[發明專利]聚酰亞胺前驅體及其制備方法和應用

在審

• 申請號: 201811234913.4
• 申請日: 2018-10-23
• 公開（公告）號: CN111087811A
• 公開（公告）日: 2020-05-01
• 發明（設計）人: 崔晶;孫旭陽;劉京妮;陳雪
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司上海石油化工研究院
• 主分類號: C08L79/08
• 分類號: C08L79/08;C08J5/18;C08G73/10
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本發明提供了一種聚酰亞胺前驅體及其制備方法和應用，主要解決現有技術中聚酰亞胺熱膨脹系數高且工藝過程不易控制產品質量下降的問題。本發明通過采用一種聚酰亞胺前驅體，包括聚酰胺酸A溶液和聚酰胺酸B溶液；其中，以所含聚酰胺酸的質量計，聚酰胺酸A溶液及聚酰胺酸B溶液的質量比為1:(2～20)；所述聚酰胺酸B為含有柔性鏈段的聚酰胺酸；所述聚酰胺酸A的結構為式(I)所示的技術方案，較好地解決了該問題，可用于聚酰亞胺材料的工業生產中。

技術領域

本發明涉及一種聚酰亞胺的前驅體及其制備方法和應用。

背景技術

聚酰亞胺是一類綜合性能非常優異的聚合物，具有非常優良的耐熱性、耐低溫性、自潤滑性、耐輻射性以及阻燃等特性，同時具有優良的力學性能和介電性能，廣泛用于航空航天、微電子、太陽能電池、高溫過濾、機械、分離膜以及OLED等領域。用于高端領域的聚酰亞胺例如柔性電路基板、OLED襯底等對材料的尺寸穩定性要求較高，而如何降低聚酰亞胺材料的熱膨脹系數(CTE)，提高材料的尺寸穩定性是開發高性能聚酰亞胺材料的重要研究方向。

普通的聚酰亞胺主鏈上含有大量的酰亞胺環結構,由于電子極化和結晶性致使聚酰亞胺分子鏈間存在較強的作用力,使得聚酰亞胺分子鏈緊密堆積,從而導致其難溶難熔而難以加工成型，從而嚴重影響其應用價值。為了解決溶解性的難題，通常先合成聚酰亞胺的前體-聚酰胺酸溶液，通過涂膜或紡絲等方式先加工成聚酰胺酸材料，然后再通過熱亞胺化或者化學亞胺化等方式轉化成最終的聚酰亞胺材料。聚酰亞胺材料的加工成型以及性能與前驅體溶液的品質有著直接地關聯性。通常，聚酰胺酸通常由二酐和二胺在非質子極性溶劑中于低溫下反應制得。二酐和二胺單體種類非常多，原料來源廣，不同單體組合可以聚合得到不同結構的聚酰亞胺材料，從而造成了聚酰亞胺材料性能上的差異。傳統結構的聚酰亞胺材料一般都含有柔性基團的單體結構，這樣有利于提高材料的加工性能，但是柔性基團的引入一定程度降低了材料的尺寸穩定性，因此CTE一般在40～65ppm/K。而用于高端電子產品的聚酰亞胺材料要求CTE小于20ppm/K，甚至更低。

發明內容

本發明所要解決的技術問題之一是現有技術中聚酰亞胺熱膨脹系數高且工藝過程不易控制產品質量下降的問題，提供了一種聚酰亞胺前驅體，該聚酰亞胺的前驅體溶液在柔性結構中采用共混的方法加入剛性鏈段能夠有效降低材料的CTE，并采用分子量分布較窄且凝膠粒子含量很低的聚酰胺酸溶液，在后續加工過程中容易穩定控制，且制品不容易產生缺陷，能夠獲得高性能的聚酰亞胺產品。

本發明所要解決的技術問題之二是提供一種與解決上述技術問題之一相對應的聚酰亞胺前驅體的制備方法。

本發明所要解決的技術問題之三是提供一種與解決上述技術問題之一相對應的聚酰胺酸前驅體的應用方法。

為解決上述技術問題之一，本發明采用的技術方案如下：一種聚酰亞胺的前驅體，包括聚酰胺酸A溶液和聚酰胺酸B溶液；其中，以所含聚酰胺酸的質量計，聚酰胺酸A溶液及聚酰胺酸B溶液的質量比為1:(2～20)；所述聚酰胺酸B為含有柔性鏈段的聚酰胺酸；所述聚酰胺酸A的結構為式(I)所示：

上述技術方案中，所述聚酰胺酸B優選自通式(2)所示結構：

其中，Ar₁為含有至少一個碳六元環的四價芳香族殘基或至少含有一個脂肪環，更優選的是以下結構式(3)中所示的結構：

上述通式(3)中,R₁較好選用等基團。

上述技術方案中，所述Ar₂優選含有至少一個碳六元環的四價芳香族殘基,更優選的是以下結構式(4)所示的芳香族殘基: