[發明專利]光學透明的聚酰亞胺

在審

• 申請號: 201880064997.3
• 申請日: 2018-10-03
• 公開（公告）號: CN111479853A
• 公開（公告）日: 2020-07-31
• 發明（設計）人: J·麥克納馬拉;J·D·哈維;M·J·格雷厄姆;C·謝爾格
• 申請（專利權）人: 齊默爾根公司;阿克隆聚合物系統有限公司
• 主分類號: C08G73/10
• 分類號: C08G73/10;G02F1/1333;H01L31/18;C08J5/18;C09D179/08;C09J179/08;C12P13/00
• 代理公司: 北京北翔知識產權代理有限公司 11285
• 代理人: 楊月;鐘守期

本發明提供了新型的聚酰亞胺，其相對于常規聚酰亞胺，具有高脂族單體含量和改善的光學性能和溶解度。本發明還提供了制備所述聚酰亞胺的方法、引入所述聚酰亞胺的制品及其制備方法，以及使用所述聚酰亞胺的方法。

相關申請的交叉引用

本申請要求于2017年10月5日提交的美國臨時申請第62/568,745號的優先權，其全部內容通過引用并入本文。

關于聯邦資助的研究與開發下作出的發明權利的聲明

本發明是根據DARPA授予的第HR0011-15-9-0014號協議，在政府支持下完成的。政府享有本發明的某些權利。

技術領域

本發明總體上涉及由脂族多胺和二酐構成的透明且光學透明的聚酰亞胺。

背景技術

大多數常規聚酰亞胺是在UV-可見光譜中光學透明性降低的高度著色材料。因此，這種聚酰亞胺不適合作為光學材料用于涉及光通信和光學計算中光波導的應用，且不適合作為柔性基材或作為有機發光二極管(OLED)和有源矩陣液晶(AM-LCD)顯示器的部件。這些聚酰亞胺的另一個限制是它們不適合作為UV固化涂料和粘合劑的透明基材，因為它們的UV吸收干擾用于UV固化涂料和粘合劑的光引發劑的效率。

這種聚酰亞胺的另一個限制是它們是高度剛性的聚合物，因此是相對不溶的。這種限制要求將聚酰胺酸聚酰亞胺前體溶液加工成聚合物材料(如薄膜)。然后在超過200℃的溫度下，將該聚合物材料熱轉化為不溶性聚酰亞胺。這種高溫轉化阻止這些聚酰亞胺結合到最新的應用中，如柔性電子器件、柔性氫化物電子器件、柔性電路和可穿戴電子器件，所有這些都使用低溫處理。

發明內容

本文設想的各種實施方案可包括，但不限于，以下中的一項或多項：

實施方案1：衍生自單體的聚酰亞胺，包括：一種或多種脂族多胺；和一種或多種脂肪族二酐或其四羧酸、一種或多種芳族二酐或其四酸，或其混合物，其中所述一種或多種脂族二酐或其四羧酸選自：2,3,4,5-四氫呋喃四羧酸二酐；5-(2,5-二氧代四氫呋喃)-3-甲基-3-環己烷-1,2-二羧酸二酐；1,2,4,5-環己烷四羧酸二酐(H-PMDA)；3,4-二羧基-1,2,3,4-四氫-1-萘琥珀酸；以及3,3',4,4'-二環己基四羧酸二酐(H-BPDA)；并且其中所述聚酰亞胺在400納米及以上具有至少60％的光學透射率。

實施方案2：根據實施方案1所述的聚酰亞胺，其中所述一種或多種脂族多胺選自：1,2-二氨基乙烷(1,2-DAE)；1,3-二氨基丙烷(1,3-DAP)；1,4-二氨基丁烷(1,4-DAB)；1,5-二氨基戊烷(1,5-DAP)；1,6-二氨基己烷(1,6-HMDA)；1,7-二氨基庚烷；1,8-二氨基辛烷；1,9-二氨基壬烷；1,10-二氨基癸烷；1,11-二氨基十一烷；1,12-二氨基十二烷；N-(3-氨基丙基)-1,4-丁二胺，N,N'-雙(3-氨基丙基)-1,4-丁二胺；N-(3-氨基丙基)-1,3-丙二胺；以及N1-(3-(3-氨基丙基氨基)丙基)丁烷-1,4-二胺。

實施方案3：衍生自單體的聚酰亞胺，包括：一種或多種脂族多胺；和一種或多種脂族二酐或其四羧酸、一種或多種芳族二酐或其四酸，或其混合物，其中所述一種或多種脂族多胺選自：1,2-二氨基乙烷(1,2-DAE)；1,5-二氨基戊烷(1,5-DAP)；1,6-二氨基己烷(1,6-HMDA)；1,7-二氨基庚烷；1,8-二氨基辛烷；1,9-二氨基壬烷；1,11-二氨基十一烷；1,12-二氨基十二烷；N-(3-氨基丙基)-1,4-丁二胺，N,N'-雙(3-氨基丙基)-1,4-丁二胺；N-(3-氨基丙基)-1,3-丙二胺；以及N1-(3-(3-氨基丙基氨基)丙基)丁烷-1,4-二胺；并且其中所述聚酰亞胺在400納米及以上具有至少60％的光學透射率。

實施方案4：根據實施方案1-3中任一項所述的聚酰亞胺，其中所述聚酰亞胺包括所述一種或多種芳族二酐，其當量重量百分比不超過50％。