一種高絕緣單向導熱聚醯亞胺膜及其製備方法與流程
2023-04-25 05:53:31 1
本發明涉及聚醯亞胺膜技術領域，尤其涉及一種高絕緣單向導熱聚醯亞胺膜及其製備方法。
背景技術：
聚醯亞胺因具有優異的耐熱性、力學特性、電絕緣性，並具有柔軟的特性，而廣泛用作柔性線路板、柔性發熱膜及太陽能電池等的基板。
其中，柔性發熱膜作為加熱保暖品，如具有單向發熱特性能顯著提高發熱膜節能性能，目前有關單向傳熱特性的聚醯亞胺膜未見報導。
技術實現要素：
本發明的目的在於針對現有技術的不足而提供一種高絕緣單向導熱聚醯亞胺膜，該高絕緣單向導熱聚醯亞胺膜具有高絕緣單向導熱特性，能夠有效地適用於柔性發熱膜，提高柔性發熱膜的節能性能。
本發明的另一目的在於提供一種高絕緣單向導熱聚醯亞胺膜的製備方法，該製備方法能夠有效地生產製備上述高絕緣單向導熱聚醯亞胺膜。
為達到上述目的，本發明通過以下技術方案來實現。
一種高絕緣單向導熱聚醯亞胺膜，包括有層疊複合的聚醯亞胺隔熱層、聚醯亞胺導熱層，聚醯亞胺隔熱層由聚醯亞胺隔熱塗料固化而成，聚醯亞胺隔熱層厚度為6μm -125μm，聚醯亞胺導熱層由聚醯亞胺導熱塗料固化而成，聚醯亞胺導熱層厚度為6μm -125μm；
聚醯亞胺隔熱塗料包括有以下重量份的物料，具體為：
聚醯亞胺樹脂 6%-20%
溶劑 30%-85%
隔熱填料 10%-60%；
聚醯亞胺導熱塗料包括有以下重量份的物料，具體為：
聚醯亞胺樹脂 6%-20%
溶劑 30%-85%
導熱填料 10%-60%。
其中，所述隔熱填料為中空玻璃微珠、陶瓷微珠或者漂珠中的一種或者至少兩種所組成的混合物。
其中，所述隔熱填料的粒徑值為0.1μm-5μm。
其中，所述導熱填料為Al2O3、MgO、BeO、ZnO、CaO、AlN、BN、SiC或者B4C3中的一種或者至少兩種所組成的混合物。
其中，所述導熱填料的粒徑值為0.1μm-5μm。
其中，所述導熱填料呈球狀、片狀或者棒狀。
其中，所述聚醯亞胺隔熱塗料所採用的溶劑為二甲基乙醯胺DMAC或者甲基吡咯烷酮NMP，所述聚醯亞胺導熱塗料所採用的溶劑為二甲基乙醯胺DMAC或者甲基吡咯烷酮NMP。
一種高絕緣單向導熱聚醯亞胺膜的製備方法，包括有以下工藝步驟，具體為：
a、將聚醯亞胺樹脂、溶劑、隔熱填料依次加入至分散機中進行攪拌分散，分散機的轉速為分200 r/min -2000r/min，分散時間1 h -10h，以獲得聚醯亞胺隔熱塗料；其中，溶劑為二甲基乙醯胺DMAC或者甲基吡咯烷酮NMP，隔熱填料中空心玻璃微珠、陶瓷微珠或者漂珠中的一種或者至少兩種所組成的混合物，聚醯亞胺隔熱塗料中聚醯亞胺樹脂、溶劑、隔熱填料三種物料的重量份依次為：6%-20%、30%-85%、10%-60%；
b、將聚醯亞胺隔熱塗料均勻塗布於玻璃基板表面；
c、塗布於玻璃基板的聚醯亞胺隔熱塗料在小於150℃的低溫條件下固化成膜，而後脫去玻璃基板，以獲得具有隔熱性質的聚醯亞胺隔熱層；
d、將聚醯亞胺樹脂、溶劑、導熱填料依次加入至分散機中進行攪拌分散，分散機的轉速為分200 r/min -2000r/min，分散時間1 h -10h，以獲得聚醯亞胺導熱塗料；其中，溶劑為二甲基乙醯胺DMAC或者甲基吡咯烷酮NMP，導熱填料為Al2O3、MgO、BeO、ZnO、CaO、AlN、BN、SiC或者B4C3中的一種或者至少兩種所組成的混合物，聚醯亞胺導熱塗料中聚醯亞胺樹脂、溶劑、導熱填料三種物料的重量份依次為：6%-20%、30%-85%、10%-60%；
e、通過輥塗方式將聚醯亞胺導熱塗料均勻塗布於聚醯亞胺隔熱層的表面；
f、塗布於聚醯亞胺隔熱層表面的聚醯亞胺導熱塗料在小於150℃低溫條件下固化成膜，以獲得具有導熱性質的聚醯亞胺導熱層，聚醯亞胺隔熱層與聚醯亞胺導熱層層疊複合於一起，高絕緣單向導熱聚醯亞胺膜製備完成。
其中，於所述步驟a中，經分散機攪拌分散後而獲得的聚醯亞胺隔熱塗料需通過DMAC或者NMP調節粘度，並通過脫泡機進行脫泡處理；於所述步驟d中，經分散機攪拌分散後而獲得的聚醯亞胺導熱塗料需通過DMAC或者NMP調節粘度，並通過脫泡機進行脫泡處理。
其中，所述聚醯亞胺隔熱層的厚度為6μm -125μm，所述聚醯亞胺導熱層的厚度為6μm -125μm，聚醯亞胺膜隔熱層的導熱係數小於0.1w/m.k，聚醯亞胺膜導熱層的導熱係數大於5w/m.k，聚醯亞胺隔熱層與聚醯亞胺導熱層層疊複合膜耐電壓大於5kv。
本發明的有益效果為：本發明所述的一種高絕緣單向導熱聚醯亞胺膜，其包括有層疊複合的聚醯亞胺隔熱層、聚醯亞胺導熱層，聚醯亞胺隔熱層由聚醯亞胺隔熱塗料固化而成，聚醯亞胺導熱層由聚醯亞胺導熱塗料固化而成，聚醯亞胺隔熱層、聚醯亞胺導熱層厚度分別為6μm -125μm，聚醯亞胺隔熱塗料包括以下重量份的物料：聚醯亞胺樹脂6%-20%、溶劑30%-85%、隔熱填料10%-60%；聚醯亞胺導熱塗料包括以下重量份的物料：聚醯亞胺樹脂6%-20%、溶劑30%-85%、導熱填料10%-60%。通過上述結構以及物料配比設計，本發明的高絕緣單向導熱聚醯亞胺膜具有高絕緣單向導熱特性，即能夠有效地適用於柔性發熱膜，提高柔性發熱膜節能性能。
本發明的另一有益效果為：本發明所述的一種高絕緣單向導熱聚醯亞胺膜的製備方法，其包括有以下工藝步驟，具體為：a、將聚醯亞胺樹脂、溶劑、隔熱填料依次加入至分散機中進行攪拌分散，分散機的轉速為分200 r/min -2000r/min，分散時間1 h -10h，以獲得聚醯亞胺隔熱塗料；其中，溶劑為二甲基乙醯胺DMAC或者甲基吡咯烷酮NMP，隔熱填料為中空玻璃微珠、陶瓷微珠或者漂珠中的一種或者至少兩種所組成的混合物，聚醯亞胺隔熱塗料中聚醯亞胺樹脂、溶劑、隔熱填料三種物料的重量份依次為：6%-20%、30%-85%、10%-60%；b、將聚醯亞胺隔熱塗料均勻塗布於玻璃基板表面；c、塗布於玻璃基板的聚醯亞胺隔熱塗料在小於150℃低溫條件下固化成膜，而後脫去玻璃基板，以獲得具有隔熱性質的聚醯亞胺隔熱層；d、將聚醯亞胺樹脂、溶劑、導熱填料依次加入至分散機中進行攪拌分散，分散機的轉速為分200 r/min -2000r/min，分散時間1 h -10h，以獲得聚醯亞胺導熱塗料；其中，溶劑為二甲基乙醯胺DMAC或者甲基吡咯烷酮NMP，導熱填料為Al2O3、MgO、BeO、ZnO、CaO、AlN、BN、SiC或者B4C3中的一種或者至少兩種所組成的混合物，聚醯亞胺導熱塗料中聚醯亞胺樹脂、溶劑、導熱填料三種物料的重量份依次為：6%-20%、30%-85%、10%-60%；e、通過輥塗方式將聚醯亞胺導熱塗料均勻塗布於聚醯亞胺隔熱層的表面；f、塗布於聚醯亞胺隔熱層表面的聚醯亞胺導熱塗料在小於150℃低溫條件下固化成膜，以獲得具有導熱性質的聚醯亞胺導熱層，聚醯亞胺隔熱層與聚醯亞胺導熱層層疊複合於一起，高絕緣單向導熱聚醯亞胺膜製備完成。通過上述工藝步驟設計，本發明的製備方法能夠有效地生產製備上述高絕緣單向導熱聚醯亞胺膜。
具體實施方式
下面結合具體的實施方式來對本發明進行說明。
實施例一，一種高絕緣單向導熱聚醯亞胺膜，包括有層疊複合的聚醯亞胺隔熱層、聚醯亞胺導熱層，聚醯亞胺隔熱層由聚醯亞胺隔熱塗料固化而成，隔熱層厚度為6μm -125μm，聚醯亞胺導熱層由聚醯亞胺導熱塗料固化而成，導熱層厚度為6μm -125μm；
聚醯亞胺隔熱塗料包括有以下重量份的物料，具體為：
聚醯亞胺樹脂 8%
二甲基乙醯胺DMAC 35%
中空玻璃微珠（100nm） 57%；
聚醯亞胺導熱塗料包括有以下重量份的物料，具體為：
聚醯亞胺樹脂 10%
二甲基乙醯胺DMAC 40%
AlN（500nm） 50%。
通過上述結構以及物料配比設計，聚醯亞胺隔熱層的導熱係數小於0.1w/m.k，聚醯亞胺導熱層的導熱係數大於5w/m.k，且耐電壓5kv以上；故而，本實施例一的高絕緣單向導熱聚醯亞胺膜具有高絕緣單向導熱特性，即能夠有效地適用於柔性發熱膜。
需進一步指出，本實施例一的高絕緣單向導熱聚醯亞胺膜可以採用以下製備方法製備而成，具體的，一種高絕緣單向導熱聚醯亞胺膜的製備方法，其包括有以下工藝步驟，具體為：
a、將聚醯亞胺樹脂、二甲基乙醯胺DMAC、中空玻璃微珠依次加入至分散機中進行攪拌分散，分散機的轉速設為1000r/min，分散時間設為5h，以獲得聚醯亞胺隔熱塗料；其中，聚醯亞胺隔熱塗料中聚醯亞胺樹脂、二甲基乙醯胺DMAC、中空玻璃微珠三種物料的重量份依次為：8%、35%、57%；
b、將聚醯亞胺隔熱塗料均勻塗布於玻璃基板表面；
c、塗布於玻璃基板的聚醯亞胺隔熱塗料在150℃條件下固化成膜，而後脫去玻璃基板，以獲得具有隔熱性質的聚醯亞胺隔熱層；
d、將聚醯亞胺樹脂、二甲基乙醯胺DMAC、AlN依次加入至分散機中進行攪拌分散，分散機轉設為1000r/min，分散時間設為5h，以獲得聚醯亞胺導熱塗料；其中，聚醯亞胺導熱塗料中聚醯亞胺樹脂、二甲基乙醯胺DMAC、AlN三種物料的重量份依次為：10%、40%、50%；
e、通過輥塗方式將聚醯亞胺導熱塗料均勻塗布於聚醯亞胺隔熱層的表面；
f、塗布於聚醯亞胺隔熱層表面的聚醯亞胺導熱塗料在150℃條件下固化成膜，以獲得具有導熱性質的聚醯亞胺導熱層，聚醯亞胺隔熱層與聚醯亞胺導熱層層疊複合於一起，高絕緣單向導熱聚醯亞胺膜製備完成。
其中，於所述步驟a中，經分散機攪拌分散後而獲得的聚醯亞胺隔熱塗料需通過DMAC或者NMP調節粘度，並通過脫泡機進行脫泡處理；於所述步驟d中，經分散機攪拌分散後而獲得的聚醯亞胺導熱塗料需通過DMAC或者NMP調節粘度，並通過脫泡機進行脫泡處理。
實施例二，種高絕緣單向導熱聚醯亞胺膜，包括有層疊複合的聚醯亞胺隔熱層、聚醯亞胺導熱層，聚醯亞胺隔熱層由聚醯亞胺隔熱塗料固化而成，隔熱層厚度為6μm -125μm，聚醯亞胺導熱層由聚醯亞胺導熱塗料固化而成，導熱層厚度為6μm -125μm；
聚醯亞胺隔熱層包括有以下重量份的物料，具體為：
聚醯亞胺樹脂 12%
二甲基乙醯胺DMAC 30%
中空玻璃微珠（200nm） 58%；
聚醯亞胺導熱層包括有以下重量份的物料，具體為：
聚醯亞胺樹脂 10%
二甲基乙醯胺DMAC 40%
AlN（500nm） 50%。
通過上述結構以及物料配比設計，聚醯亞胺隔熱層的導熱係數小於0.1w/m.k，聚醯亞胺導熱層的導熱係數大於5w/m.k，且耐電壓5kv以上；故而，本實施例一的高絕緣單向導熱聚醯亞胺膜具有高絕緣單向導熱特性，即能夠有效地適用於柔性發熱膜。
需進一步指出，本實施例二的高絕緣單向導熱聚醯亞胺膜可以採用以下製備方法製備而成，具體的，一種高絕緣單向導熱聚醯亞胺膜的製備方法，其包括有以下工藝步驟，具體為：
a、將聚醯亞胺樹脂、二甲基乙醯胺DMAC、中空玻璃微珠依次加入至分散機中進行攪拌分散，分散機的轉速設為1000r/min，分散時間設為5h，以獲得聚醯亞胺隔熱塗料；其中，聚醯亞胺隔熱塗料中聚醯亞胺樹脂、二甲基乙醯胺DMAC、中空玻璃微珠三種物料的重量份依次為：12%、30%、58%；
b、將聚醯亞胺隔熱塗料均勻塗布於玻璃基板表面；
c、塗布於玻璃基板的聚醯亞胺隔熱塗料在120℃條件下固化成膜，而後脫去玻璃基板，以獲得具有隔熱性質的聚醯亞胺隔熱層；
d、將聚醯亞胺樹脂、二甲基乙醯胺DMAC、AlN依次加入至分散機中進行攪拌分散，分散機轉設為1000r/min，分散時間設為5h，以獲得聚醯亞胺導熱塗料；其中，聚醯亞胺導熱塗料中聚醯亞胺樹脂、二甲基乙醯胺DMAC、AlN三種物料的重量份依次為：10%、40%、50%；
e、通過輥塗方式將聚醯亞胺導熱塗料均勻塗布於聚醯亞胺隔熱層的表面；
f、塗布於聚醯亞胺隔熱層表面的聚醯亞胺導熱塗料在120℃條件下固化成膜，以獲得具有導熱性質的聚醯亞胺導熱層，聚醯亞胺隔熱層與聚醯亞胺導熱層層疊複合於一起，高絕緣單向導熱聚醯亞胺膜製備完成。
其中，於所述步驟a中，經分散機攪拌分散後而獲得的聚醯亞胺隔熱塗料需通過DMAC或者NMP調節粘度，並通過脫泡機進行脫泡處理；於所述步驟d中，經分散機攪拌分散後而獲得的聚醯亞胺導熱塗料需通過DMAC或者NMP調節粘度，並通過脫泡機進行脫泡處理。
實施例三，種高絕緣單向導熱聚醯亞胺膜，包括有層疊複合的聚醯亞胺隔熱層、聚醯亞胺導熱層，聚醯亞胺隔熱層由聚醯亞胺隔熱塗料固化而成，隔熱層厚度為6μm -125μm，聚醯亞胺導熱層由聚醯亞胺導熱塗料固化而成，導熱層厚度為6μm -125μm；
聚醯亞胺隔熱層包括有以下重量份的物料，具體為：
聚醯亞胺樹脂 10%
二甲基乙醯胺DMAC 35%
陶瓷微珠 55%；
聚醯亞胺導熱層包括有以下重量份的物料，具體為：
聚醯亞胺樹脂 8%
二甲基乙醯胺DMAC 40%
SiC（粒徑為500nm） 32%
BN（粒徑為200nm） 20%。
通過上述結構以及物料配比設計，聚醯亞胺隔熱層的導熱係數5w/m.k，且耐電壓5kv以上；故而，本實施例一的高絕緣單向導熱聚醯亞胺膜具有高絕緣單向導熱特性，即能夠有效地適用於柔性發熱膜。
需進一步指出，本實施例三的高絕緣單向導熱聚醯亞胺膜可以採用以下製備方法製備而成，具體的，一種高絕緣單向導熱聚醯亞胺膜的製備方法，其包括有以下工藝步驟，具體為：
a、將聚醯亞胺樹脂、二甲基乙醯胺DMAC、中空玻璃微珠依次加入至分散機中進行攪拌分散，分散機的轉速設為1000r/min，分散時間設為5h，以獲得聚醯亞胺隔熱塗料；其中，聚醯亞胺隔熱塗料中聚醯亞胺樹脂、二甲基乙醯胺DMAC、陶瓷微珠三種物料的重量份依次為：10%、35%、55%；
b、將聚醯亞胺隔熱塗料均勻塗布於玻璃基板表面；
c、塗布於玻璃基板的聚醯亞胺隔熱塗料在120℃條件下固化成膜，而後脫去玻璃基板，以獲得具有隔熱性質的聚醯亞胺隔熱層；
d、將聚醯亞胺樹脂、二甲基乙醯胺DMAC、AlN依次加入至分散機中進行攪拌分散，分散機轉設為1000r/min，分散時間設為5h，以獲得聚醯亞胺導熱塗料；其中，聚醯亞胺導熱塗料中聚醯亞胺樹脂、二甲基乙醯胺DMAC、SiC、BN三種物料的重量份依次為：8%、40%、32%、20%；
e、通過輥塗方式將聚醯亞胺導熱塗料均勻塗布於聚醯亞胺隔熱層的表面；
f、塗布於聚醯亞胺隔熱層表面的聚醯亞胺導熱塗料在120℃條件下固化成膜，以獲得具有導熱性質的聚醯亞胺導熱層，聚醯亞胺隔熱層與聚醯亞胺導熱層層疊複合於一起，高絕緣單向導熱聚醯亞胺膜製備完成。
其中，於所述步驟a中，經分散機攪拌分散後而獲得的聚醯亞胺隔熱塗料需通過DMAC或者NMP調節粘度，並通過脫泡機進行脫泡處理；於所述步驟d中，經分散機攪拌分散後而獲得的聚醯亞胺導熱塗料需通過DMAC或者NMP調節粘度，並通過脫泡機進行脫泡處理。
實施例四，種高絕緣單向導熱聚醯亞胺膜，包括有層疊複合的聚醯亞胺隔熱層、聚醯亞胺導熱層，聚醯亞胺隔熱層由聚醯亞胺隔熱塗料固化而成，隔熱層厚度為6μm -125μm，聚醯亞胺導熱層由聚醯亞胺導熱塗料固化而成，導熱層厚度為6μm -125μm；
聚醯亞胺隔熱層包括有以下重量份的物料，具體為：
聚醯亞胺樹脂 10%
二甲基乙醯胺DMAC 35%
陶瓷微珠 25%
中空玻璃微珠 15%
漂珠 15%；
聚醯亞胺導熱層包括有以下重量份的物料，具體為：
聚醯亞胺樹脂 8%
二甲基乙醯胺DMAC 40%
SiC（粒徑為500nm） 20%
BN（粒徑為200nm） 20%
Al2O3（粒徑為300nm） 12%。
通過上述結構以及物料配比設計，聚醯亞胺隔熱層的導熱係數小於0.1w/m.k，聚醯亞胺導熱層的導熱係數大於5w/m.k，且耐電壓5kv以上；故而，本實施例四的高絕緣單向導熱聚醯亞胺膜具有高絕緣單向導熱特性，即能夠有效地適用於柔性發熱膜。
需進一步指出，本實施例四的高絕緣單向導熱聚醯亞胺膜可以採用以下製備方法製備而成，具體的，一種高絕緣單向導熱聚醯亞胺膜的製備方法，其包括有以下工藝步驟，具體為：
a、將聚醯亞胺樹脂、二甲基乙醯胺DMAC、陶瓷微珠、中空玻璃微珠、漂珠依次加入至分散劑中進行攪拌分散，分散劑的轉速設分1000r/min，分散時間設為8h，以獲得聚醯亞胺隔熱塗料；其中，聚醯亞胺隔熱塗料中聚醯亞胺樹脂、二甲基乙醯胺DMAC、陶瓷微珠、中空玻璃微珠、漂珠五種物料的重量份依次為：10%、35%、25%、15%、15%；
b、將聚醯亞胺隔熱塗料均勻塗布於玻璃基板表面；
c、塗布於玻璃基板的聚醯亞胺隔熱塗料在150℃條件下固化成膜，而後脫去玻璃基板，以獲得具有隔熱性質的聚醯亞胺隔熱層；
d、將聚醯亞胺樹脂、二甲基乙醯胺DMAC、SiC、BN、Al2O3依次加入至分散劑中進行攪拌分散，分散劑的轉速設為1000r/min，分散時間設為8h，以獲得聚醯亞胺導熱塗料；其中，聚醯亞胺導熱塗料中聚醯亞胺樹脂、二甲基乙醯胺DMAC、SiC、BN、Al2O3五種物料的重量份依次為：8%、40%、20%、20%、12%；
e、通過滾塗方式將聚醯亞胺導熱塗料均勻塗布於聚醯亞胺隔熱層的表面；
f、塗布於聚醯亞胺隔熱層表面的聚醯亞胺導熱塗料在150℃條件下固化成膜，以獲得具有導熱性質的聚醯亞胺導熱層，聚醯亞胺隔熱層與聚醯亞胺導熱層層疊複合於一起，高絕緣單向導熱聚醯亞胺膜製備完成。
其中，於所述步驟a中，經分散機攪拌分散後而獲得的聚醯亞胺隔熱塗料需通過DMAC或者NMP調節粘度，並通過脫泡機進行脫泡處理；於所述步驟d中，經分散機攪拌分散後而獲得的聚醯亞胺導熱塗料需通過DMAC或者NMP調節粘度，並通過脫泡機進行脫泡處理。
以上內容僅為本發明的較佳實施例，對於本領域的普通技術人員，依據本發明的思想，在具體實施方式及應用範圍上均會有改變之處，本說明書內容不應理解為對本發明的限制。