[发明专利]高玻璃化温度的透明聚酰亚胺及其制备方法

说明书

本发明公开了一种高玻璃化温度的透明聚酰亚胺及其制备方法。所述方法先将A和B单体与其他二酐单体进行溶液聚合，生成聚酰胺酸共聚物，再将聚酰胺酸共聚物溶液的固含量调节至10～25％，涂膜，高温去溶剂并亚胺化，制得高玻璃化温度的透明聚酰亚胺。本发明的聚酰亚胺薄膜在保持无色透明的同时，还具有很高的拉伸强度及玻璃化温度，适用于柔性显示器件中。

技术领域

本发明属于聚酰亚胺材料技术领域，涉及一种高玻璃化温度的透明聚酰亚胺及其制备方法。

背景技术

聚酰亚胺(PI)是指主链上含有酰亚胺环单元的一类聚合物，具有突出的耐热性、化学稳定性，优异的机械性能以及良好的介电性能等特点，广泛应用于半导体封装、太阳能电池、液晶显示器、航天军工、机械、汽车等领域中。

近年来柔性电子与柔性显示技术受到广泛关注。柔性AMOLED采用柔性衬底替代传统的玻璃基板，由于使用了超薄、抗冲击力强、韧性好、可折叠弯曲的薄膜，从而顺利进行柔性显示开发。在光电器件制造过程中，为了实现较好的制件性能，基底材料需要经历高达300～500℃的高温热处理。目前，有色型PI基板以其优良的高温稳定性和良好的力学性能在柔性显示器件中已经开始得到广泛应用。但高玻璃化温度无色透明型PI基板在柔性显示领域中的应用更具发展潜力。

传统的耐高温全芳香型PI材料，由于分子内和分子间的电荷转移络合作用而形成的电荷转移络合物(CTC)的存在，使得PI薄膜一般呈现出浅黄色到深棕色，可见光透光率低。而半芳香型PI和全脂肪族PI颜色较浅或接近无色，但通常该类PI的耐热性能较差。也就是说，PI材料在电子领域的应用上，面临着耐热性、光学透明性和其他性能(如力学性能等)之间相互牵制的难题。

为获得高玻璃化温度透明聚酰亚胺材料，可以通过控制单体的结构而减少聚合后的聚酰亚胺分子中电荷转移络合物的形成，从而达到薄膜透明的效果，又具有较高的玻璃化温度。现有技术中公开了很多无色透明聚酰亚胺材料的制备方法。如中国专利申请201811476033.8在传统无色聚酰亚胺配方的基础上，通过高分子整体结构设计，引入了具有镜面对称结构的芳香族调控二酐，所得的高耐热无色透明聚酰亚胺，透光率达到88％以上，玻璃化转变温度336℃以上，拉伸强度109～120MPa，断裂伸长率20～26％。中国专利申请201710583631.4通过分子设计，在聚酰亚胺分子主链引入氟元素、砜基或醚键等，破坏分子结构的共平面性，抑制分子内或分子间的电荷转移，显著提高了聚酰亚胺薄膜的光学性能。制得的聚酰亚胺薄膜玻璃化转变温度为280～300℃，在450nm处的透光率为80％以上。中国专利申请201710726433.9公开的透明聚酰亚胺薄膜，通过在刚性较强的结构单元中引入相对柔性的三苯二醚四甲酸二酐结构单元，大幅提高薄膜的耐挠曲性能，具有透光率高、机械性能好、耐热性高、耐挠曲性好等特点。中国专利申请201210103579.5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，该发明所得聚酰亚胺薄膜的紫外光透过截止波长为390nm～400nm，玻璃化转变温度为306℃～324℃。但是，上述无色透明PI材料在耐热性与高温透明性方面均存在明显的缺陷，高玻璃化温度透明聚酰亚胺材料均无法同时满足紫外光透过率(450nm处)大于90％且玻璃化温度高于355℃的要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高玻璃化温度透明聚酰亚胺薄膜及其制备方法。该薄膜在保持无色透明、透过率达到90％以上的同时，还具有很高的拉伸强度及玻璃化温度。

实现本发明目的的技术方案如下：

聚酰胺酸，结构式如下所示：

高玻璃化温度的透明聚酰亚胺，结构式如下：

上述聚酰胺酸和高玻璃化温度的透明聚酰亚胺的合成路线如下：