本的优点。
本发明的多层聚酰亚胺-氟聚合物绝缘结构体可以以适于对常规操作的电子材料提供保护的任何方式，施加于电子材料(如线材或电缆)。根据本发明的多层聚酰亚胺-氟聚合物绝缘结构体可用作一种或多种导线或电缆的全部或部分外壳(housing)，如线材包或电缆包裹物，或用作航空航天线材应用中通常使用的″扁线材(flat wire)″的外壳部件。优选地，该多层聚酰亚胺-氟聚合物绝缘结构体提供线带的形式以围绕线材或电缆缠绕，然后加热将包裹物结合至其本身和结合至线材或电缆等。最优选地，当该多层聚酰亚胺-氟聚合物绝缘结构体仅在一侧涂覆时，则定位该绝缘结构体的氟-涂覆侧以与待绝缘的任何金属元件接触，特别是与铜接触。例如，铜丝优选通过将绝缘结构体围绕铜丝包裹而绝缘，且定位该绝缘结构体的氟-涂覆侧与铜丝接触。
已发现当该复合体用于矩形线材(rectangular wire)时，本发明的多层绝缘结构体特别有利。结合至矩形线材特别具有挑战性，因为多层绝缘结构体很可能尤其在矩形线材的拐角处脱落。出于该原因，现有技术的系统通常仅公开了它们的绝缘体在具有圆截面的线材中的用途。
在本发明优选的实施方案中，该结构具有的Cu粘着强度大于900g/in，且更优选大于1100g/in，其使用本文描述的Cu热封强度测试方案测定。
实施例
本发明的代表性实施方案将参考例示本发明原理和实践的以下实施例进行公开。
Cu热封强度测试方案
根据修改的ASTM D 2305-99热封强度测试方案评估该绝缘产品的铜热封强度。在该测试方案中，测量当可热封膜结合至相同尺寸且厚度为1.4密耳的铜片时发生的结合强度。该测试通常按ASTM D 2305-99提供的步骤进行，具有以下步骤：
1.使用直尺，在铜质矩形线材表面的膜上画两道平行切口，提供平的、可剥离的样品。
2.使用指保护套和剃刀的平刃(flat edge)，将刀刃在膜下滑动以可开始手动剥开。
3.向后剥开(peeled back)约3英寸的膜。
4.测量膜宽度。
5.使用英斯特朗(Instron)机的滑动装置将膜以90度的牵拉角从铜矩形线材拉开。该Instron拉伸测试机以12英寸/分钟的爪分离速率操作。
6.将膜的准确宽度输入软件，从而以克/英寸计算平均脱落强度结果。
实施例1
将1.00密耳的Apical AV的聚酰亚胺膜用包含TiO2和200ppm(NH4)2SO4的FEP和PTFE(80/20重量)的水分散混合物涂覆，干燥，使得在聚酰亚胺膜的两侧获得0.15密耳树脂涂层。这些涂层以不同线速度在常规浸涂塔中施加，该浸涂塔具有6英尺长的蒸发和烘烤区和4英尺长的熔化区，以评估不同量的干燥时间对最终铜热封的影响。熔化区中的空气温度为约1300°F(704℃)。铜热封强度的值通过上述测试步骤测定。
实施例2(对比产品)
将1.00密耳的Apical AV的聚酰亚胺膜用FEP和PTFE(80/20重量)的水分散混合物(该水分散混合物不包含TiO2和(NH4)2SO4)涂覆，干燥，使得在聚酰亚胺膜的两侧获得0.15密耳树脂涂层。该涂覆以实施例1所述的方式施加。
实施例3
将1.00密耳的Apical AV的聚酰亚胺膜用包含TiO2和200ppm(NH4)2SO4的FEP和PTFE(80/20重量)的水分散混合物涂覆，干燥，使得在聚酰亚胺膜的一侧获得0.15密耳树脂涂层。该涂覆以实施例1所述的方式施加。
实施例4.粘着测试
将以上制备的多层绝缘结构体根据上述Cu热封强度测试方案测试，以测定当可热封膜结合至相同尺寸且厚度为1.4密耳的铜片时产生的结合强度。在该测试中，Instron拉伸测试机以12in/分钟的爪分离速率操作。
各种样品的热封强度数据报告于下表1中。
表1-本发明两种级别的比较
实施例5.附加测试
将以上制备的实施例1和对比例2的多层绝缘结构体根据上述热封强度测试方案测试，以测定从矩形铜丝的剥落值、伸长和介电特性。在常规位置包裹该线材后，该膜还进行目测检查以鉴定鼓泡的存在。各样品的数据报告于下表2中。
表2-附加数据
本文引用的所有专利、专利申请(包括临时申请)和出版物引入作为参考，如同单独引入，用于所有目的。除非另有所述，所有分数和百分比为重量百分比且所有分子量为重均分子量。上述详细说明仅用来促进理解。应理解它们没有不需要的限制。本发明不限于所示和描述的精确细节，因为对本领域技术人员显而易见的改变包括在权利要求限定的本发明内。

Claims (36)

1.多层绝缘结构体，其包括
a)具有第一和第二主表面的聚酰亚胺层；和
b)第一氟聚合物层；
其中该第一氟聚合物层包含氟聚合物、金属氧化物和铵盐；
其中该金属氧化物为TiO2、ZnO、Al2O3中的一种或多种，该铵盐为(NH4)2SO4、NH4Cl、NH4F中的一种或多种。
2.权利要求1所述的多层绝缘结构体，其中该第一氟聚合物层在聚酰亚胺的第一主表面上。
3.权利要求1所述的多层绝缘结构体，其还包括第二氟聚合物层，其中该聚酰亚胺层在第一和第二氟聚合物层之间。
4.权利要求3所述的多层绝缘结构体，其中该第一氟聚合物层在聚酰亚胺的第一主表面上且该第二氟聚合物层在聚酰亚胺的第二主表面上。
5.权利要求3所述的多层绝缘结构体，其中该第二氟聚合物层包含氟聚合物、金属氧化物和铵盐，其中该金属氧化物为TiO2、ZnO、Al2O3中的一种或多种，该铵盐为(NH4)2SO4、NH4Cl、NH4F中的一种或多种。
6.权利要求4所述的多层绝缘结构体，其中该第二氟聚合物层包含氟聚合物、金属氧化物和铵盐，其中该金属氧化物为TiO2、ZnO、Al2O3中的一种或多种，该铵盐为(NH4)2SO4、NH4Cl、NH4F中的一种或多种。
7.权利要求3所述的多层绝缘结构体，其中该第一氟聚合物层和该第二氟聚合物层具有相同的化学组成。
8.权利要求4所述的多层绝缘结构体，其中该第一氟聚合物层和该第二氟聚合物层具有相同的化学组成。
9.权利要求2所述的多层绝缘结构体，其中该多层绝缘结构体构造仅由聚酰亚胺层和第一氟聚合物层这两层构成，在该多层绝缘结构体中没有可辨别的另外的连续层存在。
10.权利要求4所述的多层绝缘结构体，其中该多层绝缘结构体构造仅由聚酰亚胺层、第一和第二氟聚合物层这三层构成，在该多层绝缘结构体中没有可辨别的另外的连续层存在。
11.权利要求5所述的多层绝缘结构体，其中该多层绝缘结构体构造仅由聚酰亚胺层、第一和第二氟聚合物层这三层构成，在该多层绝缘结构体中没有可辨别的另外的连续层存在。
12.权利要求6所述的多层绝缘结构体，其中该多层绝缘结构体构造仅由聚酰亚胺层、第一和第二氟聚合物层这三层构成，在该多层绝缘结构体中没有可辨别的另外的连续层存在。
13.权利要求7所述的多层绝缘结构体，其中该多层绝缘结构体构造仅由聚酰亚胺层、第一和第二氟聚合物层这三层构成，在该多层绝缘结构体中没有可辨别的另外的连续层存在。
14.权利要求8所述的多层绝缘结构体，其中该多层绝缘结构体构造仅由聚酰亚胺层、第一和第二氟聚合物层这三层构成，在该多层绝缘结构体中没有可辨别的另外的连续层存在。
15.权利要求1-14中任一项所述的多层绝缘结构体，其中该第一氟聚合物层包含0.1至5％重量的金属氧化物和0.1ppm至20000ppm重量的铵盐。
16.权利要求1-14中任一项所述的多层绝缘结构体，其中该氟聚合物包括FEP、PTFE、PFA或其组合。
17.权利要求15所述的多层绝缘结构体，其中该氟聚合物包括FEP、PTFE、PFA或其组合。
18.权利要求1-14中任一项所述的多层绝缘结构体，其中该聚酰亚胺层的厚度为0.5至5密耳。
19.权利要求15所述的多层绝缘结构体，其中该聚酰亚胺层的厚度为0.5至5密耳。
20.权利要求16所述的多层绝缘结构体，其中该聚酰亚胺层的厚度为0.5至5密耳。
21.权利要求1-14中任一项所述的多层绝缘结构体，其中该第一氟聚合物层和存在时的第二氟聚合物层的厚度为0.05至0.5密耳。
22.权利要求15所述的多层绝缘结构体，其中该第一氟聚合物层和存在时的第二氟聚合物层的厚度为0.05至0.5密耳。
23.权利要求16所述的多层绝缘结构体，其中该第一氟聚合物层和存在时的第二氟聚合物层的厚度为0.05至0.5密耳。
24.权利要求18所述的多层绝缘结构体，其中该第一氟聚合物层和存在时的第二氟聚合物层的厚度为0.05至0.5密耳。
25.权利要求1-14中任一项所述的多层绝缘结构体，该结构具有的Cu粘着强度大于900g/in。
26.权利要求15所述的多层绝缘结构体，该结构具有的Cu粘着强度大于900g/in。
27.权利要求16所述的多层绝缘结构体，该结构具有的Cu粘着强度大于900g/in。
28.权利要求18所述的多层绝缘结构体，该结构具有的Cu粘着强度大于900g/in。
29.权利要求21所述的多层绝缘结构体，该结构具有的Cu粘着强度大于900g/in。
30.权利要求1-14中任一项所述的多层绝缘结构体，其中该氟聚合物层通过以下形成：将包含氟聚合物、金属氧化物和铵盐的氟聚合物分散体施加在聚酰亚胺膜的表面，然后干燥该分散体。
31.权利要求15所述的多层绝缘结构体，其中该氟聚合物层通过以下形成：将包含氟聚合物、金属氧化物和铵盐的氟聚合物分散体施加在聚酰亚胺膜的表面，然后干燥该分散体。
32.权利要求16所述的多层绝缘结构体，其中该氟聚合物层通过以下形成：将包含氟聚合物、金属氧化物和铵盐的氟聚合物分散体施加在聚酰亚胺膜的表面，然后干燥该分散体。
33.权利要求18所述的多层绝缘结构体，其中该氟聚合物层通过以下形成：将包含氟聚合物、金属氧化物和铵盐的氟聚合物分散体施加在聚酰亚胺膜的表面，然后干燥该分散体。
34.权利要求21所述的多层绝缘结构体，其中该氟聚合物层通过以下形成：将包含氟聚合物、金属氧化物和铵盐的氟聚合物分散体施加在聚酰亚胺膜的表面，然后干燥该分散体。
35.权利要求25所述的多层绝缘结构体，其中该氟聚合物层通过以下形成：将包含氟聚合物、金属氧化物和铵盐的氟聚合物分散体施加在聚酰亚胺膜的表面，然后干燥该分散体。
36.矩形线材，其包含矩形铜丝和包裹在该铜丝上的权利要求1-35中任一项所述的绝缘叠层体。
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