[發明專利]尺寸穩定的無色透明聚酰亞胺薄膜及其制備方法

有效

• 申請號: 201811235126.1
• 申請日: 2018-10-23
• 公開（公告）號: CN111087812B
• 公開（公告）日: 2023-01-24
• 發明（設計）人: 劉京妮;孫旭陽;崔晶;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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本發明提供了一種尺寸穩定的無色透明聚酰亞胺薄膜及其制備方法，主要解決現有技術中無色透明聚酰亞胺薄膜尺寸穩定性差且工藝過程不易控制，產品質量不穩定的問題。本發明提供一種無色透明聚酰亞胺薄膜，由前驅體溶液經成膜、熱亞胺化得到；其中，所述前驅體溶液包括聚酰胺酸A溶液和聚酰胺酸B溶液的混合物；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:(1～20)；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，可用于無色透明聚酰亞胺薄膜的工業生產中。

技術領域

本發明涉及一種尺寸穩定的無色透明聚酰亞胺薄膜及其制備方法。

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無色透明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。聚酰亞胺前驅體溶液的品質與加工工藝穩定性以及產品性能有著直接關聯。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。

傳統的芳香族PI由于在分子結構中存在強烈的共軛效應，相鄰分子鏈的二酐和二胺單元間會形成電荷轉移絡合物(CTC)，使薄膜呈現棕黃色，從而在藍紫光及紫外波段的透明性上存在不足。目前，黃色透明PI已經在柔性顯示器件中開始得到廣泛應用。相比之下，雖然無色透明PI薄膜作為柔性顯示基板更具發展潛力，但現有的無色透明PI材料在耐熱性和尺寸穩定性等方面尚存在明顯的缺陷，難以滿足應用需要。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透明聚酰亞胺材料的重要研究方向。

無色透明PI薄膜的研究主要從單體結構上入手，引入強極性基團或大側基結構單體或使用脂肪族單體，從而抑制了分子內/分子間的電荷轉移絡合物(CTC)的形成，達到聚酰亞胺的透明性的目的。但與此同時，由于這類分子結構對分子鏈的穩定性有一定影響，所得薄膜的耐熱性和熱穩定性將有所下降。所以，平衡PI薄膜的透光率及其熱性能的關系，在達到透明度要求的同時，保持PI本身優異的熱性能，并降低其熱膨脹系數，是柔性顯示PI薄膜材料研究的關鍵。

發明內容

本發明所要解決的技術問題之一是現有技術中無色透明聚酰亞胺薄膜熱膨脹系數高且工藝過程不易控制，產品質量下降的問題，提供了一種尺寸穩定的無色透明聚酰亞胺薄膜，在該聚酰亞胺薄膜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，在保持聚酰亞胺透明性的同時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，在薄膜加工過程中容易穩定控制，且薄膜不易產生缺陷，能夠獲得尺寸穩定的無色透明聚酰亞胺薄膜產品。

本發明所要解決的技術問題之二是提供一種解決上述技術問題之一的聚酰亞胺薄膜的制備方法。

為解決上述技術問題之一，本發明采用的技術方案如下：一種聚酰亞胺薄膜，由前驅體溶液經成膜、亞胺化得到；其中，所述前驅體溶液包括聚酰胺酸A溶液和聚酰胺酸B溶液的混合物；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:(1～20)；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(1)所示：