[发明专利]一种高耐热低热膨胀系数的聚酰亚胺薄膜及其制备方法

说明书

本发明提出了一种高耐热低热膨胀系数的聚酰亚胺薄膜及其制备方法，所述聚酰亚胺薄膜的玻璃化转变温度为380℃以上，线性热膨胀系数为15ppm/K以下。

技术领域

本发明涉及光学材料技术领域，尤其涉及一种高耐热低热膨胀系数的聚酰亚胺薄膜及其制备方法。

背景技术

在光电显示等行业，通常用聚酰亚胺薄膜代替玻璃材料，可以实现屏幕自身的轻薄化、可折叠等特质。聚酰亚胺薄膜常与无机材料组合使用，在加工的过程中，材料要经受高热的环境。这就需要聚酰亚胺材料具有较高的耐热性和高尺寸稳定性，但是现阶段传统的聚酰亚胺材料很难达到兼具高耐热、低热膨胀等要求。

发明内容

基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种高耐热低热膨胀系数的聚酰亚胺薄膜及其制备方法，所述聚酰亚胺薄膜的玻璃化转变温度为380℃以上，线性热膨胀系数为15ppm/K以下。

本发明提出的一种高耐热低热膨胀系数的聚酰亚胺薄膜，所述聚酰亚胺薄膜包含如下结构式：

其中，R为芳香族二胺单体除去二个氨基后的残基，n为大于零的整数。

优选地，所述芳香族二胺单体为4，4'-二氨基二苯醚、2，2'-双(三氟甲基)-4，4'-二氨基联苯、4，4'-二氨基二苯砜、4，4'-双(2-三氟甲基-4-氨基苯氧基)苯或4，4'-双(2-三氟甲基-4-氨基苯氧基)联苯中的一种或者多种的组合。

优选地，所述聚酰亚胺薄膜的玻璃化转变温度为380℃以上，线性热膨胀系数为15ppm/K以下。

本发明还提出上述高耐热低热膨胀系数的聚酰亚胺薄膜制备方法，包括如下步骤：

S1、将偏苯三酸酐酰氯和2，5-二氨基嘧啶-4(3H)-酮按照2-4:1的摩尔比进行酰胺化反应得到含嘧啶酮的四羧酸二酐单体，再将该含嘧啶酮的四羧酸二酐单体与芳香族二胺单体进行酰胺化反应，得到聚酰胺酸；

S2、将步骤S1中得到的聚酰胺酸在脱水剂和催化剂的条件下进行亚胺化反应，成膜后，即得到所述聚酰亚胺薄膜。

优选地，所述含嘧啶酮的四羧酸二酐单体与芳香族二胺单体的摩尔量之比为1:1-1.2。

优选地，所述脱水剂为乙酸酐、丙酸酐或三氟乙酸酐中的一种或者多种的组合；所述催化剂为吡啶、甲基吡啶、喹啉或异喹啉中的一种或者多种的组合。

优选地，所述“成膜”具体包括：将聚酰亚胺稀释后涂覆成膜，加热干燥，得到所述聚酰亚胺薄膜。

优选地，所述“加热干燥”具体包括：在60-80℃下干燥0.5-1h，在180-200℃下干燥1-2h，在320-350℃下干燥0.5-1h。

本发明中，通过含嘧啶酮的四羧酸二酐单体与芳香族二胺单体进行缩聚反应，得到聚酰亚胺薄膜。该聚酰亚胺薄膜中含有的嘧啶酮和酰胺结构可以提供多个氢键结合位点，使得该聚酰亚胺薄膜在分子内或分子间形成大量的氢键作用，从而有效地提高了材料的耐热性，确保能够得到高耐热低热膨胀系数的聚酰亚胺薄膜。

其中，关于聚酰亚胺薄膜中氢键的作用过程如下所示：

具体实施方式

本发明中所提出的聚酰亚胺薄膜中，所述聚酰亚胺薄膜包含如下结构式：

其中，R为芳香族二胺单体除去二个氨基后的残基，n为大于零的整数。

下面，通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明，但是应该明确提出这些实施例用于举例说明，但是不解释为限制本发明的范围。

实施例1