具有低相位延迟作用的透明聚酰亚胺薄膜及其制备方法和应用技术

本发明专利技术属于透明聚酰亚胺薄膜技术领域，具体涉及一种具有低相位延迟作用的透明聚酰亚胺薄膜。本发明专利技术所提供的具有低相位延迟作用的透明聚酰亚胺薄膜由二胺类化合物与二酐类化合物缩聚制备得到。得到的薄膜为芳香型聚合物，其具有低相位延迟值、高透明、高耐热性能、高尺寸稳定性等优异性能。

【技术实现步骤摘要】
具有低相位延迟作用的透明聚酰亚胺薄膜及其制备方法和应用
本专利技术属于透明聚酰亚胺薄膜
，具体涉及一种具有低相位延迟作用的透明聚酰亚胺薄膜及其制备方法和应用。
技术介绍
透明聚酰亚胺是一种新型高性能特种高分子材料，在柔性照明、柔性显示、柔性光伏和柔性电路等领域受到广泛的关注和应用开发，制造透明聚酰亚胺的核心技术在于特种单体的设计合成，包括二胺化合物单体、二酐化合物单体和封端剂。最早开发应用的二胺化合物单体是2,2-三氟甲基-4,4-二氨基联苯(TFDB),该二胺单体具有强拉电子基团和大空间位置基团三氟甲基，使得聚酰亚胺分子链空间构象扭曲化，能够有效降低聚酰亚胺分子链间和分子内的电荷转移络合物(CTC)的形成，从而提高聚酰亚胺的透明度。但是，由于二胺单体TFDB含有三氟甲基，生产成本高，合成路线昂贵，限制其大量的工业化应用，此外，卤素也会影响其在某些要求材料无卤的领域的应用。另外一种在透明聚酰亚胺中得到研究应用的二胺单体是4,4-二氨基二苯砜或3,3-二氨基二苯砜，此类二胺具有强拉电子的刚性基团砜基，能够在聚酰亚胺分子链内有效的抑制CTC作用，同时保持较高的分子链刚性。但是，由于砜基具有过高的拉电子能力，该类二胺化合物反应活性低，难以合成高分子量的聚酰亚胺。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术为透明聚酰亚胺薄膜制造提供新的开发思路，克服现有技术中透明聚酰亚胺薄膜材料二胺单体成本过高或活性过低的技术难题，创新性地提出在二胺化合物的结构中引入亚砜结构，调节拉电子能力的强弱，结合苯环上的侧链工程，设计空间位阻，改变分子取向，设计化学结构，并采用低成本的合成路线。且本专利技术的合成方法原料简便易得，反应条件温和、可操作性强、便捷高效、成本低。本专利技术所提供的技术方案如下：一种具有低相位延迟作用的透明聚酰亚胺薄膜的制备方法，由二胺类化合物与二酐类化合物缩聚制备得到。具体的，包括以下步骤：1)在聚合瓶中将二胺类化合物完全溶解于有机溶剂中，再将二酐类化合物加入聚合瓶，搅拌反应6-30小时，控制反应温度20-80℃，得到透明、粘稠状的聚酰胺酸溶液；2)将步骤1)所得的聚酰胺酸溶液抽真空消除气泡，在玻璃上或者钢板上流延涂膜，用1-5小时从室温逐渐升温至300℃-350℃，升温速率为1-10℃/分钟，再自然冷却至25-80℃后脱膜得到聚酰亚胺薄膜。具体的，所述的二胺类化合物包括摩尔含量为2-100％的必要二胺类化合物和0-98％的可选二胺类化合物，所述必要二胺类化合物选自2,2’-取代基-4,4’-二氨基二苯基亚砜或4,4’-二氨基二苯基亚砜中的任意一种或多重的组合，所述的取代基选自碳原子数为1-5个的烷烃取代基、含有1-6个卤素原子的碳原子数1-5个的烷烃取代、单卤素原子取代基。进一步的，所述的取代基为三氟甲基。具体的，所述的可选二胺类化合物选自以下的任意一种或多种的组合：对苯二胺、间苯二胺、1,4-二氨基三氟甲苯、3,5-二氨基三氟甲苯，氟代对苯二胺、2,5-二氟对苯二胺、4,4’-二氨基二苯醚、3,3’-二氨基二苯醚、4,4’-二氨基二苯硫醚、9,9-双(4-氨基苯基)芴、9,9-双(3-取代基-4-氨基苯基)芴、9,9-双(3，5-二取代基-4-氨基苯基)芴、二氨基二苯砜、4,4’-二氨基联苯、m,m’-二氨基联苯、4,4’-二氨基-3,3’-二甲基联苯、4,4’-二氨基-3,3’-二(三氟甲基)联苯、4,4’-二氨基-2,2’-二(三氟甲基)联苯、2,2’-二氟联苯二胺、2,2’-二氯联苯二胺、2,2’-二溴联苯二胺、八氟联苯胺、3,5,3’,5’-四甲基联苯二胺、2,6,2’,6’-四甲基联苯二胺、2,2’-双三氟甲基-4,4’-二苯醚二胺、2,2’-双三氟甲基-4,4’-二苯硫醚二胺、2,2’-双三氟甲基-4,4’-二苯砜二胺、4,4’-二氨基二苯甲烷、3,4’-二氨基二苯甲烷或3,3’-二甲基-4,4’-二氨基二苯甲烷。具体的，所述的二酐类化合物包括联苯型四羧酸二酐、含氟芳香型四羧酸二酐或脂环族四羧酸二酐，其中：含氟芳香型四羧酸二酐占二酐类化合物总量的1-80mol％；联苯型四羧酸二酐占二酐类化合物总量的20-99mol％；具体的，二酐类化合物的投料方式为：共混投料。具体的，联苯型四羧酸二酐包括对称桥联型二酐和不对称桥联型二酐，对称桥联型为3,3位桥联和4,4位桥联，不对称桥联型为3,4位桥联；含氟芳香型四羧酸二酐含氟原子数为1-8、苯环数为1-4；含氟芳香型四羧酸二酐占二酐类化合物总量的20-40mol％；联苯型四羧酸二酐占二酐类化合物总量的10-80mol％；具体的，二胺类化合物和二酐类化合物的摩尔比例为1:0.98-1:1.02。具体的，所用的有机溶剂选自N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、二甲基亚砜、N-甲基吡咯烷酮-中的任意一种或种混合溶剂；具体的，第一步：在聚合瓶中将二胺类化合物完全溶解于有机溶剂中，将二酐类化合物加入聚合瓶，搅拌反应6-30小时，控制反应温度20-80℃，得到透明、粘稠状的聚酰胺酸溶液；二酐类化合物加入过程中控制二酐类化合物的投料方式为：共混投料；第二步：将所得的聚酰胺酸溶液抽真空1-48小时消除气泡，在玻璃上或者钢板上流延涂膜，用1-5小时从室温逐渐升温至300℃-350℃，升温速率为1-10℃/分钟；自然冷却至25-80℃后脱膜得到聚酰亚胺薄膜。本专利技术还提供了具有低相位延迟作用的透明聚酰亚胺薄膜的制备方法制备得到的透明聚酰亚胺薄膜。本专利技术所提供的薄膜为芳香型聚合物，低相位延迟值20-100nm；高透明，紫外截止波长320-360nm，380nm处透过率60％以上，380-780nm的可见光波段平均透过率88％以上，黄度指数3.5以下；高耐热性能，玻璃化转变温度330℃以上，高尺寸稳定性，50-250℃热膨胀系数30ppm/k以下。本专利技术所提供的薄膜由二胺类化合物与二酐类化合物缩聚制备得到的高分子材料，重均分子量范围为2,000-2,000,000；薄膜无添加任何紫外线吸收剂或者无机填料，通过薄膜本体材料吸收紫外线达到阻隔紫外线的效果。本专利技术还提供了透明聚酰亚胺薄膜的应用，作为柔性触控基底材料或柔性折叠盖板材料。附图说明图1为实施例1得到的聚酰亚胺薄膜材料的红外吸收光谱图2为实施例2得到的聚酰亚胺薄膜材料的红外吸收光谱。图3为实施例3得到的聚酰亚胺薄膜材料的红外吸收光谱。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。需要说明的是，在不冲突的情况下，本专利技术中的实施例及实施例中的特征可以相互本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有低相位延迟作用的透明聚酰亚胺薄膜的制备方法，其特征在于：由二胺类化合物与二酐类化合物缩聚制备得到。/n

【技术特征摘要】
1.一种具有低相位延迟作用的透明聚酰亚胺薄膜的制备方法，其特征在于：由二胺类化合物与二酐类化合物缩聚制备得到。


2.根据权利要求1所述的具有低相位延迟作用的透明聚酰亚胺薄膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)将二胺类化合物完全溶解于有机溶剂中，再加入二酐类化合物，搅拌反应6-30小时，控制反应温度20-80℃，得到透明、粘稠状的聚酰胺酸溶液；
2)将步骤1)所得的聚酰胺酸溶液抽真空消除气泡，在基板上流延涂膜，用1-5小时从室温逐渐升温至300℃-350℃，升温速率为1-10℃/分钟，再自然冷却至25-80℃后脱膜得到聚酰亚胺薄膜。


3.根据权利要求1或2所述的具有低相位延迟作用的透明聚酰亚胺薄膜的制备方法，其特征在于：所述的二胺类化合物包括摩尔含量为2-100％的必要二胺类化合物和0-98％的可选二胺类化合物，所述必要二胺类化合物选自2,2’-取代基-4,4’-二氨基二苯基亚砜或4,4’-二氨基二苯基亚砜中的任意一种或多种的组合，所述的取代基选自碳原子数为1-5个的烷烃取代基、含有1-6个卤素原子的碳原子数1-5个的烷烃取代基或单卤素原子取代基。


4.根据权利要求3所述的具有低相位延迟作用的透明聚酰亚胺薄膜的制备方法，其特征在于：
所述的取代基为三氟甲基；
所述的可选二胺类化合物选自以下的任意一种或多种的组合：对苯二胺、间苯二胺、1,4-二氨基三氟甲苯、3,5-二氨基三氟甲苯，氟代对苯二胺、2,5-二氟对苯二胺、4,4’-二氨基二苯醚、3,3’-二氨基二苯醚、4,4’-二氨基二苯硫醚、9,9-双(4-氨基苯基)芴、9,9-双(3-取代基-4-氨基苯基)芴、9,9-双(3，5-二取代基-4-氨基苯基)芴、二氨基二苯砜、4,4’-二氨基联苯、m,m’-二氨基联苯、4,4’-二氨基-3,3’-二甲基联苯、4,4’-二氨基-3,3’-二(三氟甲基)联苯、4,4’-二氨基-2,2’-二(三氟甲基)联苯、2,2’-二氟联苯二胺、2,2’-二氯联苯二胺、2,2’-二溴联苯二胺、八...

【专利技术属性】
技术研发人员：屠国力，姜鹏飞，
申请(专利权)人：武汉依麦德新材料科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42