[发明专利]一种二酸酐化合物及其制备方法与应用

说明书

本发明涉及高分子材料技术领域，尤其涉及无色透明聚酰亚胺薄膜技术领域，具体涉及一种新型二酸酐化合物及其制备方法与应用。本发明所述新型二酸酐化合物具有如式I所示结构，其中R₁、R₂彼此独立的表示‑(CH₂)‑、‑(CH₂CH₂)‑；R₃、R₄相同或不同，彼此独立地表示H或F。本发明提供的新型二酸酐化合物因其特有的脂环结构和含氟结构，与二胺聚合制得的聚酰亚胺薄膜实现了550nm处透光率≥85％的良好光学特性，克服了传统芳香族聚酰亚胺薄膜颜色深的缺点，可实现在透明聚酰亚胺薄膜领域的应用，进一步具备了在柔性显示或光电领域应用的良好前景。本发明所提供的制备方法稳定、高效，且原料易得，制备过程简单，便于所述二酸酐化合物的推广。

技术领域

本发明涉及高分子材料技术领域，尤其涉及无色透明聚酰亚胺薄膜技术领域。具体地说，涉及一种新型二酸酐化合物及其制备方法与应用。

背景技术

聚酰亚胺(Polyimide，PI)是指主链上含有亚胺环的一类高聚物，由含二胺和二酐的化合物经逐步聚合制备而成；因PI主链上特有的亚胺环、芳香环结构及其共轭效应，使其具备了优异的热稳定性、力学强度、介电性能和低热膨胀系数等特性，因而在航空航天、微电子、机械工程、石油化工、液晶等领域得到了广泛的应用。

然而，恰恰是PI结构中特有的芳环共轭结构，促成了分子内和分子间的电荷转移络合物(CTC)，影响了PI薄膜的透光性，并呈现出棕黄色以及较差的透光率，极大地限制了PI薄膜在光电领域(如光通讯领域中的光波导材料以及柔性显示领域的柔性电极材料、显示基板或盖板的光学透明薄膜等)的应用。同时，随着近年来智能电子设备显示装置向可弯折方向的发展，为实现此类电子设备柔性显示的要求，对高透明性PI薄膜的开发需求显得尤为迫切。

为实现PI薄膜良好的透明性，常通过对PI分子结构的设计来实现；例如引入可破坏主链中平面共轭结构的基团(可实现弯曲的醚键或砜基)或结构(空间体积大的取代基)、引入脂族结构(脂环或脂肪族结构)和含氟结构等，以破坏分子结构的共轭效果与对称性，减少分子内或分子间的传荷作用，以实现良好的透明化改性效果；需要注意的是，给电子能力越强的二胺或吸电子能力越强的二酐，聚合所形成的聚酰亚胺膜材的颜色就会越深；故对于单体的选择尤为重要，可通过选用上述一种或多种方式来实现PI薄膜透明性的提高。

基于此，本发明提供了一种新型二酸酐化合物，以其特有的脂环族结构既可有效破坏PI薄膜分子结构中的共轭结构，又削弱了主结构中的电荷转移能力；同时通过含氟基团的引入，可进一步破坏PI薄膜分子结构中的共轭结构，以实现良好的透明化改性效果，可应用于透明聚酰亚胺薄膜领域。

发明内容

本发明的第一目的在于提供一种新型二酸酐化合物，具有如式I所示的结构：

其中，R₁、R₂彼此独立的表示-(CH₂)-或-(CH₂CH₂)-；优选R₁、R₂表示-CH₂-；

R₃、R₄相同或不同，彼此独立地表示H或F；优选R₃、R₄同时为F或者同时为H。

作为本发明的最佳实施方式，所述新型二酸酐化合物具有如式I-1或I-2所示结构：

此化合物因其特有的脂环结构和含氟结构，使其制备得到的聚酰亚胺(polyimide，PI)可实现良好的光学特性，克服了传统芳香族聚酰亚胺薄膜颜色深的缺点，可实现在透明聚酰亚胺薄膜领域的应用，进一步具备了在柔性显示或光电领域应用的良好前景。