[發(fā)明專利]一種無色透明聚酰亞胺薄膜及其制備方法

有效

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• 申請日: 2020-11-27
• 公開（公告）號: CN112480672B
• 公開（公告）日: 2022-11-04
• 發(fā)明（設計）人: 姬亞寧;青雙桂;馮婷婷;周福龍;劉姣
• 申請（專利權）人: 桂林電器科學研究院有限公司
• 主分類號: C08L79/08
• 分類號: C08L79/08;C08K3/40;C08J5/18;C08G73/10
• 代理公司: 桂林市持衡專利商標事務所有限公司 45107
• 代理人: 唐智芳

本發(fā)明公開了一種無色透明聚酰亞胺薄膜及其制備方法，屬于聚酰亞胺材料技術領域。本發(fā)明所述的無色透明聚酰亞胺薄膜含有2～10mol％的式(I)所示的結構單元，賦予了所得無色透明聚酰亞胺薄膜更低的介質損耗因數；通過在無色透明聚酰亞胺薄膜中摻雜2～8wt％玻璃粉，既保持了薄膜透光率(在88％以上)，還將所得薄膜的鉛筆硬度提高到3H以上，同時使所得薄膜的CTE降低到32ppm/K以下；而且，本發(fā)明所述薄膜可以采用傳統(tǒng)PI薄膜的亞胺化工藝進行制備，簡化了工藝，效率更高。其中，所述式(I)所示的結構單元如下：式(I)中，n為大于或等于1的整數。

技術領域

本發(fā)明涉及聚酰亞胺材料，具體涉及一種無色透明聚酰亞胺薄膜及其制備方法。

背景技術

隨著光學器件向輕薄化、輕質化、柔性化、高頻化日新月異發(fā)展，傳統(tǒng)顯示類基板無機透明玻璃材料因重量重、易碎、不能彎折而被淘汰，聚對苯二甲酸乙二醇(PET)等透明柔性聚合物透明工程塑料材料因耐熱性低，無法滿足柔性基板300℃以上的高溫加工要求，限制其在光學顯示領域中應用。無色透明聚酰亞胺(CPI)薄膜具有極好的耐熱性，易彎折、透明性好，成為光學顯示領域必選材料。然而，為了提高使用壽命，光學顯示對無色透明聚酰亞胺薄膜的表面耐劃性要求很高，遠高于鉛筆硬度≤H塑料類薄膜；同時也要求無色聚酰亞胺薄膜與金屬材料的熱膨脹系數(CTE)(銅為17ppm/K)接近，避免因溫度變化造成層間開裂、翹曲現(xiàn)象，進而影響電子器件使用可靠性。因此，提高無色透明聚酰亞胺薄膜表面鉛筆硬度，同時降低CTE成為研究熱點。

目前降低無色透明聚酰亞胺薄膜表面硬度的主要方法有兩種：一種是表面涂覆硬化層法，有熱固化有機硅類和紫外光(UV)固化的丙烯酸酯類，而無色透明聚酰亞胺薄膜因分子結構中大多含有氟原子，薄膜表面能非常低，很難與涂覆層結合牢固，難以滿足采用劃格法測試附著力等級要求。公布號CN110467739A的發(fā)明專利，公開了通過在CPI薄膜表面涂覆UV固化的硬化層，鉛筆硬度達到了4H～5H，但未提到附著力；另一種是與高硬度填料復合法，通過在聚酰胺酸樹脂中添加高硬度填料(如陶瓷粉、氮化硅或二氧化硅等)，雖然可提高表面鉛筆硬度的方法，但會降低薄膜透光率而無法滿足光學要求。因此，提高CPI表面硬度成為當前一個技術瓶頸。

發(fā)明內容

本發(fā)明要解決的技術問題是提供一種具有較高鉛筆硬度、低介電性和低CTE且工藝簡單的無色透明聚酰亞胺薄膜及其制備方法。

為解決上述技術問題，本發(fā)明采用以下技術方案：

一種無色透明聚酰亞胺薄膜，所述薄膜含有占比為2～10mol％的下述式(I)所示的結構單元：

式(I)中，n為大于或等于1的整數；

所述薄膜中摻雜有玻璃粉，所述玻璃粉為實心粒子，占薄膜2～8wt％。

上述式(I)所示的結構單元為胺基封端，且為剛直鏈段，賦予了所得無色透明聚酰亞胺薄膜更高的耐熱性；此外，式(I)所示的結構單元含2個酯鍵，結構極化率低，使所得無色透明聚酰亞胺薄膜具有低的介質損耗因數。在式(I)所示的結構單元中，n優(yōu)選為5～10。所述式(I)所示的結構單元通過4,4’-二氨基-2,2’-雙三氟甲基聯(lián)苯和對苯基二(偏苯三酸酯)二酸酐(TAHQ)聚合在非質子極性溶劑中聚合而成。

本申請所述的無色透明聚酰亞胺薄膜，除了占比為2～10mol％的上述式(I)所示的結構單元，余量為由二胺單體和二酐單體聚合而成的聚酰亞胺聚合物，其中，

所述的二胺單體為選自4,4’-二氨基-2,2’-雙三氟甲基聯(lián)苯(TFMB/TFDB)、2,2-雙[4-(4-氨基苯氧基)苯基]丙烷(BAPP)和2,2-雙(4-氨基苯基)六氟丙烷中的任意一種或兩種以上的組合；