低CTE、高透光率聚酰亚胺及其二胺单体和制备方法技术

本发明专利技术公开了低CTE、高透光率聚酰亚胺及其二胺单体和制备方法，所述聚酰亚胺以金刚烷或环己烷作为脂环结构，同时在此基础上引入刚性芳香族结构和强电负性基团，以此来满足无色透明的特性，同时可具有良好的热性能。所述二胺单体中引入强电负性基团，脂环结构、大取代基团、不对称结构和刚性非共平面结构都有利于制备无色透明聚酰亚胺。本发明专利技术所述二胺单体可用于制备无色透明聚酰亚胺，单体以金刚烷或环己烷作为中心结构，通过酯基或酰胺键连接具有芳香性的苯环，其中一个单体为不对称结构，可以更好的满足制备无色透明聚酰亚胺的要求。以更好的满足制备无色透明聚酰亚胺的要求。以更好的满足制备无色透明聚酰亚胺的要求。

【技术实现步骤摘要】
低CTE、高透光率聚酰亚胺及其二胺单体和制备方法


[0001]本专利技术属于化学合成技术与有机高分子材料
，尤其是一种低CTE、高透光率聚酰亚胺及其二胺单体和制备方法。

技术介绍

[0002]近年来，随着电子器件的发展，传统透明玻璃基板已经无法满足柔性器件的要求，因此无色透明聚合物受到越来越多重视，聚酰亚胺作为各方面性能优异的聚合物，更加备受瞩目。
[0003]聚酰亚胺是一类具有多个酰亚胺五元杂环的高性能聚合物，其具有独特的电化学性能、耐辐射、耐化学腐蚀、优异的力学性能等性质，被广泛应用于航空航天、电子电器、燃料电池、光学、生物医药等领域。传统的聚酰亚胺一般为棕色或棕黄色透明材料，这是由于其分子结构中存在较强的电子供体和电子受体，在其分子链内或分子链间形成强烈的电荷转移络合物，使其在可见光范围内具有强烈吸收。

技术实现思路

[0004]本专利技术要解决的技术问题是提供一种低CTE、高透光率聚酰亚胺；本专利技术还提供了一种低CTE、高透光率聚酰亚胺的二胺单体；本专利技术还提供了一种二胺单体的制备方法；本专利技术还提供了一种低CTE、高透光率聚酰亚胺的制备方法。
[0005]为解决上述技术问题，本专利技术所述聚酰亚胺的结构通式如下式(Ⅰ)(Ⅱ)(Ⅲ)所示：
[0006][0007][0008]所述通式中，A和D均选自O和NH。
[0009]本专利技术所述二胺单体的结构通式如下式(A)(B)(C)所示：
[0010][0011]所述通式中，A和D均选自O和NH。
[0012]本专利技术所述二胺单体的制备方法：以金刚烷
‑
1,3
‑
二甲酰氯、对硝基苯酚、缚酸剂为原料，或者以金刚烷
‑
1,3
‑
二甲酰氯、2
‑
氟
‑4‑
硝基苯胺、缚酸剂为原料，或者以1,4
‑
环己烷二甲酰氯、4
‑
硝基
‑2‑
三氟甲基苯胺、缚酸剂为原料，或者以1,4
‑
环己烷二甲酰氯、2
‑
氟
‑
4
‑
硝基苯胺、缚酸剂为原料，或者以对硝基苯甲酰氯、4
‑
硝基
‑3‑
三氟甲基苯胺、缚酸剂为原料；将原料进行酰化反应，生成中间体；所述中间体在氢化催化剂作用下进行氢化反应，即可得到所述二胺单体。
[0013]进一步的，采用下述方法步骤中的任意一种：
[0014](1)先在溶剂中加入金刚烷
‑
1,3
‑
二甲酰氯和缚酸剂，冰水浴下搅拌并滴加对硝基苯酚溶液，滴加完毕后，冰水浴下反应；然后在15～30℃反应；反应完毕后，将反应液过滤、干燥，得到中间体(A1
‑
1)：
[0015][0016]所述中间体(A1
‑
1)和氢化催化剂在1～5MPa氢气、60～75℃条件下反应；反应完毕后，反应液除去催化剂、浓缩，滴加到去离子水中，即可得到二胺单体(A1)；
[0017](2)先在溶剂中加入2
‑
氟
‑4‑
硝基苯胺和缚酸剂，冰水浴下搅拌并滴加金刚烷
‑
1,3
‑
二甲酰氯溶液，滴加完毕后，冰水浴下反应；然后在15～30℃反应；反应完毕后，将反应液过滤、干燥，得到中间体(A2
‑
1)：
[0018][0019]所述中间体(A2
‑
1)和氢化催化剂在1～5MPa氢气、60～75℃条件下反应；反应完毕后，反应液除去催化剂、浓缩，滴加到去离子水中，即可得到二胺单体(A2)；
[0020](3)先在溶剂中加入1,4
‑
环己烷二甲酰氯和缚酸剂，冰水浴下搅拌并滴加4
‑
硝基
‑2‑
三氟甲基苯胺溶液，滴加完毕后，冰水浴下反应；然后在15～30℃反应；反应完毕后，将反应液过滤、干燥，得到中间体(B1
‑
1)：
[0021][0022]所述中间体(B1
‑
1)和氢化催化剂在1～5MPa氢气、60～75℃条件下反应；反应完毕后，反应液除去催化剂、浓缩，滴加到去离子水中，即可得到二胺单体(B1)；
[0023](4)先在溶剂中加入2
‑
氟
‑4‑
硝基苯胺和缚酸剂，冰水浴下搅拌并滴加1,4
‑
环己烷
二甲酰氯溶液，滴加完毕后，冰水浴下反应；然后在15～30℃反应；反应完毕后，将反应液过滤、干燥，得到中间体(B2
‑
1)：
[0024][0025]所述中间体(B2
‑
1)和氢化催化剂在1～5MPa氢气、60～75℃条件下反应；反应完毕后，反应液除去催化剂、浓缩，滴加到去离子水中，即可得到二胺单体(B2)；
[0026](5)先在溶剂中加入4
‑
硝基
‑3‑
三氟甲基苯胺、缚酸剂，冰水浴下搅拌并滴加对硝基苯甲酰氯溶液，滴加完毕后，冰水浴下反应；然后在15～30℃反应；反应完毕后，将反应液过滤、干燥，得到(C1
‑
1)：
[0027][0028]所述中间体(C1
‑
1)和氢化催化剂在1～5MPa氢气、60～75℃条件下反应；反应完毕后，反应液除去催化剂、浓缩，滴加到去离子水中，即可得到二胺单体(C1)。
[0029]更进一步的，所述步骤(1)中，金刚烷
‑
1,3
‑
二甲酰氯、对硝基苯酚、缚酸剂的摩尔比为1:2～2.5:2～4；
[0030]所述步骤(2)中，金刚烷
‑
1,3
‑
二甲酰氯、2
‑
氟
‑4‑
硝基苯胺、缚酸剂的摩尔比为1:1.5～3:2～4；
[0031]所述步骤(3)中，1,4
‑
环己烷二甲酰氯、4
‑
硝基
‑2‑
三氟甲基苯胺、缚酸剂的摩尔比为1:2～2.5:1～3；
[0032]所述步骤(4)中，1,4
‑
环己烷二甲酰氯、2
‑
氟
‑4‑
硝基苯胺、缚酸剂的摩尔比为1:1.5～3:2～4；
[0033]所述步骤(5)中，对硝基苯甲酰氯、4
‑
硝基
‑3‑
三氟甲基苯胺、缚酸剂的摩尔比为1:1～1.5:1.5～2。
[0034]本专利技术所述聚酰亚胺的制备方法：采用权利要求2所述二胺单体与二酐单体聚合。
[0035]进一步的，采用下述方法步骤：S1、将二胺单体和脂肪族二酐或芳香族二酐进行缩合反应，得到聚酰胺酸；
[0036]S2、加入脱水剂和催化剂将聚酰胺酸进行亚胺化，得到聚酰亚胺。
[0037]更进一步的，所本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种低CTE、高透光率聚酰亚胺，其特征在于，其结构通式如下式(Ⅰ)(Ⅱ)(Ⅲ)所示：所述通式中，A和D均选自O和NH。2.权利要求1所述低CTE、高透光率聚酰亚胺的二胺单体，其特征在于，所述二胺单体的结构通式如下式(A)(B)(C)所示：
所述通式中，A和D均选自O和NH。3.权利要求2所述二胺单体的制备方法，其特征在于：以金刚烷
‑
1,3
‑
二甲酰氯、对硝基苯酚、缚酸剂为原料，或者以金刚烷
‑
1,3
‑
二甲酰氯、2
‑
氟
‑4‑
硝基苯胺、缚酸剂为原料，或者以1,4
‑
环己烷二甲酰氯、4
‑
硝基
‑2‑
三氟甲基苯胺、缚酸剂为原料，或者以1,4
‑
环己烷二甲酰氯、2
‑
氟
‑4‑
硝基苯胺、缚酸剂为原料，或者以对硝基苯甲酰氯、4
‑
硝基
‑3‑
三氟甲基苯胺、缚酸剂为原料；将原料进行酰化反应，生成中间体；所述中间体在氢化催化剂作用下进行氢化反应，即可得到所述二胺单体。4.根据权利要求3所述的二胺单体的制备方法，其特征在于，采用下述方法步骤中的任意一种：(1)先在溶剂中加入金刚烷
‑
1,3
‑
二甲酰氯和缚酸剂，冰水浴下搅拌并滴加对硝基苯酚溶液，滴加完毕后，冰水浴下反应；然后在15～30℃反应；反应完毕后，将反应液过滤、干燥，得到中间体(A1
‑
1)：所述中间体(A1
‑
1)和氢化催化剂在1～5MPa氢气、60～75℃条件下反应；反应完毕后，反应液除去催化剂、浓缩，滴加到去离子水中，即可得到二胺单体(A1)；(2)先在溶剂中加入2
‑
氟
‑4‑
硝基苯胺和缚酸剂，冰水浴下搅拌并滴加金刚烷
‑
1,3
‑
二甲酰氯溶液，滴加完毕后，冰水浴下反应；然后在15～30℃反应；反应完毕后，将反应液过滤、干燥，得到中间体(A2
‑
1)：
所述中间体(A2
‑
1)和氢化催化剂在1～5MPa氢气、60～75℃条件下反应；反应完毕后，反应液除去催化剂、浓缩，滴加到去离子水中，即可得到二胺单体(A2)；(3)先在溶剂中加入1,4
‑
环己烷二甲酰氯和缚酸剂，冰水浴下搅拌并滴加4
‑
硝基
‑2‑
三氟甲基苯胺溶液，滴加完毕后，冰水浴下反应；然后在15～30℃反应；反应完毕后，将反应液过滤、干燥，得到中间体(B1
‑
1)：所述中间体(B1
...

【专利技术属性】
技术研发人员：尚振华，王瑞雪，宋雨杭，
申请(专利权)人：河北科技大学，
类型：发明
国别省市：