二胺化合物、聚酰亚胺、光学薄膜及其制备方法技术

提供了具有良好的溶解性，较高的光学透过率的光学薄膜。采用特定的二胺化合物与四羧酸二酐制成聚酰胺酸；聚酰胺酸脱水闭环得到聚酰亚胺，然后进一步制成透明聚酰亚胺薄膜。该薄膜可以用于光电子器件、太阳能电池器件、柔性显示器件、电子书、电子标签或光电传感器。

Two amine compound, polyimide, optical film and preparation method thereof

An optical film having good solubility and high optical transmittance is provided. Polyamic acid is prepared by using a specific two amine compound with four carboxylic acid and two anhydride; the polyamic acid dehydration loop is used to obtain polyimide, and then a transparent polyimide film is further made. The film can be used in optoelectronic devices, solar cell devices, flexible displays, electronic books, electronic labels, or photoelectric sensors.

【技术实现步骤摘要】
二胺化合物、聚酰亚胺、光学薄膜及其制备方法
本专利技术属于光学材料领域。本专利技术涉及一种新型二胺化合物、聚酰胺酸和聚酰亚胺、光学薄膜以及光电器件。更具体地，涉及新型二胺化合物、由其制成的聚酰胺酸和聚酰亚胺、含有它们的光学薄膜、进一步含有该光学薄膜的光电器件及其制备方法。
技术介绍
聚酰亚胺是分子结构含有酰亚胺五元环的一类高分子材料，主要通过芳香族二酐化合物与二胺化合物通过缩聚方法制得。这类化合物由于其具有优良的热稳定性、机械强度、介电性能、绝缘特性，并且具有突出的韧性和柔软性等特点，逐渐应用于很多领域，特别是近年来发展较快的柔性显示行业。随着航空航天、太阳能、微电子等工业的发展，不断对聚酰亚胺材料的耐热性能、介电性能以及透明性提出进一步的要求。由于传统的聚酰亚胺分子主链的高度芳香共轭性和分子链内电荷络合转移作用，聚酰亚胺薄膜通常有颜色，同时光透过性较差，在可见光区域几乎不透明。为改善聚酰亚胺薄膜在这些领域中的使用特性，研究者已进行了一系列的探索工作，部分研究工作也取得了一些效果。例如，中国专利申请CN101674923A(三菱瓦斯化学株式会社)公开了一种无色透明聚酰亚胺薄膜的制备方法及制备装置，该方法采用脂环二酐化合物1,2,4,5-环己烷四酸二酐与二胺化合物聚合工艺制得，采用该溶液直接制备无色透明聚酰亚胺薄膜，制得的厚度为200μm薄膜的透光率为89.8％。中国专利申请CN102634022A公开了一种无色高透明聚酰亚胺薄膜及其制备方法与应用，采用脂肪二酐与不同二胺聚合得到透明性很好的聚酰亚胺薄膜。传统制备的聚酰亚胺由于较大的共轭程度，导致聚酰亚胺分子内、分子之间发生电荷转移形成电荷转移络合物(CTC)，使得聚酰亚胺透明性不好。目前改进聚酰亚胺的透明性的途径主要有：采用含氟单体；引入大体积基团或者侧基、强吸电子基；在二胺单体中引入圈形结构、脂肪结构等。然而，针对耐热性、溶解性和透明性要求，仍然不能令人满意。
技术实现思路
根据以上背景，本专利技术所解决的技术问题是如何更好地改善聚酰亚胺薄膜的耐热性、溶解性和透明性。专利技术人发现，使用具有含氟桥健和含氟苯的二胺，与二酐合成制备的聚酰亚胺薄膜，在耐热性、溶解性和透明性等方面具有比较优异的性能。基于此，本专利技术目的之一是克服现有技术的不足，提供一种用于合成聚酰亚胺单体的新型二胺化合物，该二胺化合物引入了含氟苯和含氟桥健。这可以增加聚酰亚胺的溶解性并且改善聚酰亚胺薄膜的透过性。本专利技术目的之二是提供一种制备本专利技术的新型二胺化合物的方法。该方法合成简单、易于操作、设备成本低且无污染。本专利技术目的之三是提供一种采用本专利技术的新型二胺化合物的聚酰胺酸和聚酰亚胺。本专利技术目的之四是提供一种光学薄膜，该光学薄膜由本专利技术的聚酰亚胺形成，耐热性、溶解性和透明性等方面具有比较优异的性能。本专利技术目的之五是提供一种光电器件，该光电器件由本专利技术的光学薄膜形成。它在光电子、太阳能电池衬底、柔性液晶显示等领域具有重要的应用价值。为实现上述目的，一方面，本专利技术采用下列技术方案：下述通式(I)表示的二胺化合物，其中，R1、R2和R各自独立地选自卤素、氨基、羟基、硝基、氰基、1至12个碳原子的烷基、1至12个碳原子的烷氧基、1至12个碳原子的氨烷基、1至12个碳原子的烷氨基、2至12个碳原子的烷基酰基、2至12个碳原子的烷基酰氨基、1至12个碳原子的烷氧基酰基、1至12个碳原子的硫代烷基、1至12个碳原子的烷硫基、1至12个碳原子的卤代烷基、1至12个碳原子的卤代烷氧基、芳基或杂芳基；X各自独立地选自CF2O、OCF2、CHFO、OCHF、CF2和CHF；n和m各自独立地为0～4的整数；条件是，至少一个R选自卤素、1至12个碳原子的卤代烷基或1至12个碳原子的卤代烷氧基。作为表示R1、R2和R的卤素，选自氟、氯、溴和碘。作为表示R1、R2和R的卤代烷(氧)基，表示烷基中的一个或多个CH2中的H原子被卤素取代的烷(氧)基。优选，卤代烷(氧)基是C1-C10卤代烷(氧)基，C1-C8卤代烷(氧)基，C1-C6卤代烷(氧)基，或C1-C4卤代烷(氧)基。卤代烷(氧)基的非限制性实例包括卤代甲烷(氧)基，卤代乙烷(氧)基，卤代丙烷(氧)基，卤代异丙烷(氧)基，卤代丁烷(氧)基，卤代异丁烷(氧)基，卤代仲-丁烷(氧)基，卤代叔-丁烷(氧)基，卤代戊烷(氧)基，和卤代己烷(氧)基。进一步地，例如卤代烷基的非限制性实例包括氯代甲(氧)基，1-溴代乙(氧)基，氟代甲(氧)基，二氟甲(氧)基，三氟甲(氧)基，1,1,1-三氟乙(氧)基，等等。多数情形中，本专利技术的取代基包含1至12个碳原子。以烷基为例，其可以是直链或支链的，并且可以是如本文指出的被取代的。当使用“1至12个碳原子的烷基”的术语时，等同于C1、C2、C3、C4、C5、C6、C7、C8、C9、C10、C11或C12。其它取代基定义类似，不再赘述。优选，1至12个碳原子的烷基是C1-C10烷基，C1-C8烷基，C1-C6烷基，或C1-C4烷基。进一步地，例如，C1-C6烷基包括所有具有1至6个碳原子的直链、支链的烷基，从而包括甲基、乙基、正丙基、异丙基、丁基和其异构体(例如正丁基、异丁基和叔丁基)、戊基和其异构体、己基和其异构体。根据本专利技术的二胺化合物，其中，X各自独立地选自CF2O、OCF2、CHFO、OCHF、CF2和CHF。基于合成的便利性，优选地，X各自独立地选自CF2O、OCF2、CHFO和OCHF；以及，最优选地，X各自独立地选自CF2O和OCF2。根据本专利技术的二胺化合物，其中，R各自独立地选自卤素、氨基、羟基、硝基、氰基、1至12个碳原子的烷基、1至12个碳原子的烷氧基、1至12个碳原子的氨烷基、1至12个碳原子的烷氨基、2至12个碳原子的烷基酰基、2至12个碳原子的烷基酰氨基、1至12个碳原子的烷氧基酰基、1至12个碳原子的硫代烷基、1至12个碳原子的烷硫基、1至12个碳原子的卤代烷基、1至12个碳原子的卤代烷氧基、芳基或杂芳基；并且，至少一个R选自卤素、1至12个碳原子的卤代烷基或1至12个碳原子的卤代烷氧基。优选地，至少2个R选自卤素、1至12个碳原子的卤代烷基或1至12个碳原子的卤代烷氧基；更优选地，至少3个R选自卤素、1至12个碳原子的卤代烷基或1至12个碳原子的卤代烷氧基；以及，最优选地，所有R卤素、1至12个碳原子的卤代烷基或1至12个碳原子的卤代烷氧基。在一个具体的实施方式中，R各自独立地选自氟、1至12个碳原子的氟代烷基或1至12个碳原子的氟代烷氧基。根据本专利技术的二胺化合物，其中，n和m各自为0。根据本专利技术的二胺化合物，其中，所述化合物选自下列式(II)化合物另一方面，本专利技术采用下列技术方案：一种制备根据本专利技术二胺化合物的方法，包括如下步骤：使式(III)的四取代苯与取代或未取代的硝基苯化合物和其它必要试剂反应生成式(IV)的二硝基化合物；使式(IV)的二硝基化合物还原，制得本专利技术的二胺化合物。在二胺化合物的合成反应中，根据需要可以使用溶剂。作为上述溶剂，只要能够使特定二胺化合物溶解，且不会妨碍反应，对其没有特别限制。可以列举例如苯、甲苯等芳香族烃类；乙醚、四氢呋喃、二氧六环等醚类；丙酮、甲基乙基酮、甲基异丁基酮等酮类；以及，二本文档来自技高网...

【技术保护点】
下述通式(I)表示的二胺化合物，

【技术特征摘要】
1.下述通式(I)表示的二胺化合物，其中，R1、R2和R各自独立地选自卤素、氨基、羟基、硝基、氰基、1至12个碳原子的烷基、1至12个碳原子的烷氧基、1至12个碳原子的氨烷基、1至12个碳原子的烷氨基、2至12个碳原子的烷基酰基、2至12个碳原子的烷基酰氨基、1至12个碳原子的烷氧基酰基、1至12个碳原子的硫代烷基、1至12个碳原子的烷硫基、1至12个碳原子的卤代烷基、1至12个碳原子的卤代烷氧基、芳基或杂芳基；X各自独立地选自CF2O、OCF2、CHFO、OCHF、CF2和CHF，优选X各自独立地选自CF2O和OCF2；n和m各自独立地为0～4的整数，优选n和m各自为0；条件是，至少一个R选自卤素、1至12个碳原子的卤代烷基或1至12个碳原子的卤代烷氧基。2.根据权利要求1所述的二胺化合物，其中，R各自独立地选自氟、1至12个碳原子的氟代烷基或1至12个碳原子的氟代烷氧基。3.根据权利要求1或2所述的二胺化合物，其中，所述化合物选自下列式(II)化合物4.一种制备权利要求1-3任一项所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：谭玉东，靳灿辉，孙仲猛，冯代军，
申请(专利权)人：江苏创拓新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32