[发明专利]一种高透明低色度聚酰亚胺薄膜及其制备方法

说明书

本发明涉及一种高透明低色度聚酰亚胺薄膜及其制备方法，该聚酰亚胺薄膜高透明、低色度、低双折射、易于表面制备硅类硬化涂层等，薄膜掺杂有0.1～2wt％聚苯基倍半硅氧烷微球，聚酰亚胺分子结构中含有梯形结构的硅氧烷单元。所述梯形结构硅氧烷的二胺结构式如下所示。聚酰亚胺结构中引入梯形结构的硅氧烷单元有效提高了透明薄膜与硅类硬化涂层的粘合力，使得薄膜表面易于制备硅类硬化保护层；同时梯形结构的硅氧烷单元也改善了树脂基体与聚苯基倍半硅氧烷微球的分散相容性，有效降低了薄膜的双折射，保持了聚酰亚胺薄膜的耐热及光学性能。本发明制备的聚酰亚胺薄膜可应用于柔性光学显示及电子领域。

技术领域

本发明涉及一种高透明低色度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

在未来可折叠、弯曲或卷曲型光学显示及电子器件中，柔性透明聚合物覆盖基板材料替代玻璃基板成为必然。为实现对电子元器件的保护，需要聚合物基板材料具有高透明性、高力学强度、高表面抗划伤性能等。聚酰亚胺材料具有独特的耐温性能、力学性能、绝缘性能、耐溶剂性等，是最有可能用于柔性显示器件的基板材料。然而，常用的聚酰亚胺薄膜因其芳香结构密度高，薄膜通常呈棕色或黄色，在可见光区的透光性低，无法满足应用要求。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。目前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。由于高分子材料自身的结构受限，透明聚酰亚胺薄膜的硬度、抗划伤、阻水阻氧等性能仍无法满足器件应用要求，导致应用时出现诸多问题，无法有效保护内部器件结构及性能。通过改变高分子分子结构难以解决上述问题，与无机元素涂层材料配合制备复合薄膜是一种有效的解决策略。

目前，针对透明聚酰亚胺薄膜的表面处理大多数采用硅氧、硅氮等硅类涂层来改善薄膜的综合性能。然而，透明聚酰亚胺薄膜大多结构中有含氟基团，氟原子的弱极化率、疏水性使薄膜表面与硅类材料的粘附性较差，复合薄膜存在明显的界面粘附性问题，导致其耐弯折性受损，表面尤其是内部界面处易开裂，微裂纹严重影响薄膜的性能稳定性。此外，透明聚酰亚胺薄膜的双折射较高，由此带来了高的光学损失。因此，亟需一种有效改善透明聚酰亚胺薄膜与硬化涂层的表面粘附性，以及降低薄膜双折射的技术及相应聚酰亚胺薄膜。

发明内容

本发明的目的在于针对显示及电子应用领域，提供一种具有高透明、低色度、低双折射且易于表面制备硅类硬化涂层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高透明低色度聚酰亚胺薄膜(以下有时简称透明聚酰亚胺薄膜)，薄膜中掺杂有聚苯基倍半硅氧烷微球，且聚酰亚胺分子骨架中含有梯形硅氧烷结构单元。

此外，含有聚苯基倍半硅氧烷微球的重量百分数为0.1～2wt％，平均粒径为0.2μm以下。

此外，所述聚酰亚胺薄膜由二酐组分和二胺组分聚合而成，所述梯形结构硅氧烷结构单元来自于作为二胺组分的含梯形硅氧烷结构二胺，其结构式为：

其中，R₁和R₂可分别为甲基、乙基、丙基、异丙基、异丁基、苯基、苯氧基，n值为2～20。

此外，所述含梯形硅氧烷结构二胺的加入量为总二胺摩尔数的0.1～5％；且所述二胺组分中至少还含有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，且加入量为总二胺摩尔数的50％以上；

此外，所述聚酰亚胺薄膜的厚度为10～100μm，薄膜在380～780nm波长范围的平均透光率85％、双折射率0.008。