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哑光黑色聚酰亚胺薄膜非碳系材料着色

点击次数:1038    发布日期:2019-05-29   本文链接:http://www.pibomo.com/news/872.html

      采用含苯并咪唑骨架的有机黑色颜料苝黑取代碳黑,溶解在DMF溶剂中,利用均质机搅拌30 min,获得浓度为10%的黑色颜料,然后再与聚酰胺酸树脂、Sylysia 550 型消光粉分散液、添加剂等混合,*后制备了厚度为12.5 μm的哑光黑色聚酰亚胺薄膜。当苝黑质量分数为6%,消光粉质量分数为9%时,哑光黑色聚酰亚胺薄膜的光泽度低至5GU,电气强度高达221 MV/m,常温下介电常数低至3.1;当苝黑质量分数为4%,消光粉质量分数为2%时,哑光黑色聚酰亚胺薄膜的光泽度为50 GU,电气强度高达213MV/m,常温下介电常数低至3.2;而相同质量分数为4%的碳黑,消光粉质量分数为8%时,哑光黑色PI薄膜的光泽度为12 GU,电气强度只有79 MV/m,常温下介电常数高达6.2。

      将这3 种哑光黑色聚酰亚胺薄膜放置在温度为40 ℃、湿度为90%的环境下,采用苝黑制备的哑光黑色PI 薄膜的电气强度仍能保持130 MV/m以上,介电常数维持在4 以下,但是碳黑制备的哑光黑色聚酰亚胺薄膜电气强度仅为74 MV/m,介电常数上升至7.0,远高于苝黑制备的聚酰亚胺薄膜。可见,采用有机黑色染料制备哑光黑色聚酰亚胺薄膜,不仅可以提高薄膜的电气强度,还能降低介电常数,保证薄膜的绝缘性和电稳定性。但有机黑色染料的着色力不如碳黑,至少需要添加几倍碳黑的量才能获得与碳黑相同遮光效果的黑色PI 薄膜。采用耐硒黑、重氮黑、C032 型黑色基LS等有机黑色染料作为着色剂制备厚度为25 μm的黑色PI薄膜,其透光率低至0.1%,拉伸强度≥140 MPa,但是有机黑色染料添加量高达12%,是碳黑添加量的2~5 倍,而且有机黑色染料耐热性差,影响哑光黑色聚酰亚胺薄膜的耐热性。
黑色聚酰亚胺薄膜
      因此,采用黑色的无机金属氧化物作为黑色素,如氧化钴、一氧化钴、氧化镍、氧化铜、过氧化钛、一氧化锡,三氧化钒等加入聚酰胺酸树脂中,降低薄膜的介电常数,提高耐热性。当碳黑添加量为2%时,薄膜的介电常数为4.43,介质损耗因数为0.026 3,而氧化钴的添加量为12%时,薄膜的介电常数仅为3.66,介质损耗因数为0.008 9。实验表明,氧化钴的加入既能降低薄膜的介电常数,又能保持薄膜的耐热性。但是金属氧化物密度大,容易发生沉降,影响薄膜产品的一致性,该专利中也提到这些金属氧化物需要经过10 000 r/min 以上的搅拌速度剪切分散或者采用研磨机分散才能获得0.1~10 μm的粒径。而且,出口欧盟的电子产品必须通过欧盟环保标准,产品中不能含有锡、钴等金属元素,因此,该技术在实际产品生产中受到限制。

      此外,人们还研究了无碳黑和消光粉填料的哑光黑色聚酰亚胺薄膜。摈弃了传统加入黑色颜料的方法,利用原位聚合法将质量分数为8%~22%的聚丙烯腈粉粒和强极性非质子有机溶剂混合,加热搅拌,充分溶解后冷却,加入芳香族二元伯胺,完全溶解后,加入芳香族二元酸酐,继续加热搅拌,获得聚丙烯腈和聚酰胺酸呈微相分离的均匀共混溶液,经流涎、干燥和加热后亚胺化,聚丙烯腈在高温下发生热分解,*后制得厚度约为15 μm,光泽度为50GU,拉伸强度为135 MPa,断裂伸长率为32%,透光率为0,电气强度为100~150 MV/m 的哑光黑色聚酰亚胺薄膜。



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