一种与玻璃基材具有强物理粘合性的聚酰亚胺薄膜及其制备方法技术

本发明专利技术属于高分子薄膜材料制造技术领域，具体涉及一种与玻璃基材具有强物理粘合性的聚酰亚胺薄膜及其制备方法。本发明专利技术首先通过调整固含量与环化程度来制备分子量可控的聚酰胺酸前驱体溶液；然后再对玻璃基材的表面进行处理，保持一定的洁净度；最后调节成膜过程的温度程序及压力大小等控制薄膜的聚集态结构。由于分子量和聚集态结构变化，分子链排布更加规整，松弛时间更慢，加上形成氢键的可能性更高，得到的聚酰亚胺薄膜与玻璃之间物理粘合性较强。较强。较强。

【技术实现步骤摘要】
一种与玻璃基材具有强物理粘合性的聚酰亚胺薄膜及其制备方法


[0001]本专利技术属于高分子薄膜材料制造
，具体是涉及一种与玻璃基材具有强物理粘合性的聚酰亚胺薄膜及其制备方法。

技术介绍

[0002]近年来，光电显示行业不断朝着柔性器件方向发展。聚酰亚胺材料由于具有优异的热稳定性能、机械性能、绝缘性能成为柔性光电显示基板的优选材料。但在整个电子器件制备过程中，作为基板的聚酰亚胺薄膜需要与基材玻璃一直粘结在一起，如果两者之间发生层间剥离，容易引起聚酰亚胺薄膜开裂、翘曲、卷边等问题，直接影响后续制备过程，带来不可避免的损失。因此，提升聚酰亚胺薄膜与玻璃基材的粘合性能是研究的重点之一。
[0003]现有的方式中如通过在聚酰亚胺分子结构引入化学基团，并通过化学处理玻璃基材表面，增加两者之间的化学粘合度。但采用化学方法提高粘合度将引起聚酰亚胺薄膜化学结构发生改变，容易对薄膜固有的机械性能、热学性能造成损害。而且，化学结合还会给后期剥离带来问题，导致难以剥离或剥离时损伤聚酰亚胺薄膜。

技术实现思路

[0004]针对现有技术存在的上述问题，本专利技术提供一种与玻璃基材具有强物理粘合性的聚酰亚胺薄膜及其制备方法。本专利技术在保证聚酰亚胺薄膜固有性能的前提下，提升其与玻璃基材的物理粘合性能，并且在剥离时不损伤聚酰亚胺薄膜，有利于优化柔性显示器件的制程。进一步讲，本专利技术是通过对聚酰胺酸前驱体溶液的处理及改性控制其分子量，以及通过对成膜过程的温度程序及压力大小的调节来控制薄膜的聚集态结构，从而使聚酰亚胺薄膜与玻璃之间物理粘合性得到明显改善。
[0005]本专利技术提供的聚酰亚胺薄膜的制备方法包括以下步骤：（1）将二胺单体和酸酐单体加入到第一部分非质子极性溶剂中，其中二胺单体和酸酐单体摩尔比在1：1.05
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1：1.2之间，在低温（
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5至60 摄氏度）下反应6
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10小时后得到第一部分聚酰胺酸溶液；（2）用第二部分非质子极性溶剂按一定比例稀释第一部分聚酰胺酸溶液，二次调节溶液的固含量及表观粘度，得到一定粘度范围的混合溶剂型聚酰胺酸溶液；（3）将混合溶剂型的聚酰胺酸溶液通过过滤器过滤，减少溶液中颗粒杂质的含量，同时对后续成膜过程中使用的玻璃基材表面进行清洁，来保证涂膜过程的洁净度，避免颗粒杂质带来的影响；（4）将步骤（3）得到的过滤后的混合溶剂型的聚酰亚胺
‑
聚酰胺酸溶液通过狭缝涂布于洁净的玻璃基材上，再通过真空（30
‑
100Pa）低温（40
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70℃）干燥10
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50 min，最后在氮气等惰性气体保护下，通过不同的温度程序完成高温环化，得到与玻璃之间具有较强物理粘合性的聚酰亚胺薄膜；
所述步骤（1）中第一部分二胺单体和酸酐单体分别是以下结构中的一种或多种，二胺单体结构如下：；酸酐单体结构如下：。
[0006]所述步骤（1）第一部分非质子极性溶剂包括：N,N
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二甲基甲酰胺、N,N
‑
二甲基乙酰胺、N
‑
甲基吡络烷酮中的一种；固含量为12wt%~18wt%。
[0007]所述步骤（2）第二部分非质子极性溶剂包括：N,N
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二甲基甲酰胺、N,N
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二甲基乙酰胺、二甲基亚砜、N
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甲基吡络烷酮中的一种；固含量为5wt%~10wt%，表观粘度为2000
‑
8000 cp。
[0008]所述步骤（1）第一部分非质子极性溶剂和步骤（2）第二部分非质子极性溶剂必须保持不同，通过溶剂挥发温度不同来调节增加薄膜与玻璃之间的粘合力。
[0009]所述步骤（3）中需过滤的溶液颗粒杂质主要来源于溶剂、设备内杂质颗粒。所用过滤器为聚四氟乙烯材质的囊式过滤器，粒径为5.0um和0.45um的二个级别串联，以控制溶液内部粒径>1um的颗粒数<50个/mL。防止影响薄膜内部均一性，带给薄膜缺陷，也防止薄膜与玻璃之间因杂质存在留有较多空隙，降低粘合力。
[0010]所述步骤（4）中的真空干燥的压力、温度及时间优选自以下几种固定搭配，如：30Pa，70℃，10min；40Pa，60℃，15min；110Pa，40℃，20min。
[0011]所述步骤（4）中的高温环化程序采用氮气气氛下的阶段升温方式，其环化温度为：180~450 ℃，时间为200
‑
250 min。
[0012]有益效果：与现有技术相比，本专利技术提供了一种与玻璃基材之间物理粘合性较强的聚酰亚胺薄膜的制备方法，首先通过调整单体浆料的固含量及环化程度来制备分子量可控的聚酰胺酸前驱体溶液；然后再对玻璃基材的表面进行清洁处理；最后调节成膜过程的温度程序及压力大小等控制薄膜的聚集态结构。由于分子量和聚集态结构变化，分子链排布更加规整，松弛时间更慢，加上形成氢键的可能性更高，得到的聚酰亚胺薄膜与玻璃之间物理粘合性较强。由于该方法不采用化学交联的手段改变聚酰亚胺薄膜以及玻璃基材表面的结构，因此能够保持聚酰亚胺薄膜的固有性能，而且物理粘合具有可逆性，在剥离聚酰亚
胺薄膜时也不易造成薄膜损坏。
附图说明
[0013]图1所示为样品的红外光谱图；图2所示为样品的取向度对比图；图3所示为样品的XRD图。
具体实施方式
[0014]下面通过具体实施例进一步阐明本专利技术，这些实施例是示例性的，旨在说明问题和解释本专利技术，并不是一种限制。
[0015]实施例1（1）室温下，将0.038mol（7.5974 g）4,4'
‑
二氨基二苯醚（ODA）单体加入到100ml N,N
‑
二甲基乙酰胺溶剂中搅拌至单体完全溶解后，加入0.041mol（8.9379 g）1,2,4,5
‑
均苯四甲酸二酐(PMDA)，并继续搅拌12小时后得到固含量为15wt%的第一部分聚酰胺酸溶液；（2）称量第一部分聚酰胺酸溶液50 g，再加入25 g N
‑
甲基吡络烷酮溶剂，室温条件下搅拌30
‑
60 min，直至得到均匀的混合溶剂型的聚酰胺酸溶液，溶液固含量为10wt%。
[0016]（3）将混合溶剂型的聚酰胺酸溶液通过过滤器过滤，减少溶液中颗粒杂质的含量，同时对后续成膜过程中使用的玻璃基材通过乙醇喷洗进行清洁，通过N2吹干。
[0017]（4）将步骤（3）得到的过滤后的混合溶剂型的聚酰胺酸溶液通过狭缝涂布在洁净的玻璃基材上形成湿膜，厚度为150
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m，再通过真空（40 Pa）低温（60℃）干燥15 min。
[0018]（5）在氮气保护下，通过100 ℃，30 min、150 ℃，10min、180 ℃，30min、250 ℃，30min、300 ℃，30min的温度程序高温环化，得到与玻璃之间具有较强物理粘合性的聚酰亚胺薄膜，厚度为15
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种与玻璃基材具有强物理粘合性的聚酰亚胺薄膜的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：（1）将二胺单体和酸酐单体加入到第一部分非质子极性溶剂中，其中二胺单体和酸酐单体的摩尔比在1:1.03
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1.08范围内，在
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5~60℃下反应6
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10小时后得到第一部分聚酰胺酸溶液；（2）用第二部分非质子极性溶剂稀释第一部分聚酰胺酸溶液，稀释至固含量为5
‑
10wt%且表观粘度为2000
‑
8000 cp；所述第二部分非质子极性溶剂与所述第一部分非质子极性溶剂为不同种类的溶剂以确保具有不同的挥发特性；（3）将混合溶剂型的聚酰胺酸溶液通过过滤器过滤，减少溶液中颗粒杂质的含量；（4）将步骤（3）所得溶液均匀涂布于洁净的玻璃基材表面，在压力为30
‑
100Pa温度为40
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70℃的真空低温环境中干燥10
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50 min；在惰性气体保护下，在180
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450℃条件下环化反应200
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250 min，得到所述的与玻璃基材具有强物理粘合性的聚酰亚胺薄膜。2.根据权利要求1所述的聚酰亚胺薄膜的制备方法，其特征在于：步骤（1）中第一部分二胺单体和酸酐单体分别是以下结构中的一种或多种，二胺单体结构如下：；酸酐单体结构如下：。3.根据权利要求1所述的聚酰亚胺薄膜的制备方法，其特征在于：所述第一部分聚酰胺酸溶液中固含量为12wt%~18wt%。4.根据权利要求1所述的聚酰亚胺薄膜的制备方法，其特征在于：步骤（1）中第一部分非...

【专利技术属性】
技术研发人员：齐小璇，张凌，蔡臣，韩忠鹏，
申请(专利权)人：苏州尊尔光电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：