聚醚酰亞胺多孔體及其制造方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及具有微細的氣泡，并且相對介電常數(shù)低且耐熱性優(yōu)異的聚醚酰亞胺多 孔體及其制造方法。本發(fā)明的聚醚酰亞胺多孔體例如作為組裝到伴隨變頻器控制的汽車用 或產(chǎn)業(yè)用電機等中的絕緣片是有用的。
【背景技術】
[0002] 以往，塑料薄膜由于具有高絕緣性，因此被用于需要可靠性的零件或構件、例如電 路基板或電機等電氣設備或電子零件等中。最近，對于汽車用及產(chǎn)業(yè)用電機，隨著電子/電 氣設備的小型化、高性能化，具有在高電壓能進行變頻器控制的結構的電機得到廣泛的使 用。
[0003] 然而，由于從變頻器產(chǎn)生的高浪涌電壓對電機造成影響，因此對于絕緣體要求高 可靠性。
[0004] 作為浪涌電壓的對策，除了提高絕緣性的可靠性以外，還可以舉出絕緣體的低介 電常數(shù)化。
[0005] 一般而言，塑料材料的相對介電常數(shù)由其分子骨架決定，因此作為降低相對介電 常數(shù)的嘗試可以考慮變換分子骨架的方法。然而，即使變換分子骨架，對于降低相對介電常 數(shù)而言也有極限。
[0006] 作為其它的低介電常數(shù)化的嘗試，提出過如下的各種方法，即，利用空氣的相對介 電常數(shù)1，使塑料材料多孔化，通過其空孔率來控制相對介電常數(shù)。
[0007] 作為以往的一般的多孔體的制造方法，有干式法及濕式法等，在干式法中，有物理 的方法和化學的方法。一般的物理的方法是在使氯氟碳類及烴類等低沸點液體（發(fā)泡劑） 分散于聚合物中后，加熱而使發(fā)泡劑揮發(fā)，由此來形成氣泡的方法。另外，化學的方法是向 聚合物中添加發(fā)泡劑，通過利用將發(fā)泡劑熱分解而產(chǎn)生的氣體形成泡孔（cell)而得到多 孔體的方法。
[0008] 此外，近年來，作為泡孔直徑小，且泡孔密度高的多孔體的制造方法，提出過如下 的方法，即，在將氮及二氧化碳等氣體利用高壓溶解于聚合物中后，釋放壓力，加熱到聚合 物的玻璃化轉變溫度或軟化點附近，由此形成氣泡。該發(fā)泡法是通過從熱力學不穩(wěn)定的狀 態(tài)起形成核，并使該核膨脹生長而形成氣泡的方法，具有可以獲得此前沒有的微孔的多孔 體的優(yōu)點。
[0009] 例如，在專利文獻1中，提出了將所述發(fā)泡法應用于聚醚酰亞胺，得到密度小、機 械強度大的發(fā)泡體的制造方法。
[0010] 另外，例如在專利文獻2中，提出了將所述發(fā)泡法應用于具有間規(guī)立構結構的苯 乙烯系樹脂，得到氣泡尺寸〇. 1~20 y m的發(fā)泡體，并將其用作電氣電路基板用絕緣體的方 法。
[0011] 另外，例如在專利文獻3中，提出了含有空孔率為lOvol%以上的多孔的塑料，并 且耐熱溫度為l〇〇°C以上且介電常數(shù)為2. 5以下的低介電常數(shù)塑料絕緣薄膜。
[0012] 另外，例如在專利文獻4中提出如下的多孔體的制造方法，其特征在于，從具有聚 合物的連續(xù)相中分散了平均直徑小于10 ym的非連續(xù)相的微相分離結構的聚合物溶液，通 過選自蒸發(fā)及分解中的至少1種操作和萃取操作，將構成所述非連續(xù)相的成分除去，將其 多孔化。
[0013] 這樣的絕緣片在被組裝到電機等中時要進行折彎加工，但由現(xiàn)有的多孔體構成的 絕緣片在進行折彎加工時容易產(chǎn)生破裂，存在絕緣擊穿電壓明顯降低的問題。
[0014] 現(xiàn)有技術文獻
[0015] 專利文獻
[0016] 專利文獻1 :日本特開平6 - 322168號公報
[0017] 專利文獻2 :日本特開平10 - 45936號公報
[0018] 專利文獻3 :日本特開平9一100363號公報
[0019] 專利文獻4 :日本特開2001 - 81225號公報

【發(fā)明內容】

[0020] 本發(fā)明所要解決的技術問題
[0021] 本發(fā)明是鑒于上述問題而完成的，提供一種相對介電常數(shù)低，并且在折彎加工時 難以產(chǎn)生破裂（耐破裂性優(yōu)異）的聚醚酰亞胺多孔體及其制造方法。
[0022] 用于解決技術問題的技術方案
[0023] 本發(fā)明提供一種聚醚酰亞胺多孔體（以下也簡稱為"多孔體"），其含有聚醚酰亞 胺交聯(lián)體，并且凝膠百分率為10%以上，平均氣泡直徑為8 y m以下，體積空孔率為30%以 上，且絕緣擊穿電壓為30kV/mm以上。
[0024] 本發(fā)明等人發(fā)現(xiàn)，通過用聚醚酰亞胺交聯(lián)體形成多孔體，并將多孔體的凝膠百分 率調整為10%以上，繼而制成所述多孔結構，就可以得到相對介電常數(shù)低、耐破裂性優(yōu)異的 多孔體。
[0025] 在凝膠百分率小于10%的情況下，由于無法使得多孔體的耐破裂性提高，因此當 對多孔體進行折彎加工時就容易產(chǎn)生破裂，絕緣擊穿電壓明顯地降低。
[0026]當平均氣泡直徑大于8 ym時，由于無法使得多孔體的耐破裂性提高，因此當對多 孔體進行折彎加工時就容易產(chǎn)生破裂，絕緣擊穿電壓明顯地降低。另外，有時難以降低相對 介電常數(shù)，機械強度降低。
[0027] 在體積空孔率小于30%的情況下，由于多孔體的剛性變高，因此難以將多孔體折 彎，即使折彎也容易在去掉外力時立即恢復為原來的形狀。由此，有時難以在電機等中安裝 多孔體（絕緣片），安裝精度降低。另外，難以降低相對介電常數(shù)。
[0028] 如果絕緣擊穿電壓為30kV/mm以上，則在將多孔體作為電機等的絕緣片使用時， 能有效地防止由浪涌電壓導致的絕緣擊穿。
[0029] 所述聚醚酰亞胺交聯(lián)體優(yōu)選為將聚醚酰亞胺用具有2個以上的氨基的聚胺交聯(lián) 而得到的交聯(lián)體。作為交聯(lián)劑通過使用所述聚胺，能使得多孔體的耐破裂性進一步提高。
[0030] 所述多孔體優(yōu)選用下式表示的破裂率為20%以下，且折彎前后的絕緣擊穿電壓保 持率為60%以上的多孔體。如果破裂率為20%以下、且絕緣擊穿電壓保持率為60%以上， 則即使在對多孔體進行了折彎加工的情況下，也能使多孔體維持高的絕緣擊穿電壓。
[0031] 破裂率（％ )=(折彎部的總破裂長度/折彎部的長度）x 100 [0032] 本發(fā)明的多孔體適于用作電機用的絕緣片。
[0033] 另外，本發(fā)明還涉及提供一種在所述聚醚酰亞胺多孔體的至少一面具有片材的電 機用絕緣層疊片。
[0034] 此外，本發(fā)明還提供所述聚醚酰亞胺多孔體的制造方法，其包括：將含有聚醚酰亞 胺、與聚醚酰亞胺進行相分離的相分離化劑以及具有2個以上的氨基的聚胺的聚合物溶液 涂敷在基板上、使之干燥而制作具有微相分離結構的相分離結構體的工序；以及從相分離 結構體中除去相分離化劑而制作多孔體的工序。
[0035] 發(fā)明的效果
[0036] 本發(fā)明的多孔體由于耐破裂性優(yōu)異，因此即使在進行了折彎加工的情況下，也不 會有絕緣擊穿電壓明顯降低的情況。另外，由于本發(fā)明的多孔體由聚醚酰亞胺交聯(lián)體形成， 具有微細氣泡結構，因此具有耐熱性及絕緣性優(yōu)異，進而還有相對介電常數(shù)低的特征。由 此，本發(fā)明的多孔體適于用作組裝到伴隨變頻器控制的汽車用或工業(yè)用電機等中的絕緣 片。
【具體實施方式】
[0037] 作為被用作本發(fā)明的多孔體的原材料的聚合物、即構成微相分離結構的連續(xù) 相的聚合物，主要使用聚醚酰亞胺交聯(lián)體。該聚醚酰亞胺能不特別限制地使用公知的 聚醚酰亞胺，作為市售品，例如可以舉出SABIC Innovative Plastics公司制的商品名 "Ultem100 0-1000"、"UltemXH-6050"。但是，也可以在不損害本發(fā)明目的的范圍內，例如將 聚酰胺、聚碳酸酯、聚對苯二甲酸丁二醇酯、聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚苯硫醚、聚砜、聚醚 砜、聚醚醚酮、聚酰胺酰亞胺、及聚酰亞胺等進行并用。
[0038] 使聚醚酰亞胺交聯(lián)的交聯(lián)劑雖然能不特別限制地使用公知的交聯(lián)劑，但特別優(yōu)選 使用具有2個以上氨基的聚胺。所述聚胺只要是使聚醚酰亞胺的酰亞胺基開環(huán)，并形成聚 合物的分子間交聯(lián)的聚胺，就能未特別限制地使用。作為此種聚胺，例如可以舉出亞氨基二 丙胺、雙（六甲撐）三胺、1，3,6-三氨基甲基己烷、聚亞甲基二胺、三甲基六甲撐二胺、聚 醚二胺、1，3 -雙（3 -氨基丙基）四甲基二硅氧烷等脂肪族聚胺；異佛爾酮二胺、甲二胺、 N-氨基乙基哌嗪、3,9 一雙（3-氨基丙基）2,4,8,10-四氧雜螺（5, 5) ^烷加成