[发明专利]一种聚酰胺酸溶液及其制备方法、聚酰亚胺薄膜及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及高分子材料技术领域，具体公开了种聚酰胺酸溶液包括化合物一、化合物二和离子液体，并且限定了化合物一和化合物二的化学结构式，同时限定离子液体的具体组成；另外公开了由聚酰胺酸溶液制备得到的聚酰亚胺薄膜；具体的制备方法是将聚酰胺酸溶液涂布于基板上，先进行干燥处理，然后控制升温进行固化处理，使聚酰亚胺薄膜具有低线性膨胀系数(CTE)、低双折射率和优异的耐热性能；而且还公开了聚酰亚胺薄膜在显示器、触摸面板或太阳能电池基板中的应用。

技术领域

本发明涉及高分子材料技术领域，更具体的说是涉及一种聚酰胺酸溶液及其制备方法、聚酰亚胺薄膜及其制备方法和应用。

背景技术

芳香族聚酰亚胺具有优异的物理化学性能，如机械性能、耐热性能、介电性能，所以在航空航天、半导体行业和电子行业等领域有广泛的应用。随着显示行业的发展，人们正在积极推动聚酰亚胺薄膜材料取代ITO玻璃发展，聚酰亚胺薄膜材料赋予显示器弯曲性和轻量化，并可采用卷绕式工艺进行连续生产以降低生产成本。但是，芳香族聚酰亚胺由于分子内共轭和电荷转移络合物的形成而呈现黄褐色，进而导致聚酰亚胺薄膜的光学形成差。

目前，研究人员提出了很多方法以改善聚酰亚胺的光学性能，通过在离子液体中聚合得到了无色透明的聚酰亚胺薄膜。如公开号为CN105492496 B的发明专利，通过向分子内引入氟原子从而抑制分子内共轭和电荷转移络合物的形成从而制得具有优异热性能，并且透明的聚酰亚胺薄膜的方法；公开号为107531902A的发明专利，将二酐单体和1，3-双(4-氨基苯氧基)苯二胺单体共聚，得到的聚酰亚胺树脂改善了耐热性和机械性能的同时，是无色且透明的。公开号为CN105367795的发明专利，将二酐和二胺在离子液体中进行聚合反应的方法，使聚酰亚胺在成膜时可以在低温固化避免高温变黄，从而得到了无色透明的聚酰亚胺薄膜。公开号为CN112175184A的发明专利，通过向脂肪族聚酰亚胺中引入离子液体，降低共轭电子云密度切断共轭，提升了薄膜的透明性，制得了高透明率、低色度的柔性聚酰亚胺薄膜。但是，上述公开的聚酰亚胺膜薄膜双折射率表现通常很差，当光穿过具有较大双折射率的膜的时候，可能会出现颜色显示不正确，颜色模糊或者可视角度变小等问题，这类技术问题往往限制了聚酰亚胺材料的应用。

因此，提供一种具有优异的耐热性和力学性能的聚酰亚胺膜及其制备方法和应用，是本领域技术人员需要解决的技术问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种聚酰胺酸溶液及其制备方法，同时公开了由上述聚酰胺酸溶液经过热固化后得到的聚酰亚胺薄膜，使聚酰亚胺薄膜具有低线性膨胀系数(CTE)、低双折射率和优异的耐热性能。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种聚酰胺酸溶液，包括化合物一、化合物二和离子液体；所述化合物一的化学结构式为式Ⅰ：

所述化合物二的化学结构式为式Ⅱ：

所述式Ⅰ和所述式Ⅱ中，X为碳原子数≥4的脂肪环族或芳香环族4价四羧酸二酐残基；Y为碳原子数≥4的脂肪环族或芳香环族2价二胺残基；n为50～300的整数；m为50～300的整数；

Z的化学结构式为式Ⅲ：

所述式Ⅲ中R为碳原子数为2～18的烯烃、碳原子数为1～10的烷基甲硅烷基、碳原子数为1～8的烷氧基、碳原子数为3～8的环烷氧基、碱金属离子、铵离子、咪唑鎓离子或吡啶鎓离子；

所述离子液体为1-丁基-3-甲基咪唑三氟乙酸盐、氯化1-羟乙基-3-甲基咪唑、氯化1-丁基-3-甲基咪唑中的一种或多种混合。