[发明专利]一种砜基含氟二胺化合物和聚酰亚胺薄膜材料及其制法

说明书

技术领域

本发明属于高分子材料的技术领域，涉及一种新型砜基含氟二胺化合物合成方法及在制备透明聚酰亚胺薄膜中的应用。 

背景技术

聚酰亚胺是一种高性能材料，在航天航空、电气电子等高技术领域得到广泛应用。近年来，在光电子领域，柔性显示技术与薄膜太阳能电池都得到飞速发展。无色透明的聚酰亚胺薄膜在光电器件和半导体等方面有着较为广泛的应用前景。科学研究表明，采用透明聚酰亚胺薄膜作为柔性基板，不仅实现了器件本身柔性化，而且极大程度上减轻了器件的重量。 

在题目“Flexible Organic Electroluminescent Devices Based onFluorine-Containing Colorless Polyimide Substrates”的文献中，作者以聚酰亚胺6FDA-TFDB薄膜作为基底，在不同温度下进行蒸镀ITO薄膜，得到一系列制备OLED用透明基板，与在玻璃上蒸镀ITO薄膜得到的透明基板对比，结果表明，在400-700nm波段的透过率平均为75％，较低于玻璃基板(83.4％)，薄膜电阻平均为20Ω/sq.，而玻璃基板薄膜电阻为9.28Ω/sq。采用聚酰亚胺6FDA-TFDB薄膜取代玻璃作为基底，使得OLED器件实现柔性，同时也损失了部分的透明度。 

在公开号为CN101127369A的中国专利中报道了一种用于空间的三结柔性叠层薄膜太阳能电池，其器件采用的柔性复合衬底由透明聚酰亚胺薄膜，SiO₂-TiO₂或SiO₂-ZrO₂宽带增透膜，多面体低聚倍半硅氧烷层组成。在公开号为CN101290955A的中国专利中报道了一种柔性非晶硅太阳电池制造工艺，其采用了厚度为0.3mm卷状透明聚酰亚胺薄膜为衬底，通过磁控溅射生产一层ZnOx导电膜层，其电阻率小于10Ω/cm。 

传统聚酰亚胺薄膜带色，光透过率不高，是由于分子链结构中存在较强的分子间及分子内相互作用，在电子给体二胺与电子受体二酐之间易形成电荷转移络合物。目前提高聚酰亚胺薄膜的透明度的思路主要有阻断聚酰亚胺分子链共轭，降低共轭程度，降低二胺给电子能力与二酐吸电子能力，增大分子链扭曲度，降低分子内堆砌程度等等。采用手段有主连引入含氟取代基或侧基，采用带有脂环取代苯环，引入非共平面结构，引入砜基等桥连结构。 

在题目“新型脂环族二酸酐单体之合成及其于无色聚酰亚胺之应用”文献中，以两种芳香族二酐(DPM、HFBAPP)分别与芳香族二酐(PMDA)、含氟系二酐(6FDA)、新合成二酐(CMDA)合成六种聚酰亚胺。研究结果表明脂环族聚酰亚胺薄膜具高光学透明性，在380nm以上(即在整个可见光范围)维持95-98％的穿透度。在热学性能方面，三种脂环族聚酰亚胺中CMDA/HFBAPP具有最高Tg为222℃，最高Td(10％)为547℃。此类材料不足之处在于Tg不高，在光电领域使用受到限制。 

在题目“Highly Refractive and Transparent Polyimides Derived from4，4’-[m-Sulfonylbis(phenylenesulfanyl)]diphthalic Anhydride and VariousSulfur-Containing Aromatic Diamines”文献中，合成了一种新型砜基桥连的二酐DPSDA，得到的聚酰亚胺薄膜具有较好的光透明性，在450nm处透过率超过85％。电负性砜基桥连和间位取代结构同时减少了CTC形成，使得聚酰亚胺具有较高的透明性。尤其指出，二胺与二酐都含有砜基桥键，同时阻碍链间CTC的形成，而且，二胺中的砜基由于强吸电子作用减弱了其供电子能力，透明度改善明显。对于此类聚酰亚胺过多引入硫醚键桥连，主链柔性强，导致Tg不高，在200℃左右。 

因此，本发明采用新型二胺单体，含有电负性强的砜基、三氟甲基，制备无色聚酰亚胺薄膜。 

发明内容

本发明的任务提供一种砜基含氟二胺化合物及其制备方法。 

本发明的又一个任务是提供一种柔性透明聚酰亚胺薄膜材料及柔性透明聚酰亚胺薄膜其制备方法。 

实现本发明的技术方案是： 

本发明提供的砜基含氟二胺化合物是具有以下式(I)结构的2，2’-双(三氟甲基)-4，4’-二氨基苯基砜， 

式(I)。