[发明专利]聚酰亚胺树脂、聚酰亚胺薄膜及制备方法、柔性设备

说明书

本申请提供一种聚酰亚胺树脂，由芳香族二胺先与冠醚络合后，再与脂环族二酐和芳香族二酐共聚得到，其中所述芳香族二胺包括含酰胺键的芳香族二胺。所述聚酰亚胺树脂的杨氏模量≥8Gpa,断裂伸长率≥15％，拉伸强度≥200Mpa。本申请还提供一种包括该聚酰亚胺树脂的薄膜、该聚酰亚胺树脂薄膜的制备方法、含有该薄膜的柔性设备。本申请的聚酰亚胺树脂，冠醚通过自组装的方式添加到聚酰亚胺的主链上，以提高聚酰亚胺树脂的机械强度，所述聚酰亚胺树脂具有高模量、高断裂伸长率、高拉伸强度、低雾度、高透明度。

技术领域

本申请涉及一种聚酰亚胺树脂、聚酰亚胺薄膜及制备方法、含有该聚酰亚胺薄膜的柔性设备。

背景技术

近年来，随着光电器件的发展，传统透明玻璃基板已经无法满足柔性器件的要求，无色透明聚合物由于具有透明、质轻、耐冲击等优点，在图案化显示设备、液晶取向层、光学薄膜、有机光伏太阳能电池板、柔性印刷电路板和触摸平板等领域受到越来越多的重视。光电行业要求柔性聚合物不仅要有良好的光学透光率同时还要拥有很高的玻璃化转变为温度(Tg)(300℃)以及良好的机械性能。但是市售的无色透明超级工程塑料如聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)(Tg≈78℃)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PET)(Tg≈120℃)、聚碳酸酯(PC)(Tg≈120℃)和聚醚砜(PES)(Tg≈225℃)无法满足加工时的高温要求。

聚酰亚胺(PI)由于具有良好的耐热稳定性、优良的透明性、极优的绝缘性，可广泛应用于微电子及光电产业。然而PI由于分子链内或分子链间具有强烈的电荷转移络合物(CTC)作用造成分子链紧密的堆积，使PI在可见光范围内具有强烈的吸收，使PI显黄色或棕色。一般无色透明聚酰亚胺(CPI)的设计理念是降低PI分子链之间的堆积或使用脂环结构减弱CTC作用，而这些方法不可避免地造成PI机械性能的损失。

发明内容

本申请实施例第一方面提供了一种聚酰亚胺树脂，由芳香族二胺先与冠醚络合后，再与脂环族二酐和芳香族二酐共聚得到，其中所述芳香族二胺包括含酰胺键的芳香族二胺；

所述聚酰亚胺树脂的杨氏模量≥8Gpa,断裂伸长率≥15％，拉伸强度≥200Mpa。

本申请的聚酰亚胺树脂，冠醚通过自组装的方式添加到聚酰亚胺的主链上，相当于分子链上进行了“打结”限制了分子链间的滑动，以提高聚酰亚胺树脂的机械强度，所述聚酰亚胺树脂具有高模量、高断裂伸长率，高拉伸强度，低雾度、高透明度。本申请中使用的芳香族二胺含酰胺键，一方面能通过络合固定冠醚，起到防止键间滑动的作用，另一方面酰胺键是氢键供体和另外聚酰亚胺链上的酮羰基形成氢键，强化分子链之间相互作用。添加脂环族二酐有利于增加透明度，提高拉升强度，同时也可以提高玻璃化转变温度。

本申请实施方式中，所述聚酰亚胺树脂中，所述冠醚的重量百分含量为2％～15％。

本申请实施方式中，所述聚酰亚胺树脂采用紫外可见光光度计测得在550nm处的光学透过率≥88％。

本申请实施方式中，所述聚酰亚胺树脂的黄度≤3.0，雾度1.0。

所述聚酰亚胺树脂透明度高。

本申请实施方式中，所述聚酰亚胺树脂的化学结构式为：

其中，R₁和R₂分别独立地选自氢原子、卤素原子、碳原子数为1～4的卤代烷基、或碳原子数为1～5的烷基；

为元素数为12～24的冠醚；

X₁为含有取代基的苯或者联苯基团；X₂为脂肪族基团或者芳香族基团；

n和m分别为1的自然数。

本申请实施方式中，所述含酰胺键的芳香族二胺的化学式为：