[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

说明书

本发明公开了一种含金刚烷结构的二胺单体，其具有如下式中任一者所示的结构：本发明还提供所述含金刚烷结构的二胺单体的制备方法，其包括：使1‑金刚烷醇、乙酰苯胺衍生物和催化剂于20‑35℃进行傅克烷基化反应2～10h，制得双酰胺化合物；之后使所述双酰胺化合物、无机碱和溶剂于80～130℃反应6～24h，制得含金刚烷结构的二胺单体。本发明还公开了一种聚酰亚胺薄膜及其制法。本发明制备的无色聚酰亚胺薄膜具有更好的耐热性能、溶解性、机械性能和优异的光学性能，在400nm处的光学透过率85％，最高可达91％，其在柔性显示、薄膜太阳能电池、光电子工程等领域很好的应用前景。

技术领域

本发明属于化学合成技术与有机高分子材料技术领域，具体涉及一种含金刚烷结构的二胺单体、聚酰亚胺薄膜、其制法与应用，尤其是涉及一种含金刚烷结构的二胺单体及其制备方法和应用和一种含金刚烷结构的无色透明聚酰亚胺薄膜及其制备方法与应用。

背景技术

光电器件的发展逐渐呈现出轻质化、超薄化和柔性化的趋势，作为传统透明基板材料的玻璃已经无法满足未来柔性封装技术的发展要求，高透明性聚合物材料由于具有透明、柔韧、质轻、高耐冲击性等优点，已成为未来柔性光电封装基板材料的首选。传统的高透明性聚合物薄膜如聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET，T_g～78.8℃)，聚碳酸酯(PC，T_g～145℃)，聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA，T_g～105℃)等虽然光学性能优异，但耐热性不足，无法满足光电器件加工过程中高温处理的要求。聚酰亚胺(PI)薄膜具有优异的耐热稳定性，可满足光电器件加工过程中电极薄膜沉积和退火处理等高温制程的要求，故而发展高透明性PI材料成为研究的重点。传统的全芳香族PI薄膜呈棕黄色，可见光(波长400～800nm)透光率低下，400nm处几乎被100％吸收，无法满足光电领域如光通讯领域中的光波导材料，光电材料以及液晶显示领域的取向膜材料等应用需求。半芳香型或者全脂肪族型的PI膜材料颜色较浅或接近无色，但此类PI膜材料受限于结构因素，通常耐热性能较差。在分子链中引入刚性和高度共轭结构可以提升薄膜的耐热性，但会导致透光性降低，反之亦然。在实际应用中需要综合考量薄膜的透光性和耐热性，因此研制具有高耐热性高透光性的PI膜是许多科研工作者的目标。

金刚烷(adamantane)是一种高度对称、非常稳定的笼状烃，以其为原料可以合成多种单取代和多取代金刚烷衍生物，具有双官能团的二取代衍生物容易合成各种不同的高分子材料，这些材料材质透明度好、硬度高、抗冲击及热稳定性能优异，在有机新材料领域特别是光通讯领域有着广泛的应用前景。但尚欠缺对含金刚烷结构的聚酰亚胺薄膜材料的光学性能做一系统研究。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种含金刚烷结构的二胺单体、聚酰亚胺薄膜、其制法与应用，以克服现有技术的不足。

为实现前述发明目的，本发明采用的技术方案包括：

本发明实施例提供了一种含金刚烷结构的二胺单体，它具有如下式中任一者所示的结构：

本发明实施例还提供了一种含金刚烷结构的二胺单体的制备方法，其包括：

使包含1-金刚烷醇、乙酰苯胺和/或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2～10h，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6～24h，制得含金刚烷结构的二胺单体。

本发明实施例还提供了前述含金刚烷结构的二胺单体于制备聚酰亚胺化合物或聚酰亚胺薄膜中的用途。

本发明实施例还提供了一种聚酰亚胺化合物，它具有如下式所示的结构：