一种透明聚酰亚胺薄膜及其加工装置、工艺

技术领域

本发明属于聚酰亚胺薄膜加工技术领域，具体涉及一种透明聚酰亚胺薄膜及其加工装置、工艺。

背景技术

聚酰亚胺(PI)是分子结构含有酰亚胺基链节的芳杂环高分子化合物，是目前工程塑料中耐热性最好的品种之一，广泛应用在航空、航天、微电子、纳米、液晶、激光等领域。

聚酰亚胺薄膜是聚酰亚胺(PI)产品的一种，黄色透明，聚酰亚胺薄膜除了作为航天器的“外衣”，以及在军事中的应用外，在微电子、纳米、液晶、分离膜、激光、新能源等领域都能见到它的身影。

聚酰亚胺薄膜具高强度高韧性、耐磨性、耐高温、防腐蚀等综合优异性能，但同时薄膜自身散热透气能力不足，这限制了薄膜更广泛的运用。

为解决上述问题，目前有研制出多孔聚酰亚胺薄膜，专利：一种电沉积聚酰亚胺制备三维有序多孔聚酰亚胺薄膜的方法，通过配制微球的均匀分散液，将培养瓶放入培养箱，待溶剂挥发制得电沉积用模板，制备聚酰亚胺电沉积液，电沉积聚酰亚胺薄膜，将聚酰亚胺薄膜从基板上取下，然后浸入适当刻蚀溶剂，将微球溶解，得到多孔聚酰亚胺薄膜。

上述方法，只能制得多孔的薄膜，薄膜覆盖在产品上时，表面热量只能单一向外经气孔透气，表面热量难以在薄膜与产品之间均匀传递，透气散热效果差，且难以实现均匀散热。

发明内容

本发明提供一种透明聚酰亚胺薄膜及其加工装置、工艺，通过超薄纤维网布和球形颗粒配合溶解液的设计，制造出带有纤维网格气道并布满气孔的透明聚酰亚胺薄膜，实现透明薄膜本体附着在产品上时，产品与薄膜之间可形成散热交流通道，从而在局部热量较高时，可经纤维网格气道向其它区域快速分散，从而利于均匀快速散热，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种透明聚酰亚胺薄膜，包括透明薄膜本体，所述透明薄膜本体由二酐和二胺通过加热缩聚反应制得；

所述透明薄膜本体底面设有纤维网格气道，所述纤维网格气道纵横交叉形成多个均匀分布的单元格；

所述透明薄膜本体上布满气孔，所述气孔分布在所述单元格内。

优选的，部分所述气孔连通所述纤维网格气道。

优选的，所述气孔在所述透明薄膜本体上均匀分布。

一种透明聚酰亚胺薄膜加工装置，包括基板，所述基板顶面为光滑的平面，所述基板顶面边缘一圈设有定位槽，所述基板顶面铺设有超薄纤维网布，所述超薄纤维网布纤维丝交叉形成均匀的单元网格，所述基板上设有位于所述单元网格内的球形颗粒，所述超薄纤维网布边缘伸至所述定位槽内，所述基板设有可固定套在所述定位槽上的定位圈，并将所述超薄纤维网布定位，所述基板上设有刮刀组，所述刮刀组包括第一柔性刮刀和第二柔性刮刀。

优选的，所述球形颗粒材质为二氧化硅，直径为0.25mm。

优选的，部分所述球形颗粒紧贴所述超薄纤维网布。

优选的，所述超薄纤维网布为玻璃纤维网格布，厚度为0.1mm。

优选的，所述基板表面涂抹有一层胶水，所述胶水为有机硅胶水。

一种基于上述任一项所述透明聚酰亚胺薄膜加工装置的加工工艺，包括如下步骤：

S1、在基板上均匀涂抹一层胶水；

S2、在基板上铺一层超薄纤维网布，使边缘伸至定位槽，超薄纤维网布底部与胶水粘接，然后摊平，用定位圈压紧定位；

S3、在超薄纤维网布上放球形颗粒，然后用第一柔性刮刀刮平，球形颗粒在胶水粘接作用下，不溅出，做到均匀摊开刮平；

S4、胶水将超薄纤维网布和球形颗粒凝固；

S5、将二酐和二胺在有机溶剂中在惰性气体保护下加热反应制得聚酰胺酸溶液；

S6、将聚酰胺酸溶液铺于超薄纤维网布上，通过第二柔性刮刀刮平；

S7、放入真空干燥箱中，使溶剂挥发，使聚酰亚胺固化，得到聚酰亚胺薄膜前体；

S8、将基板及其上超薄纤维网布和球形颗粒、聚酰亚胺薄膜前体取出，加入将超薄纤维网布、球形颗粒、胶水溶解的溶解液，溶解液不与基板与聚酰亚胺薄膜前体反应；

S9、溶解后，取出底面带有纤维网格气道，并布满气孔的透明聚酰亚胺薄膜。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、实现透明薄膜本体附着在产品上时，产品与薄膜之间可形成散热交流通道，从而在局部热量较高时，可经纤维网格气道向其它区域快速分散，从而利于均匀快速散热。

2、通过气孔连通纤维网格气道的设置，可将产品与薄膜之间通过纤维网格气道均匀流通的热量快速经气孔向外散出，增强均匀散热透气效果。

3、通过超薄纤维网布和球形颗粒配合溶解液的设计，可避免在较难机加工的聚酰亚胺薄膜上加工的前提下，在透明聚酰亚胺薄膜上产生均匀的纤维网格气道和气孔，提高均匀透气和散热效果，丰富其使用范围。

4、整个加工工艺操作简单，适于推广。

附图说明

图1为本发明的透明薄膜本体主视结构示意图；

图2为图1的A处放大剖视结构示意图；

图3为本发明的透明薄膜本体局部俯视结构示意图；

图4为本发明的基板、定位槽、超薄纤维网布、定位圈、第一柔性刮刀、第二柔性刮刀结构示意图；

图5为本发明的超薄纤维网布、定位圈俯视结构示意图；

图6为图5的B处放大结构示意图。

图中：1、透明薄膜本体；2、纤维网格气道；3、气孔；4、基板；5、定位槽；6、超薄纤维网布；7、球形颗粒；8、定位圈；9、第一柔性刮刀；10、第二柔性刮刀。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-3，本发明提供一种透明聚酰亚胺薄膜，包括透明薄膜本体1，所述透明薄膜本体1由二酐和二胺通过加热缩聚反应制得；所述透明薄膜本体1底面设有纤维网格气道2，所述纤维网格气道2纵横交叉形成多个均匀分布的单元格，通过纤维网格气道2可实现透明薄膜本体1在附着在产品上时，产品与薄膜之间可形成散热交流通道，从而在局部热量较高时，可经纤维网格气道2向其它区域快速分散，从而利于均匀快速散热；所述透明薄膜本体1上布满气孔3，所述气孔3分布在所述单元格内；通过气孔3的设置，可将产品与薄膜之间热量快速向外散出，增强透气效果。

请参阅图2，部分所述气孔3连通所述纤维网格气道2；在本实施例中，可将产品与薄膜之间通过纤维网格气道2均匀流通的热量快速经气孔3向外散出，增强均匀散热透气效果。

请参阅图3，所述气孔3在所述透明薄膜本体1上均匀分布；在本实施例中，使薄膜整体透气均匀。

请参阅图4-6，本发明提供一种透明聚酰亚胺薄膜加工装置，包括基板4，所述基板4顶面为光滑的平面，所述基板4顶面边缘一圈设有定位槽5，所述基板4顶面铺设有超薄纤维网布6，所述超薄纤维网布6纤维丝交叉形成均匀的单元网格，所述基板4上设有位于所述单元网格内的球形颗粒7，所述超薄纤维网布6边缘伸至所述定位槽5内，所述基板4设有可固定套在所述定位槽5上的定位圈8，并将所述超薄纤维网布6定位，所述基板4上设有刮刀组，所述刮刀组包括第一柔性刮刀9和第二柔性刮刀10；在本实施例中，通过在超薄纤维网布6上放球形颗粒7，然后用第一柔性刮刀9刮平，在刮平时，球形颗粒7会充斥在不同的单元网格中，均匀摊开，可保证后期制作气孔的均匀性；将二酐和二胺在有机溶剂中加热反应制得聚酰胺酸溶液，将聚酰胺酸溶液铺于超薄纤维网布6上，通过第二柔性刮刀10刮平，放入真空干燥箱中，使溶剂挥发，使聚酰亚胺固化，得到聚酰亚胺薄膜前体，将基板4及其上超薄纤维网布6和球形颗粒7、聚酰亚胺薄膜前体取出，加入将超薄纤维网布6、球形颗粒7、胶水溶解的溶解液，溶解后，取出底面带有纤维网格气道，并布满气孔的透明聚酰亚胺薄膜。

请参阅图6，所述球形颗粒7材质为二氧化硅，直径为0.25mm；在本实施例中，球形二氧化硅颗粒可耐高温，从而聚酰胺酸溶液高温使溶剂挥发时，二氧化硅颗粒可保持稳定性，同时也可用氢氟酸溶解；通过设置直径0.25mm可与聚酰亚胺薄膜厚度一致，在制得薄膜后通过溶解球形二氧化硅颗粒可使薄膜在原二氧化硅颗粒处上下贯通透气。

请参阅图5，部分所述球形颗粒7紧贴所述超薄纤维网布6；在本实施例中，通过球形颗粒7紧贴超薄纤维网布6，可在溶解球形颗粒7和超薄纤维网布6后实现气孔与纤维网格气道的贯通。

请参阅图4-6，所述超薄纤维网布6为玻璃纤维网格布，厚度为0.1mm；在本实施例中，可满足超薄的纤维网要求，同时也可用氢氟酸溶解，从而可通过一种氢氟酸溶解液即可溶解球形颗粒7和超薄纤维网布6；同时厚度设置0.1mm，可使的超薄纤维网布6在薄膜底部形成纤维网格气道。

所述基板4表面涂抹有一层胶水，所述胶水为有机硅胶水；在本实施例中，通过胶水利于超薄纤维网布6和球形颗粒7的摊平，同时胶水将超薄纤维网布6和球形颗粒7凝固后，在铺设聚酰胺酸溶液时超薄纤维网布6和球形颗粒7不会移动，精度高，同时采用有机硅胶水也可用氢氟酸溶解，通过一种氢氟酸溶解液即可溶解球形颗粒7、超薄纤维网布6和胶水。

本发明提供一种基于上述任一项所述透明聚酰亚胺薄膜加工装置的加工工艺，包括如下步骤：

S1、在基板4上均匀涂抹一层胶水；

S2、在基板4上铺一层超薄纤维网布6，使边缘伸至定位槽5，超薄纤维网布6底部与胶水粘接，然后摊平，用定位圈8压紧定位；

S3、在超薄纤维网布6上放球形颗粒7，然后用第一柔性刮刀9刮平，球形颗粒7在胶水粘接作用下，不溅出，做到均匀摊开刮平；

S4、胶水将超薄纤维网布6和球形颗粒7凝固；

S5、将二酐和二胺在有机溶剂中在惰性气体保护下加热反应制得聚酰胺酸溶液，有机溶剂选用N,N-二甲基乙酰胺、N,N-二甲基甲酰胺、乙二醇和二甲基亚砜中的一种或其中几种的混合物；

S6、将聚酰胺酸溶液铺于超薄纤维网布6上，通过第二柔性刮刀10刮平；

S7、放入真空干燥箱中，使溶剂挥发，使聚酰亚胺固化，得到聚酰亚胺薄膜前体；

S8、将基板4及其上超薄纤维网布6和球形颗粒7、聚酰亚胺薄膜前体取出，加入将超薄纤维网布6、球形颗粒7、胶水溶解的溶解液，溶解液不与基板4与聚酰亚胺薄膜前体反应；

S9、溶解后，取出底面带有纤维网格气道，并布满气孔的透明聚酰亚胺薄膜。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。