[發明專利]一種具有協同交聯結構的聚酰亞胺薄膜及其制備方法和應用

在審

• 申請號: 202011571375.5
• 申請日: 2020-12-27
• 公開（公告）號: CN114685787A
• 公開（公告）日: 2022-07-01
• 發明（設計）人: 楊才冉;卞卿卿;邱孜學;胡凱;武國威
• 申請（專利權）人: 上海市塑料研究所有限公司
• 主分類號: C08G73/10
• 分類號: C08G73/10;C08J5/18;C08L79/08;G09F9/30
• 代理公司: 上海科盛知識產權代理有限公司 31225
• 代理人: 蔣亮珠

本發明屬于高分子材料領域，具體是涉及一種具有協同交聯結構的聚酰亞胺薄膜的制備方法及其在柔性顯示基板中的應用，該聚酰亞胺薄膜是由含活性羧基的二胺類化合物、芳香族二胺化合物、二酐類化合物及含活性基團的封端型化合物經縮聚、亞胺化及高溫交聯制成。所述含活性羧基的二胺類化合物上的活性羧基之間，所述封端型化合物中具有反應活性基團之間，以及所述的兩種活性基團之間，在高溫下發生協同交聯，形成三維網絡結構，使得聚酰亞胺薄膜的CTE得到降低，熱尺寸穩定性得到提高。與現有技術相比，本發明提供的共混聚酰亞胺薄膜具有耐高溫、高尺寸穩定性和良好的機械強度，可應用于柔性顯示的背板。

技術領域

本發明涉及聚合物薄膜領域，具體涉及一種具有協同交聯結構的酰亞胺薄膜的制備方法及其在柔性顯示基板中的應用。

背景技術

芳香族聚酰亞胺是一種在分子主鏈中含有酰亞胺五元環的剛性材料，具有優良的耐高溫性、力學性能、耐化學性能、尺寸穩定性、絕緣特性、耐輻照性及阻燃特性等，因此被廣泛用于航空航天、工程機械、武器裝備及微電子半導體領域。其中，在電子顯示領域，具有柔性輕量特點的聚酰亞胺基板逐漸成為顯示技術的主要發展方向之一。

但與無機材料相比，聚酰亞胺的熱穩定性較差，主要體現在熱膨脹系數(CTE)較大，在顯示基板的制程中會與無機基材發生翹曲、開裂或者脫層，此外，柔性顯示對背板的撓性也有較高要求，聚酰亞胺薄膜須同時具有良好的耐彎折性能。因此如何實現聚酰亞胺薄膜的低熱膨脹系數與高撓性的綜合最佳成為研究的熱點。現有技術中，降低熱膨脹系數的方法有一些，通過調整產線參數，包括拉伸比率，熱處理溫度等，改變二胺或者二酐單體結構，摻雜無機粒子納米二氧化硅等，都取得一定的效果。但是，在柔性顯示基板等一些領域，需要在薄膜的表面進行濺射加工，要求熱膨脹系數接近于3ppm/k，薄膜表面粗糙度極小，表面孔隙率小，耐熱等級超過450℃，耐化學性能優異，綜合性能適用于此領域的聚酰亞胺薄膜急需開發。

發明內容

本發明的目的就是為了克服上述現有技術存在的缺陷而提供一種CTE低，熱尺寸穩定性高的具有協同交聯結構的聚酰亞胺薄膜及其制備方法和應用。

本發明的目的可以通過以下技術方案來實現：一種具有協同交聯結構的聚酰亞胺薄膜的制備方法，包括以下步驟：

1)將二胺類化合物加入到氮氣或其它惰性氣體保護的極性非質子溶劑中，在-20-60℃下，攪拌使其完全溶解后，加入二酐類化合物，控制二胺類化合物與二酐類化合物的摩爾比為1:0.95—1:1.5，反應2-24小時后，升溫至40-80℃，繼續反應3-12小時，降至室溫后，加入封端型化合物，繼續反應3-6小時，得到表觀粘度為1000-50000cps的聚酰胺酸溶液；

2)過濾除去步驟1)所得聚酰胺酸溶液中的雜質，真空脫泡后以預定厚度均勻涂覆在潔凈的基板上，并在60-120℃的高精度加熱平板上預干燥10-60min，然后置于烘箱中進行階梯程序升溫除去溶劑并進行熱亞胺化，待烘箱溫度自然冷卻至環境溫度后，取出，經25-80℃的去離子水浸泡脫模，干燥，得到熱穩定型聚酰亞胺薄膜。

步驟1)所述的二胺類化合物包括含羧酸官能團的二胺化合物和芳香族二胺化合物的混合物，其中含羧酸官能團的二胺化合物占二胺類化合物摩爾總量的0.5-10％。

所述的含羧酸官能團的二胺化合物包括3,5-二氨基苯甲酸(DABA)，1,3-二氨基鄰苯二甲酸(DAPA)或4,4-二氨基聯苯-3,3-四羧酸(DATA)。

所述的芳香族二胺化合物選自苯二胺(p-PDA)、間苯二胺(m-PDA)、4,4'-二氨基二苯砜(DDS)、聯苯二胺(BDE)、4'-二氨基苯酰替苯胺(DABA)、3,3’-二甲基-4,4’-二氨基聯苯(o-TLD)、4,4'-二氨基二苯醚、2-(4-氨基苯基)-5-氨基苯并噁唑(p-BOA)，2-(3-氨基苯基)-5-氨基苯并噁唑(m-BOA)，2-(3-氨基苯基)-5-氨基苯并咪唑(m-BIA)、2-(4-氨基苯基)-5-氨基苯并咪唑(p-BIA)中的一種或兩種以上的混合物。