CN109760377A - 一种高离型性无硅复合离型膜及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高离型性无硅复合离型膜及其制备方法，所述的复合离型膜具有三层结构：离型层、流动层和背面层。其中，离型层和背面层分别位于上下表层，流动层位于离型层和背面层之间。离型层中各组分的重量百分比为：聚苯醚85‑95%，含氟聚合物5‑10%，固体润滑剂1‑5%，稳定剂0.5‑2%；流动层中各组分的重量百分比为：聚烯烃树脂50‑70%，聚酯树脂30‑50%，抗氧剂0.5‑2%；背面层中各组分的重量百分比为：聚苯醚80‑95%，填料5‑20%，稳定剂0.5‑2%。通过三层共流延复合工艺，制备得到的三层复合离型膜同时具有优异的离型性、耐温性和阻胶性。

Description

一种高离型性无硅复合离型膜及其制备方法

技术领域

本发明涉及离型膜领域，具体指一种表面没有涂布任何硅油离型剂，具有高离型性的复合离型膜。

背景技术

离型膜是众多电子电气元件生产过程中的重要辅助产品，可以有效提升电子电气元件的生产效率，提高产品品质和质量稳定性。因此，离型膜在印制电路板、FPC柔性电路板、液晶偏振片、PDP构成部件、有机EL构成部件、显示器构成部件等许多器件的生产过程中都获得了广泛的应用。

目前，以聚酯薄膜为基材，表面涂布硅油或硅脂等有机硅材料作为离型剂的离型膜是研究和应用最为广泛的品种。如韩国可隆工业株式会社将系列硅氧烷组合物涂布在聚酯薄膜上研制出了一类具有良好剥离力和抗静电性的离型膜（发明专利，申请号201180063811.0）。同样以聚酯薄膜为基底材料，日本三菱树脂株式会社采用在其上涂布一层固化型硅酮涂料的方式，制备出一种离型性好、受大气暴露影响小的离型膜产品。总体来说，这些表面涂布有机硅的离型膜产品，其离型性良好，也能耐受一定的温度，在许多电子器件的制造中都发挥了重要作用。但这类离型膜最大的缺点，在于其表面涂布的有机硅离型剂耐迁移性差，虽然赋予了离型膜良好的离型效果，但在使用时往往容易粘附到电子器件表面，从而影响器件后续制造工序的顺利进行。对柔性电路板等高端电子器件而言，制造过程中带入的微量杂质也会对器件品质造成严重影响。特别随着近年来电子电器产品的低价化趋势，提高制造效率，提高成品优良率，从而实现相关器件的低价化已成为目前相关行业的大课题。器件制造的高速化必然使得柔性电路板等电子器件压合工序的节拍时间大大缩短，压合温度和压力显著提高，这就对离型膜的离型性、耐温性和耐迁移性提出了更高的要求，这是目前的离型膜产品难以达到的。此外，为避免柔性线路板、印制电路板在压合过程中产生溢胶现象，对离型膜还提出了阻胶的性能要求，要求离型膜在压合中能够凹陷贴合层间缝隙，阻止粘接剂的溢出。在这种情况下，普通的单层离型膜已不能满足要求，研制兼具良好离型性、耐温性和阻胶性的无硅多层复合离型膜是线路板等相关行业的迫切需求。

发明内容

针对上述相关行业需求和目前离型膜存在的问题，本发明的目的在于提供一种满足柔性电路板相关行业需求，同时具有良好离型性、耐温性和阻胶性的无硅多层复合离型膜产品及其制备方法。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：一种高离型性无硅复合离型膜，所述的离型膜由三层复合形成：离型层、流动层和背面层；其中，离型层和背面层分别位于上下表层，流动层位于离型层和背面层之间。

所述的离型层中各组分的重量百分比如下：聚苯醚85-95%，含氟聚合物5-10%，固体润滑剂1-5%，稳定剂0.5-2%。

本发明中的聚苯醚，化学名称为聚2,6-二甲基-1,4-苯醚，简称PPO或PPE，是一种综合性能优良的工程塑料，具有突出的耐热性，熔点高达270℃；此外，聚苯醚具有优异的耐水性、耐磨性和尺寸稳定性，聚苯醚的表面能较低，对其他材料的粘附性较小；因此，本发明的技术方案中选用聚苯醚作为离型层的基础树脂。

本发明中的含氟聚合物为聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯、聚六氟丙烯、氟46中的一种或几种的混合物；这些含氟聚合物具有优异的耐热性和不粘特性，加入到聚苯醚基础树脂中，可以有效提高离型层的耐热性能和离型性能。

本发明中的固体润滑剂为二硫化钼、石墨、石墨烯、氮化硼中的一种或几种的混合物；这些无机固体是片状二维或者片层状三维材料，具有非常良好的润滑减摩功能，加入离型层中，可以降低离型层的摩擦系数，减轻剥离力；此外，在薄膜的流延加工过程中，这些无机润滑材料因熔点高，仍然保持固体颗粒状态，从而在离型层表面形成一定的粗糙度，进一步提高了离型层的表面爽滑性。

本发明中的固体润滑剂的平均粒径在50-800纳米，优选平均粒径100-600纳米，最优选100-300纳米，平均粒径太小，颗粒容易团聚，难以分散均匀；平均粒径太大，使离型层表面过于粗糙，容易在使用离型膜时在器件制品表面造成不良印痕。

稳定剂为四[β-（3，5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸]季戊四醇酯， β-（3,5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸正十八碳醇酯，2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚，N,N'-双-(3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰基)己二胺，亚磷酸三苯酯，亚磷酸一苯二异辛酯，亚磷酸二苯一异辛酯， 三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯中的一种或几种的混合物；这些化合物可以单独或配合使用，可以阻断高分子材料因热、氧作用产生的自由基链式降解反应，从而避免或减轻聚合物在成型加工过程中的分解，保持其原有的优良性能。

本发明所述的流动层中各组分的重量百分比如下：聚烯烃树脂50-70%，聚酯树脂30-50%，抗氧剂0.5-2%。

本发明中的聚烯烃树脂为聚乙烯、聚丙烯、POE（茂金属催化的乙烯-辛烯共聚物）中的一种或几种的混合物；这些聚烯烃树脂熔点均在150℃，在电路板压合工艺条件下熔融为液体，由于其为非极性高分子，分子间作用力小，熔体流动性好，可在压合工艺中发挥良好的阻止溢胶作用。

本发明的聚酯树脂为聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物，乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物、乙烯-甲基丙烯酸丁酯共聚物中的一种或几种的混合物；这类聚酯材料具有良好的柔软性和弹性，除在压合工艺中辅助聚烯烃材料提供流动阻胶性能外，其另一个作用是在常温常压下使薄膜具有较好的柔性和弹性，便于离型膜的卷绕、铺展等操作。

本发明所述的背面层中各组分的重量百分比如下：聚苯醚80-95%，填料5-20%，，稳定剂0.5-2%。

本发明中的填料为碳酸钙、二氧化硅、云母粉、硅藻土、蒙脱土中的一种或几种；这些无机填料均具有良好的耐热性，可以提高背面层的耐温性能；此外，这些无机填料的价格均较为低廉，可以降低离型膜的成本。

本发明所述的高离型无硅复合离型膜中，离型层厚度为10-30微米，流动层厚度为30-70微米，背面层厚度为30-70微米。

本发明所述的一种高离型无硅复合离型膜，其制备方法包括如下操作步骤：

1）将离型层中各组分按照其质量比投入到密炼机中常温预混合，混合时间为3-6min；然后预混料在烘干机中以120-140℃烘干2-4小时后，采用双螺杆挤出机进行熔融共混，螺杆温度控制在280-320℃，将混合料挤出造粒；

2）将流动层中各组分按照其质量比投入到密炼机中常温预混合，混合时间为3-6min；然后预混料在真空干燥机中以50-80℃真空烘干2-4小时后，采用双螺杆挤出机进行熔融共混，螺杆温度控制在150-260℃，将混合料挤出造粒；

3）将背面层中各组分按照其质量比投入到密炼机中常温预混合，混合时间为3-6min；然后预混料在烘干机中以120-140℃烘干2-4小时后，采用双螺杆挤出机进行熔融共混，螺杆温度控制在280-320℃，将混合料挤出造粒；

4）将共混制备得到的离型层粒料、中间层粒料和背面层粒料加入三层挤出共流延机组中，通过挤出流延复合成膜的方式，将三种粒料流延复合成膜，得到高离型性无硅复合离型膜产品。

本发明的优点在于：通过三层共流延复合工艺，制备出了具有离型层、流动层和背面层三层复合结构的离型膜，其中离型层以耐高温、低表面能聚苯醚为基体，与具有良好润滑性能和耐热性能的含氟树脂和固体润滑剂配合，是离型层兼具优异的耐温性和离型性；中间层以具有良好熔体流动性的聚烯烃材料和聚酯材料混合，赋予了离型膜良好的阻止溢胶性能；背面层采用聚苯醚与耐热无机填料配合，在提高其耐温性的同时，降低了成本，有利于产品的推广，三层复合结构的设计，每层薄膜各施其职，从而使复合离型膜同时具有了优异的离型性、耐温性和阻胶性，满足当前电路板等行业对离型膜的高要求。

附图说明

图1为本发明高离型性无硅复合离型膜的结构示意图。

具体实施例

通过下面给出的本发明的具体实施例可以进一步清楚地解析本发明：

实施例一

一种高离型性无硅复合离型膜，离型层中各组分的重量百分比如下：聚苯醚85%，聚四氟乙烯5%，聚六氟丙烯5%，二硫化钼3%，四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸]季戊四醇酯2%；流动层中各组分的重量百分比如下：聚乙烯50%，乙烯-丙烯酸甲酯共聚物49%，四[β-（3，5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸]季戊四醇酯1%；背面层中各组分的重量百分比如下：聚苯醚80%，碳酸钙19%，[x1] -（3,5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸正十八碳醇酯1%。

其制备方法包括如下操作步骤：

1）将离型层中各组分按照其质量比投入到密炼机中常温预混合，混合时间为5min；然后预混料在烘干机中以140℃烘干2小时后，采用双螺杆挤出机进行熔融共混，螺杆温度控制在320℃，将混合料挤出造粒；

2）将流动层中各组分按照其质量比投入到密炼机中常温预混合，混合时间为5min；然后预混料在真空干燥机中以60℃真空烘干3小时后，采用双螺杆挤出机进行熔融共混，螺杆温度控制在160℃，将混合料挤出造粒；

3）将背面层中各组分按照其质量比投入到密炼机中常温预混合，混合时间为5min；然后预混料在烘干机中以140℃烘干2小时后，采用双螺杆挤出机进行熔融共混，螺杆温度控制在300℃，将混合料挤出造粒；

4）将共混制备得到的离型层粒料、中间层粒料和背面层粒料加入三层挤出共流延机组中，通过挤出流延复合成膜的方式，将三种粒料流延复合成膜，得到高离型性无硅复合离型膜产品。

实施例二

一种高离型性无硅复合离型膜，离型层中各组分的重量百分比如下：聚苯醚90%，聚六氟丙烯3%，氟46 3%，石墨3%，四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸]季戊四醇酯0.5%，三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯0.5%；流动层中各组分的重量百分比如下：聚乙烯30%，POM20%，乙烯-醋酸乙烯酯共聚物49%，四[β-（3，5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸]季戊四醇酯1%；背面层中各组分的重量百分比如下：聚苯醚85%，碳酸钙14%，[x2] -（3,5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸正十八碳醇酯1%。

其制备方法包括如下操作步骤：

1）将离型层中各组分按照其质量比投入到密炼机中常温预混合，混合时间为4min；然后预混料在烘干机中以130℃烘干3小时后，采用双螺杆挤出机进行熔融共混，螺杆温度控制在310℃，将混合料挤出造粒；

2）将流动层中各组分按照其质量比投入到密炼机中常温预混合，混合时间为5min；然后预混料在真空干燥机中以50℃真空烘干4小时后，采用双螺杆挤出机进行熔融共混，螺杆温度控制在180℃，将混合料挤出造粒；

3）将背面层中各组分按照其质量比投入到密炼机中常温预混合，混合时间为5min；然后预混料在烘干机中以140℃烘干2小时后，采用双螺杆挤出机进行熔融共混，螺杆温度控制在300℃，将混合料挤出造粒；

4）将共混制备得到的离型层粒料、中间层粒料和背面层粒料加入三层挤出共流延机组中，通过挤出流延复合成膜的方式，将三种粒料流延复合成膜，得到高离型性无硅复合离型膜产品。

实施例三

一种高离型性无硅复合离型膜，离型层中各组分的重量百分比如下：聚苯醚95%，氟462.5%，石墨烯2%，四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸]季戊四醇酯0.5%；流动层中各组分的重量百分比如下：聚乙烯25%，聚丙烯10%，POM 15%，乙烯-丙烯酸丁酯共聚物49%，四[β-（3，5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸]季戊四醇酯1%；背面层中各组分的重量百分比如下：聚苯醚90%，碳酸钙9%，[x3] -（3,5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸正十八碳醇酯0.5%，2，6-二叔丁基-4-甲基苯酚0.5%。

其制备方法包括如下操作步骤：

1）将离型层中各组分按照其质量比投入到密炼机中常温预混合，混合时间为3min；然后预混料在烘干机中以120℃烘干4小时后，采用双螺杆挤出机进行熔融共混，螺杆温度控制在300℃，将混合料挤出造粒；

2）将流动层中各组分按照其质量比投入到密炼机中常温预混合，混合时间为6min；然后预混料在真空干燥机中以70℃真空烘干3小时后，采用双螺杆挤出机进行熔融共混，螺杆温度控制在200℃，将混合料挤出造粒；

3）将背面层中各组分按照其质量比投入到密炼机中常温预混合，混合时间为5min；然后预混料在烘干机中以140℃烘干2小时后，采用双螺杆挤出机进行熔融共混，螺杆温度控制在290℃，将混合料挤出造粒；

4）将共混制备得到的离型层粒料、中间层粒料和背面层粒料加入三层挤出共流延机组中，通过挤出流延复合成膜的方式，将三种粒料流延复合成膜，得到高离型性无硅复合离型膜产品。

采用上述配方和方法，得到的复合离型膜的性能参数如下所示：

拉伸强度：≥23MPa

冲击强度：≥120J/m

尺寸变化率：≤0.6%

皱褶出现率：≤1%

孔隙形成率：≤1%

使用温度：≥200℃

溢胶长度：≤1mm

表面能：≤32 dynes/cm

本发明提供了一种高离型性无硅复合离型膜制备的思路及方法，具体实现该技术方案的方法和途径很多，以上所述仅是本发明的优选实施方式。

Claims (9)

1.一种高离型性无硅复合离型膜，其特征在于，所述的离型膜由三层复合形成：离型层、流动层和背面层；其中，离型层和背面层分别位于上下表层，流动层位于离型层和背面层之间；

所述的离型层中各组分的重量百分比如下：聚苯醚85-95%，含氟聚合物5-10%，固体润滑剂1-5%，稳定剂0.5-2%；

所述的流动层中各组分的重量百分比如下：聚烯烃树脂50-70%，聚酯树脂30-50%，抗氧剂0.5-2%；

所述的背面层中各组分的重量百分比如下：聚苯醚80-95%，填料5-20%，，稳定剂0.5-2%；

所述的高离型无硅复合离型膜中，离型层厚度为10-30微米，流动层厚度为30-70微米，背面层厚度为30-70微米。

2.根据权利要求1所述一种高离型无硅复合离型膜，其特征在于，所述的含氟聚合物为聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯、聚六氟丙烯、氟46中的一种或几种的混合物。

3.根据权利要求1所述的一种高离型无硅复合离型膜，其特征在于，所述的固体润滑剂为二硫化钼、石墨、石墨烯、氮化硼中的一种或几种的混合物。

4.根据权利要求1所述的一种高离型无硅复合离型膜，其特征在于，所述的固体润滑剂的粒径为50-800纳米。

5.根据权利要求1所述的一种高离型无硅复合离型膜，其特征在于，所述的稳定剂为四[β-（[x1] -二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸]季戊四醇酯， β-（3,5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸正十八碳醇酯，2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚，N,N'-双-(3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰基)己二胺，亚磷酸三苯酯，亚磷酸一苯二异辛酯，亚磷酸二苯一异辛酯， 三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯中的一种或几种的混合物。

6.根据权利要求1一种无硅复合离型膜，其特征在于，所述的聚烯烃树脂为聚乙烯、聚丙烯、POE（茂金属催化的乙烯-辛烯共聚物）中的一种或几种的混合物。

7.根据权利要求1一种高离型无硅复合离型膜，其特征在于，所述的聚酯树脂为聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物，乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物、乙烯-甲基丙烯酸丁酯共聚物中的一种或几种的混合物。

8.根据权利要求1一种高离型无硅复合离型膜，其特征在于，所述的填料为碳酸钙、二氧化硅、云母粉、硅藻土、蒙脱土中的一种或几种。

9.一种如权利要求1所述的一种高离型无硅复合离型膜，其特征在于，所述的制备方法，包括如下操作步骤：

1）将离型层中各组分按照其质量比投入到密炼机中常温预混合，混合时间为3-6min；然后预混料在烘干机中以120-140℃烘干2-4小时后，采用双螺杆挤出机进行熔融共混，螺杆温度控制在280-320℃，将混合料挤出造粒；

2）将流动层中各组分按照其质量比投入到密炼机中常温预混合，混合时间为3-6min；然后预混料在真空干燥机中以50-80℃真空烘干2-4小时后，采用双螺杆挤出机进行熔融共混，螺杆温度控制在150-260℃，将混合料挤出造粒；

3）将背面层中各组分按照其质量比投入到密炼机中常温预混合，混合时间为3-6min；然后预混料在烘干机中以120-140℃烘干2-4小时后，采用双螺杆挤出机进行熔融共混，螺杆温度控制在280-320℃，将混合料挤出造粒；

4）将共混制备得到的离型层粒料、中间层粒料和背面层粒料加入三层挤出共流延机组中，通过挤出流延复合成膜的方式，将三种粒料流延复合成膜，得到高离型性无硅复合离型膜产品。