PI薄膜的发展历程及制备技术介绍
思瀚产业研究院 瑞华泰    2024-04-17

1、PI薄膜的制备技术介绍

PI薄膜的制备有热法和化学亚胺化法之分。热法是将PAA树脂加热到一定温度，使其脱水环化，形成PI；化学法是指在PAA树脂中（如-5℃以下）加入一定量的低温型催化剂，与物理加热相结合，加快脱水环化，形成PI。化学法相较于热法的主要区别在于催化剂的添加，使得生产效率提高，但其配方涉及多种催化剂选配需要调整工艺，设备复杂性、新产品开发难度相对更高。

高性能PI薄膜的亚胺化过程通常伴随定向拉伸，使得分子链沿拉伸方向获得部分取向排列，产品性能得以提升。定向拉伸工艺有单向拉伸和双向拉伸之分。相较于单向拉伸，经双向拉伸后的PI薄膜在横向、纵向均可获得更有序的结晶取向，薄膜特性更为优异。双向拉伸工艺要求更高水平的配方技术和装备技术。

2、PI薄膜行业发展历程

PI 薄膜的商业化进程始于 20 世纪 50 年代，最早应用于电工绝缘领域，随着 PI 领域研究深入和技术升级，PI 薄膜的应用领域不断拓展。

（1）全球 PI 薄膜行业发展历程

① 20 世纪五六十年代，电工 PI 薄膜开启 PI 薄膜的商业化应用

1955 年 ， 美国杜邦获授权全球第一件有商业价值的 PI 产品专利（US2710853A）；1965 年，杜邦首次实现了 PI 薄膜（商品名 Kapton）的商业化生产，一般将美国杜邦的 Kapton HN 型 PI 薄膜作为行业“标准型 PI 薄膜”。

在商业化初期，PI薄膜主要应用于耐高温电工绝缘；经过50余年的商业化发展，该产品已成为商业化PI薄膜的“标杆产品”。

② 20 世纪七八十年代，PI 薄膜的商业化应用拓展至电子领域

20世纪七八年代起，随着半导体产业的发展，PI薄膜在电子产业链的应用被开发出来，电子PI薄膜的产业化获得突破性进展。

1983年，日本宇部兴产的联苯型PI薄膜（商品名Upilex）投入工业化生产，Upilex薄膜接近单晶硅的热膨胀系数，成为微电子领域的最佳选择之一被广泛应用，是PI薄膜应用的里程碑式进步。

1984年，钟渊化学建立了PI薄膜（商品名Apical）生产线，其NPI薄膜的热膨胀系数接近金属铜（17ppm/℃），成为FPC基材的最佳选择之一被广泛应用。

③ 21世纪起，PI薄膜的更多应用领域衍生

随着技术发展及下游需求推动，21世纪起，PI薄膜的更多应用被开发出来，如用作高导热石墨的前驱体材料、柔性显示盖板材料等；同时，电子产业链的代工生产需求逐渐释放，韩国和中国等国家抓住产业转移的机遇，高端制造业迅速发展，PI薄膜行业随之兴起。

2001年，达迈科技试运行其第一条PI薄膜生产线，并逐步扩大产能；2005年，韩国SKC建立了批量生产线；2008 年，韩国SKC 和韩国KOLON合资成立SKPI 生产PI薄膜。

2010年，瑞华泰完成国家发改委“1000mm幅宽连续双向拉伸聚酰亚胺薄膜生产线”高技术产业化示范工程的验收，形成了从专用树脂制备到连续双向拉伸薄膜生产的完整制备技术，同类产品达到国际先进水平，成为中国大陆率先掌握自主核心技术的高性能PI薄膜专业制造商。

（2）国内PI薄膜行业发展情况

① 高端PI薄膜的发展水平整体较低

我国PI薄膜的产业化进程发展较缓慢，依靠自主研发，在传统电工绝缘领域形成了较强的产业能力，但在高端电工绝缘、电子等其他应用领域的产业化能力较弱，存在新产品种类不足、产品性能不稳定等情形，自主掌握高性能PI薄膜完整制备技术的企业很少。根据美国航空航天局（NASA）高性能聚合物材料专家Hergenrother P M对“高性能高分子聚合物”的定义，其首要性能为耐热性。

我国生产的PI薄膜多数满足H级（180℃）的电工绝缘需求，工艺和设备均较简单，技术难度较低。基于通用的PAA树脂配方，通过简单控制流涎、热风干燥过程，获得PAA凝胶膜，再通过亚胺化制备出低端PI薄膜，是耐温等级180℃及以下等级的绝缘材料。对于满足H级以上高端应用的更高等级电工绝缘系统，以及其他高性能PI薄膜，我国的技术水平及产业化能力整体较弱。

高性能PI薄膜的制备技术复杂，需对PAA树脂配方进行设计，通过精确控制流涎热风干燥过程，获得厚度均匀的PAA凝胶膜，再以定向拉伸伴随亚胺化过程制得，集成全自动控制系统提高生产控制水平。高端应用的高性能PI薄膜除应用于高端电气绝缘，还满足柔性线路板、消费电子、高速轨道交通、风力发电、5G通信、柔性显示、航天航空等多个领域的应用要求。

② 国内PI薄膜的发展前景良好

随着FPC等电子制造业由韩国、中国台湾向中国大陆转移，大陆地区在PI薄膜下游市场中所占的比重不断增加，5G通信、柔性显示、高速轨道交通等领域快速发展。高性能PI薄膜作为影响我国高新技术产业快速发展的―卡脖子‖材料，市场需求不断增加，且国产化需求较迫切。公司作为国内规模最大的多品类高性能PI薄膜专业制造商，掌握自主核心技术，顺应产业发展需求，发展前景良好。

思瀚发布《2024-2029年中国聚酰亚胺薄膜（PI薄膜）行业发展现状及趋势报告》