[发明专利]一种化学亚胺化制备可溶性聚酰亚胺的方法

说明书

技术领域

本发明涉及聚酰亚胺的制备，特别是涉及一种化学亚胺化制备可溶性聚酰亚胺的方法。

背景技术

近年来，随着电子产品的迅猛发展，聚酰亚胺因其优异的综合性能，作为基体树脂广泛应用于挠性覆铜板，其发展倍受世人的关注。聚酰亚胺具有极高的耐热性、优良的机械性能、优异的化学稳定性和电性能，是有机高分子材料中综合性能最好的材料之一，已在薄膜、复合材料、粘合剂和功能材料等各领域得到广泛的应用。但是由于聚酰亚胺分子链本身的刚性，以及分子间强烈的相互作用，普通的聚酰亚胺在分解温度既不熔融，也不溶解，这一特性使它们难以加工成型，严重影响到其应用价值。

因此，对现有的聚酰亚胺进行改性或合成新型可溶性聚酰亚胺，并保持其优异的性能是一个重要发展方向。

一些研究者通过“共缩聚”或在分子中“引入大侧基”等方法破坏分子链的规整性和对称性，增加分子链的柔顺性，减小结晶倾向，进而提高聚酰亚胺的溶解性和可加工性。

通常先制备聚酰胺酸，再通过热亚胺化或化学亚胺化可以得到聚酰亚胺。热亚胺化是在300℃以上的高温下进行的，其脱水亚胺化的反应过程中聚酰亚胺很容易发生分子链间的化学交联，形成网状结构，聚酰亚胺的储能模量有一定程度提高，但制备的聚酰亚胺不能被溶解。化学亚胺化具有在常温下进行、不伴随交联与降解等副反应的优点，而且制备的聚酰亚胺薄膜具有更高的热稳定性，采用化学亚胺法制备可溶性聚酰亚胺是提高其加工性能的有效途径。

发明内容

为了弥补上述现有技术的不足，本发明提出一种化学亚胺化制备可溶性聚酰亚胺的方法，改善了聚酰亚胺的溶解性能。

本发明的技术问题通过以下的技术方案予以解决：

一种化学亚胺化制备可溶性聚酰亚胺的方法，所述可溶性聚酰亚胺采用下列组分进行合成：聚酰胺酸和聚酰胺酸酯中的至少一种；磷酰胺化合物；催化剂。

所述磷酰胺化合物的结构式为：

其中的X是氧或者硫；R₁和R₂各自独立的为含有1～4个碳原子的烷基、芳香基团或含有1～3个取代基的芳香基团，芳香基团上的所述取代基为卤族元素、含1～4个碳原子的烷基、胺基或含1～4个碳原子的烷氧基；Y为氢、卤族元素、胺基或含1～4个碳原子的烷基或烷氧基，Y的数量为1～4。

优选地，所述磷酰胺化合物为(2,3-二氢-2-硫酮-3-苯并唑)膦酸二苯酯(DBOP)，其中X是硫，R₁和R₂都为苯基，Y为氢。

优选地，所述聚酰胺酸由酸酐和二胺在有机溶剂中制备而成。

优选地，所述酸酐为3,3',4,4'-联苯四甲酸二酐、2,3,3',4'-二苯醚四酸二酐、3,3',4,4'-二苯醚四酸二酐、1,2,3,4-丁四酸二酐、均苯四酸二酐、2,2-双(3,4-二羧基苯基)六氟丙酸二酐(6FDA)中的至少一种。

优选地，所述的二胺选自间苯二胺、对苯二胺、3,3'-二氨基二苯醚、3,4'-二氨基二苯醚、4,4'-二氨基二苯醚(ODA)、2,3-二氨基甲苯、3,3'-二胺二苯砜、3,4'-二胺二苯砜、4,4'-二胺二苯砜中的至少一种。

优选地，所述有机溶剂为N-甲基吡咯烷酮(NMP)，N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)，二甲基亚砜(DMSO)，N,N-二甲基甲酰胺(DMF)，环丁砜，二甘醇二甲醚中的至少一种。

优选地，所述聚酰胺酸和聚酰胺酸酯中的至少一种、磷酰胺化合物、催化剂的摩尔比为1：1～4：3，反应的温度为10℃～50℃，反应时间为12～48小时。

优选地，所述聚酰胺酸和聚酰胺酸酯中的至少一种、磷酰胺化合物、催化剂的摩尔比为1：3：3；所述反应的温度为20℃～30℃。

所述催化剂为聚酰亚胺合成过程中常规使用的催化剂，优选地，所述催化剂为叔胺化合物，最佳为三乙胺。

一种由上述任意一项所述的方法制备的可溶性聚酰亚胺，具有以下通式：

其中R为四价连接基团，如饱和烷烃结构或芳香环形结构，如1,3-异丙烷二基、1,4-异丁烷二基等，R'为二价连接基团，如酰胺、氨基甲酸酯等。