一種聚酰亞胺薄膜及其制備方法技術

本發明專利技術提供一種聚酰亞胺薄膜及其制備方法，該薄膜是將1,2,3,4-環己烷四酸二酐與4,4’-二氨基二環己基甲烷或雙(?4-氨基-3-甲基環己基)?甲烷在極性溶劑中反應，得到聚酰胺酸溶液；然后將得到的聚酰胺酸溶液在脫水劑和催化劑的作用下反應，得到聚酰亞胺溶液；最后將聚酰亞胺溶液流延成膜而得到。該聚酰亞胺薄膜的紫外光透過截止波長為270-300nm，玻璃化轉變溫度為250-265℃；介電常數為2.40-2.60。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術屬于高分子材料領域，具體涉及。
技術介紹
隨著高端微電子行業的發展，對在有機溶劑中可溶、低介電常數以及具有光學特性的耐高溫材料的要求變得迫切，而芳香族聚酰亞胺由于難溶，較高的介電常數及在通信波長范圍內不透明，光損耗大，通常帶色等原因，使得全脂肪聚酰亞胺因其高透明性和低介電常數、較好的溶解性等優點，成為近年來用于彩色濾光膜、取向劑、非線性光學材料、非晶硅太陽能電池上等。通用的芳香族聚酰亞胺，由于其分子鏈的剛性及較大的分子間作用力，使它不易溶于有機溶劑以及較高的亞胺化溫度(250 300 °C)易對器件產生破壞；此外，芳香族聚酰亞胺外觀呈琥珀色，當用于顯示器件、非晶硅太陽能電池導電膜等時會降低透光率。以脂環族二酐和二胺為單體合成的全脂肪族聚酰亞胺，由于破壞了 通用芳香族聚酰亞胺結構上的共軛體系，大大降低了分子間作用力，使它亞胺化后仍可溶于強極性有機溶劑，且亞胺化溫度較低(〈200 °C );同時它在可見光波長范圍內的吸收也大為減小，使得材料的透光率得到了很大程度的提高。此外，由于全脂肪族聚酰亞胺在結構中保留著梯形結構，有較好的耐熱性。全脂肪族聚酰亞胺由于不存在芳環結構，可降低分子極化率，很大程度上有利于降低全脂肪族聚酰亞胺材料的介電常數。在題目為 “Preparation and characterization of highly transparent andcolorlesssem1-aromatic polyimide films derived from alicyclic dianhydrideand aromatic diamines (Polymer 53 (2012) 3529-3539)文獻中，作者將具有對稱結構的1，2，4，5 一環己烷四酸二酐與含氟芳香族二酐聚合合成半脂肪結構的聚酰亞胺(sem1-aromatic polyimides),熱亞胺化后形成的聚酰胺漆進行涂膜制備出透明的聚酰亞胺薄膜。所得聚合物的玻璃化轉變溫度在268 370 °C之間，這種薄膜的紫外光透過截止波長在314-450nm。聚合物結構中仍含有芳環結構，使得這種半脂肪結構的聚酰亞胺膜略帶顏色。題目為“以CBTDA為單體的脂環族聚酰亞胺的合成及其性能”(上海交通大學學報 2005，Vol. 39, No. 11 25，1821-1823)文獻中，作者用 1，2; 3，4-環丁烷-對稱(3，6-氧橋-1，2，3，6-四氫苯-1，2-二甲基甲酸酐與4，4’- 二氨基-3，3’-二甲基二苯基甲烷、4，4’-二氨基二苯基醚(DADPE)反應獲得全脂肪聚酰亞胺，所用的脂肪族二酐原料價格昂貴。專利號為CN101195682，名稱為“一種柔性透明聚酰亞胺薄膜材料及制備方法”的中國專利，該專利技術所獲得的材料的結構式為權利要求1.一種聚酰亞胺薄膜，其特征在于，具有如下結構式 所述的p為n為聚合度，n Ss 20。2.根據權利要求1所述的一種聚酰亞胺薄膜的制備方法，其特征在于，包括如下步驟 步驟一將1，2，3，4-環己烷四酸二酐與4，4’ - 二氨基二環己基甲烷或雙(4-氨基-3-甲基環己基)甲烷在極性溶劑中反應，得到聚酰胺酸溶液； 步驟二 將步驟一得到的聚酰胺酸溶液在脫水劑和催化劑的作用下反應，得到聚酰亞胺溶液； 步驟三將步驟二得到的聚酰亞胺溶液流延成膜，得到聚酰亞胺薄膜。3.根據權利要求2所述的一種聚酰亞胺薄膜的制備方法，其特征在于，所述的1，2，3，4-環己烷四酸二酐與4，4’ - 二氨基二環己基甲烷或雙(4-氨基-3-甲基環己基)甲烷的摩爾比為1:1。4.根據權利要求2所述的一種聚酰亞胺薄膜的制備方法，其特征在于，所述的1，2，3，4-環己烷四酸二酐與4，4’ - 二氨基二環己基甲烷的總質量與極性溶劑的質量比為1:3. 5 4. 5 ;所述的1，2，3，4-環己烷四酸二酐與雙(4-氨基-3-甲基環己基)甲烷的總質量與極性溶劑的質量比為1:3. 5 4. 5。5.根據權利要求2所述的一種聚酰亞胺薄膜的制備方法，其特征在于，所述的步驟一的有機溶劑為二甲基甲酰胺、Y —丁內酯、二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮或二甲基亞砜中的一種。6.根據權利要求2所述的一種聚酰亞胺薄膜的制備方法，其特征在于，所述的步驟二中的脫水劑為乙酸酐，催化劑為三乙胺。7.根據權利要求2所述的一種聚酰亞胺薄膜的制備方法，其特征在于，所述的步驟三的流延成膜的溫度為100°C 130°C。8.根據權利要求2所述的一種聚酰亞胺薄膜的制備方法，其特征在于，所述的步驟三的流延成膜的時間為2 4h。9.根據權利要求2所述的一種聚酰亞胺薄膜的制備方法，其特征在于，所述的步驟三還包括將聚酰亞胺薄膜以2 5°C /min的升溫速度從100°C 130°C加熱到180°C 220°C，自然降至室溫后剝離。全文摘要本專利技術提供，該薄膜是將1,2,3,4-環己烷四酸二酐與4,4’-二氨基二環己基甲烷或雙( 4-氨基-3-甲基環己基) 甲烷在極性溶劑中反應，得到聚酰胺酸溶液；然后將得到的聚酰胺酸溶液在脫水劑和催化劑的作用下反應，得到聚酰亞胺溶液；最后將聚酰亞胺溶液流延成膜而得到。該聚酰亞胺薄膜的紫外光透過截止波長為270-300nm，玻璃化轉變溫度為250-265℃；介電常數為2.40-2.60。文檔編號C08J5/18GK102993750SQ20121053586公開日2013年3月27日 申請日期2012年12月12日 優先權日2012年12月12日專利技術者張春華, 朱丹陽, 吳作林, 韓寶春, 楊正華 申請人:中國科學院長春應用化學研究所本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種聚酰亞胺薄膜，其特征在于，具有如下結構式：所述的P為：或?n為聚合度，n≥20。FDA0000257266091.jpg,FDA0000257266092.jpg,FDA0000257266093.jpg

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：張春華，朱丹陽，吳作林，韓寶春，楊正華，
申請(專利權)人：中國科學院長春應用化學研究所，
類型：發明
國別省市：