聚酰亚胺胶粘剂及其制备方法
【专利摘要】本发明提供了一种聚酰亚胺胶粘剂的制备方法、所述方法制备的聚酰亚胺胶粘剂。芳香族二胺和芳香族二酐单体首先反应生成聚酰胺酸溶液，然后进行化学亚胺化制成PI粉。本发明通过上述方法制备出了具有良好溶解性和粘结性能的、亚胺化的聚酰亚胺胶粘剂，大大降低胶粘剂的固化温度（只需170~200℃），并提高了耐温等级（210-230℃），并且粘接强度高，与铜、铝、不锈钢、铂等金属箔有良好的粘结性，能够在微电子工业等领域得到广泛应用。
【专利说明】聚酰亚胺胶粘剂及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种聚酰亚胺胶粘剂、及其制备方法，尤其涉及一种具有良好附着力和耐高温性能、可低温固化的聚酰亚胺胶粘剂、及其制备方法和应用。
【背景技术】
[0002]聚酰亚胺(polyimide，简称PI)是一种在分子主链中含有酰亚胺环状结构的环链高聚物，是半梯形结构的杂环化合物，是一种综合性能最佳的有机高分子材料之一，具有优异的热稳定性和耐高温性，以及良好的力学性能、电性能、光学性能、耐辐照和耐溶剂等性能，因而备受人们的关注。
[0003]聚酰亚胺胶粘剂(polyimide adhesive)具有优良的综合性能,能够在_20(T260°C之间维持优良的力学性能和电绝缘性能，并且可在这个温度范围内长期使用，还具有较好的耐磨、抗摩性能，以及优良的耐热性、耐辐射性、较高的耐尺寸稳定性(极低的线膨胀系数)。由于它具有的这些优良的性能，使得它能够以各种形态存在，并得到广泛地应用。
[0004]目前聚酰亚胺胶粘剂一般是由芳香四酸二酐和芳香二胺缩聚生成可溶的聚酰胺酸，然后用物理或化学方法脱水环化生成聚酰亚胺，作为胶黏剂使用时必须将聚酰胺酸(PAA)溶于N，N-二甲基甲酰胺(DMF)、N，N-二甲基乙酰胺(DMAC)、二甲基亚砜(DMSO)或N-甲基吡咯烷酮(NMP)等高沸点极性溶剂中，以聚酰胺酸胶液的形式贮存、加工。
[0005]但是由于聚酰胺酸是溶解性很大的高分子电解质，其溶液对温度、湿度都比较敏感，贮存稳定性较差，在贮藏过程中易发生水解造成黏度下降，一般要求在(T5°C冷藏。
[0006]作为胶粘剂使`用时，聚酰胺酸溶液必须在很高的温度才能固化(完全亚胺化)，往往需要230°C (稍高于玻璃化转变温度Tg)以上的高温处理，耐温等级比PI材料的Tg低30°C左右。另外聚酰胺酸溶液在固化过程中有水和溶剂等小分子放出，因此在粘接大面积制品时易在胶层内产生气泡或形成空隙，致使粘接强度降低从而影响粘接效果。
[0007]二苯醚四甲酸二酐(ODPA)是常用的合成聚亚胺的单体，但是多数情况下，以ODPA为单体合成的聚酰亚胺粘结强度不高，多用于亚胺薄膜和塑料的成型，很少用于胶粘剂方面。1994年，发明人在研究直接法聚酰亚胺覆铜箔时，意外发现2，2-双[4- (4-氨基苯氧基)苯基]丙烷(BAPP)和ODPA合成的聚酰亚胺对金属材料具有较高的粘结强度，可以制备聚酰亚胺胶粘剂。
[0008]随后，上海合成树脂研究所成功开发出2，3，3’，4’ - 二苯醚四甲酸二酐(a-ODPA)单体。由于二酐结构异构化，给以a-ODPA为单体合成的聚酰亚胺带来许多独特的性能优势:(I)可溶可熔性；(2) Tg比ODPA为单体合成的PI高10°C左右；(3)粘结强度比ODPA为单体合成的PI高。
[0009]但是与其它芳香族二酐不同的是，在制备PI膜过程中，以a-ODPA为单体合成的聚酰胺酸在高温亚胺化过程中降解非常严重，很难得高分子量的聚酰亚胺膜，因此，限制了该单体在聚酰亚胺胶粘剂中的应用。
【发明内容】
[0010]针对一般聚酰亚胺胶粘剂在使用过程中需要高温固化、胶层内易产生气泡或形成空隙影响粘接效果，本发明提供了一种可以低温(170-20(TC)固化、耐温等级达210-230°C、胶层内不易产生气泡或形成空隙、具有良好附着力的聚酰亚胺胶粘剂的制备方法、以及该方法制备的聚酰亚胺胶粘剂。
[0011]本发明的第一个目的是提供一种聚酰亚胺胶粘剂的制备方法，步骤包括:
步骤I，将二胺单体溶解于反应溶剂中，并冷却至5~7°c;所示二胺单体包括具有结构式
(I)所示结构的单体；
【权利要求】
1.一种聚酰亚胺胶黏剂的制备方法，其特征在于，步骤包括: 步骤I，将二胺单体溶解于反应溶剂中，并冷却至5~7°c;所示二胺单体包括具有结构式(I)所示结构的单体；
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述二胺单体与所述芳香族二酐单体摩尔比为1:0.99~0.995。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述反应溶剂为非质子极性溶剂。
4.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述反应溶剂为N，N-二甲基甲酰胺、N, N-二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮、二甲基亚砜。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述二胺单体还包括结构式(II)所示单体，
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，结构式(I)与结构式(II)所示二胺单体摩尔比为1:0~2。
7.—种如上述任意一项权利要求所述方法制备的聚酰亚胺胶黏剂，其特征在于， 所述聚酰亚胺由权利要求1飞中任意一项所述的方法制备， 还包括溶剂。
8.根据权利要求7所述的聚酰亚胺胶黏剂，其特征在于，所述聚酰亚胺数均分子量为30000~50000。
9.根据权利要求7所述的聚酰亚胺胶黏剂，其特征在于，所述溶剂为环己酮、Y-丁内酯、N，N-二甲基甲酰胺、N，N-二甲基乙酰胺、二甲基亚砜、N-甲基吡咯烷酮。
【文档编号】C08G73/10GK103865471SQ201210548934
【公开日】2014年6月18日 申请日期:2012年12月18日 优先权日:2012年12月18日
【发明者】范福庭, 沈晓成, 颜春兵 申请人:上海市合成树脂研究所