[发明专利]一种聚酰亚胺树脂和透明聚酰亚胺薄膜

说明书

为了解决现有聚酰亚胺树脂溶解性差的问题，本发明提供了一种聚酰亚胺树脂和一种透明聚酰亚胺薄膜。本发明提供的聚酰亚胺树脂和透明聚酰亚胺薄膜包括结构单元(a)和(b)，在结构单元(a)中，A是二酐的残基，所述二酐的残基包括含苯环的二酐残基；在结构单元(a)和(b)中：R₁，R₂各自独立地表示氢原子、卤原子、腈基、硝基、烷基、烷氧基、或苯环类取代基。所述薄膜的合成单体包括二酐和二胺，所述二酐包括含苯环的二酐、和含氟二酐；所述二胺选自芴二胺。本发明提供的聚酰亚胺树脂溶解性好，由聚酰亚胺树脂制备的透明聚酰亚胺薄膜具有透过率高、耐热性好等特点。

技术领域

本发明涉及聚酰亚胺，特别涉及一种聚酰亚胺树脂和透明聚酰亚胺薄膜。

背景技术

聚酰亚胺是近半个世纪发展起来的芳香杂环聚合物中最主要的品种，也是使用温度最高的一类高分子材料，具有机械强度高、耐高温、化学稳定、抗蠕变等十分优异的综合性能，在航空、航天、电气、机械、微电子、化工等方面得到了广泛的应用。

近来随着高新技术产业的发展，柔性OLED、柔性薄膜太阳能电池、光导、波导和液晶显示器等光学领域对高耐热、高透光的聚酰亚胺的需求越来越迫切，例如：计算机控制显示，液晶显示，大型电子显示器等光学部件的罩子，偏光板、柔性太阳能电池的基板、柔性OLED的基板、柔性OLED的盖板和塑料透镜等。但是传统的聚酰亚胺膜一般呈现出淡黄色或深褐色，大大限制了聚酰亚胺在光电材料中的进一步应用，其主要原因是由于聚合物主链中交替出现的二酐残基中羰基的吸电子作用和二胺残基的给电子作用而产生的分子内和分子间的电荷转移形成络合物。因此需要通过改变分子结构，开发可用于柔性太阳能电池底板，柔性显示或照明底板等领域的耐高温透明聚酰亚胺树脂材料。

作为光学材料用树脂，一直以来使用聚甲基丙烯酸甲酯或聚碳酸酯，这些树脂尽管具有优异的透明性，但是耐热性均较低，因而在以较高温度进行使用的用途中不能得到应用。另外，聚碳酸酯比聚甲基丙烯酸甲酯具有稍高的耐热性，但是在应用到精度高的光学用元件中时存在双折射高的问题。

此外，一般聚酰亚胺树脂在溶剂中的溶解性较低。因此，通常以其前体聚酰胺酸的状态作为溶液进行涂布，然后通过在高温下进行加热处理转换为聚酰亚胺。但是这种加工方法存在一定限制，特别是拟配置聚酰亚胺的部分容易因热而受到不可逆的损伤，在这种情况下存在不能使用等的问题；另外，在高温处理后进行冷却时通常伴随收缩，从而大多出现因此时产生的热应力而导致的膜剥离、裂纹等严重问题。

近年来人们通过在分子主链中引入柔性基团、含氟基团、空间结构扭曲的脂环结构等在提高聚酰亚胺溶解性方面取得了一些进展，例如申请号为CN 201410263703.3(公布日：2014年10月29日)的中国专利中，提到了一种易溶解的透明聚酰亚胺树脂及其制备方法，具体为在分子主链中引入空间结构扭曲的脂环结构，具有较大的自由体积和空间位阻，提高透明聚酰亚胺的溶解性，但是，通过在聚酰亚胺分子主链中引入脂环的方式改善溶解性会大大降低聚酰亚胺的耐热性；授权公告号为CN 100569833C(授权公告日：2009年12月16日)的中国专利中提到了一种含氟热塑性聚酰亚胺聚合物及其制备方法，具体为在聚酰亚胺主链中引入含氟基团和柔性醚键，提高聚酰亚胺的溶解性，但是，这种方法会严重降低聚酰亚胺的玻璃化转变温度，影响后续的使用。

发明内容

为了解决现有聚酰亚胺树脂溶解性差的问题，本发明提供了一种聚酰亚胺树脂和一种透明聚酰亚胺薄膜。本发明提供的聚酰亚胺通过在聚酰亚胺主链中引入含芴大侧基单元、含F结构单元及长链结构单元，可以大幅提高聚酰亚胺树脂在溶剂中的溶解性能，由聚酰亚胺树脂制备的透明聚酰亚胺薄膜具有可见光透过率高、耐热性好等特点。

为了解决上述技术问题，本发明提供以下技术方案：

本发明提供一种聚酰亚胺树脂，所述聚酰亚胺树脂包括下述结构单元：