白色聚酰亚胺膜及其制造方法与流程

白色聚酰亚胺膜及其制造方法
【技术领域】
1.本发明是关于一种白色聚酰亚胺膜及其制造方法，特别是指一种具有较低的光学穿透度、较低的色度及较高的光学反射率者。


背景技术：

2.聚酰亚胺薄膜具有优秀的耐热性与机械性特性，因此常使用在具有高温制程的软性电路板应用领域。近年来由于led产业的发展，聚酰亚胺更可应用于led灯条的背板基材，由于led灯条需具有良好的出光特性，因此在设计上须使用具有低透光度以及高反射率，且耐温的聚酰亚胺膜基材。
3.一般而言，制作白色聚酰亚胺膜最常见的方式为添加白色色料，twi386437揭露了一种白色聚酰亚胺膜与其制作方法，该白色聚酰亚胺膜使用3,3',4,4'-联苯四羧酸二酐(bpda)、bpada、2,2'-二(三氟甲基)二氨基联苯(tfmb)所组成的聚酰亚胺基底，再添加无机白色色料(tio2、caco3、al2o3等)，即可制作出白色聚酰亚胺膜。此外us8969909揭露一种以bpda与tfmb为主要聚酰亚胺组成，另外添加25％至50％且粒径小于1.9μm的白色色料可制作出白色聚酰亚胺膜。
4.使用白色色料产出的白色聚酰亚胺膜，其透光度随着当白色色料添加量提升而降低，但若须达到更低的透光度，需添加更多的白色色料，由于填充物比例提高，造成聚酰亚胺膜物性降低使生产操作性变差，且添加量提升后造成白色聚酰亚胺膜比重增加，因此相同重量下产出的白色聚酰亚胺膜面积减少，造成产出的收益效率下降，此外还有白色色料跟聚酰亚胺间存有的分散问题，当添加量提升时，白色色料会更容易团聚导致产生许多白色聚酰亚胺膜外观上的缺陷，如破孔或凸点等。


技术实现要素：

5.本发明提出了一种白色聚酰亚胺膜及其制造方法，其包括有下列步骤：将3,3',4,4'-联苯四羧酸二酐(bpda)及3,3'-二氨基二苯砜(33dds)聚合成聚酰胺酸前驱物；化学环化法制膜，包括：将该聚酰胺酸前驱物添加脱水剂、催化剂进行涂布，烘烤；制成色度小于5、光学穿透度小于10％(优选小于5.5％)以及450-550nm波长的反射率大于90％的白色聚酰亚胺膜。
【附图说明】
6.图1为本发明白色聚酰亚胺膜的制造方法流程图。
【具体实施方式】
7.请参阅图1所示，一种白色聚酰亚胺膜的制造方法，其包括有下列步骤：将3,3',4,4'-联苯四羧酸二酐(bpda)及3,3'-二氨基二苯砜(33dds)聚合成聚酰胺酸前驱物(s1)；若
将该聚酰胺酸前驱物在使用热死循环的方式进行制膜，最终聚酰亚胺膜呈现透明无色。但该聚酰胺酸前驱物在使用化学环化法制膜时，在该聚酰胺酸前驱物添加脱水剂与催化剂(s2)后会快速的稀出溶剂，此时涂布于支撑载体上。
8.该脱水剂可为醋酸酐或苯甲酸酐，添加量须为聚酰胺酸摩尔数的两倍以上，较佳条件为聚酰胺酸摩尔数的三倍以上；所使用的催化剂可为3-甲基吡啶,2-甲基吡啶,4-甲基吡啶,异喹啉,喹啉,三乙胺且添加量大于聚酰胺酸摩尔数，较佳者为聚酰胺酸摩尔数的两倍以上。此外支撑载体可以为玻璃、聚酰亚胺膜、不锈钢板等。
9.成膜后的聚酰胺酸前驱物因与脱水剂和催化剂快速的反应转化成聚酰亚胺，该聚酰亚胺与溶剂兼容性差因此形成相分离接口，该接口因折射率差异导致膜面开始产生白雾现象，此时放置于90度烘箱空烤30分钟后升温至170度烘烤20分钟后再升温至260度烘烤20分钟，最终可获得白色聚酰亚胺膜(s3)。将该聚酰胺酸前驱物添加脱水剂、催化剂进行涂布,烘烤，以进行化学环化法制成白色聚酰亚胺膜；其中该膜具有色度小于5、光学穿透度小于10％以及450nm波长的反射率大于90％、550nm波长的反射率大于93％的光学特性。
10.聚酰亚胺膜由于化学结构具有众多的芳香环，因此其色度b*偏向黄色(b*为正值)，本发明所制得的白色聚酰亚胺膜其色度b*可小于5，若要更优化该色度，可再添加调色剂将其优化，如与聚酰亚胺为互补色的无机色料或有机染料，该调色剂可使用蓝色的无机色粉，像是铁蓝、钴蓝或是群青蓝。亦可使用有机蓝色染料作为调色剂。所述无机色料或有机染料占酰亚胺膜的0.01wt％以下。
11.该白色聚酰亚胺膜也可以与无机或有机填充物进行混合，其目的在于降低原料上的成本、调整聚酰亚胺膜折射率以及其他电气与机械特性，使用的无机填充物可以为二氧化钛、二氧化硅、氧化铝、氮化硼、氧化锆、氧化锌、碳酸钙。该无机填充物其平均粒径需小于7μm对于聚酰亚胺膜的机械性与生产性会有较佳的效果，更优选的平均粒径大小为小于3μm。此外上述白色聚酰亚胺膜所使用的有机填充物可以为聚四氟乙烯(ptfe)，全氟烷氧基烷烃(pfa)以及乙烯丙烯氟化物(fep)，该有机填充物其平均粒径需小于7μm对于聚酰亚胺膜的机械性与生产性会有较佳的效果，更优选的平均粒径大小为小于3μm。《检测方法》
12.下列实施例中所得到的白色聚酰亚胺膜的各项性质使用以下方法量测。(1)色度与反射率:使用x-rite型号ci60仪器进行量测。(2)光穿透度与雾度:依照iso 14782规范使用nippon denshoku公司出品型号为ndh-2000n仪器量测。(3)厚度:使用elektro physik公司所制，型号minitest 2100仪器进行量测。(4)光泽度:使用byk-gardner型号4563进行量测，量测角度为60
°
。【实施例1】
13.聚酰胺酸溶液的制作
14.将62.931克的3,3'-二氨基二苯砜(33dds,0.2534mole)，加入412.5克的n,n-二甲基乙酰胺(dmac)，待全部溶解后加入74.569克的3,3',4,4'-联苯四羧酸二酐(bpda,0.2534mole)，搅拌反应六小时且温度持续维持在25℃，最终得到黏度22,000cps且固体含量为25％的聚酰胺酸溶液。
15.白色聚酰亚胺膜的制作
16.在上述聚酰胺酸溶液中取出40克，并使用n,n-二甲基乙酰(dmac)将固体含量稀释至20％，将醋酸酐与dmac以5：1的重量比进行稀释，再将3-甲基吡啶与dmac以1：1的重量比进行稀释，之后分别添加8.6毫升的醋酸酐稀释液与7.3毫升的3-甲基吡啶稀释液。在均匀搅拌后使用离心脱泡机进行脱泡，再将溶液涂布到玻璃板后使用间隙为600μm的刮刀进行涂布。将涂布完成的样品置放于90℃烘箱烘烤30分钟，再缓慢升温至170℃烘烤20分钟后，再将烘箱升温至260℃烘烤20分钟为最终处理。
17.上述所制成的白色聚酰亚胺膜其色度b*为4.2，光穿透度为3.4％，450nm波长的反射率为93％，550nm波长的反射率为98％。【实施例2】
18.将实施例一所制备出的聚酰胺酸溶液取出34克，并使用n,n-二甲基乙酰胺(dmac)将固体含量稀释至20％，再加入2.0克的二氧化钛粉末，搅拌均匀后将醋酸酐与dmac以5：1的重量比进行稀释，再将3-甲基吡啶与dmac以1：1的重量比进行稀释之后分别添加6.8毫升的醋酸酐稀释液与5.8毫升的3-甲基吡啶稀释液。在均匀搅拌后使用离心脱泡机进行脱泡，再将溶液涂布到玻璃板后使用间隙为600μm的刮刀进行涂布。将涂布完成的样品置放于90℃烘箱烘烤30分钟，再缓慢升温至170℃烘烤20分钟后，再将烘箱升温至260℃烘烤20分钟为最终处理。
19.上述所制成的白色聚酰亚胺膜其色度b*为3.4，光穿透度为4.8％，450nm波长的反射率为95％，550nm波长的反射率为98％。【实施例3】
20.将实施例一所制备出的聚酰胺酸溶液取出34克，并使用n,n-二甲基乙酰胺(dmac)将固体含量稀释至20％，再加入2.0克的聚四氟乙烯粉末，搅拌均匀后将醋酸酐与dmac以5：1的重量比进行稀释，再将3-甲基吡啶与dmac以1：1的重量比进行稀释之后分别添加6.8毫升的醋酸酐稀释液与5.8毫升的3-甲基吡啶稀释液。在均匀搅拌后使用离心脱泡机进行脱泡，再将溶液涂布到玻璃板后使用间隙为600μm的刮刀进行涂布。将涂布完成的样品置放于90℃烘箱烘烤30分钟，再缓慢升温至170℃烘烤20分钟后，再将烘箱升温至260℃烘烤20分钟为最终处理。
21.上述所制成的白色聚酰亚胺膜其色度b*为4.5，光穿透度为5.2％，450nm波长的反射率为92％，550nm波长的反射率为97％。【实施例4】
22.聚酰胺酸溶液的制作
23.将62.931克的3,3'-二氨基二苯砜(33dds,0.2534mole)，加入412.5克的n,n-二甲基乙酰胺(dmac)，待全部溶解后加入74.569克的3,3',4,4'-联苯四羧酸二酐(bpda,0.2534mole)，搅拌反应六小时且温度持续维持在25℃，最终得到黏度22,000cps且固体含量为25％的聚酰胺酸溶液。
24.白色聚酰亚胺膜的制作
25.将蓝色色粉(lanxess,macrolex blue rr)与n,n-二甲基乙酰胺(dmac)配置成重量百分比0.11％的溶液，将该溶液取出0.3g并加入于40g的上述聚酰胺酸溶液，并使用dmac将固体含量稀释至20％，将醋酸酐与dmac以5：1的重量比进行稀释，再将3-甲基吡啶与dmac以1：1的重量比进行稀释之后分别添加8.6毫升的醋酸酐稀释液与7.3毫升的3-甲基吡啶稀
释液。在均匀搅拌后使用离心脱泡机进行脱泡，再将溶液涂布到玻璃板后使用间隙为600μm的刮刀进行涂布。将涂布完成的样品置放于90℃烘箱烘烤30分钟，再缓慢升温至170℃烘烤20分钟后，再将烘箱升温至260℃烘烤20分钟为最终处理。
26.上述所制成的白色聚酰亚胺膜其色度b*为1.8，光穿透度为3.4％，450nm波长的反射率为92％，550nm波长的反射率为97％。【对比例1】
27.聚酰胺酸溶液的制作
28.将55.120克的2,2'-二(三氟甲基)二氨基联苯(tfmb,0.1721mole)，加入434.5克的n,n-二甲基乙酰胺(dmac)，待全部溶解后加入22.398克的4,4'-(4,4'-异丙基二苯氧基)二酞酸酐(bpada,0.043mole)，搅拌一个小时后再缓慢加入37.729克的3,3',4,4'-联苯四羧酸二酐(bpda,0.1291mole)添加时温度控制为25℃，搅拌反应二十四小时后添加微量bpda将黏度调整至400,000cps，最终得到固体含量为21％的聚酰胺酸溶液。
29.白色聚酰亚胺膜的制作
30.将二氧化钛以固含量50％分散于n,n-二甲基乙酰胺(dmac)中。将上述二氧化钛分散液取出19.9克添加于50克的上述聚酰胺酸溶液，搅拌10分钟后将醋酸酐与dmac以4：1的重量比进行稀释，再将3-甲基吡啶与dmac以1：1的重量比进行稀释之后分别添加15.2毫升的醋酸酐稀释液与9.2毫升的3-甲基吡啶稀释液。在均匀搅拌后使用离心脱泡机进行脱泡，将脱泡后的溶液涂布到玻璃板后使用间隙为300μm的刮刀进行涂布。将涂布完成的样品置放于80℃烘箱烘烤20分钟，再缓慢升温至170℃烘烤20分钟后，再将烘箱升温至260℃烘烤20分钟做为最终处理。
31.上述所制成的白色聚酰亚胺膜其色度b*为3.1，光穿透度为6.3％，450nm波长的反射率为89％，550nm波长的反射率为92％。
32.实施例与比较例表格比较如下：
33.上述特定实施例的内容是为了详细说明本发明，然而，该等实施例仅用于说明，并非意欲限制本发明。本领域技术人员可理解，在不悖离后附申请专利范围所界定的范畴下，针对本发明所进行的各种变化或修改均落入本发明的一部分。