本發(fā)明涉及高分子材料，尤其涉及低cte和高玻璃化轉(zhuǎn)變溫度的聚酰亞胺薄膜及制備方法。

背景技術(shù)：

1、近年來，柔性有機發(fā)光二極管(oled)顯示器因其具有全固態(tài)、主動發(fā)光、高亮度、高對比度、高響應(yīng)和無視角限制等諸多優(yōu)點被廣泛使用。傳統(tǒng)的oled器件使用硬質(zhì)玻璃作為其蓋板，導(dǎo)致器件的柔韌性非常差。目前，采用聚合物薄膜材料代替玻璃制備可彎曲，可折疊的oled是最有效的方法之一。目前聚酰亞胺由于其優(yōu)于的耐熱性被重點關(guān)注，但是耐高溫聚酰亞胺薄膜的光學(xué)透明性往往較差，透明化改性的聚酰亞胺耐高溫性往往較差，聚酰亞胺薄膜的高光學(xué)透過率和耐高溫性往往很難同時實現(xiàn)。高透明耐高溫聚酰亞胺的分子結(jié)構(gòu)設(shè)計中，最難攻克的問題之一就是如何同時實現(xiàn)聚酰亞胺薄膜的高光學(xué)透明性和耐高溫性(高tg、低cte)。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、基于背景技術(shù)存在的技術(shù)問題，本發(fā)明提出了低cte和高玻璃化轉(zhuǎn)變溫度的聚酰亞胺薄膜及制備方法，該聚酰亞胺薄膜兼具高耐熱性、低線性膨脹系數(shù)和高光學(xué)透明性，可作為顯示基片、液晶顯示器(lcd)和有機發(fā)光二極管(oled)等領(lǐng)域的光學(xué)薄膜，具有很高的應(yīng)用價值。

2、本發(fā)明提出的低cte和高玻璃化轉(zhuǎn)變溫度的聚酰亞胺薄膜的制備方法，方法步驟如下：

3、s1：聚酰胺酸溶液的制備；

4、s2：將s1的聚酰胺酸溶液中加入催化劑和脫水劑混勻后涂布在基板上，經(jīng)干燥和亞胺化后制得低cte和高玻璃化轉(zhuǎn)變溫度的聚酰亞胺薄膜；

5、所述聚酰胺酸溶液由四羧酸二酐和二胺在有機溶劑中進行反應(yīng)而制得；

6、所述二胺由化學(xué)式1和化學(xué)式2組成，且化學(xué)式1的摩爾百分含量不小于50％；

7、[化學(xué)式1]

8、

9、[化學(xué)式2]

10、

11、上述化學(xué)式2中，r1選自氫、氟原子、甲基取代基和三氟甲基取代基中的一種；r2選自-o-或-nh-；r3選自氫、鹵素原子、羥基、硫醇基、硝基、c1-10烷基、c1-4鹵代烷氧基、c1-10鹵代烷基、氰基和c6-20芳基中的一種；r4為以下取代基中的任意一種：

12、

13、優(yōu)選地，所述四羧酸二酐由化學(xué)式3和化學(xué)式4組成，且化學(xué)式3的摩爾百分含量不小于20％；

14、[化學(xué)式3]

15、

16、[化學(xué)式4]

17、

18、上述化學(xué)式4中，ar選自下述基團中的任意一種：

19、

20、優(yōu)選地，二胺和四羧酸二酐的摩爾比為1:0.9-1.2；四羧酸二酐和二胺反應(yīng)的時間為24-48h。

21、優(yōu)選地，有機溶劑為丙酮、n-甲基-2-吡咯烷酮、苯酚、二甲基乙酰胺、二甲基甲亞胺和二甲亞砜中的一種或幾種。

22、優(yōu)選地，催化劑為咪唑類化合物、苯并咪唑類化合物、喹諾酮類化合物、吡啶和異喹啉類化合物中的一種或幾種。

23、優(yōu)選地，脫水劑為脂肪族酸酐、芳香族酸酐、n,n’-二烷基碳化二亞胺、低級脂肪鹵化物、鹵化低級脂肪族酸酐、芳基磺酸二鹵化物中的一種或幾種。

24、優(yōu)選地，亞胺化的溫度為25-350℃，時間1-5h。

25、優(yōu)選地，催化劑的添加量為聚酰胺酸溶液中聚合物總質(zhì)量的0.1-10wt％；脫水劑的添加量為聚酰胺酸溶液中聚合物總質(zhì)量的0.1-10wt％。

26、本發(fā)明提出的上述方法制備的低cte和高玻璃化轉(zhuǎn)變溫度的聚酰亞胺薄膜。

27、本發(fā)明提出的上述低cte和高玻璃化轉(zhuǎn)變溫度的聚酰亞胺薄膜作為基材應(yīng)用于顯示或半導(dǎo)體領(lǐng)域。

28、本發(fā)明的有益技術(shù)效果：

29、(1)本發(fā)明的三苯甲烷中引入的是三氟甲基基團，該基團由于其具有更大的空間體積以及更大的分子極性對于聚酰亞胺光學(xué)性能的提高相對于氟基團更有優(yōu)勢；此外本發(fā)明在三苯甲烷結(jié)構(gòu)中引入了雙酰胺鍵，通過酰胺鍵的氫鍵作用提高了聚酰亞胺的熱尺寸穩(wěn)定性，實現(xiàn)了一種分子兼顧了透明性和耐熱性。

30、(2)本發(fā)明的聚酰亞胺薄膜的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(tg)能達到330℃以上，熱膨脹系數(shù)(cte)在50～250℃范圍內(nèi)測量第二次的結(jié)果不大于為40ppm/℃，黃度指數(shù)不大于3，聚酰亞胺薄膜在550nm處的透過率不小于88％，霧度不大于0.5％。該透明聚酰亞胺薄膜具有優(yōu)異的耐熱性和良好的光學(xué)性能，可作為基材用于顯示或半導(dǎo)體領(lǐng)域。

技術(shù)特征：

1.低cte和高玻璃化轉(zhuǎn)變溫度的聚酰亞胺薄膜的制備方法，其特征在于，方法步驟如下：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低cte和高玻璃化轉(zhuǎn)變溫度的聚酰亞胺薄膜的制備方法，其特征在于，所述四羧酸二酐由化學(xué)式3和化學(xué)式4組成，且化學(xué)式3的摩爾百分含量不小于20％；

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低cte和高玻璃化轉(zhuǎn)變溫度的聚酰亞胺薄膜的制備方法，其特征在于，二胺和四羧酸二酐的摩爾比為1:0.9-1.2；四羧酸二酐和二胺反應(yīng)的時間為24-48h。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低cte和高玻璃化轉(zhuǎn)變溫度的聚酰亞胺薄膜的制備方法，其特征在于，有機溶劑為丙酮、n-甲基-2-吡咯烷酮、苯酚、二甲基乙酰胺、二甲基甲亞胺和二甲亞砜中的一種或幾種。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低cte和高玻璃化轉(zhuǎn)變溫度的聚酰亞胺薄膜的制備方法，其特征在于，催化劑為咪唑類化合物、苯并咪唑類化合物、喹諾酮類化合物、吡啶和異喹啉類化合物中的一種或幾種。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低cte和高玻璃化轉(zhuǎn)變溫度的聚酰亞胺薄膜的制備方法，其特征在于，脫水劑為脂肪族酸酐、芳香族酸酐、n,n’-二烷基碳化二亞胺、低級脂肪鹵化物、鹵化低級脂肪族酸酐、芳基磺酸二鹵化物中的一種或幾種。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低cte和高玻璃化轉(zhuǎn)變溫度的聚酰亞胺薄膜的制備方法，其特征在于，亞胺化的溫度為25-350℃，時間1-5h。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低cte和高玻璃化轉(zhuǎn)變溫度的聚酰亞胺薄膜的制備方法，其特征在于，催化劑的添加量為聚酰胺酸溶液中聚合物總質(zhì)量的0.1-10wt％；脫水劑的添加量為聚酰胺酸溶液中聚合物總質(zhì)量的0.1-10wt％。

9.如權(quán)利要求1-8任一項所述方法制備的低cte和高玻璃化轉(zhuǎn)變溫度的聚酰亞胺薄膜。

10.如權(quán)利要求9所述的低cte和高玻璃化轉(zhuǎn)變溫度的聚酰亞胺薄膜作為基材應(yīng)用于顯示或半導(dǎo)體領(lǐng)域。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了低CTE和高玻璃化轉(zhuǎn)變溫度的聚酰亞胺薄膜及制備方法，聚酰亞胺薄膜制備的方法步驟如下：S1：聚酰胺酸溶液的制備；S2：將S1的聚酰胺酸溶液中加入催化劑和脫水劑混勻后涂布在基板上，經(jīng)干燥和亞胺化后制得低CTE和高玻璃化轉(zhuǎn)變溫度的聚酰亞胺薄膜；所述聚酰胺酸溶液由四羧酸二酐和二胺在有機溶劑中進行反應(yīng)而制得。本發(fā)明的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)能達到330℃以上，熱膨脹系數(shù)(CTE)為40ppm/℃以下，黃度指數(shù)不大于3，在550nm處的透過率不小于88％，霧度不大于1.0％，可作為顯示基片、液晶顯示器(LCD)和有機發(fā)光二極管(OLED)等領(lǐng)域的光學(xué)薄膜，具有很高的應(yīng)用價值。

技術(shù)研發(fā)人員：孫祥斌,郭文豪,錢俊,汪炎,喻軍
受保護的技術(shù)使用者：東華工程科技股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/17