[發明專利]一種聚酰亞胺薄膜及其制備方法

在審

• 申請號: 202010025596.6
• 申請日: 2020-01-10
• 公開（公告）號: CN111138695A
• 公開（公告）日: 2020-05-12
• 發明（設計）人: 于淑會;李鴻韜;羅遂斌;吳旭東;孫蓉
• 申請（專利權）人: 深圳先進電子材料國際創新研究院
• 主分類號: C08J5/18
• 分類號: C08J5/18;C08L79/08;C08K5/17;C08G73/10;C08J3/24
• 代理公司: 北京市誠輝律師事務所 11430
• 代理人: 范盈

本發明涉及一種聚酰亞胺薄膜及其制備方法，具體公開了其通過以下方法制備獲得：1)以含氟二胺單體和二酐單體通過聚合獲得聚酰胺酸前驅液；2)向聚酰胺酸前驅液中添加催化劑，進行化學亞胺化反應，然后倒入醇溶劑中析出，制備含端酸酐官能團的聚酰亞胺樹脂；3)將聚酰亞胺樹脂溶解后加入橋聯化合物進行反應；4)將成膜液用勻膠機涂覆成膜，再將薄膜熱亞胺化處理制得聚酰亞胺薄膜；其中，橋聯化合物選自N((CH₂)_nNH₂)₃所示的化合物，n＝2?5。本發明的薄膜透明度高，介電常數低，力學性能優異。

技術領域

本發明屬于高分子薄膜技術領域，具體涉及一種透明、低介電常數、力學性能優異的聚酰亞胺薄膜及其制備方法。

背景技術

聚酰亞胺是近半個世紀研究開發出的芳香聚合物工程塑料，由于具有優異的熱穩定性、機械強度、耐化學腐蝕性和絕緣性，因而被廣泛應用于航天航空、軌道交通、電子封裝、化工等領域。通常情況下，聚酰亞胺是由芳香族二酐和芳香族二胺進行液相聚合后，在高溫條件下進行脫水酰亞胺化而制備得到。

然而，傳統的聚酰亞胺材料由于在聚酰亞胺分子鏈中殘存有大量羰基和氨基，而這兩者之間電子的相互作用，使得分子鏈內、分子鏈間形成電子絡合物，導致聚酰亞胺材料呈現出淺黃或紅棕色，光透過率較低，嚴重制約了其在新興領域的進一步應用，如柔性薄膜太陽能電池、液晶顯示器、柔性AMOLED等。

因此有必要合理設計分子結構，開發出具有高透明度，同時不損失其他性能的聚酰亞胺樹脂。當前制備透明聚酰亞胺薄膜最有效的方法是引入含氟基團，中國專利申請CN108517035A公開了一種兼具高透明性和力學性能的含氟PI薄膜及其應用，該研究采用含六氟萘結構的二胺化合物與四羧酸二酸酐反應，制得450nm處透光率91％的透明PI膜。然而含氟基團的引入不僅導致聚酰亞胺樹脂熱穩定性下降，而且力學性能也會降低。調查發現，當前所開發的含氟基團透明聚酰亞胺薄膜材料，拉伸強度均在130MPa以下。因此，如何合理引入含氟基團、設計分子結構，在提高聚酰亞胺材料透明度、降低其介電常數的同時彌補機械強度減弱的不足，成為亟待解決的難題。

發明內容

為了解決聚酰亞胺薄膜的透明度較低和透明聚酰亞胺薄膜機械性能較差的問題，本發明開發并提供了一種兼有良好機械性能和高透明度的低介電常數聚酰亞胺薄膜的制備方法。

本發明通過先進行化學亞胺化反應，再重新溶解并加入橋聯化合物反應后，通過熱亞胺化的方法最終制得力學性能增強的高透明度且介電常數低的聚酰亞胺薄膜，彌補了此前含氟透明聚酰亞胺薄膜力學性能較差的缺陷。

本發明一個方面提供了一種聚酰亞胺薄膜的制備方法，其包括如下步驟：

1)以含氟二胺單體和二酐單體通過聚合獲得聚酰胺酸前驅液；

2)向聚酰胺酸前驅液中添加催化劑，進行化學亞胺化反應，然后倒入醇溶劑中析出，制備含端酸酐官能團的聚酰亞胺樹脂；

3)將聚酰亞胺樹脂溶解后加入橋聯化合物進行反應后獲得成膜液；

4)將成膜液用勻膠機涂覆成膜，再將薄膜熱亞胺化處理制得聚酰亞胺薄膜；

其中，橋聯化合物選自N((CH₂)_nNH₂)₃所示的化合物，n＝2-5，優選為3,4或5。