[發(fā)明專利]改性聚酰亞胺膜

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201010177196.3
• 申請(qǐng)日: 2010-05-18
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101831075A
• 公開(kāi)（公告）日: 2010-09-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李秋影;吳馳飛;薛鵬飛;郭衛(wèi)紅;許海燕;鮑宇彬;王紀(jì)彬;周麒麟;洪娟
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華東理工大學(xué)
• 主分類號(hào): C08G73/10
• 分類號(hào): C08G73/10;C08J5/18;C08L79/08
• 代理公司: 上海順華專利代理有限責(zé)任公司 31203
• 代理人: 陳淑章

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種改性聚酰亞胺膜，具體地說(shuō)，涉及一種經(jīng)有機(jī)化處理炭黑改性的聚酰亞胺膜。

背景技術(shù)

聚酰亞胺(polyimide，PI)，是一種主鏈結(jié)構(gòu)單元中含有酰亞胺基團(tuán)的合成樹(shù)脂。

聚酰亞胺是一種典型的高折射率薄膜，如標(biāo)準(zhǔn)型聚酰亞胺[均苯四甲酸二酐(PMDA)-二胺基二苯醚(ODA)]在25℃下，633nm處的折射率高達(dá)1.695。另外，聚酰亞胺剛性的酰亞胺環(huán)結(jié)構(gòu)在賦予其高折射率的同時(shí)，也賦予其高耐熱穩(wěn)定性、高力學(xué)性能和介電特性，聚酰亞胺十分優(yōu)異的綜合性能使其在光學(xué)器件上得到廣泛的應(yīng)用。但標(biāo)準(zhǔn)型聚酰亞胺通常具有較深的顏色，薄膜的雙折射較大，而且折射率仍難以滿足某些光學(xué)器件的要求，如微透鏡的折射率要求＞1.70，因此，為拓展聚酰亞胺薄膜的應(yīng)用領(lǐng)域(特別是在太陽(yáng)能電池、液晶顯示器和光電集成電路等領(lǐng)域)，對(duì)聚酰亞胺薄膜進(jìn)行改性勢(shì)在必行。

目前主要有兩種改性方法，其一是：對(duì)標(biāo)準(zhǔn)型聚酰亞胺的分子結(jié)構(gòu)進(jìn)行改性，引入一些高摩爾折射率基團(tuán)和一些柔性鏈節(jié)，從而開(kāi)發(fā)新型高折射率的聚酰亞胺(J.G.Liu，et?al.Highrefractive?index?polyimides?derived?from?2，7-bis(4-aminophenylenesulfanyl)thianthrene?andaromatic?dianhydrides.Macromolecules，2007，40，4614；J.G.Liu，et?al.Highly?refractive?andtransparent?polyimides?derived?from?4，4′-[m-sulfonylbis(phenylenesulfanyl)]diphthalic?anhydrideand?various?sulfur-containing?aromatic?diamines.Macromolecules，2007，40，7902.)。采用分子結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法雖然可以進(jìn)一步提高聚酰亞胺的折射率，但其提高有限，從而難以滿足某些光學(xué)應(yīng)用要求；再者，由于引入柔性鏈節(jié)，聚酰亞胺的熱穩(wěn)定性和力學(xué)性能有一定下降。

其二是：將無(wú)機(jī)納米粒子引入聚酰亞胺制備高折射率的復(fù)合薄膜(C.C.Chang?et?al.High-refractive-index?thin?films?prepared?from?aminoalkoxysilane-capped?pyromelliticdianhydride-titania?hybrid?materials.J.Polym.Sci.，Part?A：Polym.Chem.，2001，39，3419.)。目前采用較多的無(wú)機(jī)納米粒子為二氧化鈦(TiO2)。盡管將TiO2等無(wú)機(jī)納米粒子與聚酰亞胺進(jìn)行雜化，可獲得折射率大于1.80的光學(xué)薄膜，但其填充量通常較高，如文獻(xiàn)中，若使PI/TiO2雜化膜的折射率大于1.80，TiO2的填充量至少要達(dá)到70wt％以上，即使雜化方法改變，TiO2含量也要達(dá)到40wt％以上。另外其在固化過(guò)程中收縮率較大，成膜性和機(jī)械性能較差。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的在于，提供一種具有優(yōu)良光學(xué)性能(高折射率)、力學(xué)性能和熱穩(wěn)定性能的改性聚酰亞胺薄膜。

本發(fā)明的發(fā)明人經(jīng)廣泛及深入的研究發(fā)現(xiàn)：采用表面經(jīng)有機(jī)化處理的炭黑[即在炭黑的表面接枝和/或包覆羧基(-COOH)、羥基(-OH)、酰鹵基(-COX，X為F、Cl、Br或I)或/和胺基等官能團(tuán)，或含有-COOH、-OH、-COX或/和胺基等官能團(tuán)的有機(jī)化合物)對(duì)聚酰亞胺薄膜進(jìn)行改性，與聚酰亞胺薄膜相比，所得的改性聚酰亞胺薄膜具有更高的折射率、力學(xué)性能和熱穩(wěn)定性能。

本發(fā)明所說(shuō)的改性聚酰亞胺薄膜，其主要由：將經(jīng)有機(jī)化處理的炭黑、“二酐”單體、“二胺”單體及有機(jī)溶劑置于帶有攪拌裝置的反應(yīng)器中，在溫度不高于40℃條件下，攪拌混合均勻得混合物，將所得混合物均勻涂布在基片上，在真空條件下，采用梯度升溫方式，于60℃～350℃固化后制得。

其中：所說(shuō)的經(jīng)有機(jī)化處理的炭黑是指：在炭黑的表面接枝和/或包覆-COOH、-OH、-COX，或/和胺基等官能團(tuán)，或含有-COOH、-OH、-COX或/和胺基等官能團(tuán)的有機(jī)化合物的炭黑(X的含義與前文所述一致)；

以所說(shuō)包含經(jīng)有機(jī)化處理的炭黑、“二酐”單體和“二胺”單體混合物的總重量為計(jì)算基準(zhǔn)，所說(shuō)的經(jīng)有機(jī)化處理的炭黑在所說(shuō)的混合物中的含量為0.1wt％～10wt％；