CN114561029A - 高分子分散液及其制备方法、高分子复合膜及其应用 - Google Patents
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Abstract
一种高分子分散液及其制备方法、高分子复合膜及其应用,该高分子分散液包括液晶高分子粉体、聚酰胺酸和溶剂,高分子分散液的固成分包括聚酰胺酸和液晶高分子粉体,液晶高分子粉体在高分子分散液的固成分中的重量百分比为20%~30%,聚酰胺酸在高分子分散液的固成分中的重量百分比为70%~80%,聚酰胺酸由两种二胺单体与两种二酸酐单体聚合而成,两种二胺单体和两种二酸酐单体均分别含有液晶结构和柔性结构。本发明提供的高分子分散液可有效提高分散液的固含量和粘度,有利于成膜;形成的覆铜板具有优良的电性能和机械性能。
Description
技术领域
本发明涉及高分子材料制备的技术领域,尤其涉及一种高分子分散液的制备方法、高分子复合膜及其应用。
背景技术
印刷电路板中的信号传输损耗部分源于介电层引起的损失。介电层引起的损失通常与介电层材料的介电常数和介电损失因子有关。此外,介电层材料的极性会影响导线中电子传输的稳定性,若绝缘层材料中分子结构极性过大,电路板极化后,导线中的电子将会受到介电层的吸引,严重影响电子传输的稳定性。因此,如何有效设计介电层的高分子结构,降低介电层高分子材料的介电损失,达到良好的绝缘效果,将成为重要的课题。
目前,液晶高分子(Liquid-crystalline polymer,LCP)材料因其具有液晶结构,介电损耗较低,被广泛应用于印刷电路板中。但,LCP材料的固成分和粘度较低,需要在无溶剂且高温条件下成膜,成膜工艺限制多,而且成膜后与铜板压合制作成覆铜板的难度也较大。
发明内容
为了解决上述技术问题,本发明提出一种高分子分散液及其制备方法。
另外,本发明还提出由上述高分子分散液制得的高分子复合膜及其应用。
本发明提供一种高分子分散液,包括液晶高分子粉体、聚酰胺酸和溶剂,所述高分子分散液的固成分包括所述聚酰胺酸和所述液晶高分子粉体,所述液晶高分子粉体在所述高分子分散液的固成分中的重量百分比为20%~30%,所述聚酰胺酸在所述高分子分散液的固成分中的重量百分比为70%~80%,所述聚酰胺酸由两种二胺单体与两种二酸酐单体聚合而成,两种所述二胺单体和两种所述二酸酐单体均分别含有液晶结构和柔性结构。
本申请实施方式中,所述液晶高分子粉体的粒径小于或等于3μm。
本申请实施方式中,所述高分子分散液的固含量为25%~35%,粘度为40000cps~50000cps。
本申请实施方式中,所述液晶高分子粉体包括芳香族液晶聚酯。
本发明还提供一种高分子分散液的制备方法,包括以下步骤:
提供聚酰胺酸溶液,所述聚酰胺酸溶液包括聚酰胺酸和溶剂,所述聚酰胺酸由两种二胺单体与两种二酸酐单体聚合而成,两种所述二胺单体和两种所述二酸酐单体均分别含有液晶结构和柔性结构。
以及,于所述聚酰胺酸溶液中加入液晶高分子粉体,混合得到所述高分子分散液。
其中,所述高分子分散液的固成分包括所述聚酰胺酸和所述液晶高分子粉体,所述液晶高分子粉体在所述高分子分散液的固成分中的重量百分比为20%~30%,所述聚酰胺酸在所述高分子分散液的固成分中的重量百分比为70%~80%。
本申请实施方式中,所述液晶高分子粉体的平均粒径小于或等于3μm。
本申请实施方式中,所述高分子分散液的固含量为25%~35%,粘度为40000cps~50000cps。
本申请实施方式中,所述液晶高分子粉体包括芳香族液晶聚酯。
本申请实施方式中,所述含有液晶结构的二胺单体包括对氨基苯甲酸对氨基苯酯、1,4-双(4-氨基苯氧基)苯以及对苯二甲酸二对氨基苯酯中的一种或几种。
所述含有柔性结构的二胺单体包括4,4'-二氨基二苯醚、2,2'-双[4-(4-氨基苯氧基苯基)]丙烷、1,3-双(4'-氨基苯氧基)苯以及1,3-双(3-氨基苯氧基)苯中的一种或几种。
本申请实施方式中,所述含有液晶结构的二酸酐单体包括3,3',4,4'-联苯四羧酸二酐、对苯基二(偏苯三酸酯)二酸酐以及环己烷-1,4-二基双(亚甲基)双(1,3-二氧代-1,3-二氢异苯并呋喃-5-羧酸乙酯)。
所述含有柔性结构的二酸酐单体包括4,4'-氧双邻苯二甲酸酐及双酚A型二醚二酐中的一种或几种。
本发明还提供一种高分子复合膜,所述高分子复合膜由如上所述的高分子分散液加热后制得,该高分子复合膜包括液晶高分子晶体和聚酰亚胺晶体,所述液晶高分子晶体和所述聚酰亚胺晶体相互交联形成网络结构。
本申请实施方式中,所述液晶高分子晶体占所述高分子复合膜的重量百分比为20%~30%。
本申请实施方式中,所述高分子复合膜为各向异性的热塑性膜。
本发明还提供一种覆铜板,该覆铜板包括铜箔及层叠于所述铜箔至少一表面的高分子复合膜,所述高分子复合膜包括如上所述的高分子复合膜。
相较于现有技术,本发明提供的高分子分散液,通过将液晶高分子粉体与同时含有液晶结构和柔性结构的热塑性聚酰胺酸混合,形成分散液,可有效提高分散液的固含量和粘度,而且形成的分散液稳定性好,有利于分散液的成膜,形成的覆铜板中高分子复合膜与铜板的接着性良好,同时高分子复合膜中形成的两种晶相能够通过结晶交联点形成网络结构,有效降低了覆铜板的Df和热膨胀系数,同时提高了高分子复合膜的机械性能。
附图说明
图1A-1B是本发明一实施方式提供的高分子分散液加热过程中发生结晶的示意图。
图2A-2C是本发明一实施方式提供的覆铜板的制备流程图。
主要元件符号说明
| 覆铜板 | 100 |
| 铜板 | 10 |
| 高分子复合膜 | 20 |
| 高分子分散液膜 | 30 |
| 液晶高分子晶体 | 1 |
| 聚酰胺酸分子 | 2 |
| 聚酰亚胺晶体 | 3 |
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。
具体实施方式
下面将结合具体实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。显然,所描述的实施方式仅是本发明一部分实施方式,而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式,都属于本发明保护的范围。
除非另有定义,本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。在本发明的说明书中所使用的技术手段的名称只是为了描述具体的实施例的目的,不是旨在于限制本发明。
在不冲突的情况下,下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
本发明提供了一种高分子分散液,该高分子分散液包括液晶高分子粉体(LCP粉体)、聚酰胺酸和溶剂,所述高分子分散液的固成分包括所述聚酰胺酸和所述液晶高分子粉体,所述液晶高分子粉体在所述高分子分散液的固成分中的重量百分比为20%~30%,所述聚酰胺酸在所述高分子分散液的固成分中的重量百分比为70%~80%。所述聚酰胺酸由两种二胺单体与两种二酸酐单体聚合而成,两种所述二胺单体和两种所述二酸酐单体均分别含有液晶结构和柔性结构。
本实施方式中,所述液晶高分子粉体的平均粒径小于或等于3μm。
本实施方式中,所述高分子分散液的固含量为25%~35%,粘度为40000cps~50000cps。通过添加液晶高分子粉体,液晶高分子粉体不溶但可分散于溶剂中,因此能够有效提高高分子分散液的粘度,从而提高分散液稳定性,有利于后续成膜。
本实施方式中,所述液晶高分子粉体包括但不限于芳香族液晶聚酯。
本实施方式中,所述溶剂包括但不限于N-甲基吡咯烷酮(NMP)。
本发明还提供一种高分子分散液的制备方法,包括以下步骤:
第一步,合成聚酰胺酸溶液。
其中,所述聚酰胺酸由两种二胺单体与两种二酸酐单体聚合而成,两种所述二胺单体和两种所述二酸酐单体均分别含有液晶结构和柔性结构。
本实施方式中,含液晶结构的二胺单体包括但不限于对氨基苯甲酸对氨基苯酯(APAB)、1,4-双(4-氨基苯氧基)苯(ABHQ)以及对苯二甲酸二对氨基苯酯(BPTP)中的一种或几种。含有柔性结构的二胺单体包括但不限于4,4'-二氨基二苯醚(ODA)、2,2'-双[4-(4-氨基苯氧基苯基)]丙烷(BAPP)、1,3-双(4'-氨基苯氧基)苯(TPE-R)以及1,3-双(3-氨基苯氧基)苯(TPE-M)中的一种或几种。
本实施方式中,含液晶结构二酸酐单体包括但不限于3,3',4,4'-联苯四羧酸二酐(BPDA)、对苯基二(偏苯三酸酯)二酸酐(TAHQ)以及环己烷-1,4-二基双(亚甲基)双(1,3-二氧代-1,3-二氢异苯并呋喃-5-羧酸乙酯)(TA-CHDM)中的一种或几种。含有柔性结构的二酸酐单体包括但不限于4,4'-氧双邻苯二甲酸酐(ODPA)及双酚A型二醚二酐(BPADA)中的一种或几种。
本实施方式中,四种单体中二胺和二酸酐的结合使随机的,得到的聚酰胺酸为一系列不同分子结构的聚酰胺酸的混合物。具体地,以下给出了采用二胺为APAB和TPE-R,二酸酐为TAHQ和BPADA得到的具体产物的结构式举例为:
结构式I:
结构式II:
结构式III:
本实施方式中,所述二胺单体和所述二酸酐单体的添加比例优选1:1。
本实施方式中,所述溶剂包括但不限于N-甲基吡咯烷酮(NMP)。
本实施方式中,所述二胺单体与所述二酸酐单体在常温条件下反应48小时左右生成聚酰胺酸嵌段共聚物。所述聚酰胺酸溶液的固含量为20wt%~30wt%。
第二步,于所述聚酰胺酸溶液中加入所述液晶高分子粉体,混合得到所述高分子分散液。所述高分子分散液的固成分包括所述聚酰胺酸和所述液晶高分子粉体,所述液晶高分子粉体在所述高分子分散液的固成分中的重量百分比为20%~30%,所述聚酰胺酸在所述高分子分散液的固成分中的重量百分比为70%~80%。
本实施方式中,将液晶高分子粉体的颗粒加入聚酰胺酸溶液中,所述液晶高分子粉体不溶但能均匀分散在溶液中,形成所述高分子分散液。所述液晶高分子粉体的平均粒径小于或等于3μm,这个尺寸的所述液晶高分子粉体能够更好地与所述聚酰胺酸接触,提高两者的接触面积,同时有利于粉体颗粒在所述高分子分散液中的均匀分散,便于后续涂布成膜。若所述液晶高分子粉体的平均粒径过大,所述高分子分散液易产生沉降、后续涂布成膜时容易出现厚度不均的现象,而且大颗粒的所述液晶高分子粉体与所述聚酰胺酸不能充分接触,导致后续无法均相成膜。
本实施方式中,所述高分子分散液的固含量为25%~35%,粘度为40000cps~50000cps。通过在热塑性的聚酰胺酸溶液中添加液晶高分子粉体形成混合均匀的分散液,可有效提高分散液的固含量和粘度,有利于后续成膜。
本实施方式中,所述液晶高分子粉体包括但不限于芳香族液晶聚酯。
本发明还提供一种高分子复合膜,所述高分子复合膜由如上所述的高分子分散液加热后制得。请参考图1A-1B,分散液在加热固化成膜的过程中,液晶高分子粉体对应的液晶高分子晶体1熔融形成能流动的熔体,聚酰胺酸分子2加热环化形成聚酰亚胺熔体,液晶高分子熔体均匀分布在聚酰亚胺熔体内,如图1A所示。并且液晶高分子粉体具有液晶结构(酯基),聚酰亚胺中也含有液晶结构(酯基),在冷却过程中均能发生结晶,液晶高分子熔体重新结晶再次形成液晶高分子晶体1,聚酰亚胺结晶形成聚酰亚胺晶体3,如图1B所示。由于两熔体均匀混合在一起,两种结晶相还会形成大量的物理性结晶交联点,这些交联点将所述液晶高分子结晶相和所述聚酰亚胺结晶相连接在一起形成网络结构,如图1B中放大图的结构,液晶高分子晶体1和聚酰亚胺晶体3相互穿插形成物理性结晶交联网络结构。形成的网状结构有效提高了高分子复合膜的机械性能,同时降低了高分子复合膜的热膨胀系数(CTE),从而提升了高分子复合膜的尺寸稳定性。另外,在形成高分子分散液时,由于液晶高分子粉体均匀分布在聚酰胺酸溶液中,而且液晶高分子粉体的平均粒径非常小,在加热成膜过程中,液晶高分子粉体能充分熔融,与聚酰亚胺熔体形成均匀的混合熔体,两种熔体结晶后形成两种晶体,两种晶体交叉混合形成网络结构,并且两晶体的排列方向呈现各向异性,从而赋予了所述高分子复合膜各向异性的特点。
本实施方式中,所述液晶高分子粉体的平均粒径小于或等于3μm,在形成分散液的过程中,这个尺寸的液晶高分子粉体能够更好地与聚酰胺酸接触,提高两者的接触面积,同时有利于提高所述高分子分散液的粘度,便于所述高分子分散液涂布成膜。当所述液晶高分子粉体的平均粒径过大时,所述高分子分散液易产生沉降、后续涂布成膜时容易出现厚度不均的现象,而且在高温熔融时,粒径大于3μm的所述液晶高分子粉体颗粒无法完全熔融,导致无法均相成膜。
本实施方式中,可以通过调节所述液晶高分子粉体和所述聚酰胺酸的含量来调整两种晶体的占比,进而调节复合膜的机械性能和电性能等。另外还可以通过调节聚酰胺酸合成过程中液晶结构的引入来进一步调整上述复合膜的机械性能和电性能。
本实施方式中,高分子复合膜中所述液晶高分子晶体1占所述高分子复合膜的重量百分比为20%~30%。
本实施方式中,所述加热温度为350℃~370℃,加热时间为30min~60min。具体的加热温度可以根据实际高分子分散液的玻璃化转变温度而变化。
本实施方式中,所述高分子复合膜的热膨胀系数小于或等于45ppm/℃,抗张强度大于或等于130MPa,延伸率大于或等于18%。
具体地,所述高分子复合膜的成膜过程为:在一离型基材上涂布厚度大于或等于50μm的上述高分子分散液,再将涂布有高分子分散液膜层的离型基材过烘箱进行烘烤加热,通常在350℃~370℃范围内加热30min~60min,得到所述高分子复合膜。在上述温度下所述液晶高分子粉体颗粒会熔融,变成熔体,可以更好地均相成膜。
请参阅图2A-2C,本发明还提供一种覆铜板100的制备流程,具体包括如下步骤:
请参阅图2A,提供一铜箔10,所述铜箔10的厚度可以根据实际使用需求来选择,具体地,本实施方式中,所述铜箔10的厚度为12μm。
请参阅图2B,于所述铜箔10的一表面涂布上述高分子分散液,形成高分子分散液膜30,得到一中间体,具体地,本实施方式中,高分子分散液膜30的厚度为50μm。
请参阅图2C,将所述中间体置于烤箱内加热,使所述高分子分散液膜30固化形成一高分子复合膜20,得到所述覆铜板100。在本实施方式中,所述高分子分散液膜30在350℃~370℃范围内加热30min~60min,得到所述高分子复合膜20。
所述覆铜板100包括铜箔10及层叠于所述铜箔10表面的高分子复合膜20,所述高分子复合膜20为如上所述的高分子复合膜。
本实施方式中,所述覆铜板100具有优良的电性能,10GHz的频率下进行电性能测试,可知覆铜板具有优异的介电损耗因子(Df)和介电常数(Dk),其中Dk优选为3.3~3.2,Df优选为0.002~0.001。
本实施方式中,所述高分子复合膜20在所述铜箔10表面的剥离强度优选大于或等于0.7kgf/cm。耐热性测试中,在288℃/10sec条件下上述高分子复合膜耐热性良好。
另外,还可以通过上述方法制备双面覆铜板。
本发明还提供另一种覆铜板的制备方法,先制备出高分子复合膜,然后将高分子复合膜贴合在铜箔的至少一面进行热压形成所述覆铜板。具体热压贴合的具体条件为:热压温度为350℃~370℃,单位面积的压力为30~80kgf/mm2,热压试剂在10~30min内。具体地,可通过此方法制备单面或双面覆铜板。以下通过具体实施例来对本申请的方案进行进一步说明。
以下合成例1-5均为聚酰胺酸溶液的具体合成方式,合成的聚酰胺酸溶液的固含量为20wt%~30wt%。合成聚酰胺酸溶液后,于12μm铜板上涂布50μm厚度的聚酰胺酸溶液,并在350℃~370℃条件下烘烤30min~60min,除去溶剂并使聚酰胺酸环化形成聚酰亚胺并熔融,再冷却形成聚酰亚胺膜,从而得到覆铜板,并对上述覆铜板进行机械性能及电性能等的测试。
合成例1
于500mL反应瓶中分别加入NMP(243.8g)、TPE-M(0.1mol,29.23g),待搅拌至溶解后,再加入BPADA(0.1mol,52.05g)搅拌反应48小时,即配置完成聚酰胺酸溶液。
合成例2
于500mL反应瓶中分别加入NMP(205.97g)、APAB(0.1mol,22.83g),待搅拌至溶解后,再加入TAHQ(0.1mol,45.83g)搅拌反应48小时,即配置完成聚酰胺酸溶液。
合成例3
于500mL反应瓶中分别加入NMP(225.20g)、TPE-M(0.1mol,29.2g),待搅拌至溶解后,再加入TAHQ(0.1mol,45.83g)搅拌反应48小时,即配置完成聚酰胺酸溶液。
合成例4
于500mL反应瓶中分别加入NMP(224.62g)、APAB(0.1mol,22.83g),待搅拌至溶解后,再加入BPADA(0.1mol,52.05g)搅拌反应48小时,即配置完成聚酰胺酸溶液。
合成例5
于500mL反应瓶中分别加入NMP(224.91g)、TPE-M(0.05mol,14.61g),待搅拌至溶解后,再加入TAHQ(0.05mol,22.93g)搅拌反应1小时后,再加入APAB(0.05mol,11.41g),待搅拌至溶解后,再加入BPADA(0.05mol,26.02g)搅拌反应48小时,即配置完成聚酰胺酸溶液。
制备聚酰胺酸各原料的具体配比及相应覆铜板的测试结果如表1所示。
表1
注:Ts为聚酰亚胺的热加工温度,其中Ts介于玻璃化转变温度Tg和熔融温度Tm之间。
以下实施例1-3均为高分子分散液的具体合成方式,合成的高分子分散液的固含量为25wt%~35wt%。合成高分子分散液后,于12μm铜板上涂布50μm厚度的高分子分散液,并在350℃~370℃条件下烘烤30min~60min,除去溶剂并使聚酰亚胺和液晶高分子粉体熔融,再冷却形成高分子复合膜,从而得到覆铜板,并对上述覆铜板进行机械性能及电性能等的测试。
实施例1
于100ml反应瓶中依次加入合成例5合成的聚酰胺酸溶液10g、LF31-P粉体0.625g,搅拌6小时,使粉体完全分散于聚酰胺酸溶液中,可得到高分子分散液。
实施例2
于100ml反应瓶中依次加入合成例5合成的聚酰胺酸溶液10g、LF31-P粉体0.833g,搅拌6小时,使粉体完全分散于聚酰胺酸溶液中,可得到高分子分散液。
实施例3
于100ml反应瓶中依次加入合成例5合成的聚酰胺酸溶液10g、LF31-P粉体1.07g,搅拌6小时,使粉体完全分散于聚酰胺酸溶液中,可得到高分子分散液。
制备高分子分散液各原料的具体配比及具有高分子复合膜的覆铜板的测试结果如表2所示。
表2
以下对比例1-8分别合成了液晶高分子分散液和高分子分散液,合成分散液后于12μm铜板上涂布50μm厚度的相应溶液,并在350℃~370℃条件下烘烤30min~60min,除去溶剂并加热,再冷却形成相应膜材,从而得到相应覆铜板,并对上述覆铜板进行机械性能及电性能等的测试。
对比例1
于100ml反应瓶中依次加入LF31-P粉体3.5g、NMP 31.5g,搅拌6小时,使粉体完全分散于溶剂中,可得到LF31-P分散液。
对比例2
于100ml反应瓶中依次加入合成例1合成的聚酰胺酸溶液10g、LF31-P粉体0.625g,搅拌6小时,使粉体完全分散于聚酰胺酸溶液中,可得到高分子分散液。
对比例3于100ml反应瓶中依次加入合成例2合成的聚酰胺酸溶液10g、LF31-P粉体0.625g,搅拌6小时,使粉体完全分散于聚酰胺酸溶液中,可得到高分子分散液。
对比例4于100ml反应瓶中依次加入合成例3合成的聚酰胺酸溶液10g、LF31-P粉体0.625g,搅拌6小时,使粉体完全分散于聚酰胺酸溶液中,可得到高分子分散液。
对比例5
于100ml反应瓶中依次加入合成例4合成的聚酰胺酸溶液10g、LF31-P粉体0.625g,搅拌6小时,使粉体完全分散于聚酰胺酸溶液中,可得到高分子分散液。
对比例6
于100ml反应瓶中依次加入合成例4合成的聚酰胺酸溶液10g、LF31-P粉体1.07g,搅拌6小时,使粉体完全分散于聚酰胺酸溶液中,可得到高分子分散液。
对比例7
于100ml反应瓶中依次加入合成例5合成的聚酰胺酸溶液10g、LF31-P粉体0.441g,搅拌6小时,使粉体完全分散于聚酰胺酸溶液中,可得到高分子分散液。
对比例8
于100ml反应瓶中依次加入合成例5合成的聚酰胺酸溶液10g、LF31-P粉体1.35g,搅拌6小时,使粉体完全分散于聚酰胺酸溶液中,可得到高分子分散液。
制备液晶高分子分散液和高分子分散液各原料的具体配比及相应覆铜板的测试结果如表3所示。
表3
注:表1-3中相应的测试标准为:剥离强度的测试标准为IPC-TM6502.4.9,漂锡测试的测试标准为IPC-TM650 2.4.13,抗张强度和延伸率的测试标准为ASTM D638。
表2-3中的LF31-P粉体购自新日本石油株式会社(Nippon Oil&EnergyCorporation,JXTG),平均粒径<3μm,为全酯基结晶高分子。
测试结果表明:由对比例1可知将LF31-P粉体(粒径<3μm,全酯基结晶高分子)分散于NMP中,但经高温烧结后,无法自行成膜。
由合成例1~5可知,聚酰胺酸的合成过程中,加入含有液晶结构的单体(具体为酯基),可使聚酰胺酸形成的覆铜板具有优异的介电损耗因子Df,并且聚酰胺酸分子链中液晶结构比例越多,Df值越优异,其中合成例2中二胺单体为APAB,二酸酐单体为TAHQ,两单体中都含有液晶结构,使得聚酰胺酸的分子链中的液晶结构含量最多,Df相较合成例3~5的Df值低,但相应的Dk值却升高。同时覆铜板上复合膜的剥离强度降低,液晶结构增加会使复合膜与铜箔的接着力降低,从而使剥离强度降低。而合成例3~5,有掺混相同比例的柔性结构(具体为-O-),Df值较高,Dk值下降,同时柔性结构的添加提高了复合膜与铜箔的接着性,从而剥离强度得到提升。其中合成例5中添加的含有液晶结构的二胺单体及二酸酐单体采用分段添加聚合的方式,增加了液晶结构的分散性,进而得到具有优异Dk值和Df值,同时保有优异的剥离强度。
实施例1~3采用了合成例5合成的聚酰胺酸,与合成例5相比,实施例1~3由于添加了添加了20wt%~30wt%全酯基并且不溶于溶剂的LF31-P粉体(粒径<3μm)。液晶高分子粉体的添加能够提高结晶结构数量,产生大量物理性结晶交联结构,进而提升了高分子复合膜的机械性能,而且制备的覆铜板均具有优异的Df和Dk,介电损耗因子(Df)和热膨胀系数(CTE)随着LF31-P粉体添加量的增加有下降的趋势,另外,高分子复合膜的剥离强度达到目标值(剥离强度大于或等于0.7kgf/cm)。
相较于实施例1,对比例3~5对应的高分子分散液虽然添加了相同含量的液晶高分子粉体,液晶高分子粉体的添加能够提高结晶结构数量及产生物理性结晶交联结构,进而提升了高分子复合膜的机械性能,覆铜板的Df也有所降低,但高分子复合膜的剥离强度和热膨胀系数均降低,同时覆铜板的Dk升高,这是因为对比例3中用于制备聚酰胺酸的二胺单体与二酸酐单体都是含液晶结构的单体,没有搭配柔性结构,导致聚酰胺酸分子的自由度降低,分子链的柔韧性降低,使聚酰胺酸分子与液晶高分子粉体的相容性变差,导致高分子复合膜的热膨胀系数和剥离强度降低,同时覆铜板的Dk有所升高。对比例4~5用于制备聚酰胺酸的二胺单体或二酸酐单体单独引入液晶结构,结晶相在网络结构中的分布相对于实施例1而言均匀性下降,从而降低了液晶高分子结晶相与聚酰亚胺结晶相的物理性结晶交联点的数量,导致高分子复合膜的Df、剥离强度和热膨胀系数均降低,同时覆铜板的Dk升高且超过了目标值(Dk优选在3.2~3.3之间)。
与实施例3相比,对比例6虽然添加了相同含量的液晶高分子粉体,能够提高结晶结构数量及物理性结晶交联结构,使得高分子复合膜的机械性能提升,覆铜板的Df值下降,但同时高分子复合膜的剥离强度下降,覆铜板的Dk值上升,并超过了目标值。
而对比例2中采用的合成例1的聚酰胺酸,其中合成例1的聚酰胺酸中无液晶结构,表明无液晶结构的聚酰胺酸与LF31-P粉体兼容性差,从而造成高分子复合膜膜机械性能下降,剥离强度大幅下降。
由实施例1~3和对比例7~8可知,LF31-P粉体添加量提升,有利于覆铜板Df值的下降,但覆铜板的Dk值会上升同时高分子复合膜的剥离强度会下降。对比例7中LF31-P粉体添加量太少,Df值未到达目标值(Df优选在0.001~0.002之间)。而对比例8中LF31-P粉体添加量太多,Dk值及剥离强度均超过目标值(Dk优选在3.2~3.3之间)。
综上所述,本发明提供的高分子分散液,通过将液晶高分子粉体与同时含有液晶结构和柔性结构的热塑性聚酰胺酸混合,形成分散液,可有效提高分散液的固含量和粘度,而且形成的分散液稳定性好,有利于分散液的成膜,形成的覆铜板中高分子复合膜与铜板的接着性良好,同时高分子复合膜中形成的两种晶相能够通过结晶交联点形成网络结构,有效降低了覆铜板的Df和热膨胀系数,同时提高了高分子复合膜的机械性能。
以上实施例和对比例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想;另外,对于本领域的普通技术人员来说,可以根据本发明的技术构思做出其它各种相应的改变与变形,而所有这些改变与变形都应属于本发明权利要求的保护范围。
Claims (14)
1.一种高分子分散液,其特征在于,包括液晶高分子粉体、聚酰胺酸和溶剂,所述高分子分散液的固成分包括所述聚酰胺酸和所述液晶高分子粉体,所述液晶高分子粉体在所述高分子分散液的固成分中的重量百分比为20%~30%,所述聚酰胺酸在所述高分子分散液的固成分中的重量百分比为70%~80%,所述聚酰胺酸由两种二胺单体与两种二酸酐单体聚合而成,两种所述二胺单体和两种所述二酸酐单体均分别含有液晶结构和柔性结构。
2.如权利要求1所述的高分子分散液,其特征在于,所述液晶高分子粉体的粒径小于或等于3μm。
3.如权利要求1所述的高分子分散液,其特征在于,所述高分子分散液的固含量为25%~35%,粘度为40000cps~50000cps。
4.如权利要求1所述的高分子分散液,其特征在于,所述液晶高分子粉体包括芳香族液晶聚酯。
5.一种高分子分散液的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
提供聚酰胺酸溶液,所述聚酰胺酸溶液包括聚酰胺酸和溶剂,所述聚酰胺酸由两种二胺单体与两种二酸酐单体聚合而成,两种所述二胺单体和两种所述二酸酐单体均分别含有液晶结构和柔性结构;以及
于所述聚酰胺酸溶液中加入液晶高分子粉体,混合得到所述高分子分散液,
其中,所述高分子分散液的固成分包括所述聚酰胺酸和所述液晶高分子粉体,所述液晶高分子粉体在所述高分子分散液的固成分中的重量百分比为20%~30%,所述聚酰胺酸在所述高分子分散液的固成分中的重量百分比为70%~80%。
6.如权利要求5所述的高分子分散液的制备方法,其特征在于,所述液晶高分子粉体的平均粒径小于或等于3μm。
7.如权利要求5所述的高分子分散液的制备方法,其特征在于,所述高分子分散液的固含量为25%~35%,粘度为40000cps~50000cps。
8.如权利要求5所述的高分子分散液的制备方法,其特征在于,所述液晶高分子粉体包括芳香族液晶聚酯。
9.如权利要求5所述的高分子分散液的制备方法,其特征在于,所述含有液晶结构的二胺单体包括对氨基苯甲酸对氨基苯酯、1,4-双(4-氨基苯氧基)苯以及对苯二甲酸二对氨基苯酯中的一种或几种;
所述含有柔性结构的二胺单体包括4,4'-二氨基二苯醚、2,2'-双[4-(4-氨基苯氧基苯基)]丙烷、1,3-双(4'-氨基苯氧基)苯以及1,3-双(3-氨基苯氧基)苯中的一种或几种。
10.如权利要求5所述的高分子分散液的制备方法,其特征在于,所述含有液晶结构的二酸酐单体包括3,3',4,4'-联苯四羧酸二酐、对苯基二(偏苯三酸酯)二酸酐以及环己烷-1,4-二基双(亚甲基)双(1,3-二氧代-1,3-二氢异苯并呋喃-5-羧酸乙酯);
所述含有柔性结构的二酸酐单体包括4,4'-氧双邻苯二甲酸酐及双酚A型二醚二酐中的一种或几种。
11.一种高分子复合膜,其特征在于,所述高分子复合膜由如权利要求1至4任一项所述的高分子分散液加热后制得,所述高分子复合膜包括液晶高分子晶体和聚酰亚胺晶体,所述液晶高分子晶体和所述聚酰亚胺晶体相互交联形成网络结构。
12.如权利要求11所述的高分子复合膜,其特征在于,所述液晶高分子晶体占所述高分子复合膜的重量百分比为20%~30%。
13.如权利要求11所述的高分子复合膜,其特征在于,所述高分子复合膜为各向异性。
14.一种覆铜板,其特征在于,包括铜箔及层叠于所述铜箔至少一表面的高分子复合膜,所述高分子复合膜包括如权利要求11至13任一项所述的高分子复合膜。
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