聚酰亞胺（Polyimide，簡(jiǎn)寫為PI）新一代高性能高分子材料，具備顯著的市場(chǎng)應(yīng)用價(jià)值。作為超級(jí)工程高分子材料，聚酰亞胺已被廣泛使用在柔性線路板、消費(fèi)電子、高速軌道交通、風(fēng)力發(fā)電、5G通信、柔性顯示、航天航空、船舶制造、半導(dǎo)體、電子工業(yè)、納米材料、激光等眾多領(lǐng)域，并發(fā)揮著重要的作用。
PI居于高分子材料“金字塔”的頂端
據(jù)和訊股票研究預(yù)測(cè)，到2025年，全球PI膜市場(chǎng)將達(dá)到220億元人民幣，中國是PI膜市場(chǎng)的第一大國家，占有超過30%的市場(chǎng)份額。隨著技術(shù)突破與產(chǎn)能升級(jí)，多項(xiàng)國家政策、報(bào)告中均把PI列入重點(diǎn)發(fā)展、戰(zhàn)略性新興領(lǐng)域發(fā)展對(duì)象，旨在逐步提升技術(shù)水平和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，推動(dòng)整個(gè)行業(yè)的發(fā)展。
涂布技術(shù)作為一項(xiàng)重要的加工方法，在PI領(lǐng)域的應(yīng)用正日益普及，并在PI薄膜涂布法制備、涂布PI漿料成膜以及PI基材上涂布功能材料三個(gè)方面不斷創(chuàng)新和發(fā)展。
本文將延續(xù)前兩期BOPP膜和PE膜的涂布賦能應(yīng)用，介紹涂布技術(shù)賦能PI薄膜與材料。
基本概念
聚酰亞胺（PI）指主鏈上含有酰亞胺環(huán)（-CO-NR-CO-）的一類聚合物，是綜合性能最佳的有機(jī)高分子材料之一。PI耐高溫達(dá)400°C以上，長(zhǎng)期使用溫度范圍在-200°C～300°C，部分無明顯熔點(diǎn)，具有高絕緣性能，103赫茲下介電常數(shù)4.0，介電損耗僅0.004～0.007，屬F至H級(jí)絕緣。
PI的優(yōu)異性能
產(chǎn)品分類
PI薄膜
PI漿料
PI基復(fù)合材料
PI泡沫
PI纖維
涂布技術(shù)賦能PI產(chǎn)業(yè)
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涂布技術(shù)制備PI薄膜
柔性O(shè)LED基板
柔性O(shè)LED是以柔性基板作為支撐材料，賦予顯示器輕薄和可彎曲的特性。柔性襯底需要承受多晶硅薄膜晶體管加工過程中的高溫，并與設(shè)備中無機(jī)成分的熱膨脹系數(shù)相匹配。
黃色聚酰亞胺漿料（YPI）是生產(chǎn)柔性O(shè)LED的主要材料之一，通過狹縫式涂布YPI漿料，再經(jīng)氮?dú)獗Ｗo(hù)固化成膜，替換剛性屏幕中的玻璃基板，實(shí)現(xiàn)屏幕的可彎折性。
?。▓D片來源：網(wǎng)絡(luò)）
柔性電路板絕緣層
柔性電路板具有布線密度高、可自由彎曲折疊、立體三維組裝、厚度薄、重量輕等特性。柔性電路組成材料包括絕緣薄膜、導(dǎo)體和粘接劑。PI具有非易燃性、幾何尺寸穩(wěn)定、抗扯強(qiáng)度高、承受焊接溫度的能力，被廣泛使用在絕緣薄膜中（約80%使用PI材料，約20%采用了聚酯材料），通常采用涂布方法進(jìn)行制備。
?。▓D片來源：網(wǎng)絡(luò)）
PI漿料涂布成膜
光學(xué)配向膜
PI作為一種特殊的工程塑料材料，是微電子及液晶顯示行業(yè)研究和發(fā)展的重要材料。傳統(tǒng)配向膜一般采用摩擦配向法，會(huì)產(chǎn)生靜電和顆粒物污染造成基板損壞等問題。因此，開發(fā)了非接觸配向方法，即光配向。光配向一般采用噴涂法，用壓電陶瓷控制PI噴涂量，通過基板表面的張力自由擴(kuò)散，形成均一薄膜，使配向膜具有更高穿透率、更快響應(yīng)時(shí)間、更高對(duì)比度的優(yōu)點(diǎn)。
?。▓D片來源：躍谷科技）
風(fēng)電葉片防護(hù)涂層
風(fēng)電葉片材料的發(fā)展逐步趨向于高性能、輕量化，但風(fēng)電葉片長(zhǎng)期處在惡劣環(huán)境下工作，需要經(jīng)受不同環(huán)境地域的考驗(yàn)，其自身材料不足以防御風(fēng)、雪、雨等惡劣天氣的侵蝕和磨蝕。因此，風(fēng)電葉片通常會(huì)涂覆保護(hù)涂料，如PI涂料可提高風(fēng)力渦輪機(jī)葉片的強(qiáng)度和耐久性。
?。▓D片來源：界面新聞）
航天器太陽帆
航天器太陽帆（也稱光子帆）的原理是基于太陽光在太空中的傳播。太陽帆必須由超輕材料制成，以提高航天器的面質(zhì)比，目前最好的解決方案是由BOPET和PI制成的太陽帆。例如，日本研制的世界上第一艘太空帆船“伊卡洛斯號(hào)”太陽帆涂層由PI薄膜制成，其厚度僅為7.5μm，是世界上第一只太空帆船。
（圖片來源：界面新聞）
OLED光刻膠
光刻膠是利用曝光區(qū)和非曝光區(qū)的溶解速率差來實(shí)現(xiàn)圖像的轉(zhuǎn)移，是微細(xì)加工技術(shù)中的關(guān)鍵性化工材料。在OLED顯示領(lǐng)域，光敏聚酰亞胺（PSPI）可直接涂覆于成品上，無需光阻隔劑。與傳統(tǒng)光刻膠相比，減少了工藝步驟，并有效降低OLED顯示器件的色差同時(shí)提升其層間絕緣性。
?。▓D片來源：網(wǎng)絡(luò)）
PI基材涂布功能材料
鋰電池隔膜
目前，已商業(yè)化的隔膜主要是聚乙烯和聚丙烯等聚烯烴類，但仍存在熱尺寸穩(wěn)定性差、孔隙率較低等問題，需要開發(fā)更高品質(zhì)的隔膜。
PI材料是綜合性能最佳的材料之一，具有阻燃自熄性能，為鋰離子電池提供了更有力的安全保障，有望代替?zhèn)鹘y(tǒng)聚烯烴材料成為一種理想隔膜材料。
?。▓D片來源：勢(shì)銀膜鏈）
ITO導(dǎo)電膜
氧化銦錫(ITO)薄膜是一種廣泛應(yīng)用于平板顯示、電致發(fā)光器件、電磁屏蔽、太陽能電池等領(lǐng)域的n型簡(jiǎn)并半導(dǎo)體。
ITO導(dǎo)電膜以PI膜為基材在表面涂覆一層ITO，從而將PI膜的高溫穩(wěn)定性與ITO的導(dǎo)電性能相結(jié)合，常用于需要高透明度、高溫穩(wěn)定性和導(dǎo)電性能的產(chǎn)品中。
（圖片來源：https://www.szsunytech.com/）
撓性覆銅板
撓性覆銅板（FCCL）是撓性印制電路板的加工基板材料，是由撓性絕緣基膜與金屬箔組成的。撓性絕緣基膜主要是由PI混合物通過狹縫涂布機(jī)涂布、固化成膜后，與金屬箔層疊壓制得到撓性覆銅板，具有電性能、熱性能、耐熱性等優(yōu)良特點(diǎn)，可在較高的溫度下運(yùn)行良好。
?。▓D片來源：網(wǎng)絡(luò)）
聚合物電介質(zhì)膜
聚合物電介質(zhì)薄膜電容器具有極高的能量轉(zhuǎn)換速率，在電磁能裝備、電力電子以及新能源裝備等領(lǐng)域的作用至關(guān)重要。在PI膜的表面上采用浸涂法，將氧化鍶涂布在PI膜的表面上通過原位反應(yīng)來改善純PI薄膜的絕緣性能。處理后的PI膜擊穿場(chǎng)強(qiáng)和放電能量密度分別提高了45%和1000%，使之具有高擊穿強(qiáng)度，可用于惡劣條件下的電氣化。
聚合物電介質(zhì)膜制備過程
?。▓D片來源：研精究微）
耐高溫膠帶
PI耐高溫膠帶又稱KAPTON膠帶，是以PI薄膜為基材，涂布耐高溫膠水而成，具有超強(qiáng)的耐高溫性、高粘著力，適用于各種電氣和電子絕緣領(lǐng)域。通過狹縫涂布將膠水均勻涂布至規(guī)定厚度PI薄膜上制成KAPTON膠帶，可以在極端溫度條件下正常使用。
?。▓D片來源：網(wǎng)絡(luò)）
碳紙
碳紙作為氫燃料電池的關(guān)鍵材料，是燃料電池中氣體擴(kuò)散層的重要部分。將碳黑、樹脂等材料均勻地涂布在PI膜等基材上，形成厚度約為10-30μm的碳紙。它能夠提供足夠的表面積來承載催化材料，同時(shí)又能夠保持催化材料的穩(wěn)定性和導(dǎo)電性。
?。▓D片來源：東福來壓延涂布機(jī)）
柔性AMOLED蓋板
柔性AMOLED顯示屏通常采用柔性蓋板（薄膜封裝）。目前，柔性蓋板是透明聚酰亞胺薄膜（Colorless PI，CPI）上涂布硬化涂層而成。CPI不管是基膜還是涂布，在一定的寬度范圍內(nèi)，厚度公差可維持在1到幾個(gè)μm之間。此外，由于中大尺寸折疊筆記本、卷曲電視等產(chǎn)品在彎折設(shè)計(jì)的要求相對(duì)較低，采用CPI更具成本優(yōu)勢(shì)。
?。▓D片來源：KOLON Industries）
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文章來源：中國涂布技術(shù)研究
