[發(fā)明專利]聚酰亞胺前體水溶液組合物，及制備聚酰亞胺前體水溶液組合物的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201180044187.X
• 申請(qǐng)日: 2011-07-14
• 公開（公告）號(hào): CN103097463B
• 公開（公告）日: 2013-05-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 中山剛成;中山知?jiǎng)t;高崎范;川端明;園山研二
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 宇部興產(chǎn)株式會(huì)社
• 主分類號(hào): C08L79/08
• 分類號(hào): C08L79/08;C08G73/10;C08K5/3445
• 代理公司: 北京同立鈞成知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11205
• 代理人: 臧建明

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及聚酰亞胺前體水溶液組合物和一種用于容易地制備聚酰亞胺 前體水溶液組合物的方法。優(yōu)選所述聚酰亞胺前體水溶液組合物，是因?yàn)槠? 與含有有機(jī)溶劑的聚酰亞胺前體溶液組合物相比具有高的環(huán)境可接受性。本 發(fā)明的制備方法除水之外不需要任何溶劑，因此其可提供具有比常規(guī)組合物 低的有機(jī)溶劑含量的聚酰亞胺前體水溶液組合物，并可提供含有水溶劑且不 含有機(jī)溶劑的聚酰亞胺前體水溶液組合物，該組合物具有更高的環(huán)境可接受 性。此外，可由所述聚酰亞胺前體水溶液組合物適當(dāng)?shù)孬@得聚酰亞胺。特別 是，由本發(fā)明特定的聚酰亞胺前體水溶液組合物獲得的芳香族聚酰亞胺，具 有高的結(jié)晶度，并因此具有優(yōu)良的性能，例如耐熱性、機(jī)械強(qiáng)度、電氣性能 和耐溶劑性。

本發(fā)明還涉及一種使用所述聚酰亞胺前體水溶液組合物制備芳香族聚酰 亞胺無縫帶的方法。本發(fā)明還涉及一種用于電化學(xué)裝置的電極的粘合劑樹脂 組合物(用于粘合劑樹脂的聚酰亞胺前體水溶液組合物)，所述電化學(xué)裝置例如 鋰離子二次電池及雙電層電容器。本發(fā)明還涉及用于柔性裝置的基底的聚酰 亞胺前體水溶液組合物，例如用于顯示裝置(例如液晶顯示器、有機(jī)EL顯 示器和電子紙)的基底和用于光接收裝置(例如薄膜太陽能電池的光接收元 件)的聚酰亞胺前體水溶液組合物。

背景技術(shù)

由四羧酸二酐和二胺獲得的聚酰亞胺，特別是由芳香族四羧酸二酐和芳 香族二胺獲得的芳香族聚酰亞胺具有優(yōu)良的性能，例如耐熱性、機(jī)械強(qiáng)度、 電氣性能和耐溶劑性，并因此被廣泛用在電氣工業(yè)/電子工業(yè)等領(lǐng)域中。但是， 由于聚酰亞胺在有機(jī)溶劑中具有較差的溶解度，因此聚酰亞胺通常通過例如 以下方法制備：將溶液組合物——其中作為聚酰亞胺前體的聚酰胺酸溶解在 有機(jī)溶劑中——施用于基底表面上，然后在高溫下加熱該溶液組合物，進(jìn)行 脫水/閉環(huán)反應(yīng)(亞胺化反應(yīng))。用于生產(chǎn)聚酰亞胺的聚酰胺酸溶液組合物含 有有機(jī)溶劑，但是該組合物必須在高溫下進(jìn)行熱處理，因此所述聚酰胺酸溶 液組合物并不一定是環(huán)境友好的，且在某些情況下，其應(yīng)用是受限制的。

因此，提出了水溶性聚酰亞胺前體。例如，專利文獻(xiàn)1提出了一種制備 聚酰胺酸鹽水溶液組合物的方法，包括

將四羧酸二酐和二胺在有機(jī)溶劑中聚合，以提供聚酰胺酸；

如果需要，可選地水解所述聚酰胺酸；

將所得漆料(varnish)倒入水中，以打碎所述聚酰胺酸和提取并除去所 述聚酰胺酸中含有的反應(yīng)溶劑；

干燥所述聚酰胺酸；和

使所述聚酰胺酸在水中與某些胺化合物，例如2-甲基二乙醇胺，進(jìn)行反 應(yīng)，形成水溶性聚酰胺酸鹽。但是，由該聚酰胺酸鹽水溶液組合物(聚酰亞胺 前體組合物)難以形成高分子量聚合物，另外，還希望進(jìn)一步改進(jìn)所得到的聚 酰亞胺的性能。因此，專利文獻(xiàn)1中公開的水溶性聚酰亞胺前體，是適宜用 作漆料從而形成電子裝置的絕緣層的聚酰亞胺前體，所述電子裝置例如多芯 片組件、薄膜磁頭和半導(dǎo)體裝置。

專利文獻(xiàn)2提出了通過使聚酰胺酸(聚酰亞胺前體)與1，2-二甲基咪唑和/ 或1-甲基-2-乙基咪唑反應(yīng)而制備的水溶性聚酰亞胺前體，然后將所述水溶性 聚酰亞胺前體從反應(yīng)混合物中分離出，所述聚酰胺酸通過使四羧酸組分與芳 香族二胺組分在有機(jī)溶劑中反應(yīng)而制備。但是，在專利文獻(xiàn)2的實(shí)施例中制 備的水溶性聚酰亞胺前體中，僅能夠由其得到無定形的芳香族聚酰亞胺。另 外，所述聚酰亞胺前體水溶液組合物通過如下方法制備，該方法包括

在有機(jī)溶劑中制備水溶性聚酰亞胺前體；

從其中分離所述水溶性聚酰亞胺前體；和

將分離的水溶性聚酰亞胺前體溶于水溶劑中。

因此，需要極其復(fù)雜的操作。而且，有機(jī)溶劑無法從在有機(jī)溶劑中制備 的水溶性聚酰亞胺前體中完全地除去。(如果加熱所述水溶性聚酰亞胺前體， 以便完全地除去所述有機(jī)溶劑，則發(fā)生亞胺化反應(yīng)，由此使所述聚酰亞胺前 體在水中的溶解度降低)。為此，得到的所述聚酰亞胺前體水溶液組合物將 不可避免地含有有機(jī)溶劑。另外，由專利文獻(xiàn)2中制備的水溶性聚酰亞胺前 體得到的聚酰亞胺是無定形的和可熱熔粘合的，適宜用作由有機(jī)或無機(jī)纖維 制成的織造或非織造織物的粘合劑。

同時(shí)，非專利文獻(xiàn)1表明，由于在充電-放電循環(huán)中放電容量的保持率隨 粘合劑樹脂膨脹度的降低而增加，因此優(yōu)選用于電極的粘合劑樹脂在液體電 解質(zhì)中具有較低的膨脹度。