[发明专利]一种改性聚酰亚胺薄膜及其制备方法

说明书

本说明公开了一种改性聚酰亚胺薄膜的制备方法，其包括在室温条件下，将亚麻纤维和/或纸纤维加入离子液体中进行搅拌，直至溶体形成无色透明凝胶状，然后过滤得无色透明凝胶体；将制备的无色透明凝胶体加入树脂溶液中搅拌制得改性树脂溶液；其中加入的亚麻纤维和/或纸纤维的质量为树脂溶液中固含量的0.1wt％～4.8wt％；所述树脂溶液为聚酰胺酸树脂溶液和/或聚酰亚胺树脂溶液；将改性树脂溶液经成型、双向拉伸制得改性聚酰亚胺薄膜。同时还公开了一种改性聚酰亚胺薄膜。通过在树脂溶液中加入经离子液体部分溶解表面均相衍生化反应改性的无色透明微纳米亚麻和/或纸纤维，有效提升无色透明聚酰亚胺薄膜的力学特性、光学特性及吸湿特性。

技术领域

本发明涉及功能性聚酰亚胺薄膜技术领域，具体涉及一种改性聚酰亚胺薄膜及其制备方法。

背景技术

未来光电器件的发展逐渐呈现出轻质化、大型化、超薄化和柔性化的趋势，作为传统透明基板材料的玻璃已经无法满足未来柔性封装技术的发展要求，高透明性聚合物材料由于具有透明、柔韧、质轻、高耐冲击性等优点，已成为未来柔性光电封装基板材料的首选。聚酰亚胺(PI)薄膜具有优异的耐热稳定性，可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的要求，故而发展高透明性PI材料成为研究的重点。传统的PI薄膜由于其中含有较高的芳香环而呈现褐色或黄色，其在可见光(波长400nm～700nm)范围内透过率低；且由于其同时具有高的双折射率而严重限制了其在光电领域应用，如光通讯领域中的光波导材料、光电封装材料、光伏材料、非线性光学材料、光折边材料、光电材料以及液晶显示领域的取向膜材料等。

现有无色透明聚酰亚胺薄膜制备技术主要是通过引入含氟基团、大体积取代基、脂环结构、主链弯曲结构、不对称结构及减少共轭双键结构等单体避免或减少共轭单元，减少分子内或分子间的传荷作用，改善PI薄膜的透光率和透明度。目前国内外研究人员均是采用上述结构单体并相互组合研制新配方，通过嵌段、化学聚合等方法制备高透光率、高模量、相对较高玻璃化温度(Tg)和相对较低CTE的无色透明聚酰亚胺薄膜，但是薄膜综合性能改进均有所限制，比如存在雾度较高、颜色b值(或黄变指数)较高、拉伸强度较低且纵横两向均匀性差、双折射较差、伸长率较低及高吸湿性等缺陷问题。即使通过对聚合单体和溶剂进行精制预处理后再实施聚合，但其综合性能改善也是大大受限。另外，现有技术中通过双向拉伸制备工艺提高聚酰亚胺薄膜平面机械特性、热稳定特性等，同时在聚酰亚胺分子结构中引入一些抑制电荷转移络合物产生的基团即增加脂肪(环)类链段和/或减少含苯环链段赋予其高透光率，同时还赋予其高热稳定性、低黄变和介电特性。采用此类方法虽然可以进一步提高聚酰亚胺的透光率，但其提高有限，同时抑制电荷转移络合物产生的基团引入过多则会存在双折射增大、模量降低、黄变指数上升等异常。再者，由于过多留存柔性脂环类链节，聚酰亚胺的热稳定性和力学性能有一定下降。另外一方面，现有技术中在聚酰亚胺基体中一般引入氧化钛、氧化锆、氧化硅、氧化铝、碳酸钙等无机纳米粒子进行相应改性，但对于无色透明聚酰亚胺薄膜而言，无机填料的引入虽然也如同常规黄色聚酰亚胺薄膜那样，性能有所提升，但会造成无色透明聚酰亚胺薄膜的雾度、黄变指数、双折射等性能的增大。如何满足光电显示领域更高要求和拓展聚酰亚胺薄膜的应用领域，特别是在太阳能电池、液晶显示器和光电集成电路等领域的应用，进一步改善无色透明聚酰亚胺薄膜的光学特性，如优化透光性、降低雾度、减小黄变指数、提高拉伸强度、提高热稳定性、降低吸湿性等，是目前研究人员亟待解决的问题。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的目的是设计一种引入经离子液体表面改性的亚麻纤维和/或纸纤维以增强无色透明聚酰亚胺薄膜力学特性且纵横两向性能均匀的制造方法，通过在聚酰胺酸和/或聚酰亚胺树脂溶液中添加高比表面积、高长径比结构形貌微纳米亚麻和/或纸纤维，以挤出流涎、双向拉伸、高温亚胺化和定型处理等成型工艺制得改性无色透明聚酰亚胺薄膜。

本发明的技术方案如下：

一种改性聚酰亚胺薄膜的制备方法，包括如下步骤: