[發明專利]一種C12側鏈取代的含氟二胺單體的制備方法

在審

• 申請號: 201911341828.2
• 申請日: 2019-12-23
• 公開（公告）號: CN111018737A
• 公開（公告）日: 2020-04-17
• 發明（設計）人: 王輝;沈儉一;李華舉
• 申請（專利權）人: 鹽城通海生物科技有限公司
• 主分類號: C07C231/12
• 分類號: C07C231/12;C07C237/40
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明設計了一種具有創新結構的聚酰亞胺二胺單體C12?FBDA，在其分子結構中實現了C12側鏈烷基、三氟甲基、酰亞胺基團和多個苯環結構的同時引入，打破了聚合物分子鏈的規整性和結晶性，提高了聚合物的自由體積，降低了分子鏈間的相互作用，進而極大的改善了聚酰亞胺的成膜性和光學透明性。在C12?FBDA的合成上，本發明開發了一條可工業應用的C12?FBDA的生產工藝，該工藝合成路線短，收率高，所使用的原料價廉易得，生產成本較低，且操作簡便、對環境友好，完全可以規模化量產，極具工業應用價值。

技術領域

本發明涉及精細化工和高分子化學領域，具體涉及聚酰亞胺聚合物的制備領域。

背景技術

近年來，隨著光電器件的發展，傳統透明玻璃基板已經無法滿足柔性器件的要求，無色透明的高分子聚合物由于具有透明、質輕、耐沖擊等優點，在圖案化顯示設備、液晶取向膜、光學薄膜、有機光伏太陽能電池板、柔性印刷電路板和觸摸平板等領域受到越來越多的重視。聚酰亞胺具有優異的耐高溫性能、介電性能和機械加工性能，是替代玻璃基板的首選。但是對于傳統的聚酰亞胺而言，改善其透光性能是關鍵。

傳統的聚酰亞胺一般為棕色或者棕黃色的透明材料，這是由于聚酰亞胺分子結構中存在較強的電子供體(二胺)和電子受體(二酐)，在聚酰亞胺分子鏈內或者分子鏈間形成強烈的電荷轉移絡合物作用，造成分子鏈緊密的堆積，使聚酰亞胺在可見光范圍內具有強烈的吸收；且二胺和二酐殘余基團的供電子和吸電子能力越強，電荷轉移絡合物形成的程度就越大，越容易吸收光，聚酰亞胺的顏色就越深(蘭中旭等，doi：10.14133/j.cnki.1008-9357.20190705001)。

在聚酰亞胺結構中引入較大自由體積的三氟甲基、長的側鏈基團和多個苯環結構，可以有效降低聚酰亞胺分子鏈內和分子鏈間的電荷轉移絡合物作用，進而改善聚酰亞胺的透光性能，最終制得高透明含氟聚酰亞胺膜材料。聚酰亞胺一般由二胺和二酐縮聚而成，通過對二胺或者二酐的分子結構進行改造，即可實現對聚酰亞胺性能的優化。目前，已經商用的二酐單體有8種，包括環己烷四甲酸二酐(HPMDA)、均苯四甲酸二酐(PMDA)、環丁烷四甲酸二酐(CBDA)、六氟異丙基鄰苯二甲酸酐(6FDA)、二苯醚四羧酸二酐(ODPA)、二苯甲酮四羧酸二酐(BTDA)、聯苯四羧酸二酐(BPDA)和雙酚A型二醚二酐(BPADA)。與二酐單體相比，二胺單體相對較少，目前商用的僅有兩種，分別為二(三氟甲基)二氨基聯苯(TFMB)和二氨基二苯醚(ODA)。究其原因，主要是因為創新結構的二胺單體普遍分子量較大，硝基的還原較為困難，生產成本也相對較高，這在一定程度上限制了聚酰亞胺的發展。由此可見，設計具有創新結構的二胺單體，并對其生產工藝進行創新，實現其規模化生產，對推動聚酰亞胺行業的發展將是非常有益的。

基于此，本發明設計出一種具有創新結構的二胺單體(化學結構式如圖1所示，簡寫為C12-FBDA)，并開發出一條可工業應用的合成工藝，通過優化反應路線，實現了C12-FBDA的高效生產。

發明內容

本發明目的：(1)通過分子結構的創新，賦予了二胺單體更多的功能性，具體來說，在C12-FBDA分子結構中實現了C12側鏈烷基、三氟甲基、酰亞胺基團和多個苯環結構的同時引入，打破了聚合物分子鏈的規整性和結晶性，提高了聚合物的自由體積，降低了分子鏈間的相互作用，進而極大的改善了聚酰亞胺的成膜性和光學透明性。(2)開發了一條可工業應用的C12-FBDA的生產工藝，通過優化反應路線，實現了C12-FBDA的高效合成。(3)豐富了二胺單體的品種，一定程度上推動了聚酰亞胺行業的發展。

發明內容：

C12-FBDA的合成分為三步。