[发明专利]聚酰胺酸组合物及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及一种聚酰胺酸组合物及其制备方法和应用，主要解决现有技术中聚酰胺酸溶液在制备过程中粘度控制不稳定和后续亚胺化过程中聚合物分子链进一步增长困难的问题，本发明通过采用聚酰胺酸组合物，包括以下组分：(a)聚酰胺酸，其中二胺、四羧酸二酐已按如式(Ⅰ)所述的量比反应；(b)四羧酸，其中四羧酸和所述的二胺、四羧酸二酐满足式(Ⅱ)所述的量比；0＜X/Y＜1，式(Ⅰ)；X+Z基本等于Y，式(Ⅱ)；其中X为所述四羧酸二酐的含量，Y为所述二胺的含量，Z为所述四羧酸的含量的技术方案较好的解决了该问题，实现了对聚酰胺酸溶液粘度的控制和后续亚胺化过程中聚合物分子链的进一步增长，可用于聚酰亚胺材料的工业生产中。

技术领域

本发明涉及一种粘度可控的聚酰胺酸组合物及其制备方法和应用。

背景技术

聚酰亚胺是一类综合性能非常优异的聚合物，具有非常优良的耐热性、耐低温性、自润滑性、耐辐射性以及阻燃等特性，同时具有优良的力学性能和介电性能。因此，它广泛应用于宇宙飞船、卫星、太空飞行器等的耐高温辐射材料；航空航天、汽车、机电等方面的先进结构复合材料、电气绝缘材料、耐高温胶黏剂、耐高温密封材料等；在微电子领域可用于FPC或PCB的基体材料、IC的层间绝缘材料、极大规模集成电路钝化涂层和α粒子阻挡层涂覆材料等。

普通的聚酰亚胺主链上含有大量的酰亚胺环结构,由于电子极化和结晶性致使聚酰亚胺分子链间存在较强的作用力,使得聚酰亚胺分子链紧密堆积,从而导致其难溶难熔而难以加工成型，从而严重影响其应用价值。为了解决溶解性的难题，通常先合成聚酰亚胺的前体聚酰胺酸溶液，通过涂膜或纺丝等方式先加工成聚酰胺酸材料，然后再通过热亚胺化或者化学亚胺化等方式转化成最终的聚酰亚胺材料。聚酰亚胺材料的加工成型以及性能与聚酰胺酸的分子量或者粘度有着直接地关联性。

通常,聚酰胺酸溶液是由二胺和四羧酸二酐在溶液中低温反应来制备，在聚合过程中，往往会存在粘度控制不稳定、易降解、保存困难等问题，如何把聚酰胺酸溶液控制在合适的粘度范围内，并实现溶液中二胺类单体总的摩尔量与四酸二酐类单体总的摩尔量相一致是优先考虑的目标。聚合时，如果二胺和二酐单体等摩尔量的话，聚合过程不可控通常得到很高的粘度，这样将导致后续过程无法加工。为了控制聚酰胺酸溶液的粘度，根据公知的方法，通常是二酐或二胺单体中的一种过量，这样可以形成酐基或氨基封端的聚合物分子链。聚合物的粘度虽然可以通过这种方式来控制，但由于单体的摩尔量不相等，聚合物的分子链在后续亚胺化过程中得不到进一步增长，从而影响了材料的最终性能。而且，在后续亚胺化过程中，即便是通过补充二胺或四羧酸二酐单体使两者的摩尔数相等，但由于后补加的单体不可能均匀地分布在分子链的端基并与之匹配形成分子级的连接，所以很难通过这种方法来达到实现分子链进一步增长的目的。此外，如日本公开专利号：1982-131248中所述，也可以通过在聚合物溶剂中添加水，通过水解二酐单体而形成羧酸基来对聚合物分子链进行封端，从而达到控制聚合物溶液粘度的目的。虽然，在这种聚合方式中二胺类和四羧酸二酐类单体总的摩尔量相等，但在这种方法中由于二胺类单体和四羧酸二酐类单体之间的反应与水和四羧酸二酐类单体之间的反应属于竞争性反应，二酐类单体的水解程度无法控制，从而导致在聚合过程中聚合物溶液的粘度很难控制稳定。

发明内容

本发明所要解决的技术问题之一为聚酰胺酸溶液在以往制备过程中存在粘度控制不稳定以及后续亚胺化过程中聚合物分子链进一步增长困难的问题，提供了一种粘度可控的聚酰胺酸组合物溶液，该制备方法通过加入一种四羧酸组分作为共聚单体组分，并通过调节四羧酸组分的含量来达到控制聚合物粘度的目的。在这种聚酰胺酸组合物溶液中二胺类单体的总的摩尔量与四羧酸二酐类单体和四羧酸类单体的总的摩尔量相等，因此在后续亚胺化过程中，可以实现聚合物分子链的进一步增长。

本发明所要解决的技术问题之二为提供一种解决技术问题之一所述的聚酰胺酸组合物的制备方法。

本发明所要解决的技术问题之三为提供一种解决技术问题之一所述的聚酰胺酸组合物的应用。