一种超高模量高透光率聚酰亚胺薄膜及制备方法和用途技术

本发明专利技术公开了一种超高模量高透光率聚酰亚胺薄膜及制备方法和用途，所述超高模量高透光率聚酰亚胺薄膜，由多元二胺和多元二酐混合溶解于溶剂中，并添加封端剂后，经聚合反应和亚胺化制备而成；所述制备方法，包括S1、将多元二胺和多元二酐混合溶解于溶剂中，并添加封端剂搅拌混合，得到混合液；S2、向混合液中加入催化剂，搅拌混合，得到前驱液；S3、将前驱液浇筑到基材上，干燥，去除部分溶剂，得到半干燥薄膜；S4、将半干燥薄膜从基材上剥离、拉伸，高温亚胺化，即得。本发明专利技术制备的聚酰亚胺薄膜具有超高模量和高透光率，适用于柔性光电、航天航空等领域，特别是柔性显示，透明显示的结构件、补强层或基材。补强层或基材。

【技术实现步骤摘要】
一种超高模量高透光率聚酰亚胺薄膜及制备方法和用途


[0001]本专利技术属于聚酰亚胺高分子
，具体涉及一种超高模量高透光率聚酰亚胺薄膜及制备方法和用途。

技术介绍

[0002]聚酰亚胺高分子材料因具备突出的热性能，电性能与力学性能，被熟知并广泛应用于电子、航空等先进
近年来，随着柔性光电技术的飞速发展，聚酰亚胺材料因其优异的综合性能作为柔性聚合物基板、介电绝缘材料广泛应用于柔性光电器件和柔性印刷电路板等领域。为了保证柔性光电器件的工艺制程要求，通常要求聚酰亚胺薄膜具有超高模量的特性，避免在加工过程中发生变形、翘曲等严重问题。
[0003]如CN201710035593.9公开了一种高模量聚酰亚胺纤维及其制备方法和应用，所述高模量聚酰亚胺纤维的制备方法为：将聚酰亚胺纤维采用混合碱液进行碱解，所述的混合碱液为氢氧化钾与N,N
‑
二甲基乙酰胺的混合水溶液，其制备的高模量聚酰亚胺纤维的拉伸模量为120
‑
160GPa，断裂强度为2000
‑
2800MPa，断裂伸长率为1.5
‑
2.5％，可以广泛应用于防护服、电子柔性显示，及航天航空复合材料等方面，CN201810381437.2公开了一种高模量形状记忆聚酰亚胺复合材料及其制备方法，所述高模量形状记忆聚酰亚胺复合材料，由形状记忆聚酰亚胺和碳纤维布制成；所述的形状记忆聚酰亚胺由二胺和二酐制备而成；所述的二胺为2
‑
(4
‑
氨基苯基)
‑5‑<br/>氨基苯丙噁唑；所述的二酐为双酚A型二醚二酐，解决了现有形状记忆聚酰亚胺100℃下存储模量普遍低于2GPa，高温下玻璃化转变时模量普遍低于10MPa较低的问题。
[0004]随着微电子设备集成度的不断提高，高透光率聚酰亚胺作为柔性透明、防护层及支撑层材料也不可或缺，通常要求聚酰亚胺材料具有较高的透光率，能够保证将微电子设备运行时光学的要求。如CN201610516528.3公开了一种制备聚酰亚胺的方法，所述方法包括：在第一极性溶剂中，二胺、二酐和封端剂反应得到聚酰胺酸溶液，所述封端剂为含有活性官能团的单酐，所述活性官能团为可发生自由基聚合反应的官能团；使所述聚酰胺酸溶液亚胺化并提纯，得到聚酰亚胺预聚体；将所述聚酰亚胺预聚体溶解于第二极性溶剂中，加入自由基引发剂，得到混合胶液，将所述混合胶液进行固化，冷却至室温进行剥离，得到薄膜状的聚酰亚胺。制备的聚酰亚胺的透光率在大于80％，保持了较高的透明性，扩大其在柔性显示材料领域的应用。
[0005]然而常规的透明聚酰亚胺材料具有较好的光学性能，但其机械性能仍稍显不足。兼具高模量及高透过率特性的聚酰亚胺薄膜在当今微电子及柔显
是亟需的关键材料之一，该类材料的开发可满足先进电子和柔性显示领域日益迫切的技术需求。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于提供了一种超高模量高透光率聚酰亚胺薄膜及制备方法和用途，该超高模量高透过率聚酰亚胺的透光率&gt;75％，弹性模量&gt;8GPa，具有较好的机械强度，
有利于加工成型。
[0007]为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0008]一种超高模量高透光率聚酰亚胺薄膜，由多元二胺和多元二酐混合溶解于溶剂中，并添加封端剂后，经聚合反应和亚胺化制备而成；
[0009]其中，所述多元二胺包括第一二胺和第二二胺，所述第一二胺包括含卤素原子取代基联苯结构的二胺；所述第二二胺包括含具有酰胺键的二胺或/和含具有苯并噁唑结构的二胺；
[0010]所述多元二酐包括第一二酐和第二二酐，所述第一二酐包括含刚性脂环族二酐；所述第二二酐包括含分子结构对称的芳香族二酐；
[0011]所述封端剂为所述多元二酐中的至少一种；优选为对称性更好的二酐结构。
[0012]优选地，所述含卤素原子取代基联苯结构的二胺，包括2,2'
‑
三氟甲基联苯胺(TFMB)，4，4
’‑
二氨基八氟联苯(DAOF)，2,2,5
’
,5
’‑
四氯二苯胺(TCBD)和3，3
’‑
二氯联苯胺中的至少一种；最优选2,2'
‑
三氟甲基联苯胺(TFMB)；
[0013]所述含有酰胺键的二胺，包括4,4
‑
二氨基苯酰替苯胺(DABA)、N、N'
‑
(2,2'
‑
双(三氟甲基)
‑
[1,1'
‑
联苯]‑
4,4'
‑
二基)双(4
‑
氨基苯甲酰胺)(AB
‑
TFMB)和双(4
‑
氨基苯甲酰)替
‑
(9H
‑
芴
‑
9,9
‑
双(4
‑
氨基苯)(FDA
‑
ADA)中的至少一种；最优选4,4
‑
二氨基苯酰替苯胺(DABA)。
[0014]优选地，所述含具有苯并噁唑结构的二胺，包括2
‑
(4
‑
氨基苯基)
‑5‑
氨基苯并恶唑(5ABO)、2
‑
(4
‑
氨基苯基)
‑6‑
氨基苯并噁唑(6ABO)和苯撑苯并二噁唑二胺(PBOA)中的至少一种；最优选2
‑
(4
‑
氨基苯基)
‑5‑
氨基苯并恶唑(5ABO)。
[0015]优选地，所述含刚性脂环族二酐，包括1,2,3,4
‑
环丁烷四羧酸二酐(CBDA)，1,2,4,5
‑
环己烷四羧酸二酐(H
‑
PMDA)，1,3
‑
二甲基
‑
环丁烷
‑
1,2,3,4
‑
四羧酸二酐(DM
‑
CBDA)，1,2,3,4
‑
四甲基
‑
1,2,3,4
‑
环丁烷四羧酸二酐(TM
‑
CBDA)和降冰片烷
‑2‑
螺
‑
α
‑
环戊酮
‑
α'
‑
螺
‑
2'
‑
降冰片烷
‑
5,5',6,6'
‑
四羧酸二酐(CpODA)中的至少一种；最优选1,2,3,4
‑
环丁烷四羧酸二酐(CBDA)。
[0016]优选地，所述分子结构对称的芳香族二酐，包括1,2,4,5
‑
均苯四甲酸二酐(PMDA),3,3',4,4'
‑
联苯四羧酸二酐(BPDA),3,3',4,4'
‑
二苯甲酮四甲酸二酐(BTDA)本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种超高模量高透光率聚酰亚胺薄膜，其特征在于，由多元二胺和多元二酐混合溶解于溶剂中，并添加封端剂后，经聚合反应和亚胺化制备而成；其中，所述多元二胺包括第一二胺和第二二胺，所述第一二胺包括含卤素原子取代基联苯结构的二胺；所述第二二胺包括含具有酰胺键的二胺或/和含具有苯并噁唑结构的二胺；所述多元二酐包括第一二酐和第二二酐，所述第一二酐包括含刚性脂环族二酐；所述第二二酐包括含分子结构对称的芳香族二酐；所述封端剂为所述多元二酐中的至少一种。2.根据权利要求1所述的超高模量高透光率聚酰亚胺薄膜，其特征在于，所述含卤素原子取代基联苯结构的二胺，包括2,2'
‑
三氟甲基联苯胺，4，4
’‑
二氨基八氟联苯，2,2,5
’
,5
’‑
四氯二苯胺和3，3
’‑
二氯联苯胺中的至少一种；所述含有酰胺键的二胺，包括4,4
‑
二氨基苯酰替苯胺、N、N'
‑
(2,2'
‑
双(三氟甲基)
‑
[1,1'
‑
联苯]
‑
4,4'
‑
二基)双(4
‑
氨基苯甲酰胺)和双(4
‑
氨基苯甲酰)替
‑
(9H
‑
芴
‑
9,9
‑
双(4
‑
氨基苯)中的至少一种；所述含具有苯并噁唑结构的二胺，包括2
‑
(4
‑
氨基苯基)
‑5‑
氨基苯并恶唑、2
‑
(4
‑
氨基苯基)
‑6‑
氨基苯并噁唑和苯撑苯并二噁唑二胺中的至少一种。3.根据权利要求1所述的超高模量高透光率聚酰亚胺薄膜，其特征在于，所述含刚性脂环族二酐，包括1,2,3,4
‑
环丁烷四羧酸二酐、1,2,4,5
‑
环己烷四羧酸二酐、1,3
‑
二甲基
‑
环丁烷
‑
1,2,3,4
‑
四羧酸二酐、1,2,3,4
‑
四甲基
‑
1,2,3,4
‑
环丁烷四羧酸二酐和降冰片烷
‑2‑
螺
‑
α
‑
环戊酮
‑
α'
‑
螺
‑
2'
‑
降冰片烷
...

【专利技术属性】
技术研发人员：王振中，汤昌丹，李钊荣，陈学冬，
申请(专利权)人：嘉兴瑞华泰薄膜技术有限公司，
类型：发明
国别省市：