[发明专利]二胺单体和低CTE、高透过的聚酰亚胺及制备方法

说明书

本发明公开了一种二胺单体和低CTE、高透过的聚酰亚胺及制备方法，其在用于聚酰亚胺的单体中，引入强电负性基团、脂环结构、大取代基团、不对称结构和刚性非共平面结构都有利于制备无色透明聚酰亚胺。本发明以金刚烷作为脂环结构，同时在金刚烷结构的基础上引入刚性芳香族结构（苯环），以此来满足其无色透明的特性，同时具有较好的热性能。本二胺单体可用于制备无色透明聚酰亚胺，单体均以金刚烷为结构中心，通过酯基或酰胺键连接具有芳香性的苯环，其中一个单体为不对称结构，可以更好的满足制备无色透明聚酰亚胺的要求。

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，尤其是一种二胺单体和低CTE、高透过的聚酰亚胺及制备方法。

背景技术

近年来，随着电子器件的发展，传统透明玻璃基板已无法满足柔性器件的要求，因此无色透明聚合物受到越来越多重视，聚酰亚胺作为各方面性能优异的聚合物，更加备受瞩目。

聚酰亚胺是一类具有多个酰亚胺五元杂环的高性能聚合物，其具有独特的电化学性能、耐辐射、耐化学腐蚀、优异的力学性能等性质，被广泛应用于航空航天、电子电器、燃料电池、光学、生物医学等领域。传统的聚酰亚胺一般为棕色或棕黄色透明材料，这是由于其分子结构中存在较强的电子供体和电子受体，在其分子链内或分子链间形成强烈的电荷转移络合物，使其在可见光范围内具有强烈吸收。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种二胺单体；本发明还提供了一种二胺单体的制备方法；本发明还提供了一种低CTE、高透过的聚酰亚胺；本发明还提供了一种低CTE、高透过的聚酰亚胺的制备方法。

为解决上述技术问题，本发明所述二胺单体的结构通式如下式（Ⅰ）所示：

（Ⅰ）

式（Ⅰ）中，A和B均选自O和NH。

优选的，所述二胺单体的结构式分别如下式（A）、（B）或（C）所示：

（A）

（B）

（C）。

本发明所述二胺单体的制备方法，采用下述方法步骤中的任意一种；

（1）以1,3-金刚烷二醇、间硝基苯甲酰氯、缚酸剂为原料；先在溶剂中加入1,3-金刚烷二醇和缚酸剂，冰水浴下搅拌并滴加间硝基苯甲酰氯溶液，滴加完毕后，冰水浴下反应；然后在15～30℃反应；反应完毕后，将反应液过滤、干燥，得到式（A1）所示的中间体（A1）：

（A1）；

所述中间体（A1）和氢化催化剂在1～5MPa氢气、60～75℃条件下反应；反应完毕后，反应液除去催化剂、浓缩，滴加到去离子水中，即可得到二胺单体（A）；

（2）以1,3-金刚烷二醇、对硝基苯甲酰氯、缚酸剂为原料，DMAP（4-二甲氨基吡啶）作为催化剂；先将1,3-金刚烷二醇、缚酸剂和DMAP加入溶剂中，冰水浴下搅拌并滴加对硝基苯甲酰氯溶液；滴加完毕后，升温至25～45℃反应；反应完毕后，将反应液过滤、干燥，得到式（B1）所示的淡黄色中间体（B1）：

（B1）；

所述中间体（B1）和氢化催化剂在1～5MPa氢气、60～75℃条件下反应；反应完毕后，反应液除去催化剂、浓缩，滴加到去离子水中，即可得到二胺单体（B）；

（3）以3-氨基-1-金刚烷醇、对硝基苯甲酰氯、缚酸剂为原料；先将3-氨基-1-金刚烷醇和缚酸剂加入到溶剂，冰水浴下搅拌并滴加对硝基苯甲酰氯溶液，滴加完毕后在15～30℃条件下反应；反应完毕后，将反应液过滤、干燥，得到式（C1）所示的淡黄色中间体（C1）：

（C1）；