聚酰胺酸树脂、聚酰胺酰亚胺膜及其制备方法技术

本发明专利技术提供聚酰胺酸树脂、聚酰胺酰亚胺膜及其制备方法。更具体地，本发明专利技术提供了衍生自特定成分的组合的聚酰胺酸树脂，能够实现高模量和优异的光学性能同时实现优异的机械性能、热性能和电性能的聚酰胺酰亚胺膜，以及其制备方法。

【技术实现步骤摘要】
聚酰胺酸树脂、聚酰胺酰亚胺膜及其制备方法相关申请的交叉引用本申请要求于2016年8月11日向韩国知识产权局提交的第10-2016-0102556号和2017年6月23日向韩国知识产权局提交的第10-2017-0079547号韩国专利申请的优先权，其公开内容通过引用整体并入本文。
本专利技术涉及聚酰胺酸树脂、聚酰胺酰亚胺膜及其制备方法。更具体地，本专利技术涉及衍生自特定成分的组合的聚酰胺酸树脂，包含衍生自特定成分的组合的聚酰胺酰亚胺树脂从而使得能够在不降低聚酰亚胺固有物理性能的情况下实现高模量和优异的光学性能的聚酰胺酰亚胺膜，以及其制备方法。
技术介绍
通常，由于优异的机械和热性能，聚酰亚胺被应用于各种领域，包括用于形成电路和装置的绝缘基板。然而，由于在聚合期间芳环之间形成电荷转移复合物，聚酰亚胺被染成棕色或黄色，因此在可见光区域的透射率(transmittance)低，其难以应用于显示材料。作为制备无色透明的聚酰亚胺的方法，已知通过使用脂环族二胺或脂肪族二胺作为二胺成分抑制分子中电荷转移复合物的形成的方法。日本专利申请第2002-161136号(专利文献1)公开了通过亚胺化由芳香族酸二酐(例如均苯四甲酸二酐等)和反式-1,4-二氨基环己烷形成的聚酰亚胺前体而得到的聚酰亚胺。即使聚酰亚胺显示出高透明度，但仍存在机械性能劣化的问题。已经尝试了将聚酰亚胺的黄色转化为无色透明的各种方法。然而，由于制备过程中的问题，例如聚合过程中的粘度快速升高或精炼困难等问题，难以实现转化。例如，已经尝试了使用官能单体的方法、使用含有无机盐的溶剂的方法等，但是仍然不足以同时实现光学性能和机械性能，并且聚酰亚胺固有物理性能的劣化的问题是不可避免的。同时，随着各种电子设备的发展，显示材料的应用范围已经多样化，并且积极地研究和开发用聚合物材料替代用于显示器的盖板玻璃(coverglass)。因此，在包括用于替代盖板玻璃的材料的各显示材料的领域中，迫切需要开发在实现聚酰亚胺的固有优异物理性能的同时改善光学性能的技术。相关技术文献(专利文献1)日本专利申请第2002-161136号(2002年6月4日)
技术实现思路
本专利技术的一个实施方案涉及提供能够实现优异的机械性能、高透光率(尤其是在整个可见光波长区域的高透光率)和低黄度指数的聚酰胺酸树脂，包含衍生自特定成分的组合的聚酰胺酰亚胺树脂使得能够实现高模量的聚酰胺酰亚胺膜，以及其制备方法。在一个一般方面，提供了一种聚酰胺酰亚胺膜，其包括：衍生自包括2,2’-双(三氟甲基)联苯胺(TFMB)的芳香族二胺、脂环族二酐和两种或多种芳香族二酰氯(aromaticdiaciddichlorides)的聚酰胺酰亚胺树脂。脂环族二酐可以为环丁烷四甲酸二酐。芳香族二酰氯可包括选自间苯二酰氯、对苯二甲酰氯、1,1’-联苯-4,4’-二甲酰氯、1,4-萘二甲酰氯、2,6-萘二甲酰氯和1,5-萘二甲酰氯中的两种或多种。芳香族二酰氯可以为间苯二甲酰氯(IPC)和对苯二甲酰氯(TPC)。相对于100摩尔芳香族二胺，芳香族二酰氯的含量可以为40-90摩尔。根据ASTME313标准在550nm处测得的聚酰胺酰亚胺膜的透光率可以为88％以上，黄度指数可以为3.0以下。使用由Instron制造的UTM3365在延伸率为25mm/min的条件下测得的所述聚酰胺酰亚胺膜的模量可以为5.0GPa以上。基于45-55μm的厚度，根据ASTME313标准在550nm处测得的所述聚酰胺酰亚胺膜的透光率可以为88％以上，黄度指数可以为3.0以下。使用由Instron制造的UTM3365在延伸率为25mm/min的条件下在厚度为45-55μm、长度为50mm以及宽度为10mm的试样上测得的所述聚酰胺酰亚胺膜的模量可以为5.0GPa以上。在另一个一般方面，提供了制备聚酰胺酰亚胺膜的方法，其包括：(a)通过将含有2,2’-双(三氟甲基)联苯胺的芳香族二胺溶解在有机溶剂中，然后加入脂环族二酐和两种或多种芳香族二酰氯并进行反应来制备聚酰胺酸溶液，(b)通过聚酰胺酸溶液的亚胺化制备聚酰胺酰亚胺树脂，(c)聚酰胺酰亚胺溶液，在所述溶液中聚酰胺酰亚胺树脂溶解在有机溶剂中。脂环族二酐可以为环丁烷四甲酸二酐。相对于100摩尔芳香族二胺，芳香族二酰氯可以以40-90摩尔的含量共聚。芳香族二酰氯可以为对苯二甲酰氯和间苯二甲酰氯。在步骤(b)中，聚酰胺酸溶液可以进一步包括选自亚胺化催化剂和脱水剂中的任一种或两种以上。步骤(a)中的聚酰胺酸溶液的固体含量可以为3-20wt％。聚酰胺酸树脂，其可衍生自包括2,2’-双(三氟甲基)联苯胺的芳香族二胺、脂环族二酐和两种或多种芳香族二酰氯。具体实施方式在下文中，参考优选实施方案详细描述本专利技术的聚酰胺酸树脂、聚酰胺酰亚胺膜及其制备方法。然而，它们并不旨在限制本专利技术的权利要求所限定的保护范围。在此，除非另有定义，否则本文中使用的技术和科学术语具有本专利技术所属领域的技术人员所理解的含义。在整个说明书中，除非明确地有相反描述，否则术语“包括/包含(comprise)”以及诸如“包括/包含(comprises)”或“包括/包含(comprising)”的变型将被理解为还包括其他要素，而不是将其他要素排除在外。在本说明书中，“聚酰胺酸溶液”以与“聚酰胺酸树脂组合物”相同的含义使用。本专利技术人惊奇地发现，衍生自特定二胺、二酐和两种或多种芳香族二酰氯的组合的聚酰胺酸树脂以及使用其形成的聚酰胺酰亚胺膜可以显著降低黄度指数，增加可见光区域的透光率，从而实现优异的光学性能，同时提高包括高模量在内的机械强度，从而完成本专利技术。具体而言，本专利技术提供了衍生自特定二胺、脂环族二酐和两种或多种芳香族二酰氯的聚酰胺酸树脂，以实现高模量和优异的光学性能以及聚酰亚胺固有的机械性能和热性能，从而提供适用于包括图像显示装置等各种领域的树脂和膜；使用其制备的聚酰胺酰亚胺膜；以及其制备方法。特定二胺可以是引入氟取代基的芳香族二胺。更优选地，芳香族二胺可以为2,2’-双(三氟甲基)联苯胺。由于氟取代基的电荷转移效果，芳香族二胺可以提供优异的光学性质。此外，可以显著地提高诸如透光率、黄度指数等光学性质，并且实现聚酰胺酰亚胺膜的物理性能中的高模量，该聚酰胺酰亚胺膜通过使用衍生自上述二胺与其他单体的组合的聚酰胺酸树脂而形成。在本专利技术中，聚酰胺酸树脂的芳香族二胺组分可以与除2,2’-双(三氟甲基)联苯胺以外的已知芳香族二胺组分组合使用。然而，为了实现要实现的效果，更优选单独使用2,2’-双(三氟甲基)联苯胺。在本专利技术中，脂环族二酐与芳香族二酐不同。也就是说，当本专利技术中所用的脂环族二酐与芳香族二酐一起使用时，难以实现期望的效果。然而，通过单独使用脂环族二酐，可以通过其与组合物中的其它组分的组合来实现光学性能和高模量的协同效应。对脂环族二酐没有很大的限制，但其可以是例如选自1,2,3,4-环丁烷四甲酸二酐(CBDA)、5-(2,5-二氧代四氢呋喃基)-3-甲基环己烯-1,2-二羧酸二酐(DOCDA)、双环辛烯-2,3,5,6-四羧酸二酐(BODA)、1,2,3,4-环戊烷四羧酸二酐(CPDA)、1,2,4,5-环己烷四羧酸二酐(CHDA)、1,2,4-三羧基-3-甲基羧基环戊烷二酐、1本文档来自技高网...

【技术保护点】
聚酰胺酰亚胺膜，其包括：衍生自包括2,2’‑双(三氟甲基)联苯胺的芳香族二胺、脂环族二酐和两种或多种芳香族二酰氯的聚酰胺酰亚胺树脂。

【技术特征摘要】
2016.08.11 KR 10-2016-0102556;2017.06.23 KR 10-2011.聚酰胺酰亚胺膜，其包括：衍生自包括2,2’-双(三氟甲基)联苯胺的芳香族二胺、脂环族二酐和两种或多种芳香族二酰氯的聚酰胺酰亚胺树脂。2.根据权利要求1所述的聚酰胺酰亚胺膜，其中所述脂环族二酐为环丁烷四甲酸二酐。3.根据权利要求1所述的聚酰胺酰亚胺膜，其中所述芳香族二酰氯包括选自对苯二甲酰氯、间苯二甲酰氯、1,1’-联苯-4,4’-二甲酰氯、1,4-萘二甲酰氯、2,6-萘二甲酰氯和1,5-萘二甲酰氯中的两种或多种。4.根据权利要求1所述的聚酰胺酰亚胺膜，其中所述芳香族二酰氯为间苯二甲酰氯(IPC)和对苯二甲酰氯(TPC)。5.根据权利要求1所述的聚酰胺酰亚胺膜，其中相对于100摩尔的芳香族二胺，所述芳香族二酰氯的含量为40-90摩尔。6.根据权利要求1所述的聚酰胺酰亚胺膜，其中，根据ASTME313标准在550nm处测得的所述聚酰胺酰亚胺膜的透光率为88％以上，黄度指数为3.0以下。7.根据权利要求6所述的聚酰胺酰亚胺膜，其中，使用由Instron制造的UTM3365在延伸率为25mm/min的条件下测得的所述聚酰胺酰亚胺膜的模量为5.0GPa以上。8.根据权利要求1所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：朴相胤，金贤贞，张太硕，朴真炯，
申请(专利权)人：SK新技术株式会社，
类型：发明
国别省市：韩国,KR