[发明专利]一种聚酰亚胺树脂和一种透明聚酰亚胺薄膜及其制备方法

说明书

为了解决不能使用聚酰亚胺树脂熔融加工的方式制备透明聚酰亚胺薄膜，本发明提供一种聚酰亚胺树脂和一种透明聚酰亚胺薄膜及其制备方法。本发明提供的聚酰亚胺树脂和聚酰亚胺薄膜包括结构单元a、b、c和d，所述聚酰亚胺薄膜的合成单体包括二酐和二胺，所述二酐单体包括三苯二醚四甲酸二酐，4,4’‑(六氟异丙烯)二酞酸酐；所述二胺单体包括2,2’‑双(三氟甲基)‑4,4’‑二氨基苯基醚，4,4’‑二氨基‑2,2’‑双三氟甲基联苯。本发明提供的聚酰亚胺薄膜通过聚酰亚胺树脂熔融挤出的方法制备，也可以通过常见的流延法制备，本发明提供的透明聚酰亚胺薄膜，具有透光率高、机械性能好、耐热性高、加工性好等特点。

技术领域

本发明涉及聚酰亚胺，特别涉及一种聚酰亚胺树脂和一种透明聚酰亚胺薄膜及其制备方法。

背景技术

聚酰亚胺是芳香杂环聚合物中最主要的产品，具有耐高温、机械强度高、化学稳定、尺寸稳定性好等优异的综合性能，在航空航天、电气、微电子等行业得到广泛的应用。

近年来，随着高新技术产业的发展，光电器件逐渐呈现出大型化、轻质化、超薄化和柔性化的趋势。传统透明基板材料通常是玻璃和透明聚合物材料。玻璃的硬脆特性导致其在大型化和薄型化应用时加工和搬运困难，且难以自由弯曲，因此无法满足未来柔性封装技术的发展要求。透明聚合物材料，如聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚碳酸酯(PC)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚苯乙烯(PS)等，尽管具有优异的光学透明性、力学性能和化学稳定性，但是耐热性不够(玻璃化转变温度不超过220℃)，不能满足光电器件加工过程中电极薄膜沉积和退火处理等高温制程(260～400℃)的要求。

聚酰亚胺最为突出的性能就是耐热性。但是传统的聚酰亚胺薄膜通常呈现棕黄色或褐色，对可见光透过率低，限制了其在光电领域的应用。这主要是因为聚酰亚胺主链上吸电子作用的二酐和给电子作用的二胺残基交替出现，产生分子内和分子间电荷转移络合效应(CTC)，因此，需要降低或消除CTC的形成来获得浅色或的聚酰亚胺薄膜。目前降低聚酰亚胺颜色的方法主要有：1)在聚酰亚胺分子链中引入含氟取代基；2)引入大侧基或不对称结构单元；3)用脂肪或脂环结构的单体代替芳香单体。

现有技术中公开了很多透明聚酰亚胺薄膜的制备方法，如授权号为CN101796105B的发明专利公开了一种聚酰亚胺薄膜，该发明所得聚酰亚胺薄膜热膨胀系数为35.0ppm/℃或者更低的水平，薄膜厚度为50至100μm时，其具有以紫外线分光光度计测得的在380至780nm范围内的透光率为85％或者更高的平均透光率。又如授权号CN102617876B的发明专利公开了一种聚酰亚胺薄膜及其制备方法，选用2,3’,3,4’-联苯四甲酸二酐作为二酐单体，4,4’-二氨基-2,2’-双三氟甲基联苯作为二胺单体经缩聚反应得到，玻璃化温度为306℃～324℃。但是，由于聚酰亚胺较强的刚性结构，使得其只能通过常规的流延加工的方法制备透明聚酰亚胺薄膜，不能使用挤出造粒、熔融加工的方式制备透明聚酰亚胺薄膜，生产效率低且制备100μm以上的厚膜比较困难。

发明内容

为了解决不能使用聚酰亚胺树脂熔融加工的方式制备透明聚酰亚胺薄膜，本发明提供一种聚酰亚胺树脂和一种透明聚酰亚胺薄膜及其制备方法。本发明提供的聚酰亚胺薄膜通过聚酰亚胺树脂熔融挤出的方法制备，也可以通过常见的流延法制备，本发明提供的透明聚酰亚胺薄膜，具有透光率高、机械性能好、耐热性高、加工性好等特点。

为了解决上述技术问题，本发明提供以下技术方案：

本发明提供一种聚酰亚胺树脂，所述聚酰亚胺树脂包括下述结构单元：

其中在结构式a和b中：分子链中氧原子位于苯环的3-位或者4-位。

进一步的，所述的聚酰亚胺包括下述结构：

其中，m是大于等于1、小于100的正整数，n是大于等于1、小于100的正整数。m的值优选为10-50，n的值优选为10-50。