一种聚酰亚胺及无色透明聚酰亚胺膜制造技术

本发明专利技术提出了一种聚酰亚胺及无色透明聚酰亚胺膜，所述聚酰亚胺是由脂环族二酐、芳香族二酐以及芳香族二酰氯与芳香族二胺进行缩聚后制得；所述聚酰亚胺膜是由该聚酰亚胺成膜后制得。本发明专利技术所制得的聚酰亚胺膜具有非常低的黄色指数的同时还具有优异的耐热尺寸稳定性。性。

【技术实现步骤摘要】
一种聚酰亚胺及无色透明聚酰亚胺膜


[0001]本专利技术涉及柔性显示材料
，尤其涉及一种聚酰亚胺及无色透明聚酰亚胺膜。

技术介绍

[0002]近年来，聚酰亚胺由于具有优异的耐热性能和可弯曲的柔韧特性，在市场上得到了广泛的应用。尤其是出于器件的轻量化、柔性化的目的，技术人员迫切期望将液晶显示器、OLED显示器等图像显示装置中所用的玻璃基板替换为塑料基板，作为最适合作为该塑料材料之一的聚酰亚胺，其研究正在大力进行。
[0003]然而，传统的聚酰亚胺一般属于全芳香族，且一般由二胺和二酐通过缩聚反应制得预聚物，再经过亚胺化处理制得。由于二胺残基的给电子性和二酐残基的吸电子性导致了分子内电荷的运动，形成电子转移络合物(CTC)，从而透光率低，聚酰亚胺膜显示出特征黄色或棕黄色，大大限制了其在图像显示装置中的应用。
[0004]虽然，国内外学者通过在聚酰亚胺主链上引入含氟基团、脂环结构、非共平面结构、间位取代结构、砜基等抑制CTC的形成，以此来提高聚酰亚胺薄膜的透光性，降低薄膜的黄色指数。但是上述手段的效果有限，还可能会导致薄膜耐热性能的下降。

技术实现思路

[0005]基于
技术介绍
存在的技术问题，本专利技术提出了一种聚酰亚胺及无色透明聚酰亚胺膜，该聚酰胺酰亚胺膜具有非常低的黄色指数的同时还具有优异的耐热尺寸稳定性。
[0006]本专利技术提出的一种聚酰亚胺，所述聚酰亚胺是由脂环族二酐、芳香族二酐以及芳香族二酰氯与芳香族二胺进行缩聚后制得；
[0007]其中，所述脂环族二酐的结构式如下所示：
[0008][0009]优选地，所述芳香族二酐是4，4'
‑
(六氟异丙烯)二酞酸酐、4，4'
‑
氧双邻苯二甲酸酐、3，3'，4，4'
‑
二苯甲酮四甲酸二酐或3，3'，4，4'
‑
联苯四羧酸二酐中的至少一种。
[0010]优选地，所述芳香族二酰氯是对苯二甲酰氯或间苯二甲酰氯中的至少一种。
[0011]优选地，所述芳香族二胺是2，2'
‑
二(三氟甲基)二氨基联苯、4，4'
‑
二氨基二苯醚或4，4'
‑
二氨基八氟联苯中的至少一种。
[0012]优选地，所述脂环族二酐的用量是芳香族二胺的30
‑
60mol％，所述芳香族二酰氯的用量是芳香族二胺的10
‑
40mol％。
[0013]优选地，所述聚酰亚胺具体是由下述方法制备得到：
[0014]将脂环族二酐、芳香族二酐以及芳香族二酰氯与芳香族二胺在有机溶剂中进行聚
合反应，得到聚酰胺酸；
[0015]再将上述聚酰胺酸进行亚胺化反应，得到所述聚酰亚胺。
[0016]优选地，所述有机溶剂是二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、二甲亚砜、N
‑
甲基吡咯烷酮或二甲苯中的至少一种。
[0017]本专利技术还提出一种无色透明聚酰亚胺膜，该聚酰亚胺膜是由上述聚酰亚胺成膜后制得。
[0018]优选地，所述聚酰亚胺膜的线性热膨胀系数是25ppm/K以下，400nm波长光的透射率为85％以上，黄度指数为3以下。
[0019]优选地，本专利技术提出一种图像显示装置，该图像显示装置包括上述聚酰亚胺或聚酰亚胺膜。
[0020]本专利技术提供了一种聚酰亚胺及无色透明聚酰亚胺膜，该聚酰亚胺及聚酰亚胺膜通过选择特定结构式的脂环族二酐与芳香族二酐以及芳香族二酰氯复配来制得聚酰亚胺，不仅提高了所制得聚酰亚胺及聚酰亚胺膜的透明度，而且有效降低了所制得聚酰亚胺及聚酰亚胺膜的线热膨胀系数，因此可以广泛用于各种光学元件中。
具体实施方式
[0021]本专利技术所提出的聚酰亚胺以及聚酰亚胺膜，是由脂环族二酐、芳香族二酐以及芳香族二酰氯与芳香族二胺进行缩聚后制得；
[0022]其中，所述脂环族二酐的结构式如下所示：
[0023][0024]本专利技术中，脂环族二酐选择为上述结构式所示的二酐，既可以利用其脂肪族骨架结构抑制电荷转移，又可以利用其大分子的桥环烃的结构来阻碍大分子链的密切堆砌。因此上述脂环族二酐的特定选择，使所得聚酰亚胺以及聚酰亚胺膜的高分子链中同时引入了酰胺键、酰亚胺键以及桥环烃的结构，结果不仅提高了对应聚酰亚胺以及聚酰亚胺膜的透光率，降低了黄色指数，同时显著改善了其热膨胀性。
[0025]本专利技术中，所述芳香族二酐可选择为4，4'
‑
(六氟异丙烯)二酞酸酐、4，4'
‑
氧双邻苯二甲酸酐、3，3'，4，4'
‑
二苯甲酮四甲酸二酐或3，3'，4，4'
‑
联苯四羧酸二酐中的至少一种。
[0026]一方面，芳香族二酐的引入，可与前述脂环族二酐形成复配，使所得聚酰亚胺以及聚酰亚胺膜的高分子链中同时具有芳香族刚性以及脂环族柔性的复合结构，以此确保对应聚酰亚胺以及聚酰亚胺膜的力学性能。另一方面，在考虑到氟取代基的电荷转移效应，将4，4'
‑
(六氟异丙烯)二酞酸酐芳香族二酐作为二酐单体时，显然可进一步改善所得聚酰亚胺以及聚酰亚胺膜的光学透明性能。
[0027]同样本专利技术中，所述芳香族二胺可选择为2，2'
‑
二(三氟甲基)二氨基联苯、4，4'
‑
二氨基二苯醚或4，4'
‑
二氨基八氟联苯中的至少一种。同理，当将2，2'
‑
二(三氟甲基)二氨基联苯作为二胺单体时，由于氟取代基的电荷转移效果，可以为所得聚酰亚胺以及聚酰亚
胺膜提供优异的光学透明性能。
[0028]本专利技术中，所述芳香族二酰氯可选择为对苯二甲酰氯或间苯二甲酰氯中的至少一种。芳香族二酰氯的引入，与芳香族二胺进行反应，可在所得聚酰亚胺以及聚酰亚胺膜的高分子链中引入酰胺键结构，酰胺键结构增强了高分子链之间的氢键作用力，不仅降低了所得聚酰亚胺以及聚酰亚胺膜的黄色指数，而且对线性热膨胀系数的降低亦有显著改善。
[0029]本专利技术中，为了进一步提高所得聚酰亚胺以及聚酰亚胺膜的性能，限定了所述脂环族二酐的用量是芳香族二胺的30
‑
60mol％，所述芳香族二酰氯的用量是芳香族二胺的10
‑
40mol％。
[0030]上述限定的原料配比可以有效控制所得聚酰亚胺以及聚酰亚胺膜的反应程度以及分子链结构，不仅进一步提高了所得聚酰亚胺以及聚酰亚胺膜的光学透明性能，而且还进一步降低了所得聚酰亚胺以及聚酰亚胺膜的线性热膨胀系数。
[0031]本专利技术中，所述聚酰亚胺是通过公知的方法来进行聚合，先得到聚酰亚胺前驱体—聚酰胺酸，再通过热亚胺化法或者化学亚胺化法将聚酰胺酸亚胺化后得到聚酰亚胺。
[0032]其中，聚酰胺酸是通过将单体加入有机溶剂中，在室温下进行共聚反应得到。该有机溶剂可选择为任意可溶解聚酰胺酸的溶剂，例如为二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、二甲亚砜、N
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种聚酰亚胺，其特征在于，所述聚酰亚胺是由脂环族二酐、芳香族二酐以及芳香族二酰氯与芳香族二胺进行缩聚后制得；其中，所述脂环族二酐的结构式如下所示：2.根据权利要求1所述聚酰亚胺，其特征在于，所述芳香族二酐是4，4'
‑
(六氟异丙烯)二酞酸酐、4，4'
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氧双邻苯二甲酸酐、3，3'，4，4'
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二苯甲酮四甲酸二酐或3，3'，4，4'
‑
联苯四羧酸二酐中的至少一种。3.根据权利要求1或2所述聚酰亚胺，其特征在于，所述芳香族二酰氯是对苯二甲酰氯或间苯二甲酰氯中的至少一种。4.根据权利要求1
‑
3任一项所述聚酰亚胺，其特征在于，所述芳香族二胺是2，2'
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二(三氟甲基)二氨基联苯、4，4'
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二氨基二苯醚或4，4'
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二氨基八氟联苯中的至少一种。5.根据权利要求1
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4任一项所述聚酰亚胺，其特征在于，所述脂环族二酐的用量是芳香族二胺的30
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【专利技术属性】
技术研发人员：徐哲，刘国隆，解惠东，邵成蒙，
申请(专利权)人：浙江中科玖源新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：