聚酰胺酸组合物及利用其的透明聚酰亚胺膜制造技术

本发明专利技术涉及包含特定结构的末端单体的聚酰胺酸组合物、利用上述聚酰胺酸组合物形成的聚酰胺酸和透明聚酰亚胺膜。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】聚酰胺酸组合物及利用其的透明聚酰亚胺膜
本专利技术涉及包含特定结构的末端单体的聚酰胺酸组合物、利用上述聚酰胺酸组合物形成的聚酰胺酸和透明聚酰亚胺膜。
技术介绍
聚酰亚胺(polyimide，PI)树脂一般是指将芳香族二酐与芳香族二胺或芳香族二异氰酸酯进行溶液聚合而制造聚酰胺酸衍生物后，使其在高温下闭环脱水进行酰亚胺化而制造的高耐热树脂。这样的聚酰亚胺树脂作为不溶且不熔的超高耐热性树脂，在耐热氧化性、耐热特性、耐放射线性、低温特性、耐试剂性等方面具有优异的特性，因此在汽车材料、航空及宇宙飞船材料等耐热尖端材料以及绝缘涂布剂、绝缘膜、半导体、LCD的电极保护膜等电子材料的广范的领域中使用。但是，聚酰亚胺(PI)树脂由于芳香族环的高密度而着色为褐色或黄色，在可见光区域中具有低透过度，因此存在难以在要求透明性的领域中使用的问题。近年来，开发了无色透明的聚酰亚胺膜，其与以往聚酰亚胺树脂相比，热膨胀系数(CTE)高，耐溶剂性降低。因此，将无色透明的聚酰亚胺用作基板用、光学用涂层和膜的情况下，存在由于高热膨胀系数而容易发生弯曲或扭曲等问题。因此，为了用作显示器材料，需要以聚酰亚胺膜的优异的光学特性和机械特性作为支撑。结果上来讲，实际情况是，需要开发显示出高透明性和低黄度且具有优异的机械特性的聚酰胺酸(Polyamicacid)形成用组合物。
技术实现思路
技术课题本专利技术是为了结局上述问题而提出的，目的在于，提供包含能够将聚酰胺酸的末端封端的特定化学结构的单体的聚酰胺酸组合物。此外，本专利技术的目的在于，提供包含由上述的聚酰胺酸组合物形成而末端被封端了的结构的聚酰胺酸、利用上述聚酰胺酸进行酰亚胺化从而能够同时实现优异的光学特性和机械特性的透明聚酰亚胺膜。解决课题的方法为了实现上述目的，本专利技术提供包含聚酰胺酸以及以下化学式1或2所表示的化合物的聚酰胺酸组合物：[化学式1][化学式2](上述化学式1和2中，环A和B彼此相同或不同，各自独立地选自由C3～C30的单环脂肪族环、C3～C30的多环脂肪族环、C6～C30的单环芳香族环和C6～C30的多环芳香族环组成的组，上述环A和B的单环脂肪族环、多环脂肪族环、单环芳香族环、多环芳香族环被选自由卤素、氰基、C1～C10的烷基和C1～C10的卤代烷基组成的组中的一种以上的取代基取代或非取代)。此外，本专利技术提供利用上述聚酰胺酸组合物形成的聚酰胺酸。另外，本专利技术提供将上述的聚酰胺酸组合物进行酰亚胺化而形成的透明聚酰亚胺膜。专利技术效果本专利技术的聚酰胺酸组合物与聚酰胺酸一起使用特定化学结构的末端单体，从而能够在优异的机械特性不降低的条件下制造具有高透光度和低黄度的线形结构的透明聚酰亚胺膜。这样的透明聚酰亚胺膜的光学特性和机械特性优异，能够在柔性显示器基板、外覆基板、保护膜等之类的多种领域中应用。本专利技术的效果不受以上例示的内容的限制，本说明书中包含更加多样的效果。具体实施方式以下，详细说明本专利技术。但是，其作为例示而提供，本专利技术并不受此限制，本专利技术仅由说明书中记载的权利要求的范围来定义。<聚酰胺酸组合物>本专利技术的聚酰胺酸组合物是形成用于制造透明聚酰亚胺膜的聚酰胺酸(具体为末端-封端的聚酰胺酸)的前体组合物，以包含上述化学式1或2所表示的化合物为特征。具体而言，上述聚酰胺酸组合物包含(a)聚酰胺酸(以下，称为“第一聚酰胺酸”)、以及(b)上述化学式1或2所表示的化合物。上述化学式1或2所表示的化合物是能够将第一聚酰胺酸的两末端中的至少一个封端的末端单体，分子内包含至少一个卤素元素(F、Cl、Br、I)、或者氰基(-CN)或卤代烷基(例如，-CF3)等吸电子基(EWG)、或者烷基、脂肪族环化合物结构。通过将这种化合物与第一聚酰胺酸的两末端中的至少任一个结合，从而能够提高聚酰亚胺的光学特性、机械特性和热特性。一般而言，聚酰亚胺膜会呈深褐色而非无色，其原因在于，酰亚胺(Imide)链内存在的π电子的电荷转移络合物(ChargeTransferComplex，CTC)。但是，本专利技术中，通过包含上述化学式1或2的化合物，不仅能够将未反应物去除，还能够限制π电子的移动或阻碍π电子的共轭结构形成，从而能够在优异的机械特性的不降低的条件下制造透过率高、黄度低的聚酰亚胺。特别是，上述化学式1或2的化合物在分子内包含卤素元素(F、Cl、Br、I)、或者氰基(-CN)或卤代烷基(例如，-CF3)等吸电子基(EWG)的情况下，限制π电子的移动，因此能够抑制CT-Complex(电荷转移络合物)效应。此外，上述化学式1或2的化合物在分子内包含脂肪族环部分以及烷基的情况下，能够阻碍π电子形成共轭结构，因此能够抑制CT-Complex效应。如此，本专利技术不仅能够去除聚酰胺酸或聚酰亚胺末端的未反应物，还由于抑制CT-Complex效应而提高聚酰亚胺的光学特性。进一步，本专利技术的聚酰胺酸组合物使用苯基(Phenyl)系、酰胺(Amide)系、脂环族(Cycloaliphatic)系等单体的情况下，能够形成具有线形的刚性(Rigid)结构的聚酰胺酸和聚酰亚胺。这样的聚酰胺酸和聚酰亚胺不会因热或光而分解，对于外部冲击更加稳定，因此光学特性、热特性和机械特性(模量(Modulus)，强度(Strength))优异。另外，本专利技术的聚酰胺酸组合物使用Cardo系、醚(Ether)系、砜(Sulfone)系等单体的情况下，能够形成具有自由度高的柔性(Flexible)结构的聚酰胺酸和聚酰亚胺。这样的聚酰胺酸和聚酰亚胺因高弯曲特性而具有优异的复原能力，对于折叠(Folding)更加稳定，因此光学特性、热特性和屈服点之前的机械特性优异。本专利技术的聚酰胺酸组合物包含上述化学式1或2所表示的化合物。特别是，本专利技术的聚酰胺酸组合物内的第一聚酰胺酸相比来源于二胺的部分包含更多来源于二酐的部分的情况下，本专利技术的聚酰胺酸组合物可以包含上述化学式1所表示的化合物。该情况下，上述化学式1所表示的化合物的含量以整体二酐的100摩尔％为基准可以为约0.01至10摩尔％范围。这里，整体二酐的含义是，为了形成第一聚酰胺酸而使用的一种以上的二酐。此外，本专利技术的聚酰胺酸组合物内的第一聚酰胺酸相比来源于二酐的部分包含更多来源于二胺的部分的情况下，本专利技术的聚酰胺酸组合物可以包含上述化学式2所表示的化合物。该情况下，上述化学式2所表示的化合物的含量以整体二胺的100摩尔％为基准可以为约0.01至10摩尔％范围。这里，整体二胺的含义是，为了形成第一聚酰胺酸而使用的一种以上的二胺。上述化学式1的化合物和化学式2的化合物中，环A和B彼此相同或不同，各自独立地选自由C3～C30的单环脂肪族环、C3～C30的多环脂肪族环、C6～C30的单环芳香族环和C6～C30的多环芳香族环组成的组，具体可以选自由C3～C20的单环脂肪族环、C3～C20的多环脂肪族环本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种聚酰胺酸组合物，其包含聚酰胺酸、以及以下化学式1或2所表示的化合物，/n化学式1/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20181228 KR 10-2018-01727151.一种聚酰胺酸组合物，其包含聚酰胺酸、以及以下化学式1或2所表示的化合物，
化学式1



化学式2



所述化学式1和2中，
环A和B彼此相同或不同，各自独立地选自由C3～C30的单环脂肪族环、C3～C30的多环脂肪族环、C6～C30的单环芳香族环和C6～C30的多环芳香族环组成的组，
所述环A和B的单环脂肪族环、多环脂肪族环、单环芳香族环、多环芳香族环被选自由卤素、氰基、C1～C10的烷基和C1～C10的卤代烷基组成的组中的一种以上的取代基取代或非取代。


2.根据权利要求1所述的聚酰胺酸组合物，所述化学式1所表示的化合物为以下化学式1a或1b所表示的化合物，
化学式1a



化学式1b



所述化学式1a和1b中，
a和b分别为0至5的整数，
R11和R12彼此相同或不同，各自独立地选自由卤素、氰基、C1～C10的烷基和C1～C10的卤代烷基组成的组。


3.根据权利要求1所述的聚酰胺酸组合物，所述化学式2所表示的化合物为以下化学式2a或2b所表示的化合物，
化学式2a



化学式2b



所述化学式2a和2b中，
c和4分别为0至4的整数，
R13和R14彼此相同或不同，各自独立地选自由卤素、氰基、C1～C10的烷基和C1～C10的卤代烷基组成的组。


4.根据权利要求1所述的聚酰胺酸组合物，所述聚酰胺酸是使一种以上的二胺与一种以上的二酐反应而形成。


5.根据权利要求4所述的聚酰胺酸组合物，所述二酐的摩尔数b与二胺的摩尔数a的比率b/a为0.7至1.3范围。


6.根据权利要求4所述的聚酰胺酸组合物，所述二酐的摩尔数b与二胺的摩尔数a的比率b/a大于1.0且为1.3以下。


7.根据权利要求6所述的聚酰胺酸组合物，所述聚酰胺酸组合物包含所述化学式1所表示的化合物。


8.根据权利要求7所述的聚酰胺酸组合物，以整体二酐100摩尔％为基准，所述化学式1所表示的化合物的含量为0.01至10摩尔％范围。


9.根据权利要求4所述的聚酰胺酸组合物，所述二酐的摩尔数b与二胺的摩尔数a的比率b/a为0.7以上且小于1.0。


10.根据权利要求9所述的聚酰胺酸组合物，所述聚酰胺酸组合物包含所述化学式2所表示的化合物。


11.根据权利要求10所述的聚酰胺酸组合物，以整体二胺100摩尔％为基准，所述化学式2所表示的化合物的含量为0.01至10摩尔％范围。


12.根据权利要求1所述的聚酰胺酸组合物，所述聚酰胺酸包含以下化学式3所表示的重复单元，
化学式3



所述化学式3中，
Ar1为衍生自脂环族二胺或芳香族二胺的2价的有机基团，多个Ar1彼此相同或不同，
Ar2为衍生自脂环族二酐或芳香族二酐的4价的有机基团，多个Ar2彼此相同或不同。


13.一种聚酰胺酸组合物，所述聚酰胺酸包含以下化学式4或5所表示的重复单元，
化学式4



化学式5



所述化学式4和5中，
Ar11至Ar15彼此相同或不同，各自独立地为衍生自脂环族二胺或芳香族二胺的2价的有机基团，
Ar21至Ar25彼此相同或不同，各自独立地衍生自脂环族二酐或芳香族二酐的4价的有机基团，
n1和n2分别为1以上的整数，其中，n1+n2≥1，
m1和m2分别为1以上的整数，其中，m1+m2≥1。


14.一种聚酰胺酸，其由权利要求1至13中任一项所述的聚酰胺酸组合物形成，且由以下化学式6或7表示，
化学式6



化学式7



所述化学式6和7中，
PAA为来源于一种以上的二胺与一种以上的二酐的聚合反应的具有末端-胺基的聚酰胺酸或其衍生物，
多个环A彼此相同或不同，
多个环B彼此相同或不同，
环A和B与权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：李浩庸，金东演，安炅日，
申请(专利权)人：株式会社斗山，
类型：发明
国别省市：韩国;KR