含叔丁基和三苯胺结构的可溶性聚酰亚胺及其制备方法

文档序号:8538090阅读:270来源:国知局
含叔丁基和三苯胺结构的可溶性聚酰亚胺及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及聚酰亚胺技术领域,具体涉及一类含叔丁基和三苯胺结构的可溶性聚 酰亚胺及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 聚酰亚胺是一类耐热性极佳的高分子材料,由于具有优异的综合性能,在航空、航 天、电气、机械、化工、微电子等各个领域都有非常广泛的应用。传统的芳香型聚酰亚胺由于 具有刚性的主链结构,难溶于大多数的有机溶剂,且熔点很高甚至超过其分解温度,因此难 以通过常规的成型方法加工。目前工业生产中,聚酰亚胺通常采用"两步法"合成,即先合 成可溶性的聚酰胺酸中间体,加工成型后再经高温亚胺化得到相应的聚酰亚胺制品。但聚 酰胺酸中间体通常不够稳定,难以长期保存,且后处理较麻烦。因此,开发能用常规方法加 工,且能保持高耐热性和良好机械性能的聚酰亚胺成为具有挑战性的研宄课题。
[0003] 开发易加工聚酰亚胺的主要途径有两种:一、提高其溶解性;二、改善其热塑性。 目前,改善聚酰亚胺热塑性的方法往往导致其玻璃化转变温度降低,相应地其使用温度也 降低,因而应用受到限制。这样提高溶解性就成为开发可加工聚酰亚胺的重要方法。

【发明内容】

[0004] 三苯胺结构是一种常见的功能性结构单元,常被引入聚合物主链或侧链中,用以 制备具有空穴传输或电致变色等性能的功能高分子材料。基于上述技术背景,本发明设计 合成了一种含叔丁基和三苯胺结构的二胺单体,并与各种商品化芳香二酐单体反应,制备 了一类含叔丁基和三苯胺结构的新型聚酰亚胺树脂,该类聚酰亚胺树脂不仅具有良好的耐 热性能,同时还具备良好的溶解性,室温下可溶于氯仿等低沸点溶剂,可在常温下加工成 型,且该类聚酰亚胺树脂的制备工艺简单,成本较低。
[0005] 本发明的技术方案如下:
[0006] -类含叔丁基和三苯胺结构的可溶性聚酰亚胺,该可溶性聚酰亚胺具有如下重复
【主权项】
1. 一类含叔丁基和三苯胺结构的可溶性聚酰亚胺,其特征在于,该可溶性聚酰亚胺具 有如下重复结构单元:
其中:10〈n〈1000。
2. 如权利要求1所述的含叔丁基和三苯胺结构的可溶性聚酰亚胺,其特征在于,所述 的重复结构单元Ar选自如下化学结构单元中的一种或几种:
3. -种权利要求1或2中任一项所述的含叔丁基和三苯胺结构的可溶性聚酰亚胺的制 备方法,其特征在于,以酚类溶剂为溶剂,以异喹啉或喹啉为催化剂,由含叔丁基和三苯胺 结构的二胺单体和芳香二酐单体通过一步缩聚反应生成所述可溶性聚酰亚胺,其中所述含 叔丁基和三苯胺结构的二胺单体和芳香二酐单体的摩尔比为1:0. 95~1. 05。
4. 根据权利要求3所述的含叔丁基和三苯胺结构可溶性聚酰亚胺的制备方法,其特征 在于,所述的含叔丁基和三苯胺结构的二胺单体为如下所示的4, 4'-((4-(二苯胺基)苯 基)亚甲基)双(2-(叔丁基)苯胺):
5. 根据权利要求3或4所述的含叔丁基和三苯胺结构的可溶性聚酰亚胺的制备方法, 其特征在于,包括如下步骤: A) 将酚类溶剂、催化量异喹啉或喹啉、含叔丁基和三苯胺结构的二胺单体和芳香二酐 单体加入反应器中,在室温~l〇〇°C下搅拌反应得到粘稠状聚酰胺酸溶液; B) 将步骤A)所得聚酰胺酸溶液升温至120°C~150°C反应5~12h ;然后升温至180~ 220°C继续反应12~24h,得到透明的可溶性聚酰亚胺溶液; C) 将步骤B)所得聚酰亚胺溶液冷却至室温后,倒入沉淀剂中,使聚酰亚胺沉淀出来, 然后分离干燥得到所述含叔丁基和三苯胺结构的可溶性聚酰亚胺。
6. 根据权利要求3或4所述的含叔丁基和三苯胺结构可溶性聚酰亚胺的制备方法,其 特征在于,所述的芳香二酐选自3, 3',4, 4' -二苯醚四羧酸二酐、4, 4' -(六氟异亚丙基) 二酞酸酐、双酚A型二醚二酐、3, 3',4, 4' -联苯四羧酸二酐、3, 3',4, 4' -二苯酮四羧酸二 酐或1,2, 4, 5-均苯四羧酸二酐等商品化芳香二酐中的一种或几种。
7. 根据权利要求5所述的含叔丁基和三苯胺结构可溶性聚酰亚胺的制备方法,其特征 在于,步骤A)中聚酰胺酸溶液的固含量为5wt%~30wt%。
8. 根据权利要求5所述的含叔丁基和三苯胺结构可溶性聚酰亚胺的制备方法,其特征 在于,步骤B)中,聚酰胺酸溶液反应液升温至120°C~150°C反应5~12h的过程,可为一 步或逐步升温过程。
9. 一类权利要求1或2中任一项所述的含叔丁基和三苯胺结构的可溶性聚酰亚胺加工 成聚酰亚胺制品的方法,其特征在于,在室温下将所述聚酰亚胺配制成溶液,然后浇铸成膜 或直接应用,其中,所述聚酰亚胺溶液的固含量为0. 5wt %~IOwt %。
10. 权利要求9所述的方法得到的含叔丁基和三苯胺结构的可溶性聚酰亚胺加工成的 聚酰亚胺制品。
【专利摘要】本发明公开了一类含叔丁基和三苯胺结构的可溶性聚酰亚胺及其制备方法,所述聚酰亚胺是由含叔丁基和三苯胺结构的二胺单体和芳香二酐单体,在酚类溶剂中,以异喹啉或喹啉为催化剂,通过一步缩聚反应制备得到。所得聚酰亚胺不仅具有良好的耐热性,同时还具有优异的溶解性,室温下可溶于氯仿等低沸点溶剂,可在常温下加工成型。该聚酰亚胺可作为空穴传输材料和电致变色材料,用于制备相关电子器件,具有广泛的应用前景。
【IPC分类】C08L79-08, C08G73-10
【公开号】CN104861162
【申请号】CN201510259747
【发明人】伊朗, 李从严, 黄卫, 颜德岳
【申请人】上海交通大学
【公开日】2015年8月26日
【申请日】2015年5月20日
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