[发明专利]一种含高平面性结构的高阻隔聚酰亚胺及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种含高平面性结构的高阻隔聚酰亚胺及其制备方法和应用。本发明利用氰化物将含有两个卤原子取代的蒽醌单体中的卤原子转化为氰基，通过水解反应得到二羧酸单体，然后酰氯化反应得到二酰氯单体，最后通过酰胺反应接枝含硝基的基团再还原获得二胺单体。本发明制备含蒽醌结构的二胺具有平面刚性结构，同时含有较多可产生氢键的结构，以其为单体与二酐单体制备得到聚酰亚胺分子链间堆砌紧密、自由体积小，分子链间的氢键作用强，具有高阻隔性。

技术领域

本发明涉及材料科学技术领域，更具体地，涉及一种含蒽醌结构的高平面性聚酰亚胺及其制备方法和应用。

背景技术

FOLED是极具发展前景的技术之一，不但具备OLED的宽视角、高亮度等优点，而且由于FOLED的衬底是具有良好柔韧性的材料，因而能够实现柔性显示，可以制备出可折叠，弯曲的显示器，并且比刚性玻璃的OLED显示屏更加轻薄、更耐冲击。

聚合物具有较好的柔韧性，在应用上符合柔性显示器的需求。但是，聚合物衬底的水氧阻隔能力和在高温下的稳定性不能同时满足FOLED器件的封装要求。聚酰亚胺具有极强的耐热性，良好的力学性能和尺寸稳定性，是柔性OLED衬底或封装材料的最佳选择之一。目前商用的聚酰亚胺的阻隔性能并不能满足FOLED器件的封装要求，采用多层膜复合、膜表面镀层或片状纳米改性等手段虽然能显著的提高其阻隔性能，但是在应用中，多层复合使用的高阻隔层膜耐热性差，稳定性不高；镀层膜影响其柔性，并且表面不平滑，易折损脱落；无机纳米改性是最常使用的方法，通过片状纳米层有效延长水蒸气和氧分子在基材中的扩散路径，从而改善其阻隔性能，然而所述方法基于基体的性能差别，阻隔性能的提高有限，聚酰亚胺的阻隔性能还是不能满足OLED对衬底或封装材料的高要求。因此，通过结构设计一种高阻隔、热稳定性好和低热膨胀系数的本征型聚酰亚胺提高水和氧气的渗透，确保OLED器件的稳定性、延长器件的使用寿命。

发明内容

本发明要解决的技术问题是针对现有FOLED基板材料的热稳定性和阻隔性的不足，提供一种具有高阻隔性能、高平面性聚酰亚胺。

本发明要解决的另一技术问题是提供上述含蒽醌结构的二胺单体以及聚酰亚胺的制备方法。

本发明还解决的技术问题是提供含蒽醌结构的聚酰亚胺在多领域内的应用。

本发明的目的通过以下技术方案予以实现：

一种含蒽醌结构的高平面性聚酰亚胺，所述聚酰亚胺由含蒽醌结构的二胺单体与二酐单体聚合合成，其结构通式如下所示：

Ar₁选自下列结构式中的任意一种：

其中，y＝1～10000；n＝0～6，m＝0～6，同一结构式中的n和m不同时为0。

进一步地，所述Ar₂和Ar₃选自下列结构式中的任意一种：

所述X选自下列结构中的任意一种：

优选地，所述Ar₂为的一种或多种，Ar3为的一种或多种；所述X为

根据上述所述含蒽醌结构的高平面性聚酰亚胺提供其制备方法，制备步骤包括：在保护气氛中，将含蒽醌结构的二胺和含X结构的二酐按摩尔比为1:0.95～1.05溶解在强极性非质子溶剂中，在-15～30℃搅拌反应2～48h，得到均相的聚酰胺酸胶液，然后将聚酰胺酸胶液进行热酰亚胺化或化学酰亚胺化脱水得到聚酰亚胺。