聚酰亚胺（Polyimide，简写为PI）新一代高性能高分子材料，具备显著的市场应用价值。作为超级工程高分子材料，聚酰亚胺已被广泛使用在柔性线路板、消费电子、高速轨道交通、风力发电、5G通信、柔性显示、航天航空、船舶制造、半导体、电子工业、纳米材料、激光等众多领域，并发挥着重要的作用。
PI居于高分子材料“金字塔”的顶端
据和讯股票研究预测，到2025年，全球PI膜市场将达到220亿元人民币，中国是PI膜市场的第一大国家，占有超过30%的市场份额。随着技术突破与产能升级，多项国家政策、报告中均把PI列入重点发展、战略性新兴领域发展对象，旨在逐步提升技术水平和市场竞争力，推动整个行业的发展。
涂布技术作为一项重要的加工方法，在PI领域的应用正日益普及，并在PI薄膜涂布法制备、涂布PI浆料成膜以及PI基材上涂布功能材料三个方面不断创新和发展。
本文将延续前两期BOPP膜和PE膜的涂布赋能应用，介绍涂布技术赋能PI薄膜与材料。
基本概念
聚酰亚胺（PI）指主链上含有酰亚胺环（-CO-NR-CO-）的一类聚合物，是综合性能最佳的有机高分子材料之一。PI耐高温达400°C以上，长期使用温度范围在-200°C～300°C，部分无明显熔点，具有高绝缘性能，103赫兹下介电常数4.0，介电损耗仅0.004～0.007，属F至H级绝缘。
PI的优异性能
产品分类
PI薄膜
PI浆料
PI基复合材料
PI泡沫
PI纤维
涂布技术赋能PI产业
（不完全列举，欢迎补充）
涂布技术制备PI薄膜
柔性OLED基板
柔性OLED是以柔性基板作为支撑材料，赋予显示器轻薄和可弯曲的特性。柔性衬底需要承受多晶硅薄膜晶体管加工过程中的高温，并与设备中无机成分的热膨胀系数相匹配。
黄色聚酰亚胺浆料（YPI）是生产柔性OLED的主要材料之一，通过狭缝式涂布YPI浆料，再经氮气保护固化成膜，替换刚性屏幕中的玻璃基板，实现屏幕的可弯折性。
（图片来源：网络）
柔性电路板绝缘层
柔性电路板具有布线密度高、可自由弯曲折叠、立体三维组装、厚度薄、重量轻等特性。柔性电路组成材料包括绝缘薄膜、导体和粘接剂。PI具有非易燃性、几何尺寸稳定、抗扯强度高、承受焊接温度的能力，被广泛使用在绝缘薄膜中（约80%使用PI材料，约20%采用了聚酯材料），通常采用涂布方法进行制备。
（图片来源：网络）
PI浆料涂布成膜
光学配向膜
PI作为一种特殊的工程塑料材料，是微电子及液晶显示行业研究和发展的重要材料。传统配向膜一般采用摩擦配向法，会产生静电和颗粒物污染造成基板损坏等问题。因此，开发了非接触配向方法，即光配向。光配向一般采用喷涂法，用压电陶瓷控制PI喷涂量，通过基板表面的张力自由扩散，形成均一薄膜，使配向膜具有更高穿透率、更快响应时间、更高对比度的优点。
（图片来源：跃谷科技）
风电叶片防护涂层
风电叶片材料的发展逐步趋向于高性能、轻量化，但风电叶片长期处在恶劣环境下工作，需要经受不同环境地域的考验，其自身材料不足以防御风、雪、雨等恶劣天气的侵蚀和磨蚀。因此，风电叶片通常会涂覆保护涂料，如PI涂料可提高风力涡轮机叶片的强度和耐久性。
（图片来源：界面新闻）
航天器太阳帆
航天器太阳帆（也称光子帆）的原理是基于太阳光在太空中的传播。太阳帆必须由超轻材料制成，以提高航天器的面质比，目前最好的解决方案是由BOPET和PI制成的太阳帆。例如，日本研制的世界上第一艘太空帆船“伊卡洛斯号”太阳帆涂层由PI薄膜制成，其厚度仅为7.5μm，是世界上第一只太空帆船。
（图片来源：界面新闻）
OLED光刻胶
光刻胶是利用曝光区和非曝光区的溶解速率差来实现图像的转移，是微细加工技术中的关键性化工材料。在OLED显示领域，光敏聚酰亚胺（PSPI）可直接涂覆于成品上，无需光阻隔剂。与传统光刻胶相比，减少了工艺步骤，并有效降低OLED显示器件的色差同时提升其层间绝缘性。
（图片来源：网络）
PI基材涂布功能材料
锂电池隔膜
目前，已商业化的隔膜主要是聚乙烯和聚丙烯等聚烯烃类，但仍存在热尺寸稳定性差、孔隙率较低等问题，需要开发更高品质的隔膜。
PI材料是综合性能最佳的材料之一，具有阻燃自熄性能，为锂离子电池提供了更有力的安全保障，有望代替传统聚烯烃材料成为一种理想隔膜材料。
（图片来源：势银膜链）
ITO导电膜
氧化铟锡(ITO)薄膜是一种广泛应用于平板显示、电致发光器件、电磁屏蔽、太阳能电池等领域的n型简并半导体。
ITO导电膜以PI膜为基材在表面涂覆一层ITO，从而将PI膜的高温稳定性与ITO的导电性能相结合，常用于需要高透明度、高温稳定性和导电性能的产品中。
（图片来源：https://www.szsunytech.com/）
挠性覆铜板
挠性覆铜板（FCCL）是挠性印制电路板的加工基板材料，是由挠性绝缘基膜与金属箔组成的。挠性绝缘基膜主要是由PI混合物通过狭缝涂布机涂布、固化成膜后，与金属箔层叠压制得到挠性覆铜板，具有电性能、热性能、耐热性等优良特点，可在较高的温度下运行良好。
（图片来源：网络）
聚合物电介质膜
聚合物电介质薄膜电容器具有极高的能量转换速率，在电磁能装备、电力电子以及新能源装备等领域的作用至关重要。在PI膜的表面上采用浸涂法，将氧化锶涂布在PI膜的表面上通过原位反应来改善纯PI薄膜的绝缘性能。处理后的PI膜击穿场强和放电能量密度分别提高了45%和1000%，使之具有高击穿强度，可用于恶劣条件下的电气化。
聚合物电介质膜制备过程
（图片来源：研精究微）
耐高温胶带
PI耐高温胶带又称KAPTON胶带，是以PI薄膜为基材，涂布耐高温胶水而成，具有超强的耐高温性、高粘着力，适用于各种电气和电子绝缘领域。通过狭缝涂布将胶水均匀涂布至规定厚度PI薄膜上制成KAPTON胶带，可以在极端温度条件下正常使用。
（图片来源：网络）
碳纸
碳纸作为氢燃料电池的关键材料，是燃料电池中气体扩散层的重要部分。将碳黑、树脂等材料均匀地涂布在PI膜等基材上，形成厚度约为10-30μm的碳纸。它能够提供足够的表面积来承载催化材料，同时又能够保持催化材料的稳定性和导电性。
（图片来源：东福来压延涂布机）
柔性AMOLED盖板
柔性AMOLED显示屏通常采用柔性盖板（薄膜封装）。目前，柔性盖板是透明聚酰亚胺薄膜（Colorless PI，CPI）上涂布硬化涂层而成。CPI不管是基膜还是涂布，在一定的宽度范围内，厚度公差可维持在1到几个μm之间。此外，由于中大尺寸折叠笔记本、卷曲电视等产品在弯折设计的要求相对较低，采用CPI更具成本优势。
（图片来源：KOLON Industries）
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文章来源：中国涂布技术研究
