兼具高透明性和力学性能的含氟PI薄膜及应用制造技术

公开了一种兼具高透明性和力学性能的含氟PI薄膜，该薄膜含有由聚酰胺酸脱水闭环得到含氟聚酰亚胺，其中，聚酰胺酸由式(I)的二胺化合物与四羧酸二酸酐通过缩聚反应得到。此外还公开了上述含氟PI薄膜在光电器件中的应用。当在聚酰亚胺分子中引入六氟萘结构时，结合含氟桥键，在远紫外和近红外区光的透过性较佳。上述结构进一步增加聚酰亚胺分子主链之间的相互作用，从而在保持较高透明性的同时，兼具优良的力学性能；同时与其它基体的亲和性较好。进一步地，通过四羧酸二酸酐的特定选择加以平衡，使得透明性和力学性能的平衡效果更佳。

Fluorinated PI film with high transparency and mechanical properties and its application

A fluorinated PI film with high transparency and mechanical properties is disclosed. The film contains a fluorinated polyimide obtained by dehydration closed-loop of polyamide acid, wherein polyamide acid is obtained by condensation of a diamine compound of formula (I) with tetracarboxylic anhydride. In addition, the application of the fluorinated PI film in optoelectronic devices is also disclosed. When the hexafluoronaphthalene structure is introduced into the polyimide molecule, the light transmittance in the far ultraviolet and near infrared region is better when the fluorine bridging bond is combined. The above structure further increases the interaction between the main chains of polyimide molecules, thus maintaining high transparency, while having excellent mechanical properties, and good affinity with other matrices. Furthermore, the balance between transparency and mechanical properties is improved by the specific selection of tetracarboxylic diacid anhydride.

【技术实现步骤摘要】
兼具高透明性和力学性能的含氟PI薄膜及应用
本专利技术属于光学材料领域；涉及一种聚酰亚胺薄膜及其应用，尤其涉及一种兼具高透明性和力学性能的含氟PI薄膜及应用。
技术介绍
聚酰亚胺(PI)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、力学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。然而，上述聚酰亚胺薄膜的耐热性不能令人满意。在此基础上，中国专利申请CN106674027A公开了一种使用具有含氟桥健和含氟苯的二胺与二酐制备的含氟聚酰亚胺薄膜。该聚酰亚胺薄膜在耐热性、溶解性和透明性等方面均具有比较优异的性能。然而，在带来高透明性的同时，含氟桥健和含氟苯的引入导致该聚酰亚胺薄膜的力学性能降低，而且与其它基体的亲和性也不能令人满意。
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使聚酰亚胺薄膜在具有高透明性的同时兼具优良的力学性能；同时与其它基体的亲和性较好。基于此，本专利技术目的之一是克服现有技术的不足，提供一种含氟聚酰亚胺，所述含氟聚酰亚胺由聚酰胺酸脱水闭环得到；其特征在于，所述聚酰胺酸由式(I)的二胺化合物与四羧酸二酸酐通过缩聚反应得到。根据本专利技术所述的含氟聚酰亚胺，其中，所述四羧酸二酸酐选自芳香族四羧酸二酸酐和/或脂环族四羧酸二酸酐。在一个优选的实施方式中，所述四羧酸二酸酐选自芳香族四羧酸二酸酐。作为本专利技术使用的芳香族四羧酸二酸酐，包括但不限于，均苯四酸二酐、3,3’,4,4’-二苯酮四羧酸二酸酐、3,3’,4,4’-二苯基砜四羧酸二酸酐、1,4,5,8-萘四羧酸二酸酐、2,3,6,7-萘四羧酸二酸酐、3,3’,4,4’-二苯基醚四羧酸二酸酐、3,3’,4,4’-二甲基二苯基硅烷四羧酸二酸酐、3,3’,4,4’-四苯基硅烷四羧酸二酸酐、1,2,3,4-呋喃四羧酸二酸酐、4,4’-二(3,4-二羧基苯氧基)二苯基硫醚二酸酐、4,4’-二(3,4-二羧基苯氧基)二苯基砜二酸酐、4,4’-二(3,4-二羧基苯氧基)二苯基丙烷二酸酐、3,3’,4,4’-全氟异亚丙基二酞酸二酐、3,3’,4,4’-联苯四羧酸二酸酐、二(酞酸)苯膦氧化物二酸酐、对-亚苯基-二(三苯基酞酸)二酐、间-亚苯基-二(三苯基酞酸)二酐、二(三苯基酞酸)-4,4’-二苯醚二酐、二(三苯基酞酸)-4,4’-二苯基甲烷二酐、乙二醇-二(脱水偏苯三酸酯)、丙二醇-二(脱水偏苯三酸酯)、1,4-丁二醇-二(脱水偏苯三酸酯)、1,6-己二醇-二(脱水偏苯三酸酯)、1,8-辛二醇-二(脱水偏苯三酸酯)、2,2-二(4-羟苯基)丙烷-二(脱水偏苯三酸酯)。优选地，所述芳香族四羧酸二酸酐选自3,3’,4,4’-二苯基砜四羧酸二酸酐、4,4’-二(3,4-二羧基苯氧基)二苯基硫醚二酸酐、3,3’,4,4’-二苯基醚四羧酸二酸酐、1,4,5,8-萘四羧酸二酸酐、2,3,6,7-萘四羧酸二酸酐、3,3’,4,4’-全氟异亚丙基二酞酸二酐、3,3’,4,4’-联苯四羧酸二酸酐中的一种或多种。更优选地，所述芳香族四羧酸二酸酐选自3,3’,4,4’-二苯基砜四羧酸二酸酐、3,3’,4,4’-全氟异亚丙基二酞酸二酐、3,3’,4,4’-二苯基醚四羧酸二酸酐中的一种或多种。最优选地，所述芳香族四羧酸二酸酐选自3,3’,4,4’-全氟异亚丙基二酞酸二酐，其结构式如下所述：在一个优选的实施方式中，所述四羧酸二酸酐选自芳香族四羧酸二酸酐和脂环族四羧酸二酸酐的组合。作为该实施方式中优选、更优选和最优选的芳香族四羧酸二酸酐，如上所述。此外，作为本专利技术使用的脂环族四羧酸二酸酐，包括但不限于，丁烷四羧酸二酸酐、1,2,3,4-环丁烷四羧酸二酸酐、1,2-二甲基-1,2,3,4-环丁烷四羧酸二酸酐、1,3-二甲基-1,2,3,4-环丁烷四羧酸二酸酐、1,3-二氯-1,2,3,4-环丁烷四羧酸二酸酐、1,2,3,4-四甲基-1,2,3,4-环丁烷四羧酸二酸酐、1,2,3,4-环戊烷四羧酸二酸酐、1,2,4,5-环己烷四羧酸二酸酐、1,2,4,5-降冰片烷四羧酸二酸酐、3,3’,4,4’-二环己基四羧酸二酸酐、2,3,5-三羧基环戊基醋酸二酐、3,5,6-三羧基降冰片烷-2-醋酸二酐、2,3,4,5-四氢呋喃四羧酸二酸酐、1,3,3a,4,5,9b-六氢-5-(四氢-2,5-二氧代-3-呋喃基)-萘[1,2-c]-呋喃-1,3-二酮、1,3,3a,4,5,9b-六氢-5-甲基-5-(四氢-2,5-二氧代-3-呋喃基)-萘[1,2-c]-呋喃-1,3-二酮、1,3,3a,4,5,9b-六氢-5-乙基-5-(四氢-2,5-二氧代-3-呋喃基)-萘[1,2-c]-呋喃-1,3-二酮、1,3,3a,4,5,9b-六氢-7-甲基-5-(四氢-2,5-二氧代-3-呋喃基)-萘[1,2-c]-呋喃-1,3-二酮、1,3,3a,4,5,9b-六氢-7-乙基-5-(四氢-2,5-二氧代-3-呋喃基)-萘[1,2-c]-呋喃-1,3-二酮、1,3,3a,4,5,9b-六氢-8-甲基-5-(四氢-2,5-二氧代-3-呋喃基)-萘[1,2-c]-呋喃-1,3-二酮、1,3,3a,4,5,9b-六氢-8-乙基-5-(四氢-2,5-二氧代-3-呋喃基)-萘[1,2-c]-呋喃-1,3-二酮、1,3,3a,4,5,9b-六氢-5,8-二甲基-5-(四氢-2,5-二氧代-3-呋喃基)-萘[1,2-c]-呋喃-1,3-二酮、5-(2,5-二氧代四氢呋喃亚甲基)-3-甲基-3-环己烯-1,2-二羧酸二酐、双环[2,2,2]-辛-7-烯-2,3,5,6-四羧酸二酸酐、3-氧杂双环[3.2.1]辛烷-2,4-二酮-6-螺-3’-(四氢呋喃-2’,5’-二酮)。优选地，所述脂环族四羧酸二酸酐选自1,2,3,4-环丁烷四羧酸二酸酐、1,2-二甲基-1,2,3,4-环丁烷四羧酸二酸酐、1,3-二甲基-1,2,3,4-环丁烷四羧酸二酸酐、1,2,3,4-四甲基-1,2,3,4-环丁烷四羧酸二酸酐、1,2,3,4-环戊烷四羧酸二酸酐、1,2,4,5-环己烷四羧酸二酸酐、1,2,4,5-降冰片烷四羧酸二酸酐中的一种或多本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种含氟聚酰亚胺，所述含氟聚酰亚胺由聚酰胺酸脱水闭环得到；其特征在于，所述聚酰胺酸由式(I)的二胺化合物

【技术特征摘要】
1.一种含氟聚酰亚胺，所述含氟聚酰亚胺由聚酰胺酸脱水闭环得到；其特征在于，所述聚酰胺酸由式(I)的二胺化合物与四羧酸二酸酐通过缩聚反应得到。2.根据权利要求1所述的含氟聚酰亚胺，其中，所述四羧酸二酸酐选自芳香族四羧酸二酸酐；或者选自芳香族四羧酸二酸酐和脂环族四羧酸二酸酐的组合。3.根据权利要求1所述的含氟聚酰亚胺，其中，所述芳香族四羧酸二酸酐选自3,3’,4,4’-二苯基砜四羧酸二酸酐、4,4’-二(3,4-二羧基苯氧基)二苯基硫醚二酸酐、3,3’,4,4’-二苯基醚四羧酸二酸酐、1,4,5,8-萘四羧酸二酸酐、2,3,6,7-萘四羧酸二酸酐、3,3’,4,4’-全氟异亚丙基二酞酸二酐、3,3’,4,4’-联苯四羧酸二酸酐中的一种或多种；所述脂环族四羧酸二酸酐选自1,2,3,4-环丁烷四羧酸二酸酐、1,2-二甲基-1,2,3,4-环丁烷四羧酸二酸酐、1,3-二甲基-1,2,3,4-环丁烷四羧酸二酸酐、1,2,3,4-四甲基-1,2,3,4-环丁烷四羧酸二酸酐、1,2,3,4-环戊烷四羧酸二酸酐、1,2,4,5-环己烷四羧酸二酸酐、1,2,4,5-降冰片烷四羧酸二酸酐中的一种或多种。4.根据权利要求2或3所述的含氟聚酰亚胺，其中，所述芳香族四羧酸二酸酐选自3,3’,4,4’-全氟异亚丙基...

【专利技术属性】
技术研发人员：谭玉东，丁兴立，靳灿辉，孙仲猛，
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