[发明专利]高耐热透明可溶联苯型聚酰亚胺薄膜及其制备方法与应用

说明书

本发明公开了高耐热透明可溶联苯型聚酰亚胺薄膜及其制备方法与应用；该制备方法是将带极性吊环的三芳基甲烷类二胺单体、3,3',4,4'‑联苯四羧酸二酐、极性非质子溶剂和催化剂混合，在室温下搅拌均匀，得到澄清溶液；将澄清溶液通过微波辐射反应，得到联苯型聚酰亚胺溶液；将联苯型聚酰亚胺溶液滴加乙醇中，有纤维状沉淀析出，得到纤维状联苯型聚酰亚胺；将纤维状联苯型聚酰亚胺溶解在极性非质子溶剂中，溶解后涂敷于玻璃板上，干燥，冷却；本发明以带极性吊环的三芳基甲烷类二胺与3,3',4,4'‑联苯四羧酸二酐缩聚，制成了高耐热透明可溶联苯型聚酰亚胺薄膜，解决了现有聚酰亚胺存在的耐热性与溶解性和透光率不能兼顾的问题。

技术领域

本发明涉及聚酰亚胺薄膜技术领域，尤其涉及一种高耐热透明可溶联苯型聚酰亚胺薄膜及其制备方法与应用。

背景技术

近年来，随着微电子和光电子领域的发展，有机电致发光显示器(OLED)、太阳能电池、液晶显示等光电材料越来越轻量化、超薄化、柔性化。光电器件制造过程中的电极薄膜沉积和退火处理等工序的加工温度高达400℃，远超商品透明聚合物的玻璃化转变温度。用于太阳能电池的空间柔性薄膜，其耐高低温性能直接决定了太阳能电站的使用寿命。因此，制备玻璃化转变温度超过400℃的透明聚合物材料意义重大。

聚酰亚胺(PI)耐热性优异，是耐热透明膜的首选材料。但传统的芳香族PI，一方面由于刚性的分子链和强烈的分子间作用力，既不能在有机溶剂中溶解，也不能在高温下熔融，导致加工困难，另一方面由于分子内及分子间形成的电荷转移络合物(CTC)，使得薄膜的紫外-可见光吸收波长红移，透光率下降。通常通过引入柔性链节、含氟基团、脂环结构、大侧基或非共面结构可以改善PI溶解性和透明性，但往往导致热性能下降。因此，通过调控PI结构刚性，开发高耐热透明可溶PI薄膜具有重要意义。

以3,3',4,4'-联苯四羧酸二酐(BPDA)作为酸酐单体制备的PI可以达到很高的耐热性，但往往不能兼顾溶解性和透光率。中国发明专利CN1976912B公开的高纯度BPDA与4,4'-二氨基二苯基醚缩聚得到的PI薄膜在400nm处的透光率仅为30％。中国发明专利申请CN109021234A利用BPDA制备了含炔基的PI预聚物，交联后的树脂玻璃化转变温度达430℃以上，但不再具备可溶性，无法进行二次加工，且固化后的薄膜为棕色，透光率差。以4,4'-(六氟异丙烯)二酞酸酐(6FDA)作为酸酐单体的氟酐型PI透明性好，中国发明专利申请CN104017214A公开了一种基于三联苯结构的氟酐型PI膜，在450nm处透光率可达82％，但玻璃化转变温度降低到300℃以下。中国发明专利CN105906808A公开了一种联苯型可溶PI，其制备方法是将含叔丁基的多元醚二胺、BPDA、间甲酚和异喹啉混合，于85℃搅拌反应12小时生成聚酰胺酸溶液，然后依次升温至120℃、150℃、220℃反应5小时、5小时、15小时制得聚酰亚胺溶液，其加热缩聚时间长达30多小时，不利于工业化生产，且PI的玻璃化转变温度仅为283℃。微波辅助加热有着内部加热、高效、副反应少等优点，采用微波加热替代传统聚合，可大幅缩短聚合时间，减少生产过程中的能量消耗，同时制得的PI性能较好。

由上可知，现有技术制备的PI存在耐热性与溶解性和透光率不能兼顾的问题。

发明内容

针对现有PI存在的耐热性与溶解性和透光率不能兼顾的问题，本发明以带极性吊环的的三芳基甲烷类二胺与BPDA缩聚，提供了一种高耐热透明可溶联苯型聚酰亚胺薄膜及其制备方法。

本发明的另一目的在于提供上述高耐热透明可溶联苯型聚酰亚胺薄膜的应用。