1.本发明涉及聚酰亚胺薄膜技术领域，具体为具有改善的导热性的聚酰亚胺薄膜及其制备方法。
背景技术：
2.聚酰亚胺是综合性能最佳的有机高分子材料之一，具有耐高温达400℃以上，长期使用范围为-200℃～300℃，绝缘性能高等优点，在航天、航空、微电子、纳米、液晶、分离膜、激光等领域得到广泛应用。
3.传统方式通过在树脂中掺杂导热填料的方法得到的聚酰亚胺薄膜已经难以满足电子产品的散热要求，实用性差，其次，所有导热填料混合在薄膜的内部，当薄膜导热质量不达标时，无法进行二次加工，造成原料浪费，增加了企业损失。
技术实现要素：
4.本发明的目的在于：为了解决导热性差以及不便二次加工的问题，提供具有改善的导热性的聚酰亚胺薄膜及其制备方法。
5.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：具有改善的导热性的聚酰亚胺薄膜，包括二胺单体、酸二酐单体、酰亚胺化溶液、石墨烯、脱水剂、催化剂、稀土氧化物和氮化铝；聚酰亚胺薄膜的厚度为为40-60μm，断裂伸长率为70-130％，弹性模量为2.7-4.0gpa，热膨胀系数为16-32ppm/k。
6.优选地，所述酰亚胺化溶液包括填料，所述填料为磷酸氢钙、钙和钾中的至少一种无机颗粒。
7.通过采用上述技术方案：引入无机颗粒，便于收卷，增加了薄膜的卷绕性。
8.优选地，所述石墨烯、稀土氧化物和氮化铝的填充量控制在5-25wt％。
9.通过采用上述技术方案：严格控制填充量，避免导热填料填充量太低时，对薄膜的导热性能提升有限；而导热填料填充量太高时，对薄膜的力学性能有一定影响。
10.优选地，所述氮化铝和石墨烯的平均粒径d50为2.5-20μm。
11.通过采用上述技术方案，严格控制粒径，避免粒径太大时，导热填料不容易分散；粒径太小时，导热填料易团聚。
12.具有改善的导热性的聚酰亚胺薄膜制备方法，包括以下步骤：
13.步骤1：将稀土氧化物、石墨烯、氮化铝按一定比例进行混合，然后投入球磨机中进行研磨过筛，在惰性气体环境中，以1900-2000℃的温度烧结2-3h，得到混合物；
14.步骤2：将二胺单体和酸二酐单体在加入到溶剂中，于-20-0℃混合搅拌得到混合液a，混合液a的粘度不小于100000厘泊；
15.步骤3：将步骤1中所得的混合物分散于有机溶剂中，形成导热浆液b；
16.步骤4：将步骤2中所得的混合液a与酰亚胺化溶液搅拌混合1.5-3h,再加入二份之一导热浆液b，得到聚酰亚胺薄膜中间体；
17.步骤5：将脱水剂和催化剂加入到步骤4中所得的聚酰亚胺薄膜中间体中，于-20-0℃在惰性气体中混合搅拌，得到聚酰亚胺薄膜混合液；
18.步骤6：将步骤5中所得的聚酰亚胺薄膜混合液进行消泡、灌入、成膜、烘干和剥离，得到聚酰亚胺薄膜预成品；
19.步骤7：将步骤4中剩余的二分之一的导热浆液b均匀充分的包裹于聚酰亚胺薄膜预成品上，再引向亚胺化炉进行热压胺化，得到具有改善的导热性的聚酰亚胺薄膜成品
20.优选地，所述步骤5中聚酰亚胺薄膜预成品的成膜载具为冷钢带
21.通过采用上述技术方案，将液膜平铺在冷钢带上，方便刮板刮取固体聚酰亚胺薄膜。
22.优选地，所述步骤5烘干时热风热风流动方向与聚酰亚胺薄膜预成品运行方向相反。
23.通过采用上述技术方案，以便使液膜在干燥时温度逐渐升高，溶剂逐渐挥发，增加干燥效果。
24.与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明将稀土氧化物掺杂的氮化铝具有低介电损耗，同时和石墨烯氮化铝具有较高的导热性能，将稀土氧化物、石墨烯和氮化铝加入聚酰亚胺薄膜中，能够明显降低聚酰亚胺薄膜的介电损耗，且显著提高聚酰亚胺薄膜的导热性能，其次将半量的导热浆均匀地包裹在聚酰亚胺薄膜的表面，可以对质量不达标的聚酰亚胺薄膜进行二次加工处理，使产品合格率达到百分之百，避免了不合格产品的出现，还增强了导热性和机械强度，聚酰亚胺薄膜通过进一步引入无机颗粒，可以增加薄膜的卷绕性。
具体实施方式
25.实施例1：
26.具有改善的导热性的聚酰亚胺薄膜，包括二胺单体、酸二酐单体、酰亚胺化溶液、石墨烯、脱水剂、催化剂、稀土氧化物和氮化铝；聚酰亚胺薄膜的厚度为为40μm，断裂伸长率为70％，弹性模量为2.7gpa，热膨胀系数为16ppm/k。
27.本发明中，所述酰亚胺化溶液包括填料，所述填料为磷酸氢钙无机颗粒。
28.通过采用上述技术方案：引入无机颗粒，便于收卷，增加了薄膜的卷绕性。
29.本发明中，所述石墨烯、稀土氧化物和氮化铝的填充量控制在5wt％。
30.通过采用上述技术方案：严格控制填充量，避免导热填料填充量太低时，对薄膜的导热性能提升有限；而导热填料填充量太高时，对薄膜的力学性能有一定影响。
31.本发明中，所述氮化铝和石墨烯的平均粒径d50为2.5μm。
32.通过采用上述技术方案，严格控制粒径，避免粒径太大时，导热填料不容易分散；粒径太小时，导热填料易团聚。
33.具有改善的导热性的聚酰亚胺薄膜制备方法，包括以下步骤：
34.步骤1：将稀土氧化物、石墨烯、氮化铝按一定比例进行混合，然后投入球磨机中进行研磨过筛，在惰性气体环境中，以1900℃的温度烧结3h，得到混合物；
35.步骤2：将二胺单体和酸二酐单体在加入到溶剂中，于-20℃混合搅拌得到混合液a，混合液a的粘度不小于100000厘泊；
36.步骤3：将步骤1中所得的混合物分散于有机溶剂中，形成导热浆液b；
37.步骤4：将步骤2中所得的混合液a与酰亚胺化溶液搅拌混合1.5h,再加入二份之一导热浆液b，得到聚酰亚胺薄膜中间体；
38.步骤5：将脱水剂和催化剂加入到步骤4中所得的聚酰亚胺薄膜中间体中，于-20℃在惰性气体中混合搅拌，得到聚酰亚胺薄膜混合液；
39.步骤6：将步骤5中所得的聚酰亚胺薄膜混合液进行消泡、灌入、成膜、烘干和剥离，得到聚酰亚胺薄膜预成品；
40.步骤7：将步骤4中剩余的二分之一的导热浆液b均匀充分的包裹于聚酰亚胺薄膜预成品上，再引向亚胺化炉进行热压胺化，得到具有改善的导热性的聚酰亚胺薄膜成品
41.本发明中，所述步骤5中聚酰亚胺薄膜预成品的成膜载具为冷钢带
42.通过采用上述技术方案，将液膜平铺在冷钢带上，方便刮板刮取固体聚酰亚胺薄膜。
43.本发明中，所述步骤5烘干时热风热风流动方向与聚酰亚胺薄膜预成品运行方向相反。
44.通过采用上述技术方案，以便使液膜在干燥时温度逐渐升高，溶剂逐渐挥发，增加干燥效果。
45.实施例2：
46.具有改善的导热性的聚酰亚胺薄膜，包括二胺单体、酸二酐单体、酰亚胺化溶液、石墨烯、脱水剂、催化剂、稀土氧化物和氮化铝；聚酰亚胺薄膜的厚度为为50μm，断裂伸长率为100％，弹性模量为3.3gpa，热膨胀系数为26ppm/k。
47.本发明中，所述酰亚胺化溶液包括填料，所述填料为钙无机颗粒。
48.通过采用上述技术方案：引入无机颗粒，便于收卷，增加了薄膜的卷绕性。
49.本发明中，所述石墨烯、稀土氧化物和氮化铝的填充量控制在15wt％。
50.通过采用上述技术方案：严格控制填充量，避免导热填料填充量太低时，对薄膜的导热性能提升有限；而导热填料填充量太高时，对薄膜的力学性能有一定影响。
51.本发明中，所述氮化铝和石墨烯的平均粒径d50为12μm。
52.通过采用上述技术方案，严格控制粒径，避免粒径太大时，导热填料不容易分散；粒径太小时，导热填料易团聚。
53.具有改善的导热性的聚酰亚胺薄膜制备方法，包括以下步骤：
54.步骤1：将稀土氧化物、石墨烯、氮化铝按一定比例进行混合，然后投入球磨机中进行研磨过筛，在惰性气体环境中，以1950℃的温度烧结2.5h，得到混合物；
55.步骤2：将二胺单体和酸二酐单体在加入到溶剂中，于-10℃混合搅拌得到混合液a，混合液a的粘度不小于100000厘泊；
56.步骤3：将步骤1中所得的混合物分散于有机溶剂中，形成导热浆液b；
57.步骤4：将步骤2中所得的混合液a与酰亚胺化溶液搅拌混合2.3h,再加入二份之一导热浆液b，得到聚酰亚胺薄膜中间体；
58.步骤5：将脱水剂和催化剂加入到步骤4中所得的聚酰亚胺薄膜中间体中，于-10℃在惰性气体中混合搅拌，得到聚酰亚胺薄膜混合液；
59.步骤6：将步骤5中所得的聚酰亚胺薄膜混合液进行消泡、灌入、成膜、烘干和剥离，
得到聚酰亚胺薄膜预成品；
60.步骤7：将步骤4中剩余的二分之一的导热浆液b均匀充分的包裹于聚酰亚胺薄膜预成品上，再引向亚胺化炉进行热压胺化，得到具有改善的导热性的聚酰亚胺薄膜成品
61.本发明中，所述步骤5中聚酰亚胺薄膜预成品的成膜载具为冷钢带
62.通过采用上述技术方案，将液膜平铺在冷钢带上，方便刮板刮取固体聚酰亚胺薄膜。
63.本发明中，所述步骤5烘干时热风热风流动方向与聚酰亚胺薄膜预成品运行方向相反。
64.通过采用上述技术方案，以便使液膜在干燥时温度逐渐升高，溶剂逐渐挥发，增加干燥效果。
65.实施例3：
66.具有改善的导热性的聚酰亚胺薄膜，包括二胺单体、酸二酐单体、酰亚胺化溶液、石墨烯、脱水剂、催化剂、稀土氧化物和氮化铝；聚酰亚胺薄膜的厚度为为60μm，断裂伸长率为130％，弹性模量为4.0gpa，热膨胀系数为32ppm/k。
67.本发明中，所述酰亚胺化溶液包括填料，所述填料为钾无机颗粒。
68.通过采用上述技术方案：引入无机颗粒，便于收卷，增加了薄膜的卷绕性。
69.本发明中，所述石墨烯、稀土氧化物和氮化铝的填充量控制在25wt％。
70.通过采用上述技术方案：严格控制填充量，避免导热填料填充量太低时，对薄膜的导热性能提升有限；而导热填料填充量太高时，对薄膜的力学性能有一定影响。
71.本发明中，所述氮化铝和石墨烯的平均粒径d50为20μm。
72.通过采用上述技术方案，严格控制粒径，避免粒径太大时，导热填料不容易分散；粒径太小时，导热填料易团聚。
73.具有改善的导热性的聚酰亚胺薄膜制备方法，包括以下步骤：
74.步骤1：将稀土氧化物、石墨烯、氮化铝按一定比例进行混合，然后投入球磨机中进行研磨过筛，在惰性气体环境中，以2000℃的温度烧结2h，得到混合物；
75.步骤2：将二胺单体和酸二酐单体在加入到溶剂中，于0℃混合搅拌得到混合液a，混合液a的粘度不小于100000厘泊；
76.步骤3：将步骤1中所得的混合物分散于有机溶剂中，形成导热浆液b；
77.步骤4：将步骤2中所得的混合液a与酰亚胺化溶液搅拌混合1.5-3h,再加入二份之一导热浆液b，得到聚酰亚胺薄膜中间体；
78.步骤5：将脱水剂和催化剂加入到步骤4中所得的聚酰亚胺薄膜中间体中，于0℃在惰性气体中混合搅拌，得到聚酰亚胺薄膜混合液；
79.步骤6：将步骤5中所得的聚酰亚胺薄膜混合液进行消泡、灌入、成膜、烘干和剥离，得到聚酰亚胺薄膜预成品；
80.步骤7：将步骤4中剩余的二分之一的导热浆液b均匀充分的包裹于聚酰亚胺薄膜预成品上，再引向亚胺化炉进行热压胺化，得到具有改善的导热性的聚酰亚胺薄膜成品
81.本发明中，所述步骤5中聚酰亚胺薄膜预成品的成膜载具为冷钢带
82.通过采用上述技术方案，将液膜平铺在冷钢带上，方便刮板刮取固体聚酰亚胺薄膜。
83.本发明中，所述步骤5烘干时热风热风流动方向与聚酰亚胺薄膜预成品运行方向相反。
84.通过采用上述技术方案，以便使液膜在干燥时温度逐渐升高，溶剂逐渐挥发，增加干燥效果。
85.对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。