[發明專利]一種聚酰亞胺薄膜及其制備方法

有效

• 申請號: 202011595934.6
• 申請日: 2020-12-29
• 公開（公告）號: CN112851982B
• 公開（公告）日: 2022-04-29
• 發明（設計）人: 劉榛;王愷;史瑩飛;呂從江;石俊峰;張鵬;孫鵬
• 申請（專利權）人: 南京精工新材料有限公司
• 主分類號: C08J5/18
• 分類號: C08J5/18;C08L79/08;C08K3/36;C08K3/26;C08K3/22;C08K3/34;C08K3/04
• 代理公司: 江蘇舜點律師事務所 32319
• 代理人: 杜東輝

本發明公開了一種聚酰亞胺薄膜的制備方法，包括：氮氣氣氛下，在非質子極性溶劑中加入納米粉體及分散劑，超聲分散后攪拌，靜置熟化24~48 h后過濾，得到納米粉體固化劑分散液A；向非質子溶液中通入氮氣30 min后加入二胺單體，攪拌至完全溶解，再加入二酐單體攪拌，得到粘度為5000~200000 mPa·s的聚酰氨酸溶液B；將分散液A加入到溶液B中，攪拌均勻后真空脫泡0.5~12 h，然后經狹縫涂敷于玻璃板上，得到均勻分布的膠液膜，將膠液膜置于干燥箱中干燥，取出后從玻璃板上剝離得到膠膜，將膠膜置于高溫烘箱中進行高溫熱處理，冷卻后即可。本發明的薄膜具有高強高模量，且玻璃化轉變溫度超過430 ^oC，熱膨脹系數7ppm/^oC以下。

技術領域

本發明屬于新材料技術領域，具體涉及一種聚酰亞胺薄膜及其制備方法。

背景技術

2019年三星、華為陸續推出OLED可折疊屏幕智能手機，柔性顯示產業呈現快速發展的態勢。2019年全球柔性AMOLED智能手機面板出貨約1.8億片，同比增長6.2％。隨著終端品牌對柔性AMOLED機型的需求增加，預計2020年柔性智能手機面板的出貨將突破3億片，同比增幅超50％。根據IHS數據，未來5年柔性AMOLED產業復合增速在80％以上。隨著OLED技術由剛性向柔性轉變，原本的玻璃、PET等材料已無法滿足需求，蓋板、觸控、基底材料都將切換為聚酰亞胺材料。

聚酰亞胺是現有聚合物中耐溫性最好的一類材料，同時其具有良好的力學性能和化學穩定性，被認為是極具應用潛力的一類柔性襯底材料。但是，現有普通聚酰亞胺薄膜由于熱膨脹系數與玻璃載體基板有較大的差異，普通聚酰亞胺的熱膨脹系數一般在30-50ppm/℃，目前市面的低熱膨脹聚酰亞胺薄膜熱膨脹系數一般為18-20ppm/℃，難以達到接近玻璃熱膨脹系數4-7ppm/℃這一要求，這種差異會引起剝離、開裂、翹曲等問題，所以作為該用途的聚酰亞胺薄膜，必須具備和玻璃載體接近的熱膨脹系數及高模量的特性。聚酰亞胺柔性基板或襯底成為國內外研究的熱點，并取得了一些進展。例如，桂林電科院(公開號為CN 108117653A)研究了具有噁唑結構的二胺2-(4-氨基苯基)-5-氨基苯并噁唑，可制得熱膨脹系數低于7ppm/℃的聚酰亞胺薄膜；公開號為CN102558860A則公開了以2-(4-氨基苯基)-5-氨基苯并咪唑為單體的亞胺薄膜，熱膨脹系數保持在8-21ppm/℃；東華大學李慧等人(公開號為CN110577642A)公開了一種含酰基苯并咪唑聚酰亞胺的制備方法，熱膨脹系數低至3.7ppm/℃。然而，這些材料的玻璃化轉變溫度不能滿足TFT加工制成的溫度要求(400℃以上)，從而影響了在AMOLED器件中的廣泛使用。

發明內容

本發明的主要目的在于克服現有技術中的不足，提供一種聚酰亞胺薄膜及其制備方法。本發明的聚酰亞胺薄膜含有一種顆粒固化劑，與聚酰亞胺分子通過氫鍵或共價鍵的作用，形成網狀、體型結構的聚酰亞胺薄膜。該薄膜具有高強高模量，且玻璃化轉變溫度超過430℃，熱膨脹系數7ppm/℃以下。

本發明的目的及解決其技術問題是采用以下技術方案來實現的。

本發明提供了一種聚酰亞胺薄膜的制備方法，所述的聚酰亞胺薄膜包含有0.1～10wt％的納米顆粒固化劑，所述方法包括以下步驟：

氮氣氣氛下，在非質子極性溶劑中加入納米粉體及分散劑，超聲分散30～60min后攪拌6～12h，靜置熟化24～48h后過濾，得到納米粉體固化劑分散液A；

向非質子溶液中通入氮氣30min后加入二胺單體，攪拌至完全溶解，再加入二酐單體，在25～60℃下攪拌4～48h，得到粘度為5000～200000mPa·s的聚酰氨酸溶液B；

將上述得到的納米粉體固化劑分散液A加入到聚酰氨酸溶液B中，攪拌均勻后真空脫泡0.5～12h，然后經狹縫涂敷于玻璃板上，得到均勻分布的膠液膜，將膠液膜置于干燥箱中并在60～160℃下干燥5～30min，取出后從玻璃板上剝離得到膠膜，將膠膜置于高溫烘箱中進行高溫熱處理，冷卻后，即得到聚酰亞胺薄膜。