聚酰亚胺前体溶液及其制造方法技术

技术编号:19245387 阅读:24 留言:0更新日期:2018-10-24 07:24
本发明专利技术提供一种聚酰亚胺膜,其通过在刚性聚酰亚胺链结构中导入芴结构,从而不仅显示出优异的耐热性,并且能够同时提高光学特性。另外,根据本发明专利技术的聚酰亚胺通过包含特定的结构,从而透明性、耐热性、机械强度和柔韧性优异,可以用于元件用基板、显示器用覆盖基板、光学膜、IC(集成电路,integrated circuit)封装、粘附膜(adhesive film)、多层FPC(柔性印刷电路,flexible printed circuit)、胶带、触摸面板、光盘用保护膜等各种领域。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】聚酰亚胺前体溶液及其制造方法
本申请主张基于2016年09月23日申请的韩国专利申请第10-2016-0121936号的优先权,包含该韩国专利申请的文献中公开的全部内容作为本说明书的一部分。本专利技术提供一种用于制造耐热性和光学特性提高的聚酰亚胺膜的聚酰亚胺前体溶液。
技术介绍
聚酰亚胺(polyimide,PI)是结晶度比较低或大部分具有非结晶性结构的高分子,是不仅具有容易合成、能够制作薄膜型膜且无需用于固化的交联基团的优点,而且具有透明性、刚性链结构带来的优异的耐热性和耐化学性、优异的机械物性、电性特性和尺寸稳定性的高分子材料,目前作为汽车、航空航天领域、柔性电路基板、LCD用液晶取向膜、粘接及涂覆剂等的电气、电子材料而广泛使用。但是,即便聚酰亚胺是具有较高的热稳定性、机械物性、耐化学性和电性特性的高性能高分子材料,但也无法满足作为用于显示器领域的基本要素的无色透明的性质,并且还存在需要进一步降低热膨胀系数的课题。例如杜邦公司销售的Kapton的热膨胀系数约为30ppm/℃左右,显示出低的热膨胀系数值,但这也无法达到塑料基板所要求的条件。因此,目前正在大量进行关于维持聚酰亚胺的基本特性且使光学特性和热历史变化最小化的研究。一般,芳香族聚酰亚胺显示出深褐色的固有的颜色,其原因可以利用存在于酰亚胺主链中的苯的π电子通过链之间的键合而发生的电荷转移复合化(chargetransfercomplex,以下称为CT-complex)理论进行说明,这是因为酰亚胺(imide)结构中存在σ电子、π电子、非键合(nonbonding)非共用电子对,因此可以实现电子的激发。在一般的聚酰亚胺的情况下,随着吸收400nm以下的波长至500nm之间的可视光线区域的光,显示出作为其配色的黄色~红色的颜色。因此,为了降低作为芳香族聚酰亚胺的缺点的CT-complex,有通过在该主链中导入如三氟甲基(-CF3)、砜(-SO2)、醚(-O-)等电负性较强的元素,从而限制π电子的移动,进而降低共振效果的方法,另外,通过导入不是苯的烯烃系环状(环烯烃,cyclo-olefin)结构,从而减少存在于主链内的π电子的密度,从而能够制造无色透明的聚酰亚胺膜。另一方面,聚酰胺酰亚胺的情况下,由于耐热性、机械强度、电特性等优异,因此以往广泛用作电气、电子、机械、航空领域等的工业用材料。另外,与一般的聚酰亚胺相比其结构本身不同,聚酰胺酰亚胺可溶于有机溶剂是众所周知的,还可以用作瓷漆(enamelvarnish)、电气绝缘用的涂覆剂、涂料等必需溶液成型的用途。但是,为了用于显示器领域,需要开发具有更低的热膨胀系数、具有高溶解度、透明度和热稳定性的柔性显示器用聚合物。
技术实现思路
本专利技术要解决的课题是提供一种用于制造改善了耐热性和光学特性的聚酰亚胺膜的聚酰亚胺前体溶液。本专利技术要解决的另一个课题是提供一种由所述聚酰亚胺前体溶液制造的聚酰亚胺膜。本专利技术的另一课题是提供一种利用上述聚酰亚胺前体溶液的聚酰亚胺膜的制造方法。本专利技术为了解决上述的技术课题,提供一种聚酰亚胺前体溶液,其中,包含聚酰亚胺前体,上述聚酰亚胺前体是使包含下述化学式1和化学式2的结构的四羧酸二酐与包含下述化学式3的二胺的聚合成分在有机溶剂中进行反应而制造的。[化学式1][化学式2]上述化学式2中,Q1和Q2各自独立地选自单键、-O-、-C(=O)-、-C(=O)O-、-C(=O)NH-、-S-、-SO2-、亚苯基和它们的组合。[化学式3]上述化学式3中,上述R1、R2各自独立地为选自卤素原子、羟基(-OH)、硫醇基(-SH)、硝基(-NO2)、氰基、碳原子数1至10的烷基、碳原子数1至4的卤代烷氧基、碳原子数1至10的卤代烷基、碳原子数6至20的芳基中的取代基,上述卤素原子选自-F、-Cl、-Br和-I,Q3选自单键、-O-、-CR18R19-、-C(=O)-、-C(=O)O-、-C(=O)NH-、-S-、-SO2-、亚苯基和它们的组合,这时上述R18和R19各自独立地选自氢原子、碳原子数1至10的烷基和碳原子数1至10的氟烷基。根据一实施例,相对于上述四羧酸二酐的总含量,以10至40摩尔%的含量含有包含上述化学式2的结构的四羧酸二酐。根据一实施例,上述化学式2的化合物可以选自下述化学式2a至2e的化合物。根据一实施例,上述聚酰亚胺前体溶液的粘度可以为2000至8000cp。根据一实施例,上述有机溶剂的LogP可以为正数,上述LogP为正数的有机溶剂可以选自N,N-二乙基乙酰胺(N,N-diethylacetamide,DEAc)、N,N-二乙基甲酰胺(N,N-diethylformamide,DEF)、N-乙基吡咯烷酮(N-ethylpyrrolidone,NEP)或它们的混合物。根据一实施例,还包含下述化学式5的二胺单体,由上述聚酰亚胺前体制造的聚酰亚胺树脂的酰亚胺基浓度可以为2.00~3.70mmol/g,由上述聚酰亚胺前体溶液制造的聚酰亚胺树脂在150℃~380℃具有至少1个玻璃化转变温度,在小于0℃的温度区域具有至少1个玻璃化转变温度。[化学式5]上述化学式5中,R10和R11各自独立地为碳原子数1至20的1价有机基团,h为3至200的整数。为了解决本专利技术的另一课题,提供由上述聚酰亚胺前体溶液制造的聚酰亚胺膜。根据一实施例,上述聚酰亚胺膜的厚度方向的相位差值(Rth)可以为0至1500nm。根据一实施例,上述聚酰亚胺膜的加热后的冷却工序中的热膨胀系数(CTE)可以为正数。根据一实施例,上述聚酰亚胺膜在100℃至450℃的范围内,加热n+1次(n为0以上的整数)后,经过冷却工序后的热膨胀系数(CTE)可以显示0至25ppm。根据一实施例,上述聚酰亚胺膜的雾度(haze)可以为2以下。本专利技术还提供一种聚酰亚胺膜制造方法,其中,包括:将聚酰亚胺前体溶液涂布及涂覆于基板的步骤;以及将涂覆在上述基板上的树脂组合物在320℃以上的温度下进行热处理的步骤。根据一实施例,相对于上述聚酰亚胺前体溶液,可以以8至18重量%的含量包含上述聚酰亚胺前体固体成分。本专利技术还提供一种由上述聚酰亚胺前体溶液制造的用于氧化物TFT或用于LTPS的透明聚酰亚胺基板。本专利技术提供一种聚酰亚胺膜,其通过在刚性聚酰亚胺链结构中导入芴结构,从而不仅显示出优异的耐热性,并且能够同时提高光学特性。另外,根据本专利技术的聚酰亚胺通过包含特定的结构,从而透明性、耐热性、机械强度和柔韧性优异,可以用于元件用基板、显示器用覆盖基板、光学膜、IC(集成电路,integratedcircuit)封装、粘附膜(adhesivefilm)、多层FPC(柔性印刷电路,flexibleprintedcircuit)、胶带、触摸面板、光盘用保护膜等各种领域。具体实施方式本专利技术可以施加各种变换,可以具有各种实施例,将特定实施例例示于附图,并且在具体实施方式中进行详细说明。但是,这并不是将本专利技术限定于特定的实施方式,应理解为包括在本专利技术的思想和技术范围内所包含的全部变换、等价物以及代替物。在对本专利技术进行说明时,当判断为对相关公知技术的具体说明可能混淆本专利技术的主旨时,省略其详细说明。在本说明书中,只要没有特别说明,则所有化合物或有机基团可以为取代或未本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.一种聚酰亚胺前体溶液,其中,包含聚酰亚胺前体,所述聚酰亚胺前体是使四羧酸二酐与包含二胺的聚合成分在LogP为正数的有机溶剂中进行反应而制造的聚酰亚胺前体,所述四羧酸二酐包含下述化学式1和化学式2的结构,所述二胺包含下述化学式3的结构,相对于所述四羧酸二酐的总含量,以10至40摩尔%的含量包含具有化学式2的结构的四羧酸二酐:化学式1

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.09.23 KR 10-2016-01219361.一种聚酰亚胺前体溶液,其中,包含聚酰亚胺前体,所述聚酰亚胺前体是使四羧酸二酐与包含二胺的聚合成分在LogP为正数的有机溶剂中进行反应而制造的聚酰亚胺前体,所述四羧酸二酐包含下述化学式1和化学式2的结构,所述二胺包含下述化学式3的结构,相对于所述四羧酸二酐的总含量,以10至40摩尔%的含量包含具有化学式2的结构的四羧酸二酐:化学式1化学式2所述化学式2中,Q1和Q2各自独立地选自单键、-O-、-C(=O)-、-C(=O)O-、-C(=O)NH-、-S-、-SO2-、亚苯基和它们的组合,化学式3所述化学式3中,所述R1、R2各自独立地为选自卤素原子、羟基(-OH)、硫醇基(-SH)、硝基(-NO2)、氰基、碳原子数1至10的烷基、碳原子数1至4的卤代烷氧基、碳原子数1至10的卤代烷基、碳原子数6至20的芳基中的取代基,所述卤素原子选自-F、-Cl、-Br和-I,Q3选自单键、-O-、-CR18R19-、-C(=O)-、-C(=O)O-、-C(=O)NH-、-S-、-SO2-、亚苯基和它们的组合,这时所述R18和R19各自独立地选自氢原子、碳原子数1至10的烷基和碳原子数1至10的氟烷基。2.根据权利要求1所述的聚酰亚胺前体溶液,其中,相对于所述四羧酸二酐的总含量,以10至30摩尔%含量含有包含所述化学式2的结构的四羧酸二酐。3.根据权利要求1所述的聚酰亚胺前体溶液,其中,所述化学式2的化合物选自下述化学式2a至2e的化合物:4.根据权利要求1所述的聚酰亚胺前体溶液,其中,所述聚酰亚胺前体溶液的粘度为2000至8000cp。5.根据权利要求1所述的聚酰亚胺前体溶液,其中,所述LogP为正数的有机溶剂选自N,N-二乙基乙酰胺、N,N-二乙基甲酰胺、N-乙基吡咯烷酮或它们的混合物。6.一种聚酰亚胺前体溶液,其中,包含聚酰亚胺前体,所述聚酰亚胺前体是使四羧酸二酐与包含下述化学式3和下述化学式5的二胺的聚合成分在有机溶剂中进行反应而制造的聚酰亚胺前体,所述四羧酸二酐包含60至90摩尔%的下述化学式1的四羧酸二酐和10至40摩尔%的化学式2的四羧酸二酐,化学式1化学式2所述化学式2中,Q1和Q2各自独立地选自单键、-O-、-...

【专利技术属性】
技术研发人员:尹哲民申博拉金璟晙徐浚植
申请(专利权)人:株式会社LG化学
类型:发明
国别省市:韩国,KR

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