[发明专利]聚酰亚胺及含有该聚酰亚胺的聚酰亚胺薄膜

说明书

技术领域

本发明涉及聚酰亚胺，该聚酰亚胺含有具有羟基的非晶形二氧化硅颗粒，表现出高耐热性且无色透明，本发明还涉及一种聚酰亚胺薄膜。

背景技术

通常，聚酰亚胺(polyimide,PI)薄膜是由聚酰亚胺制成的，而聚酰亚胺是指一种高耐热树脂，所述树脂由芳香族二酐和芳香族二胺或芳香族二异氰酸酯经溶液聚合制成聚酰胺酸衍生物后，在高温下经环闭合反应及脱水从而酰亚胺化而制成。

在这种聚酰亚胺的制备中可以使用的芳香族二酐可以包括均苯四甲酸二酐(PMDA)或联苯四甲酸二酐(BPDA)等，而可以使用的芳香族二胺可以包括二氨基二苯醚(ODA)、对苯二胺(p-PDA)、间苯二胺(m-PDA)、二氨基二苯基甲烷(methylenedianiline,MDA)、二氨基苯基六氟丙烷(HFDA)等。

聚酰亚胺是一种不溶不熔的超高耐热性树脂，在耐热氧化性、耐热性、抗辐射性、低温特性、耐化学性等方面表现优良，因此被广泛应用于包括汽车、航空、宇宙飞船等的尖端耐热材料，以及如绝缘涂层、绝缘膜、半导体、TFT-LCD的电极保护膜等电子材料的多种领域。

然而，由于其高芳香环密度，聚酰亚胺呈现褐色或黄色，因此在可见光范围下具有低透光率，使其很难应用于对透明度有要求的领域。

因此，为赋予通常呈深褐色或黄色的聚酰亚胺透明度已经进行了一些尝试。如通过将连接基团(-O-、-SO₂-、-CO-、-CF₃CCF₃-等)或有相对较大自由体积的侧链引入主链，使得分子间或分子内的电荷转移络合物减少到最低，来实现透明性。

在透明聚酰亚胺薄膜的情况下，由于引入了上述官能团，基于电荷转移络合物所产生的颜色会逐渐消失，但同时耐热性可能降低。导致具有低耐热性的聚酰亚胺难以应用于要求高加工温度的显示器或半导体等先进材料领域。

传统聚酰亚胺有较高的热膨胀系数，当应用于如显示器或半导体等先进材料领域以及光学涂层薄膜时，很容易产生扭曲或纠结，所以需要低热膨胀系数的聚酰亚胺薄膜。

在薄膜中实现多种功能的填料用于生产薄膜时提高薄膜的流动性，或根据不同需求增强光学性质或耐热性。

填料可以使用研磨机、搅拌机、高速搅拌均匀器、超声处理器等进行物理分散，也可以于表面处理后进行分散，以防止分散的填料凝集并增加可混合性。

发明内容

技术问题

因此，本发明旨在提供高耐热且无色透明的聚酰亚胺。

而且，本发明还打算提供使用该聚酰亚胺制成的高耐热且无色透明的聚酰亚胺薄膜。

另外，本发明还打算提供耐热性得到改善的显示器用基板。

技术方案

根据本发明的优选的第一实施方案，将提供含有具有羟基的非晶形二氧化硅颗粒的聚酰亚胺。

在上述实施方案中，基于100重量份的聚酰亚胺，使用的具有羟基的非晶形二氧化硅颗粒的含量可以为0.01～0.1重量份。

在上述实施方案中，将具有羟基的非晶形二氧化硅颗粒以0.01～1.0重量％的浓度分散在溶剂中，在聚酰亚胺的制备过程中加入。

在上述实施方案中，聚酰亚胺可以经由使二酐、芳香族二羰基化合物和二元胺共聚来制得。

根据本发明优选的第二实施方案，提供包含上述聚酰亚胺的聚酰亚胺薄膜。

所述聚酰亚胺薄膜的雾度为2.0以下。

所述聚酰亚胺薄膜在波长550nm下的透光率可以为88％以上。

聚酰亚胺薄膜在50～250℃下的热膨胀系数(CTE)可以为15ppm/℃以下，黄度指数(Yellow Index,Y.I.)为7以下。

聚酰亚胺薄膜通过如下步骤制备：将二酐、芳香族二羰基化合物和二元胺在第一溶剂中进行聚合制备聚酰胺酸溶液，酰亚胺化该聚酰胺酸溶液以制备酰亚胺化溶液，然后再将其加入第二溶剂中，经过滤和干燥后获得聚酰亚胺树脂固体，将该聚酰亚胺树脂固体与分散于第一溶剂中并具有羟基的非晶形二氧化硅颗粒混合以制备混合物，之后再对上述混合物进行膜形成工艺。

所述第一溶剂可以为选自间甲酚、N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)、二甲基甲酰胺(DMF)、二甲基乙酰胺(DMAc)、二甲亚砜(DMSO)、丙酮以及二乙酸乙酯中的至少一种。所述第二溶剂可以为选自水、醇类、醚类以及酮类中的至少一种。

在上述膜形成工艺后，可以在300～500℃下额外进行1分钟～3小时的热处理而获得聚酰亚胺薄膜。