[发明专利]一种含酰亚胺结构的改性聚萘二甲酸乙二醇酯及其制备方法

说明书

一种含酰亚胺结构的改性聚萘二甲酸乙二醇酯及其制备方法，属于高分子材料及其合成的技术领域，所述改性聚萘二甲酸乙二醇酯由包含衍生自二酐化合物的二羟基共聚单体通过酯交换法制备，所述衍生自二酐化合物的二羟基共聚单体，其中所述的二酐化合物选自均苯四甲酸二酐(PMDA)、3,3’,4,4’‑联苯四甲酸二酐(BPDA)、4,4’‑联苯醚二酐(ODPA)、3,3’,4,4’‑二苯酮四甲酸二酐(BTDA)、1,4,5,8‑萘四羧酸二酐(NTDA)中的一种或两种以上。衍生自二酐化合物的双羟基单体的引入能够在提高聚‑2,6‑萘二甲酸乙二醇酯的玻璃化转变温度的同时，降低其熔点，达到提高耐热性和加工性能的改性目的。

技术领域

本发明属于高分子材料及其合成的技术领域，具体涉及以衍生自二酐化合物的双羟基单体(含酰亚胺结构)对聚-2,6-萘二甲酸乙二醇酯共聚改性方法。

背景技术

聚-2,6-萘二甲酸乙二醇酯(PEN)与聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)结构近似，区别在于萘环替代了PET中的苯环，由于主链中的萘环比苯环具有更大的共轭效应，使其具有更大的主链刚性，其力学性能、热性能，气体阻隔性等均显著优于PET。PEN聚酯主要被用于绝缘膜、电容器、座位传感器等，由于PEN聚酯即使燃烧也不会碳化，还可以通过短路防止二次损坏。它的应用几乎涉及所有电子产品，如硬盘驱动器的带状引线、汽车电子、照相机、数码摄像机、仪器仪表、办公自动化设备、医疗器械等领域。近年来，它在锂电池与柔性印刷电路板等应用领域也取得了长足进展。

帝人杜邦薄膜在“人与车科技展2011”(2011年5月18～20日，横滨)上，推出将PEN薄膜“Teonex”用于锂离子电池集流体的方案，实现锂离子电池集流体轻量化、薄膜化。相比于常用的锂离子充电电池的负极集流体厚约10μm铜箔、正极集流体厚约20μm铝箔，采用PEN薄膜作为基材，在表面镀铜/铝的新型集流体，既减少了金属用量，将重量减轻近70％，又可以提高锂离子电池的能量密度。2012年，帝人杜邦薄膜公司宣布，该公司的PEN薄膜“Teonex”，已在美国柔性显示器中心(Flexible Display Center，FDC)开发的7.4英寸柔性有机EL显示屏中被用作电路基板材料。有机EL显示屏的基板材料通常采用玻璃，不过聚酯薄膜可以实现显示屏柔性化、轻量化和薄型化，而且不易破裂，因此业内正在推进将基板材料由玻璃换成高分子材料的研发。据介绍，FDC曾考察过多种基板材料，由于Teonex具有出色的耐热性和表面平滑性，并可实现量产，所以最终决定采用其作为基板材料。帝人杜邦薄膜计划以此次Teonex被采用为契机，进一步推广PEN薄膜的用途，例如作为柔性太阳能电池基板材料等。

近年来PEN聚酯应用领域的显著进展，足见其在锂离子电池、柔性显示器、柔性电路基板等高附加值领域拥有广阔的应用前景。目前，我国对各类品种的高端聚酯薄膜需求呈快速增长态势，且产品结构与性能也在快速升级之中。随着国内经济的快速增长及制造业升级，电气绝缘材料、太阳能背封板、平面显示器(FPD)用扩散板和增光片、柔性电路基材的需求将会成倍增长，行内人士对高端聚酯薄膜市场前景看好。但我国聚酯薄膜行业近年来一直呈现出低端产能过剩，高端产品又相当短缺的尴尬局面，国内生产销售的高端聚酯薄膜难以满足内需，每年要从国外进口聚酯薄膜10多万吨，其中绝大多数都是高附加值的特种聚酯薄膜产品，主要用于光学、太阳能、节能环保、电子及新型包装应用领域。为改变这种局面，我国聚酯薄膜行业应突破以往的一些研发及运作模式，要抓住当前的市场机遇，走高附加值、差异化路线，避开过度竞争的包装膜等普通产品领域，实现聚酯产品的高端发展，重点开发具有核心技术和市场优势的产品，向高技术含量、高附加值产品领域发展。

从产业发展趋势来看，对PEN聚酯薄膜的性能需求向高性能化和差异化发展，如耐高压、耐热绝缘，耐冲击，环保绝缘，复合绝缘，耐腐蚀、耐水、耐油、耐深冷、耐辐照及阻燃材料，研发环保节能材料。根据以上需求，在PEN聚酯中引入含酰亚胺结构的双羟基共聚单体，制备性能优异的聚酯酰亚胺是解决以上诸多问题的潜在解决方案。由于二酐化合物种类极其丰富，所以衍生自二酐化合物的双羟基共聚单体的引入，必然可以满足对PEN聚酯薄膜高性能化和性能差异化的需求。