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黑色聚酰亚胺薄膜 REVIEW 黑色聚酰亚胺薄膜 吴国光 (天津天感感光材料公司,天津300220) 摘要:黑色聚酰亚胺树脂及其薄膜在光学,电子,空间技术等高科技领域发挥重要作用.本文介绍了近 几年来国内外的一些研发成果.指出应加速提高我国聚酰亚胺的整体产业化水平,相关企业应加大科研投入力 度,尤其是信息资源的投入力度.其中,近几年来国内外的专利技术信息更是重中之重. 关键词:黑色材料;聚酰胺酸;聚酰亚胺;薄膜 中图分类号:TQ31文献标识码:A文章编号:1009—5624一(2012)02—0032—07 1引言 黑色聚酰亚胺(PI)薄膜具有良好的遮光性, 导热性,导电性,防静电等性能.广泛应用于光 学,电子材料,航空航天等领域.黑色聚酰亚胺 薄膜的制作是将各种遮光物质如碳黑,石墨,金 属氧化物,无机或有机染料等涂覆在聚酰亚胺薄 膜上,或者是将这些遮光物质添加于聚酰亚胺树 脂合成及制膜过程中.近几年来,黑色聚酰亚胺 薄膜的开发与应用研究愈发引起国内外众多团队 的重视,一些科研成果值得我们关注. 2将黑色浆料加入聚酰胺酸溶液中 的制膜法 早在1990年5月28日,日东电工株式会社的 山崎博司等人就在他们公开的专利发明中提出了 收稿日期:2011—12—12 作者简介:吴国光(1943一),男,天津市人,高级工程师,从事聚酯薄 膜及其涂层和相关化学品的研发与生产,喷墨打印耗材 的研发与生产,特殊高分子材料聚酰亚胺及其薄膜等韵 研发.E-mail:guijiangli130@126.tom. ■一 黑色聚酰亚胺薄膜的制造方法.他们的方法是先 制作碳黑浆料,随后将碳黑浆加入反应溶液中进 行聚酰胺酸(PAA)的合成,进而制成黑色聚酰 亚胺薄膜.碳黑浆料是采用人们所熟知的制造墨 水或油墨浆料时采用的三辊机研磨法.例如,先 使均苯四甲酸二酐(PMDA)与4,4L二氨基二苯 醚(4,4r—ODA)在N_甲基-2-吡咯烷酮(NMP) 中以大致等摩尔比反应制作固有粘度为1.51的 20wt聚酰胺酸溶液.另外,用如下方法制作碳 黑浆料.采用日本1’才,/丁夕株式会社制造的 牌号为,手工,/7,’/夕EC的碳黑,以不挥发 份总量的50wt的比例添加到聚酰胺酸溶液中, 用三辊机滚压,以0.2mm的辊间隙反复滚压3O 次,得到碳黑浆料.将此浆料以10cm/min的速度 在不锈钢循环无端带上涂布,导人远红外加热炉 中,进行全长为3m的远红外照射.照射强度为 0.8w/dm2,照射距离为30cm,空气温度为 150℃.由此得到厚度为170~m的黑色聚酰亚胺薄 膜.经用超声波探伤仪扫描,未发现孑L隙.而且, 电阻波动小,5cmz范围内仅为200~47012/cmE¨. 虽然,此黑色聚酰亚胺成形体可以在低温下短时 , 话息记录材料2012年第3卷第2期综述 固化,操作性,生产性良好.但吸塑成型或热压 成型需在高温下进行,生产条件复杂.而且,制 成的薄膜较脆.对此,中国上海市合成树脂研究 所的项志度等人,经潜心研究进行了改进.并于 2007年11月21日公开了他们的关于黑色聚酰亚 胺薄膜制造方法的发明. 他们发明的方法是先制作黑色浆料,在含有 10wt～20wtoA碳黑的二甲基乙酰胺(DMAC) 溶液中加入0.5wt%～5wt聚四甲基二苯醚酰亚 胺的前体溶液,于2O～5o℃下,以2800～600Or/ min,进行高速搅拌粉碎碳黑颗粒.由此得到碳黑 颗粒直径小于5ffm的黑色浆料.该发明提出以3, 3,4,4一二苯醚四甲酸二酐为主与4,4一二氨基 二苯醚共聚制成聚酰胺酸溶液.将前述碳黑浆料 加入到此聚酰胺酸溶液中,充分搅拌均匀,经流 延或浸胶成膜,制成黑色聚酰亚胺薄膜. 先将黑色浆料高速搅拌1~--2h以黑色浆料与 聚酰胺酸的总和为100wt,缓慢加入2~lOwt的黑 色浆料,以150r/rain的速度搅拌2～3min,制成 黑色聚酰胺酸溶液.该溶液的茄氏粘度为1O～ 25min.采用流延法或浸胶法,于240~400℃,制 成黑色聚酰亚胺薄膜. 该发明选用混合二酐,提出以70mol的3, 3,4,4’-二苯醚四甲酸二酐和30mol的均苯四甲 酸二酐组合使用为好. 该发明黑色聚酰亚胺薄膜,外观黑色光亮, 不透光或稍透光,厚度为25～125ffm,伸长率为 18%～20,拉伸强度为140～160MPa,介电强 度为20~30MV/mE引. 项志度等人发明的黑色聚酰亚胺薄膜用于柔 性印刷电路板基材(FPC),热防护材料,遮光材 料,移动电话屏蔽材料,音响音圈骨架,滤光器 等将收到良好效果. 3黑色亚光聚酰亚胺薄膜 上海合成树脂研究所的项志度等人于2009年 11月28日公开的黑色亚光聚酰亚胺薄膜制造方法 的发明,填补了国内空白.即使在国际上,能够 提供这种黑色亚光聚酰