[发明专利]含吡啶环结构的无色透明聚酰亚胺膜材料及其制备方法

说明书

本发明涉及一种含吡啶环结构的无色透明聚酰亚胺膜材料及其制备方法，所述聚酰亚胺由含吡啶环结构的二胺和含氟芳香族二胺与含氟二酐或含脂环结构的二酐单体经低温溶液缩聚反应和热酰亚胺化处理而制得。该聚酰亚胺膜材料的玻璃化转变温度在250～350℃，薄膜颜色很浅，紫外截止波长在250～350nm，可见光区域(400～700nm)具有良好的透明性，450nm处的光透过率超过90％，且加工性能良好，因此可用作微电子领域的柔性基板材料。

技术领域

本发明涉及一种含吡啶环结构的无色透明聚酰亚胺膜材料及其制备方法。

背景技术

作为微电子领域的柔性基板材料需要满足以下几个条件：1.薄膜必须具有良好的透光性，500nm以上波长的透光率超过90％；2.要有良好的耐热性，可满足磁控溅射等工艺条件的需要，玻璃化转变温度应该在250℃以上，并能保持良好的机械强度；3.薄膜表面光洁、平整、无针孔、瑕点，以防止短路或断路现象发生。聚酰亚胺(PI)具有优异的热稳定性、机械性能、电绝缘性、耐辐射和耐化学溶剂性，是柔性基板材料的首选。具有无色透明且耐高温特性的PI可广泛应用于微电子以及光电子等高技术领域。例如，在光通讯领域中用作光波导材料、滤光片、光纤、光电封装材料、二阶非线性光学材料、光折变材料、光敏材料以及光电材料等。在液晶显示领域用作取向膜材料，负性补偿膜、柔性有机电致发光显示器的塑料基板等。在航空航天领域用作太阳能电池阵列的基板材料以及天线反射/收集器材料等，还可用作大面积无缝焊接的无色表面涂层材料。由于可以具有较高的折射率且在可见光范围内具有优良的透明性，还可用作透镜材料。但是，传统的芳香族PI是黄-棕色的透明材料，影响了其在特殊领域的应用。通过降低分子内和分子间作用力来减少电荷转移络合物(CTC)的形成是设计无色透明PI的一个主要方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种含吡啶环结构的无色透明聚酰亚胺膜材料及其制备方法，本发明通过由含吡啶环结构的二胺单体、柔性含氟芳香族二胺单体和一种脂环二酐或含氟二酐单体，经低温溶液缩聚反应和热酰亚胺化制备出耐温性良好且无色透明的聚酰亚胺膜材料，使其可用作微电子领域中的柔性基板材料。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案实现：

含吡啶环结构的无色透明聚酰亚胺膜材料，所述聚酰亚胺具有如下化学结构式：

m，n为正整数，且m≥n≥50。

含吡啶环结构的无色透明聚酰亚胺膜材料的制备方法，包括以下方法步骤：

1)先将含吡啶环结构的二胺单体和含氟芳香族的二胺单体加入到极性非质子溶剂中；

2)搅拌作用下，待二胺完全溶解后再加入脂环二酐或含氟二酐单体，反应温度为0～10℃，反应时间为6～24小时，得到一定固含量的均匀粘稠的聚酰胺酸溶液；

3)将上述聚酰胺酸溶液涂覆在洁净光滑的玻璃板上，采用酰亚胺化方法制得无色透明的聚酰亚胺薄膜。

所述含吡啶环结构的二胺单体选自4-苯基-2,6-双(4-氨基苯基)吡啶、4-(4-甲基苯基)-2,6-双(4-氨基苯基)吡啶、4-[4’-(三氟甲基)苯基]-2,6-双(4-氨基苯基)吡啶、4-[4’-(异丙基)苯基]-2,6-双(4-氨基苯基)吡啶、4-[4’-(叔丁基)苯基]-2,6-双(4-氨基苯基)吡啶中的一种；

所述脂环二酐选自1,2,3,4-环丁烷四羧酸二酐、1,2,4,5-环戊烷四羧酸二酐、1,2,4,5-环己烷四羧酸二酐、双环[2.2.1]庚烷-2,3:5,6-四羧酸二酐、双环[2.2.2]辛烷-2,3:5,6-四羧酸二酐、1,2,3,4-环丁烷-对称(3,6-氧桥-1,2,3,6-四氢苯-1,2-二甲基甲酸酐)；

所述含氟二酐是六氟二酐；