霧化撒粉裝置噴撒複合溶液製備巨幅雙面撓性銅箔的方法
2023-05-10 21:14:16
霧化撒粉裝置噴撒複合溶液製備巨幅雙面撓性銅箔的方法
【專利摘要】本發明公開了一種霧化撒粉裝置噴撒複合溶液製備巨幅雙面撓性銅箔的方法，包括以下步驟：（1）製備複合溶液：聚醯亞胺樹脂的單體溶解後製得聚醯亞胺樹脂溶液，將PTC粉體加入聚醯亞胺樹脂溶液，混勻；（2）通過加熱裝置將銅箔加熱至160-350℃，利用霧化撒粉裝置在銅箔上噴撒步驟（1）製得的複合溶液，在銅箔上形成聚醯亞胺樹脂複合PTC液體的塗層；（3）烘烤步驟（2）噴撒過聚醯亞胺樹脂複合PTC液體塗層的銅箔，經交聯反應到巨幅雙面撓性銅箔；與現有技術相比，本發明的加工過程簡便，可提高生產效率及優良品率，產品厚度一致性強，製得的巨幅雙面撓性銅箔品質可靠性高，熱敏反應速度快、準確和容量調整方便。
【專利說明】霧化撒粉裝置噴撒複合溶液製備巨幅雙面撓性銅箔的方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及雙面撓性銅箔的製備方法，尤其涉及一種霧化撒粉裝置噴撒複合溶液製備巨幅雙面撓性銅箔的方法。
【背景技術】
[0002]隨著科學技術的飛速發展，社會各行業特別是複合材料、電子材料，裝飾性材料等對功能性銅箔的需求量日益增加。功能性銅箔目前已經成為在功能性能源及電子整機產品中起到支撐、互連元器件作用的PCB的關鍵材料，它被喻為電子產品信號與電力傳輸、溝通的「神經網絡」。銅箔作為電子工業的基礎材料，其發展一直追隨著PCB技術的發展，而PCB技術則隨著電子產品的日新月異不斷提高。IT產品技術的發展促進了 PCB朝著多層化、薄型化、高密度化、高速化、高可靠化、功能化方向發展，因此開發更加具有高性能、高質量、高可靠性、功能化的銅箔市場前景非常廣闊。
[0003]自1950年荷蘭菲力浦公司的海曼等人發現BaTi03系陶瓷半導化後可獲得正溫度係數(PTC)特性以來，人們對它的了解越來越深刻。與此同時，在其應用方面也正日益廣泛，滲透到日常生活、工農業技術、軍事科學、通訊、宇航等各個領域。PTC熱敏電阻發熱元件是現代以至將來高科技尖端之產品。它被廣泛應用於輕工、住宅、交通、航天、農業、醫療、環保、採礦、民用器械等，它與鎳、鉻絲或遠紅外等發熱元件相比，具有卓越的優點。當在PTC元件施加交流或直流電壓升溫時，在居裡點溫度以下，電阻率很低；當一旦超越居裡點溫度，電阻率突然增大，使其電流下降至穩定值，達到自動控制溫度、恆溫目的。PTC元件發熱時不發紅，無明火(電阻絲髮紅且有明火)，不易燃燒。PTC元件周圍溫度超越限值時，其功率自動下降至平衡值，不會產生燃燒危險。PTC元件的能量輸入採用比例式，有限流作用，比鎳鉻絲等發熱元件的開關式能量輸入還節省電力。PTC材料有高分子材料類與陶瓷類兩種，陶瓷類PTC元件本身為氧化物，無鎳鉻絲之高溫氧化弊端，也沒有紅外線管易碎現象，壽命長。並且多孔型比無孔型壽命更長。PTC元件本身自動控溫，不需另加自動控制溫度線路裝置。多孔型PTC更不需要其他散熱裝置，也不需用導電膠。PTC元件在低壓(6-36伏)和高壓(I 10-240伏)下都能正常使用。低壓PTC元件適用於各類低電壓加熱器，儀器低溫補償，汽車上和電腦周邊設備上的加熱器。高壓PTC元件適用於下列電氣設備的加熱:電熱保溫碟、烘鞋器、熱熔膠槍、電飯煲、電熱靴、電熱驅蚊器、靜脈注射加熱、輕便塑料封口機、蒸氣發梳、蒸氣發生器、加溼器、捲髮器、錄象機、複印機、自動售貨機、熱風簾、暖手器、茶葉烘乾機、水管加熱器、旅行乾衣機、汽車烤漆房、液化氣瓶加熱器、沐浴器、美容器、電熱餐桌、奶瓶恆溫器、電熱炙療器、電熱水瓶、電熱毯等。
[0004]PTC材料的出現，可以解決傳統開關的速度不夠快和容量不夠大這兩方面的問題。隨著科學技術的發展和工藝的不斷改進，PTC元件的特性將越來越完善，其常態可通電流將得到進一步的提高，在交、直流領域可能導致傳統開關的一場技術革命，對於二次控制設備也有著廣泛的應用前景，它將大大降低電子設備的製造成本，提高電子系統運行的經濟性、
可靠性。[0005]PTC材料加工由於鈦酸鋇陶瓷材料的特點，傳統加工均一性控制較難，限制了 PTC材料的應用。
[0006]傳統製備PTC元器件由於工藝的限制，PTC元器件與電極分別加工，然後與極板焊接或膠結成器件，以小型元器件為主，未見有巨幅超薄功能銅箔加工的報導。
【發明內容】
[0007]針對現有技術中存在的問題，本發明提供一種聚醯亞胺樹脂複合PTC液體製備巨幅雙面撓性銅箔的方法，該方法加工過程簡便，可提高生產效率及優良品率。
[0008]為實現上述發明目的，本發明採用以下技術方案:
一種霧化撒粉裝置噴撒複合溶液製備巨幅雙面撓性銅箔的方法，包括以下步驟:(I)製備複合溶液:聚醯亞胺樹脂的單體溶解後製得聚醯亞胺樹脂溶液，將PTC粉體加入聚醯亞胺樹脂溶液，混勻；(2)通過加熱裝置將銅箔加熱至160-350°c，利用噴塗設備在銅箔上噴撒步驟(I)製得的複合溶液，在銅箔上形成聚醯亞胺樹脂複合PTC液體的塗層；(3)烘烤步驟(2 )噴撒過聚醯亞胺樹脂複合PTC液體塗層的銅箔，經交聯反應到巨幅雙面撓性銅箔。
[0009]所述銅箔為電解銅箔或熱壓銅箔。
[0010]所述步驟(I) PTC材料為炭黑、碳纖維、石墨片、銀、銅片、銀包銅納米顆粒、鈦酸鋇微粉、含鉛質量百分數為1.0-1.5%的鈦酸鋇微粉或含鍶質量百分數為1.8-2.2%的鈦酸鋇微粉。
[0011]所述步驟(I)中聚醯亞胺樹脂的單體為氨基丙烷或聯苯酸酐，所述單體溶解後與PTC粉體混合時採用超聲波進行共混複合。
[0012]所述步驟(2)中銅箔的厚度為3-70 μ m。
[0013]所述步驟(2)中銅箔上形成的聚醯亞胺樹脂複合PTC液體塗層的厚度為1-10 μ m。
[0014]所述步驟(3)中交聯反應為:紫外光交聯反應、微波交聯反應、紅外交聯反應、電子束輻射交聯反應、輻射交聯反應或熱交聯反應。
[0015]所述步驟(3)中烘烤在龍窯中進行，分別經歷160°C，200 °C, 250 °C, 300 °C,350°C溫度區，各溫度區烘烤時間為1-30分鐘。
[0016]所述步驟(3)製得的巨幅雙面撓性銅箔的厚度為5-90 μ m。
[0017]與現有技術相比，本發明的加工過程簡便，可提高生產效率及優良品率，產品厚度一致性強，製得的巨幅雙面撓性銅箔品質可靠性高，熱敏反應速度快、準確和容量調整方便；本發明以超薄銅箔為基材，利用噴塗技術，在銅箔兩面分別加工出一層PTC材料，形成巨幅雙面撓性銅箔功能性材料，滿足日常生活、工農業技術、軍事科學、通訊、宇航等各個領域的應用需求。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0018]圖1為本發明噴塗工藝流程圖。
[0019]【具體實施方式】 實施例1
如圖1所示，本實施例霧化撒粉裝置噴撒複合溶液製備巨幅雙面撓性銅箔的方法，包括以下步驟:(1)製備複合溶液:取氨基丙烷93g，溶於IOOOg甲基醯胺中製備溶液，該溶液用水浴冷卻，氮氣保護下依次加入聯苯酸酐73.7g，將混合液恢復到室溫，持續攪拌3小時，進行聚合反應，得到粘稠的熱塑性聚醯亞胺樹脂前驅體溶液，將140g碳纖維添加到以上溶液中在超聲波中超聲並攪拌兩小時，製得複合溶液，(2)將厚度為5μπι的電解銅箔經放卷裝置I放出，通過加熱裝置2將放出的電解銅箔加熱至160° C，在幅寬1.3米，長16米的霧化撒粉裝置3上，以50米/分鐘的速度連續噴撒600米，通過霧化撒粉裝置上設置的流量控制閥4控制複合溶液的流量，使固化的塗布層厚度為2.5 μ m，經冷卻裝置5冷卻，然後進入收卷裝置6，完成聚醯亞胺樹脂複合PTC的溶液在電解銅箔上的雙面噴塗；(3)將收卷裝置中的電解銅箔卷取出裝在50米長的龍窯中，依次經歷160°C，200°C，25(TC，30(rC，350°C進行加熱，每個溫度區各10分鐘，完成亞醯胺化，經紫外光交聯反應製得卷裝600米長，幅寬1.3米，厚度為IOym的巨幅雙面撓性電解銅箔。
[0020]實施例2
本實施例霧化撒粉裝置噴撒複合溶液製備巨幅雙面撓性銅箔的方法，包括以下步驟:
(I)製備複合溶液:取氨基丙烷93g，溶於IOOOg甲基醯胺中製備溶液，該溶液用水浴冷卻，氮氣保護下依次加入聯苯酸酐73.7g，將混合液恢復到室溫，持續攪拌3小時，進行聚合反應，得到粘稠的熱塑性聚醯亞胺樹脂前驅體溶液，將140g炭黑添加到以上溶液中在超聲波中超聲並攪拌兩小時，製得複合塗布液，(2)將厚度為3 μ m的電解銅箔經放卷裝置放出，通過加熱裝置將放出的電解銅箔加熱至180° C，在幅寬1.3米，長16米的等離子塗布機上，以50米/分鐘的速度連續噴撒600米，通過霧化撒粉裝置上設置的流量控制閥控制複合溶液的流量，使固化的塗布層厚度為I μ m,經冷卻裝置冷卻，然後進入收卷裝置，完成聚醯亞胺樹脂複合PTC液體在電解銅箔上的雙面噴塗；(3)將收卷裝置中的電解銅箔卷取出裝在50米長的龍窯中，依次經歷160°C，200°C , 250°C , 300°C , 350°C進行加熱，每個溫度區各I分鐘，完成亞醯胺化，經紫外光交聯反應製得卷裝600米長，幅寬1.3米，厚度為5 μ m的巨幅雙面撓性電解銅箔。
[0021]實施例3
本實施例霧化撒粉裝置噴撒複合溶液製備巨幅雙面撓性銅箔的方法，包括以下步驟:
(I)製備複合溶液:取氨基丙烷93g，溶於IOOOg甲基醯胺中製備溶液，該溶液用水浴冷卻，氮氣保護下依次加入聯苯酸酐73.7g，將混合液恢復到室溫，持續攪拌3小時，進行聚合反應，得到粘稠的熱塑性聚醯亞胺樹脂前驅體溶液，將IOOg石墨片添加到以上溶液中在超聲波中超聲並攪拌兩小時，製得複合溶液，(2)將厚度為70 μ m的熱壓銅箔經放卷裝置放出，通過加熱裝置將放出的熱壓銅箔加熱至230° C，在幅寬1.3米，長16米的霧化撒粉裝置上，以50米/分鐘的速度連續噴撒600米，通過霧化撒粉裝置上設置的流量控制閥控制複合溶液的流量，使固化的塗布層厚度為10 μ m,經冷卻裝置冷卻，然後進入收卷裝置，完成聚醯亞胺樹脂複合PTC液體在熱壓銅箔上的雙面噴塗；(3)將收卷裝置中的熱壓銅箔卷取出裝在50米長的龍窯中，依次經歷160°C，200°C , 250°C , 300°C , 350°C進行加熱，每個溫度區各20分鐘，完成亞醯胺化，經紅外交聯反應製得卷裝600米長，幅寬1.3米，厚度為90 μ m的巨幅雙面撓性熱壓銅箔。
[0022]實施例4
本實施例霧化撒粉裝置噴撒複合溶液製備巨幅雙面撓性銅箔的方法，包括以下步驟:
(I)製備複合溶液:取氨基丙烷93g，溶於IOOOg甲基醯胺中製備溶液，該溶液用水浴冷卻，氮氣保護下依次加入聯苯酸酐73.7g，將混合液恢復到室溫，持續攪拌3小時，進行聚合反應，得到粘稠的熱塑性聚醯亞胺樹脂前驅體溶液，將150g石墨片添加到以上溶液中在超聲波中超聲並攪拌兩小時，製得複合溶液，(2)將厚度為30 μ m的電解銅箔經放卷裝置放出，通過加熱裝置將放出的電解銅箔加熱至300° C，在幅寬1.3米，長16米的霧化撒粉裝置上，以50米/分鐘的速度連續噴撒600米，通過霧化撒粉裝置上設置的流量控制閥控制複合溶液的流量，使固化的塗布層厚度為5 μ m,經冷卻裝置冷卻，然後進入收卷裝置，完成聚醯亞胺樹脂複合PTC液體在電解銅箔上的雙面噴塗；(3)將收卷裝置中的電解銅箔卷取出裝在50米長的龍窯中，依次經歷160°C，200°C , 250°C , 300°C , 350°C進行加熱，每個溫度區各25分鐘，完成亞醯胺化，經熱交聯反應製得卷裝600米長，幅寬1.3米，厚度為40 μ m的巨幅雙面撓性電解銅箔。
[0023] 實施例5
本實施例霧化撒粉裝置噴撒複合溶液製備巨幅雙面撓性銅箔的方法，包括以下步驟:
(I)製備複合溶液:取氨基丙烷93g，溶於IOOOg甲基醯胺中製備溶液，該溶液用水浴冷卻，氮氣保護下依次加入聯苯酸酐73.7g，將混合液恢復到室溫，持續攪拌3小時，進行聚合反應，得到粘稠的熱塑性聚醯亞胺樹脂前驅體溶液，將50g石墨片添加到以上溶液中在超聲波中超聲並攪拌兩小時，製得複合溶液，(2)將厚度為50 μ m的熱壓銅箔經放卷裝置放出，通過加熱裝置將放出的熱壓銅箔加熱至350° C，在幅寬1.3米，長16米的等離子塗布機上，以50米/分鐘的速度連續噴撒600米，通過霧化撒粉裝置上設置的流量控制閥控制複合溶液的流量，使固化的塗布層厚度為5 μ m,經冷卻裝置冷卻，然後進入收卷裝置，完成聚醯亞胺樹脂複合PTC液體在熱壓銅箔上的雙面噴塗；(3)將收卷裝置中的熱壓銅箔卷取出裝在50米長的龍窯中，依次經歷160°C，200 V，250 V，300 V，350 V進行加熱，每個溫度區各25分鐘，完成亞醯胺化，經熱交聯反應製得卷裝600米長，幅寬1.3米，厚度為60 μ m的巨幅雙面撓性熱壓銅箔。
【權利要求】
1.一種霧化撒粉裝置噴撒複合溶液製備巨幅雙面撓性銅箔的方法，其特徵在於包括以下步驟:(I)製備複合溶液:聚醯亞胺樹脂的單體溶解後製得聚醯亞胺樹脂溶液，將PTC粉體加入聚醯亞胺樹脂溶液，混勻；(2)通過加熱裝置將銅箔加熱至160-350°c，利用霧化撒粉裝置在銅箔上噴撒步驟(I)製得的複合溶液，在銅箔上形成聚醯亞胺樹脂複合PTC液體的塗層；(3 )烘烤步驟(2 )噴撒過聚醯亞胺樹脂複合PTC液體塗層的銅箔，經交聯反應到巨幅雙面撓性銅箔。
2.根據權利要求1所述的霧化撒粉裝置噴撒複合溶液製備巨幅雙面撓性銅箔的方法，其特徵在於:所述銅箔為電解銅箔或熱壓銅箔。
3.根據權利要求1所述的霧化撒粉裝置噴撒複合溶液製備巨幅雙面撓性銅箔的方法，其特徵在於:所述步驟(I)PTC材料為炭黑、碳纖維、石墨片、銀、銅片、銀包銅納米顆粒、鈦酸鋇微粉、含鉛質量百分數為1.0-1.5%的鈦酸鋇微粉或含鍶質量百分數為1.8-2.2%的鈦酸鋇微粉。
4.根據權利要求1所述的霧化撒粉裝置噴撒複合溶液製備巨幅雙面撓性銅箔的方法，其特徵在於:所述步驟(I)中聚醯亞胺樹脂的單體為氨基丙烷或聯苯酸酐，所述單體溶解後與PTC粉體混合時採用超聲波進行共混複合。
5.根據權利要求1所述的霧化撒粉裝置噴撒複合溶液製備巨幅雙面撓性銅箔的方法，其特徵在於:所述步驟(2)中銅箔的厚度為3-70μπι。
6.根據權利要求1所述的霧化撒粉裝置噴撒複合溶液製備巨幅雙面撓性銅箔的方法，其特徵在於:所述步驟(2)中銅箔上形成的聚醯亞胺樹脂複合PTC液體塗層的厚度為1-10 μ m0
7.根據權利要求1所述的霧化撒粉裝置噴撒複合溶液製備巨幅雙面撓性銅箔的方法，其特徵在於:所述步驟(3)中交聯反應為:紫外光交聯反應、微波交聯反應、紅外交聯反應、電子束輻射交聯反應、輻射交聯反應或熱交聯反應。
8.根據權利要求1所述的霧化撒粉裝置噴撒複合溶液製備巨幅雙面撓性銅箔的方法，其特徵在於:所述步驟(3)中烘烤在龍窯中進行，分別經歷160°C，200 °C, 250 °C, 300 °C,350°C溫度區，各溫度區烘烤時間為1-30分鐘。
9.根據權利要求1-8任一所述的霧化撒粉裝置噴撒複合溶液製備巨幅雙面撓性銅箔的方法，其特徵在於:所述步驟(3)製得的巨幅雙面撓性銅箔的厚度為5-90μπι。
【文檔編號】B32B15/088GK103786402SQ201410038826
【公開日】2014年5月14日 申請日期:2014年1月27日 優先權日:2014年1月27日
【發明者】張迎晨 申請人:中原工學院