本技术公开了一种黑色聚酰亚胺薄膜及其制备方法和应用。本发明提供了一种如式Ⅰ所示结构构成的聚酰亚胺。本发明的黑色聚酰亚胺薄膜在具有保证良好的遮光特性、热稳定性、耐热性能和力学性能的前提下,还具有较好的线性热膨胀系数,其尺寸稳定性较好。
背景技术
黑色聚酰亚胺(PI)薄膜作为柔性印刷电路板(FPC)的基本基板或覆盖膜,在光学、微电子和航空航天等行业中发挥着重要作用,特别是在需要阻挡光线的应用中。这些材料因其出色的尺寸稳定性、机械强度和热阻而备受推崇,同时具备最小化的光透过率,对于保护电路设计知识产权至关重要。在航空航天领域,黑色聚酰亚胺薄膜的应用前景广阔,因为它们能够在极端温度条件下保持其性能,同时提供所需的电绝缘和遮光特性。在光学和微电子行业中,黑色聚酰亚胺薄膜的低透明度特性有助于提高设备的性能和可靠性,尤其是在需要屏蔽外部光线干扰的敏感光学仪器和微电子组件中。此外,随着FPC市场的不断增长,对于具有优异电性能和卓越遮光能力的黑色薄膜的需求也在增加,这推动了对这类材料的研究和开发。
黑色聚酰亚胺薄膜的制备方法,涉及使用特定的原料和高温酰亚胺化工艺,能够实现优异的遮光性能和机械性能,同时保持材料的热稳定性和尺寸稳定性。在制造工艺方面,已有研究通过原位掺杂方法在聚酰亚胺薄膜中掺入炭黑和二氧化锰,以增强薄膜的不透明度。通过优化填料的配比和掺杂量,可以获得具有超高电性能的黑色聚酰亚胺薄膜,这对于电子设备和半导体行业具有潜在的应用价值。此外,通过在聚酰亚胺薄膜的制备过程中引入纳米二氧化硅颗粒和长链有机助剂,可以改善薄膜的机械性能,同时保持本征黑色和良好的遮光性能。这种改进的机械性能对于薄膜在实际应用中的耐用性和可靠性至关重要。
在材料科学领域,通过调节重复单元结构来提升黑色聚酰亚胺薄膜的本征特性,是一种深入探索材料潜力的有效途径。尽管可以通过引入其他组分来增强性能,但保持低透明度这一关键特性的同时,实现综合性能的全面提升,无疑是一项充满挑战性的任务。本征黑色聚酰亚胺薄膜的设计与制备,不仅涉及到材料的化学结构,还关系到其在光学、力学和热学等多个方面的表现。
现有技术Polymers (Basel). 2022;14(18)3881中报道了一种黑色聚酰亚胺薄膜,具有良好的遮光特性。然而文中的BPI-6薄膜的尺寸稳定性较差,在50-250℃温度范围内的线性热膨胀系数CTE值为34.8×10-6
/K。在FPCB制造中,铜箔的CTE值为17.0×10-6
/K,而PI膜和基板应该具有相似的CTE值。而BPI-6薄膜的CTE值和铜箔相差过大,可能会有CTE失配引起的可靠性问题。
实现思路