[发明专利]聚酰亚胺前驱体及其制备方法和应用

说明书

本发明提供了一种聚酰亚胺前驱体及其制备方法和应用，主要解决现有技术中聚酰亚胺热膨胀系数高且工艺过程不易控制产品质量下降的问题。本发明通过采用一种聚酰亚胺前驱体，包括聚酰胺酸A溶液和聚酰胺酸B溶液；其中，以所含聚酰胺酸的质量计，聚酰胺酸A溶液及聚酰胺酸B溶液的质量比为1:(2～20)；所述聚酰胺酸B为含有柔性链段的聚酰胺酸；所述聚酰胺酸A的结构为式(I)所示的技术方案，较好地解决了该问题，可用于聚酰亚胺材料的工业生产中。

技术领域

本发明涉及一种聚酰亚胺的前驱体及其制备方法和应用。

背景技术

聚酰亚胺是一类综合性能非常优异的聚合物，具有非常优良的耐热性、耐低温性、自润滑性、耐辐射性以及阻燃等特性，同时具有优良的力学性能和介电性能，广泛用于航空航天、微电子、太阳能电池、高温过滤、机械、分离膜以及OLED等领域。用于高端领域的聚酰亚胺例如柔性电路基板、OLED衬底等对材料的尺寸稳定性要求较高，而如何降低聚酰亚胺材料的热膨胀系数(CTE)，提高材料的尺寸稳定性是开发高性能聚酰亚胺材料的重要研究方向。

普通的聚酰亚胺主链上含有大量的酰亚胺环结构,由于电子极化和结晶性致使聚酰亚胺分子链间存在较强的作用力,使得聚酰亚胺分子链紧密堆积,从而导致其难溶难熔而难以加工成型，从而严重影响其应用价值。为了解决溶解性的难题，通常先合成聚酰亚胺的前体-聚酰胺酸溶液，通过涂膜或纺丝等方式先加工成聚酰胺酸材料，然后再通过热亚胺化或者化学亚胺化等方式转化成最终的聚酰亚胺材料。聚酰亚胺材料的加工成型以及性能与前驱体溶液的品质有着直接地关联性。通常，聚酰胺酸通常由二酐和二胺在非质子极性溶剂中于低温下反应制得。二酐和二胺单体种类非常多，原料来源广，不同单体组合可以聚合得到不同结构的聚酰亚胺材料，从而造成了聚酰亚胺材料性能上的差异。传统结构的聚酰亚胺材料一般都含有柔性基团的单体结构，这样有利于提高材料的加工性能，但是柔性基团的引入一定程度降低了材料的尺寸稳定性，因此CTE一般在40～65ppm/K。而用于高端电子产品的聚酰亚胺材料要求CTE小于20ppm/K，甚至更低。

发明内容

本发明所要解决的技术问题之一是现有技术中聚酰亚胺热膨胀系数高且工艺过程不易控制产品质量下降的问题，提供了一种聚酰亚胺前驱体，该聚酰亚胺的前驱体溶液在柔性结构中采用共混的方法加入刚性链段能够有效降低材料的CTE，并采用分子量分布较窄且凝胶粒子含量很低的聚酰胺酸溶液，在后续加工过程中容易稳定控制，且制品不容易产生缺陷，能够获得高性能的聚酰亚胺产品。

本发明所要解决的技术问题之二是提供一种与解决上述技术问题之一相对应的聚酰亚胺前驱体的制备方法。

本发明所要解决的技术问题之三是提供一种与解决上述技术问题之一相对应的聚酰胺酸前驱体的应用方法。

为解决上述技术问题之一，本发明采用的技术方案如下：一种聚酰亚胺的前驱体，包括聚酰胺酸A溶液和聚酰胺酸B溶液；其中，以所含聚酰胺酸的质量计，聚酰胺酸A溶液及聚酰胺酸B溶液的质量比为1:(2～20)；所述聚酰胺酸B为含有柔性链段的聚酰胺酸；所述聚酰胺酸A的结构为式(I)所示：

上述技术方案中，所述聚酰胺酸B优选自通式(2)所示结构：

其中，Ar₁为含有至少一个碳六元环的四价芳香族残基或至少含有一个脂肪环，更优选的是以下结构式(3)中所示的结构：

上述通式(3)中,R₁较好选用等基团。

上述技术方案中，所述Ar₂优选含有至少一个碳六元环的四价芳香族残基,更优选的是以下结构式(4)所示的芳香族残基: