[发明专利]含金刚烷结构的二胺单体、聚酰亚胺薄膜、其制法与应用

权利要求书

1.一种聚酰亚胺薄膜的制备方法，其特征在于包括：

在保护性气氛、环境湿度低于40%、冰浴的条件下，将含金刚烷结构的二胺单体溶于极性有机溶剂形成二胺单体溶液，之后加入二酐单体形成第三均匀混合反应体系，并于20~30℃反应12~24 h，制得第一聚酰胺酸溶液；其中所述二胺单体溶液中的固含量为15~30 wt%；所述二胺单体和二酐单体的摩尔比为1:1；所述极性有机溶剂选自N-甲基吡咯烷酮、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺中的任意一种或两种以上的组合；

或者，在保护性气氛下，将含金刚烷结构的二胺单体、二酐单体溶于间甲酚形成混合溶液，之后加入催化剂形成第四均匀混合反应体系于60~100 ℃反应1~4 h，之后将所述第四均匀混合反应体系升温至160~200 ℃，继续反应保持10~20 h，制得聚酰亚胺；然后将所述聚酰亚胺溶于有机溶剂形成第二聚酰亚胺溶液；其中所述混合溶液中的固含量为15~30wt%；所述催化剂选自苯甲酸和/或异喹啉；所述有机溶剂选自N-甲基吡咯烷酮、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、间甲酚、氯仿中的任意一种或两种以上的组合；

以及，采用流延法将所述第一聚酰胺酸溶液或第二聚酰亚胺溶液在基体上铺膜，并于60~80 ℃干燥处理12~24 h，再经阶梯升温热处理、水煮处理，制得聚酰亚胺薄膜；所述阶梯升温热处理包括5个保温阶段，每个保温阶段的温度为100~300 ℃，保温时间为1~5 h；

所述含金刚烷结构的二胺单体具有如式（I）-（Ⅳ）中任一者所示的结构：

；

所述二酐单体具有下式中任一者所示的结构：

。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于还包括：向所述第一聚酰胺酸溶液中加入极性有机溶剂，并控制所述第一聚酰胺酸溶液中的固含量为5~15 wt%。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述第二聚酰亚胺溶液中的固含量为3~10 wt%。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述基体选自玻璃板和/或聚四氟乙烯板。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述含金刚烷结构的二胺单体的制备方法包括：

使包含1-金刚烷醇、乙酰苯胺衍生物和催化剂的第一均匀混合反应体系于20-35 ℃进行傅克烷基化反应2~10 h，制得双酰胺化合物；

以及，使包含所述双酰胺化合物、无机碱和溶剂的第二均匀混合反应体系于80~130 ℃反应6~24 h，制得含金刚烷结构的二胺单体；其中，所述无机碱选自氢氧化钠和/或氢氧化钾；所述溶剂选自无水乙醇和/或乙二醇；所述双酰胺化合物、无机碱与溶剂的摩尔比为1:(30~100):(6~16)。

6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述催化剂选自浓硫酸；所述浓硫酸的浓度为98 wt%。

7.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述1-金刚烷醇与乙酰苯胺衍生物的摩尔比为1:2~1:2.3；所述1-金刚烷醇与浓硫酸的摩尔比为1:20~40。

8.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述乙酰苯胺衍生物由苯胺衍生物与酸酐和/或冰醋酸发生酰化反应制得。

9.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述乙酰苯胺衍生物具有如下式中任一者所示的结构：

。

10.由权利要求1-9中任一项所述方法制备的聚酰亚胺薄膜；所述聚酰亚胺薄膜的厚度为20~50 μm；所述聚酰亚胺薄膜在400 nm处的光学透过率85%，L*值大于94，a*值接近于零，b*值介于1.07~3.93之间。

11.权利要求10所述的聚酰亚胺薄膜于柔性显示、薄膜太阳能电池或光电子工程领域中的用途。