[发明专利]一种聚酰亚胺树脂、聚酰亚胺薄膜及其制备方法与应用

说明书

本发明涉及一种聚酰亚胺树脂、聚酰亚胺薄膜及其制备方法与应用，所述的聚酰亚胺树脂的结构通式如式(I)所示：其中，A为二酐残基，B为二胺残基；本发明在芳香环中引入氟侧基，可极大的降低二胺的吸水性和吸潮性，从而降低聚酰亚胺薄膜的吸水率；本发明中含氟二胺上的氟侧基直接取代苯环上的氢原子，并不会影响聚酰亚胺的耐热性和热膨胀系数(CTE)，本发明制备的聚酰亚胺薄膜的耐热性能好，热膨胀系数低，含氟侧基的引入，可以拓展聚酰亚胺的应用领域，可以应用在显示基板、太阳能电池基板等，本发明制备的薄膜的拉伸强度≥300MPa，弹性模量≥8GPa。

技术领域

本发明属于聚酰亚胺薄膜技术领域，具体涉及一种聚酰亚胺树脂、聚酰亚胺薄膜及其制备方法与应用。

背景技术

随着显示器领域的高速发展，在传统平板显示领域，出现一些新的发展趋势，如曲面电视、可折叠手机、可折叠显示车载设备等应用市场，在这些领域，传统的硬质显示器的基板玻璃、金属已经难以满足这些新兴市场的应用，转而用柔性基板进行替代，以实现可挠可折叠，目前可以作为柔性基板的材料包括聚碳酸酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚醚砜、聚酰亚胺等高分子薄膜。其中，聚酰亚胺基板以其优良的耐高温特性、耐化学腐蚀性以及高绝缘性而备受关注。

柔性显示基板的制备工艺，主要以玻璃为衬底，将聚酰亚胺树脂或稀释溶液涂覆在玻璃衬底上，然后经过高温固化得到聚酰亚胺薄膜，接着在聚酰亚胺表面进行蒸镀透明导电介质、屏蔽层以及封装盖法等工艺，最后将整个器件用激光剥离工艺(LLO)除去玻璃衬底，从而得到以聚酰亚胺薄膜为柔性基板的显示器，其中，整个制备工艺都是在隔绝氧气、湿气的真空中进行，这主要是由于发光有机单体的性能所决定的，发光有机单体对氧气、水蒸气特别敏感，在遇到氧气、水蒸气之后，其使用寿命大大缩短，也严重影响其发光效率，这就要求所用基板必须具有优异的低吸水率和隔绝空气的能力。

在聚酰亚胺的应用中，最主要的性能就是薄膜的CTE，要保证聚酰亚胺薄膜的热膨胀系数与所附着基板的CTE一致或接近，例如，LG化学公司KIM B等人[US2007023874]将PDA、ODA作为二胺单体，与芳香族二酐反应制备聚酰亚胺树脂，通过调节PDA的含量以控制其薄膜的CTE，但是随着PDA含量的增大，薄膜吸水率逐渐增大，严重影响其树脂在柔性显示领域的应用。日本UBE公司HISANO等人[US2009197068-A1]的专利中，由刚性二酐BPDA与刚性二胺PDA通过缩聚制备聚酰亚胺树脂溶液及其薄膜，该薄膜具有很低的热膨胀系数，但是由于PDA的吸湿性，导致所制备的薄膜吸水率较高，也严重影响其在显示领域的应用。中国科学院化学研究所杨士勇等人[CN105601923A]专利中，通过加入含氟单体以及嵌段的方式以降低薄膜的吸水率及断裂伸长率等问题，但是该发明中含氟二胺中的氟以三氟甲基的形式存在，三氟甲基对CTE，耐热性能影响较大，含氟单体韧性过高，所制备的薄膜拉伸强度、弹性模量偏低，CTE较大，耐温性能较差，进而严重影响薄膜的耐热性和力学性能，其应用范围也受到限制。

鉴于以上原因，特提出本发明。

发明内容

为了解决现有技术存在的以上问题，本发明提供了一种聚酰亚胺树脂、聚酰亚胺薄膜及其制备方法与应用，本发明制备的聚酰亚胺薄膜同时具有高耐热性、低CTE、低吸水率的特点。

本发明的第一目的，提供了一种聚酰亚胺树脂，所述的聚酰亚胺树脂的结构通式如式(I)所示：

其中，A为二酐残基，B为二胺残基；

所述的二酐残基为芳香族二酐残基、脂肪族二酐残基中的一种或两种混合；所述的二胺残基为含氟二胺残基或含氟二胺残基和不含氟二胺残基的混合；所述的二胺残基为以下结构中的一种或多种：

其中，X选自氟，氟侧基数量为1-6个；