石墨片用聚酰亚胺膜、其制备方法和由其制备的石墨片技术

本文公开了一种用于石墨片的聚酰亚胺膜、其制造方法以及使用其制造的石墨片。聚酰亚胺膜是通过酰亚胺化由二酐单体与二胺单体之间的反应形成的聚酰胺酸来制备的，其中该反应在金属化合物的存在下进行，并且该聚酰胺酸与金属离子形成螯合物。属离子形成螯合物。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】石墨片用聚酰亚胺膜、其制备方法和由其制备的石墨片


[0001]本专利技术涉及一种用于石墨片的聚酰亚胺膜、其制造方法以及使用其制造的石墨片。更具体地，本专利技术涉及一种可以提供良好的热导率同时降低制造成本的用于石墨片的聚酰亚胺膜，其制造方法以及使用其制造的石墨片。

技术介绍

[0002]近来，随着重量、尺寸和厚度的减小以及集成度的提高，电子设备受到发热量增加的困扰。电子设备中产生的热量可导致电子设备的失效、故障和寿命缩短。因此，电子设备的热管理正在成为重要的课题。
[0003]石墨片具有比铜、铝等金属片更高的热导率，并且作为电子设备的散热部件而引起关注。这种石墨片可以通过各种方法(例如，聚合物膜的碳化和石墨化)来制造。特别地，聚酰亚胺膜由于其良好的机械和热尺寸稳定性以及化学稳定性而被青睐作为用于石墨片的聚合物膜。
[0004]已知使用聚酰亚胺膜所制造的石墨片的特性取决于聚酰亚胺膜的特性。尽管已经开发了各种用于石墨片的聚酰亚胺膜，但仍然需要一种适于制造具有进一步提高的热导率的石墨片的聚酰亚胺膜。
[0005]通过聚酰亚胺膜的石墨化来制造石墨片通常需要2,800℃或更高的高温，这会导致大功率消耗并因此增加制造成本。因此，需要一种可以在较低温度下石墨化的聚酰亚胺膜。

技术实现思路

[0006]技术问题
[0007]本专利技术的一个目的是提供一种用于石墨片的聚酰亚胺膜，其可以提供良好的热导率同时降低制造成本。
[0008]本专利技术的另一个目的是提供一种上述聚酰亚胺膜的制造方法。
[0009]本专利技术的又一个目的是提供一种使用上述聚酰亚胺膜制造的石墨片。
[0010]技术方案
[0011]1.根据本专利技术的一个方面，提供一种用于石墨片的聚酰亚胺膜。聚酰亚胺膜是通过酰亚胺化由二酐单体与二胺单体之间的反应形成的聚酰胺酸来制造的，其中该反应在金属化合物的存在下进行，并且聚酰胺酸与金属离子形成螯合物。
[0012]2.在实施方式1中，构成金属化合物的金属可包括镍、铂、硼、铝或它们的组合。
[0013]3.在实施方式1或2中，金属化合物可包括金属氧化物、金属碳化物、金属氮化物或它们的组合。
[0014]4.在实施方式1至3的任一项中，金属化合物可包括氮化硼。
[0015]5.在实施方式1至4的任一项中，基于聚酰亚胺膜的总重量，金属化合物可以以约0.05wt％至约1wt％的量存在于聚酰亚胺膜中。
[0016]6.在实施方式1至5的任一项中，二酐单体可包括均苯四酸二酐、3,3',4,4'
‑
联苯四羧酸二酐或它们的组合。
[0017]7.在实施方式1至6的任一项中，二胺单体可包括4,4'
‑
二氨基二苯醚、4,4'
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二氨基二苯甲烷或它们的组合。
[0018]8.根据本专利技术的另一方面，提供了一种聚酰亚胺膜的制造方法。该聚酰亚胺膜的制备方法包括：通过将有机溶剂与二酐单体、二胺单体和金属化合物混合，然后进行反应来制备与金属离子螯合的聚酰胺酸溶液；通过将聚酰胺酸溶液与脱水剂和酰亚胺化剂混合来制备聚酰亚胺前体组合物；通过将聚酰亚胺前体组合物浇铸到支撑物上，然后干燥来形成凝胶膜；以及通过凝胶膜的热处理来形成聚酰亚胺膜。
[0019]9.在实施方式8中，凝胶膜的热处理可以在约100℃至约700℃的温度下进行。
[0020]10.根据本专利技术的又一方面，提供了一种石墨片。使用实施方式1～7的任一项所述的聚酰亚胺膜或使用通过实施方式8或9所述的聚酰亚胺膜的制造方法制造的聚酰亚胺薄膜来制造所述石墨片。
[0021]11.在实施方式10中，可通过在低于2,800℃的温度下使聚酰亚胺膜石墨化来制造石墨片。
[0022]12.在实施方式10或11中，石墨片的热导率可为使用不含金属化合物的聚酰亚胺膜所制造的石墨片的热导率的约1.1至1.6倍。
[0023]13.在实施方式10至12的任一项中，石墨片的热导率可为约1,300W/m
·
K或更高。
[0024]有益效果
[0025]本专利技术提供一种用于石墨片的聚酰亚胺膜，其制造方法以及使用其制造的石墨片，该聚酰亚胺膜可以提供良好的热导率同时降低制造成本。
具体实施方式
[0026]将省略可能不必要地模糊本专利技术主题的已知功能和结构的描述。
[0027]应进一步理解，当在本说明书中使用时，术语“包括(comprises)”、“包括(comprising)”、“包含(includes)”和/或“包含(including)”指定所述特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组的存在，但不排除一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元素、组件和/或它们的组的存在或添加。如本文所用，单数形式的“a”、“an”和“the”旨在也包括复数形式，除非上下文另有明确指示。
[0028]此外，除非另有明确说明，否则在解释构件时，与某个组件相关的数值被解释为包括公差范围。
[0029]本文中用来表示特定数值范围的表述“a至b”是指“≥a且≤b”。
[0030]用于石墨片的聚酰亚胺膜
[0031]根据本专利技术的一个方面，提供一种用于石墨片的聚酰亚胺膜。通过酰亚胺化由二酐单体与二胺单体之间的反应形成的聚酰胺酸来制备用于石墨片的聚酰亚胺膜，其中该反应在金属化合物的存在下进行，且聚酰胺酸与金属离子形成螯合物。不含金属化合物的聚酰亚胺膜具有致密的线性聚合物层结构，而在金属化合物存在下制造的聚酰亚胺膜具有含有增加的缠结(entanglement)的庞大的聚合物结构，因此可以在较低温度下石墨化。此外，使用在金属化合物存在下制造的聚酰亚胺膜所制造的石墨片由于金属组分的协同热传导
效应而具有增加的热导率。
[0032]金属化合物可包括可与聚酰胺酸形成螯合物的任何金属化合物。
[0033]在一个实施方式中，构成金属化合物的金属可包括镍、铂、硼、铝或它们的组合。例如，该金属可包括硼，其对于增加热导率和降低聚酰亚胺膜的石墨化温度是有效的，但不限于此。
[0034]在一个实施方式中，金属化合物可包括金属氧化物、金属碳化物、金属氮化物或它们的组合。例如，金属化合物可包括金属氮化物，其对于增加热导率和降低聚酰亚胺膜的石墨化温度是有效的，但不限于此。
[0035]在一个实施方式中，金属化合物可包括氮化硼，其可以提供高的面内热导率以及良好的机械稳定性和耐热性，并且对于聚酰亚胺膜的石墨化是有效的，但不限于此。
[0036]尽管金属化合物的量没有特别限制，但基于聚酰亚胺膜的总重量，金属化合物可以以例如约0.05wt％约1wt％(例如，0.05wt％、0.1wt％、0.15wt％、0.2wt％、0.25wt％、0.3wt％、0.35wt％、0.4wt％、0.45wt％、0.5wt％、0.55wt％、0.6wt％、0.65wt％、0.7wt％、0.75wt％、0.8wt％、0.85w本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于石墨片的聚酰亚胺膜，所述聚酰亚胺膜是通过酰亚胺化由二酐单体与二胺单体之间的反应形成的聚酰胺酸来制造的，其中所述反应在金属化合物的存在下进行，并且所述聚酰胺酸与金属离子形成螯合物。2.根据权利要求1所述的聚酰亚胺膜，其中，构成所述金属化合物的金属包括镍、铂、硼、铝或它们的组合。3.根据权利要求1或2所述的聚酰亚胺膜，其中，所述金属化合物包括金属氧化物、金属碳化物、金属氮化物或它们的组合。4.根据权利要求1至3中任一项所述的聚酰亚胺膜，其中，所述金属化合物包括氮化硼。5.根据权利要求1至4中任一项所述的聚酰亚胺膜，其中，基于所述聚酰亚胺膜的总重量，所述金属化合物以约0.05wt％至约1wt％的量存在于所述聚酰亚胺膜中。6.根据权利要求1至5中任一项所述的聚酰亚胺膜，其中，所述二酐单体包括均苯四酸二酐、3,3',4,4'
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联苯四羧酸二酐或它们的组合。7.根据权利要求1至6中任一项所述的聚酰亚胺膜，其中，所述二胺单体包括4,4'
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二氨基二苯醚、4,4'
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【专利技术属性】
技术研发人员：郑炯燮，元东荣，
申请(专利权)人：聚酰亚胺先端材料有限公司，
类型：发明
国别省市：