[發明專利]聚酰亞胺的制備方法

在審

• 申請號: 201711009334.5
• 申請日: 2017-10-25
• 公開（公告）號: CN107652433A
• 公開（公告）日: 2018-02-02
• 發明（設計）人: 朱雙全;蘇敏光;吳曉茜;車麗媛;張季平
• 申請（專利權）人: 湖北鼎龍控股股份有限公司;武漢柔顯科技股份有限公司
• 主分類號: C08G73/10
• 分類號: C08G73/10;C08J5/18
• 代理公司: 武漢開元知識產權代理有限公司42104
• 代理人: 涂潔

本發明公開了一種聚酰亞胺的制備方法，將二酐和二胺按照摩爾比1：1在離子液體中反應，將得到的預聚體溶液與摩爾比為2:1的水溶性丙烯酸樹脂和飽和聚酯樹脂溶液混合，80℃～120℃下反應1～2h，加入有機溶劑回流，得到預混合溶液后與甲醇或去離子水混合，沉淀過濾干燥后，得到預聚體粉末溶解于極性溶劑中；將預聚體膠液在平板上進行固化，80℃下固化1h，100℃下固化2h，接著在150℃下固化3h，在200℃固化2h，在230℃固化1h，冷卻至室溫得到聚酰亞胺薄膜。本發明通過將預聚體溶液與水溶性丙烯酸樹脂和飽和聚酯樹脂溶液共混固化，得到耐熱性和熱穩定性更好、熱膨脹系數較小的聚酰亞胺材料。

技術領域

本發明涉及高分子材料技術領域。更具體地說，本發明涉及一種聚酰亞胺的制備方法。

背景技術

聚酰亞胺具有優異的機械性能、耐熱性、耐低溫性、阻燃性、耐溶劑性和電性能，可作為結構復合材料，廣泛用于航天、航空、精密機械、微電子器件及其透明導電薄膜、TFT基板和柔性印刷電路基板等。

聚酰亞胺通常采用兩步法合成：第一步是二酐和二胺在極性非質子傳遞反應溶劑中形成聚酰胺酸(PAA)；第二步是熱的PAA酰亞胺化到聚酰亞胺，制備過程中主要存在以下問題：聚酰亞胺由于剛性鏈特征，具有較高的熔融溫度，且熱膨脹系數較大，同時溶解性不佳，不易加工成形；傳統聚酰亞胺制成的薄膜一般硬、脆、強度不夠，用于微電子工業尚存在降低線膨脹系數與機械強度難以兼顧的缺陷；由于分子內和分子間電荷轉移復合物(CTC)的形成和電子極化導致傳統的PI薄膜往往呈黃色或深棕色，不能滿足通訊領域中的光波導材料、液晶顯示器的取向膜、柔性透明導電基板等對PI薄膜光學領域透明性的要求。

發明內容

本發明的一個目的是解決上述問題，并提供后面將說明的優點。

本發明還有一個目的是提供一種聚酰亞胺的制備方法，通過將預聚體溶液與水溶性丙烯酸樹脂和飽和聚酯樹脂溶液共混固化，得到耐熱性和熱穩定性更好、熱膨脹系數較小的高質量的聚酰亞胺材料。

為了實現根據本發明的這些目的和其它優點，提供了一種聚酰亞胺的制備方法，包括以下步驟：

步驟一、將二酐和二胺按照摩爾比1：1在離子液體中進行聚合反應，其中，離子液體為氯化1, 3-二(2- 甲氧基-2-氧乙基)咪唑與1, 3-二 (2-甲氧基-2-氧乙基)咪唑六氟磷酸鹽按照摩爾比1：1制得，且二胺和二酐的總質量與離子液體的質量比為1~3:10，在室溫下反應10~20h，得到聚酰亞胺預聚體溶液；

步驟二、將所述聚酰亞胺預聚體溶液與摩爾比為2:1的水溶性丙烯酸樹脂和飽和聚酯樹脂溶液混合，在80℃~120℃下反應1~2h，冷卻，加入占總體積20~35％的有機溶劑后回流2~10h，將有機溶劑蒸盡，再繼續回流2~10h，得到聚酰亞胺預混合溶液；

步驟三、將所述聚酰亞胺預混合溶液與甲醇或去離子水混合，得到沉淀，將所述沉淀過濾并干燥后，得到聚酰亞胺預聚體粉末；

步驟四、將所述聚酰亞胺預聚體粉末溶解于極性溶劑中，所述聚酰亞胺預聚體粉末與所述極性溶劑的質量比為1:1.5~9，得到聚酰亞胺預聚體膠液；

步驟五、將所述聚酰亞胺預聚體膠液涂抹平板上進行固化，固化過程為：在80℃下固化1h，然后100℃下固化2h，接著在150℃下固化3h，又接著在200℃固化2h，又接著在230℃固化1h，最后冷卻至室溫進行剝離，得到聚酰亞胺薄膜。

優選的是，步驟一中二酐為3, 3', 4, 4'-二苯醚四甲酸二酐、4, 4'-六氟異丙基鄰苯二甲酸酐、3, 3', 4, 4'-聯苯四甲酸二酐和二苯甲酮四酸二酐中的一種或幾種的混合物。

優選的是，步驟一中二胺包括芳香族二胺和脂肪族二胺，且其摩爾比為3~7:1，芳香族二胺為2,2'-雙(三氟甲基)-聯苯二胺。

優選的是，所述脂肪族二胺為含硅氧烷二胺。