[发明专利]一种具有高透明高表面硬度的聚酰亚胺薄膜及其制备方法

说明书

本发明涉及一种具有高透明高表面硬度的聚酰亚胺薄膜及其制备方法，所述聚酰亚胺薄膜具有高透明、高表面硬度的特点，其含有0.2～5wt％聚苯基倍半硅氧烷微球，并且聚酰亚胺分子结构中含有双三氟甲基联苯单元和羧基官能团。由于聚苯基倍半硅氧烷微球与聚酰亚胺结构中的羧基有良好界面相互作用，有效改善了粒子与基体树脂间的相容性和分散性。本发明制得的聚酰亚胺薄膜表现出高光学透光率、低雾度和高表面硬度，因而可应用于电子及光学显示领域。

技术领域

本发明涉及一种具有高透明高表面硬度的聚酰亚胺薄膜及其制备方法，属于高分子材料领域。

背景技术

聚酰亚胺因其独特的耐温性能、力学性能、绝缘性能、耐溶剂性等，被广泛应用于电子及微电子工业领域，例如用于大规模集成电路的中间绝缘介电层、屏蔽保护层等。然而，由于聚酰亚胺的芳香结构密度高，薄膜通常呈棕色或黄色，在可见光区的透光性低并具有较高的折射率，因而无法应用于在要求高透光率的光学器件领域。

为降低聚酰亚胺薄膜的色泽度、提高透光率，大量的研究集中于聚酰亚胺的结构改进、制备方法的调控等，包括引入含氟基团等极性基团，采用-O-、-SO₂-、-CH₂-等连接基团，采用间位或异平面结构等。其中含氟聚酰亚胺的研究最为广泛，聚酰亚胺薄膜的颜色及在可见光区的透光率得到大幅提升。然而，在改善光学透明性的同时，聚酰亚胺薄膜的其他性能不可避免地受到损害。譬如透明聚酰亚胺薄膜在生产或应用于光学显示领域时，高分子基体薄膜的表面硬度太软，容易造成外界对薄膜表面的破坏。通过聚酰亚胺分子结构的调控难以实现高透光性和高表面硬度的兼容，因此采用引入自身具有良好硬度的无机填料粒子成为最为可行的解决方案。然而无机粒子的引入往往会导致聚酰亚胺薄膜的雾度增大，这主要是由于无机填料与聚合物基体的相容性差、难以分散均匀所引起。为防止上述无机粒子团聚问题，亟需一种可有效改善无机粒子与聚酰亚胺相容性的方法，进而制备获得一种高透光率和高表面硬度的聚酰亚胺薄膜。

发明内容

本发明目的在于提供一种具有高透明高表面硬度的聚酰亚胺薄膜及其制备方法。按照本发明提供的技术方案，本发明具体提供一种具有高透明、高表面硬度的聚酰亚胺薄膜(以下有时简称透明聚酰亚胺薄膜)，在聚酰亚胺分子中分散有聚苯基倍半硅氧烷微球，且聚酰亚胺分子结构中含有双三氟甲基联苯单元和羧基官能团。

所述聚酰亚胺薄膜含有聚苯基倍半硅氧烷微球的重量百分数为0.2～5wt％。

本发明的聚酰亚胺薄膜由二胺组分与二酐组分聚合而成，其中所述羧基官能团来自于作为二胺组分的3,5-二氨基苯甲酸，且加入量为二胺总摩尔数的0.5～10％；所述双三氟甲基联苯单元来自于作为二胺组分的2,2'-双(三氟甲基)-4,4'-二氨基联苯、3,3'-双(三氟甲基)-4,4'-二氨基联苯中的一种，且加入量为二胺总摩尔数的50％以上。

此外，其他二胺组分包括但不限于：对苯二胺、间苯二胺、4,4'-二氨基二苯基醚、4,4'-二氨基二苯基甲烷、4,4'-二氨基二苯基砜、1,4-双(胺苯氧基)苯、2,2'-双[3(3-氨基苯氧基)苯基)]六氟丙烷、2,2'-双[4(4-氨基苯氧基)苯基)]六氟丙烷、2,2'-双(3-氨基苯基)六氟丙烷、2,2'-双(4-氨基苯基)六氟丙烷中的一种或几种；

所述二酐组分包括但不限于：均苯四甲酸二酐、联苯四甲酸二酐、3,3',4,4'-联苯醚二酐、3,3',4,4'-联苯酮二酐、2,2-二苯基丙烷-3,3',4,4'-四甲酸二酐、1,4-二苯氧基苯-3,3',4,4'-四甲酸二酐、4,4-六氟异丙基邻苯二甲酸酐、1,4,5,8-萘四甲酸二酐中的一种或几种。

按照本发明提供的技术方案，聚酰亚胺薄膜的厚度为10～100μm，在380～780nm波长范围的平均透光率85％、雾度1.5，表面为1H～3H。

本发明还提供一种如上所述的具有高透明高表面硬度的聚酰亚胺薄膜的制备方法，其包括下述步骤：