一种具有高导热高绝缘性能的PI/人工石墨片复合膜及其制备方法与流程

本发明属于聚酰亚胺薄膜，具体涉及一种具有高导热高绝缘性能的pi/人工石墨片复合膜及其制备方法。

背景技术：

1、目前电子设备向高功率化、高密度化和高集成化方向迅速发展，大功率芯片、无线充电、蓝牙等技术的集成使电子设备的发热量急剧增加，严重影响设备的稳定性、可靠性与使用寿命。聚酰亚胺（pi）是一种综合性能非常优异的聚合物材料，具有低介电常数和介电损耗角正切值，出色的耐高低温性能和尺寸稳定性，以及优异的抗辐射性、耐候性和化学稳定性等优点，广泛应用于微电子、太阳能电池和气体分离领域。然而，pi的本征导热系数较低，普通聚酰亚胺薄膜的导热系数只有0.16-0.2w/(m·k)，无法适应当下柔性显示器、折叠屏及可穿戴设备等高效快速的导热／散热要求，影响其电子设备的工作稳定性和使用寿命。目前高导热pi材料的制备分为两方面：一是通过pi分子结构设计与聚集态结构调控合成本征型导热pi，二是向pi（或其前驱体聚酰胺酸paa）中添加高导热填料制备填充型pi导热复合材料。

2、人工石墨片具有很高的导热系数，广泛应用于电子产品散热，适时的散除运作时所产生的的热能，保持运作效能，然而虽然人工石墨片导热系数高，但绝缘性能很差。

3、因此，需要提供一种同时具有高导热和高绝缘性能的pi/人工石墨片复合膜。

技术实现思路

1、针对现有技术存在的上述问题，本发明所要解决的第一技术问题在于提供一种具有高导热高绝缘性能的pi/人工石墨片复合膜的制备方法，该方法将导热改性丙烯酸压敏胶、导热改性pi膜和人工石墨片结合，制备得到具有高导热高绝缘性能的pi/人工石墨片复合膜。本发明所要解决的第二技术问题在于提供一种具有高导热高绝缘性能的pi/人工石墨片复合膜，该复合膜在导热系数高的同时具备良好的绝缘性能，且具有良好的粘接力，不易剥离，用于处理目前新能源电池散热性差等问题。

2、为了解决上述问题，本发明所采用的技术方案如下：

3、一种具有高导热高绝缘性能的pi/人工石墨片复合膜的制备方法，先将导热改性丙烯酸压敏胶分别涂布在导热改性pi膜和pet离型膜表面，然后在导热改性pi膜涂布导热改性丙烯酸压敏胶的一侧附上pet离型膜，熟化，得到pi胶膜和纯胶膜，撕掉pet离型膜，接着将pi胶膜涂布导热改性丙烯酸压敏胶的一侧和纯胶膜分别贴合在人工石墨片两侧，即得pi/人工石墨片复合膜；其中，导热改性pi膜中加入的导热粉体质量不超过pi单体质量的32%，导热改性丙烯酸压敏胶中加入的导热粉体质量不超过丙烯酸压敏胶质量的17%。

4、进一步的，所述导热改性pi膜中加入的导热粉体为六方氮化硼或氧化铝。

5、进一步的，所述导热改性pi膜中加入的导热粉体质量为pi单体质量的20~30%。

6、进一步的，所述导热改性丙烯酸压敏胶中加入的导热粉体为六方氮化硼。

7、进一步的，所述导热改性丙烯酸压敏胶中加入的导热粉体质量为丙烯酸压敏胶质量的10~15%。

8、进一步的，具体步骤如下：

9、1）将芳香族二胺溶于有机溶剂dmac（二甲基乙酰胺）中，加入导热粉体，混合均匀，再加入芳香族二酐进行反应，得到聚酰胺酸胶水，流延拉伸得到导热改性pi膜；其中，导热粉体为六方氮化硼或氧化铝；聚酰胺酸胶水的粘度为30000~80000cp，固含为18~20%；

10、2）将六方氮化硼加入乙酸乙酯中，球磨超声分散，加入丙烯酸压敏胶中，搅拌均匀，得到导热改性丙烯酸压敏胶；

11、3）将步骤2）制备得到的导热改性丙烯酸压敏胶分别涂布在步骤1）制备得到的导热改性pi膜和pet离型膜表面，然后在导热改性pi膜涂布导热改性丙烯酸压敏胶的一侧附上pet离型膜，均置于50℃下熟化3天，得到pi胶膜和纯胶膜；

12、4）将步骤3）得到的pi胶膜和纯胶膜上的pet离型膜撕掉，将pi胶膜涂布导热改性丙烯酸压敏胶的一侧和纯胶膜分别贴合在人工石墨片两侧，即得pi/人工石墨片复合膜。

13、进一步的，步骤1）中，芳香族二胺为4,4’二氨基二苯醚（oda）、对苯二胺（pda）和4,4'-二氨基-2,2'-二甲基联苯（m-tolidine）中的一种或多种。

14、进一步的，步骤1）中，芳香族二酐为均苯四甲酸二酐（pmda）或3,3',4,4'-联苯四羧酸二酐（bpda）。

15、进一步的，步骤1）中，芳香族二胺和芳香族二酐的摩尔比为1:0.9~1，dmac的使用量为芳香族二胺和芳香族二酐总质量的4倍。

16、进一步的，步骤1）中，导热改性pi膜的厚度为25~36μm。

17、进一步的，步骤3）中，人工石墨片的厚度为50~60μm。

18、进一步的，步骤3）中，导热改性pi膜表面涂布的导热改性丙烯酸压敏胶的厚度为10~15μm，pet离型膜表面涂布的导热改性丙烯酸压敏胶的厚度为8~13μm。

19、所述方法制备得到的具有高导热高绝缘性能的pi/人工石墨片复合膜。

20、有益效果：相比于现有技术，本发明的优点为：

21、（1）本发明制备的pi/人工石墨片复合膜在导热系数高的同时具备良好的绝缘性能，且具有良好的粘接力，不易剥离，粘接力≥5n/25mm，在3kv下保持60s无击穿，漏电流＜0.5ma。

22、（2）本发明在人工石墨片两侧分别贴合导热改性丙烯酸压敏胶，且一侧导热改性丙烯酸压敏胶上还贴合导热改性pi膜，制备方法简单方便，可大规模工业化生产。

技术特征：

1.一种具有高导热高绝缘性能的pi/人工石墨片复合膜的制备方法，其特征在于，先将导热改性丙烯酸压敏胶分别涂布在导热改性pi膜和pet离型膜表面，然后在导热改性pi膜涂布导热改性丙烯酸压敏胶的一侧附上pet离型膜，熟化，得到pi胶膜和纯胶膜，撕掉pet离型膜，接着将pi胶膜涂布导热改性丙烯酸压敏胶的一侧和纯胶膜分别贴合在人工石墨片两侧，即得pi/人工石墨片复合膜；其中，导热改性pi膜中加入的导热粉体质量不超过pi单体质量的32%，导热改性丙烯酸压敏胶中加入的导热粉体质量不超过丙烯酸压敏胶质量的17%。

2.根据权利要求1所述的具有高导热高绝缘性能的pi/人工石墨片复合膜的制备方法，其特征在于，所述导热改性pi膜中加入的导热粉体为六方氮化硼或氧化铝。

3.根据权利要求1所述的具有高导热高绝缘性能的pi/人工石墨片复合膜的制备方法，其特征在于，所述导热改性pi膜中加入的导热粉体质量为pi单体质量的20~30%。

4.根据权利要求1所述的具有高导热高绝缘性能的pi/人工石墨片复合膜的制备方法，其特征在于，所述导热改性丙烯酸压敏胶中加入的导热粉体为六方氮化硼。

5.根据权利要求1所述的具有高导热高绝缘性能的pi/人工石墨片复合膜的制备方法，其特征在于，所述导热改性丙烯酸压敏胶中加入的导热粉体质量为丙烯酸压敏胶质量的10~15%。

6.根据权利要求1所述的具有高导热高绝缘性能的pi/人工石墨片复合膜的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：

7.根据权利要求6所述的具有高导热高绝缘性能的pi/人工石墨片复合膜的制备方法，其特征在于，步骤1）中，导热改性pi膜的厚度为25~36μm。

8.根据权利要求6所述的具有高导热高绝缘性能的pi/人工石墨片复合膜的制备方法，其特征在于，步骤3）中，人工石墨片的厚度为50~60μm。

9.根据权利要求6所述的具有高导热高绝缘性能的pi/人工石墨片复合膜的制备方法，其特征在于，步骤3）中，导热改性pi膜表面涂布的导热改性丙烯酸压敏胶的厚度为10~15μm，pet离型膜表面涂布的导热改性丙烯酸压敏胶的厚度为8~13μm。

10.权利要求1~9任一项所述方法制备得到的具有高导热高绝缘性能的pi/人工石墨片复合膜。

技术总结
本发明公开了一种具有高导热高绝缘性能的PI/人工石墨片复合膜及其制备方法，属于聚酰亚胺薄膜技术领域。该方法先将导热改性丙烯酸压敏胶分别涂布在导热改性PI膜和PET离型膜表面，在导热改性PI膜涂布导热改性丙烯酸压敏胶的一侧附上PET离型膜，熟化，得到PI胶膜和纯胶膜，撕掉PET离型膜，将PI胶膜涂布导热改性丙烯酸压敏胶的一侧和纯胶膜分别贴合在人工石墨片两侧，得PI/人工石墨片复合膜；其中，导热改性PI膜中加入的导热粉体质量不超过PI单体质量的32%，导热改性丙烯酸压敏胶中加入的导热粉体质量不超过丙烯酸压敏胶质量的17%。本发明制备的复合膜具有优异的高导热和高绝缘性能，且具有良好的粘接力。

技术研发人员：刘宸宇,贝润鑫,韩春香,谢明超
受保护的技术使用者：无锡顺铉新材料有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/12/26