聚酰亚胺前驱体液组合物和聚酰亚胺涂膜制造技术

一种聚酰亚胺前驱体液组合物，其包括：　　　　至少一类四羧酸二酐或其衍生物；　　　　至少一类二胺或其衍生物；以及　　　　极性聚合溶剂；　　　　其中该聚酰亚胺前驱体液组合物进一步包括环状化合物；并且　　　　该环状化合物具有２００℃或以上的沸点而且包含碳、氢和氧原子。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】聚酰亚胺前驱体液组合物和聚酰亚胺涂膜
本专利技术涉及基本上无色且透明的聚酰亚胺前驱体以及聚酰亚胺涂膜(包括薄膜、片材和管材)。更具体地，本专利技术涉及基本上无色透明的在例如光纤、用于液晶显示面的基板、场致发光基板和保护片材方面有用的聚酰亚胺涂膜，以及涉及基本上无色透明的用作耐热涂层的聚酰亚胺膜等。
技术介绍
聚酰亚胺涂料和膜广泛应用于许多不同的要求具有热稳定性以及良好的电气和机械特性的产品应用领域，并且被认为是理想的。此外，具有良好透明特性的聚酰亚胺涂料和膜广泛用作例如液晶显示设备、场致发光基板、光纤电缆涂覆膜、波导管以及用于太阳能电池的保护覆盖膜方面的薄膜。虽然这种聚酰亚胺涂料和薄膜具有良好的透明性，但是由于经受在薄膜形成过程中所经历的过度的热状态，它们通常会变为黄色或褐色。这种变色在应用方面存在一些问题如液晶膜的变色使得观察区域变暗，从而丧失液晶显示装置的功能性。针对上述问题，人们开发了各种表现出低变色程度和高透明性的聚酰亚胺涂料和薄膜。使用这种现有技术的涂料和薄膜的开发，被一系列集中于涉及透明聚酰亚胺薄膜的变色因素的研究所引导。据这类研究报道，聚酰亚胺的变色大大依赖于选择作为聚酰亚胺起始原料而使用的芳族四羧酸二酐和二氨基化合物的类型。尤其是在间位位置上包含一个氨基基团的芳族二胺作为氨基化合物是特别有效的，并且据这类研究报道，这种二胺化合物和二苯基四羧酸二酐的混合物能导致-->无色透明的聚酰亚胺的形成(下面的专利文献1)。使用这种现有技术的涂层和薄膜的开发，被已知的更高的生成温度或聚合温度对所得到的聚酰亚胺的变色程度产生有害影响的原则所引导。实际上在这些现有技术中，使用芳族四羧酸二酐和二氨基化合物在80℃或以下的温度下聚合以产生聚酰胺酸溶液，之后通过热或化学方法将聚酰胺酸转变成酰亚胺的方法制造聚酰亚胺。但是，在专利文献1中，由于聚酰胺酸在80℃或以下的温度下聚合，因此存在聚合速度低、生产成本高的问题。为了解决这个问题，在下面的专利文献2中，Deets提出了一种生产成本低廉的聚酰亚胺。专利文献1：美国专利第4,876,330号，1栏64行～2栏6行，8栏25～39行。专利文献2：日本特许公开第2000-313804A号然而，近些年来，在使用液晶元件的成像装置或场致发光(EL)例如光纤、光学波导，以及电子部件如用于太阳能电池和印刷电路板的保护涂层方面，要求聚酰亚胺具有更高的透明性。
技术实现思路
本专利技术改进了传统的技术，并且提供了一种具有更高透明性的聚酰亚胺涂膜，以及其中用于聚酰亚胺涂膜的聚酰亚胺前驱体液。本专利技术的聚酰亚胺前驱体液组合物包括至少一类四羧酸二酐或其衍生物，至少一类二胺或其衍生物，以及一种极性聚合溶剂，其中聚酰亚胺前驱体液组合物进一步包括一种环状化合物，并且其中该环状化合物具有200℃或以上的沸点，而且其包含碳、氢和氧原子。通过将聚酰亚胺前驱体液组合物转变成酰亚胺而得到本专利技术的聚酰亚胺涂膜。-->附图说明图1为通过示差扫描量热器(DSC)测量的本专利技术实施例1～7中使用的BPADA的热分析数据。图2为通过本专利技术实施例1中得到的聚酰亚胺的XPS分析而得到的O1s谱图。图3为通过比较例1中得到的聚酰亚胺的XPS分析而得到的O1s谱图。具体实施方式本专利技术能够通过提供一种包括至少一类四羧酸二酐或其衍生物、至少一类二胺或其衍生物、以及一种极性聚合溶剂的聚酰亚胺前驱体液组合物而提供一种比通过传统工艺制备的聚酰亚胺涂膜具有更高透明性的聚酰亚胺涂膜，其中聚酰亚胺前驱体液组合物还进一步包括一种具有200℃或以上的沸点，而且包含碳、氢和氧原子的环状化合物。能够用于本专利技术的优选的原料组成包括：至少一类选自以下化学式A和B(其中X代表-O-、-S-、-SO-、-SO2-、-CH2-、-CF2-、-C(CH3)2-、-C(CF3)2-或直接结合)的芳族四羧酸二酐或其衍生物；至少一类选自以下化学式I和II(其中Y代表-O-、-S-、-SO-、-SO2-、-CH2-、-CF2-、-C(CH3)2-、-C(CF3)2-、-CO-或直接结合)的芳族二胺或其衍生物；一种极性聚合溶剂；以及一种环状化合物，其中该环状化合物具有200℃或以上的沸点，而且包含碳、氢和氧原子。-->通常可以用于聚合聚酰亚胺前驱体即聚酰胺酸的极性聚合溶剂的化合物如N，N-二甲基甲酰胺(DMF)、N，N-二甲基乙酰胺(DMAC)、N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)以及二甲亚砜(DMSO)与聚酰亚胺的前驱体聚酰胺酸发生强烈溶剂化或形成络合物以附着在聚酰胺酸中，当在300℃或以上温度加热时，它们可以热分解。由于它们包含例如氮(N)和硫(S)原子，因此当这些溶剂热分解时，它们可能是引起变色的一个因素。本专利技术的专利技术者们详尽地研究了如果将不包含杂原子如氮、磷和硫，并且具有高于用作聚合溶剂的极性有机溶剂沸点的化合物作为聚酰亚胺前驱体加入到极性有机溶剂中，然后用具有低沸点的聚合溶剂的极性有机溶剂置换化合物，这样当在高温烧制时可能会防止变色的原理。他们发现当使用不包含杂原子如氮、磷和硫，并且具有高沸点的环状化合物时，在防止变色方面是有效的。特别地，他们发现由于具有包括羰基(C＝O键)的五元环结构的化合物比通常用于聚合聚酰胺酸的极性有机溶剂具有更大的偶极矩和介电常数，因此由于源自五元环的平面结构使得这些化合物与聚酰胺酸强烈地溶剂化，当使用这些化合物时，它们会置换极性有机溶剂，从而当高温烧制时具有防止变色的效果。化合物的介电常数为30或以上，优选为40或以上。化合物的偶-->极矩为3德拜(debye)或以上，优选为4德拜或以上。所优选的是，本专利技术中所使用的化合物是至少一种选自以下组中的化合物：碳酸亚乙酯、碳酸亚丙酯、碳酸亚丁酯和γ-丁内酯。当聚酰亚胺前驱体液的固体部分为100质量份时，极性聚合溶剂在150～900质量份的范围内，环状化合物在15～750质量份的范围内是优选的。在极性聚合溶剂中聚合聚酰亚胺前驱体之后，再加入环状化合物是优选的。当本专利技术的聚酰亚胺涂膜为具有50±10微米(μm)厚度的膜或涂膜，并且当用420纳米(nm)的光照射时，聚酰亚胺涂膜表现出50％或以上的透过率是优选的，更优选的是聚酰亚胺涂膜表现出60％或以上的透过率，特别优选的是聚酰亚胺涂膜表现出70％或以上的透过率。芳族的四羧酸二酐的例子为2，2-双(3，4-二羧基苯基)六氟丙烷二酐、二苯砜四羧酸二酐、2，2-双(3，4-二羧基苯基)丙烷二酐、二苯硫醚四羧酸二酐、二苯亚砜四羧酸二酐、氧代二邻苯二甲酸二酐、二苯基四羧酸二酐和苯甲酮四羧酸二酐。在优选的实施方案中，X为氟取代的脂族烃基团。在更优选的实施方案中，本专利技术的芳族四羧酸二酐单体化合物为如下面式1所示的BPADA。在另一个更优选的实施方案中，X为直接结合，芳族的四羧酸二酐单体组分为如下面式2所示的二苯基四羧酸二酐，即BPDA。-->四羧酸二酐及其衍生物的例子为四羧酸、羧酸酯以及四羧酸二酐，不过四羧酸二酐是优选的。本专利技术的芳族二胺为通式I或通式II中任一个所表示的取代芳族二胺。在优选的实施方案中，Y为砜，芳族二胺为双(取代的氨基苯基)砜(取代的DDS)。在下面的式3中，可以是间位形式或对位形式的，不过优选为对位形式。对位取代的芳族二胺的例子为对联苯胺、本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种聚酰亚胺前驱体液组合物，其包括：至少一类四羧酸二酐或其衍生物；至少一类二胺或其衍生物；以及极性聚合溶剂；其中该聚酰亚胺前驱体液组合物进一步包括环状化合物；并且该环状化合物具有200℃或以上的沸点而且包含碳、氢和氧原子。2.依照权利要求1的聚酰亚胺前驱体液，其中四羧酸二酐或其衍生物为至少一类选自以下化学式A和B(其中X代表-O-、-S-、-SO-、-SO2-、-CH2-、-CF2-、-C(CH3)2-、-C(CF3)2-或直接结合)的化合物。3.依照权利要求1的聚酰亚胺前驱体液组合物，其中二胺或其衍生物为一类选自以下化学式I和II(其中Y代表-O-、-S-、-SO-、-SO2-、-CH2-、-CF2-、-C(CH3)2-、-C(CF3)2-、-CO-或直接结合)的化合物。4.依照权利要求1的聚酰亚胺前驱体液组合物，其中环状化合物的介电常数不低于30。5.依照权利要求1的聚酰亚胺前驱体液组合物，其中环状化合物的偶极矩不低于3德拜。6.依照权利要求1的聚酰亚胺前驱体液组合物，其中当聚酰亚胺前驱体液的固体部分为100质量份时，极性聚合溶剂在150～900质量份的范围内，而环状化合物在15～750质量份的范围内。7.依照权利要求1的聚酰亚胺前驱体液组合物，其中在极性聚合溶剂中聚合聚酰亚胺前驱体，之后加...

【专利技术属性】
技术研发人员：森内幸司，米虫治美，菊池雅彦，上羽里美，
申请(专利权)人：株式会社IST，
类型：发明
国别省市：