新的聚合物和含有其的热固组合物的制作方法_4

文档序号:9650156阅读:来源:国知局
点溶剂也是用于本公开组合物的沉淀溶剂。
[0070] 应该指出的是聚合物的分子量和固有粘度以及因此,恒定的化学计量比的X和Y, 取决于所选择的反应条件和考虑事项(诸如溶剂纯度、湿氮或氩气层存在或缺乏、反应温 度、反应时间和其他变量)可以有宽的范围。然而,这些因素应当控制以获得具有所需数量 的二氢化茚结构式和分子量的聚合物。
[0071] 通常,结构式I的聚合物tf+Y1)中二氢化茚的摩尔量应当范围从(X+Y)的摩尔量 的25molar%至约lOOmolar%。在一些实施方案中,tf+Y 1)的摩尔量范围从约25% (例如 约35%、约45%或约50% )至约60% (例如约70%、约85%或约100% )。在一些实施方 案中,(XkY1)的摩尔量范围从约25% (例如约30%、约35%或约40% )至约45% (例如 约50%、约55%或约60% )。在一些实施方案中,(XkY1)的摩尔量范围从约35% (例如约 45%、约55%或约65% )至约70% (例如约85%、约95%或约100% )。在一些实施方案 中,(XkY1)的摩尔量范围从约50% (例如约55%、约60%或约65% )至约70% (例如约 80%、约 90%或约 100% )。
[0072] 在一些实施方案中,X1范围从(X+Y)摩尔量的0% (例如约5%、约15%、约20% 或约30% )至约58. 3% (例如约50. 5%、约45%、约40%或约35% )。
[0073] 在一些实施方案中,Y1范围从(X+Y)摩尔量的0% (例如约10%、约20%、约30% 或约35% )至约49. 5% (例如约49%、约41. 7%、约35%或约25% )。
[0074] 如上文所描述的,二氢化茚结构式可以通过二胺单体(X1)或二酐单体(Y1)掺入 聚合物主链。在某些情况,优选的是二氢化茚子结构式仅通过X1、仅通过Y1或通过X 1和Y 1 的组合掺入。当采用X1和Y 1的组合时,X Sy 1的适合的比范围约99 :1至约1 :99。另外的 适合的范围是从约90:10至约10:90、从约80:20至约20:80、从约75:25至约25:75、从约 65:35 至约 35:65、从约 60:40 至约 40:60 和约 50:50。
[0075] (X+Y)的量可以通过将具有结构式I的聚合物的平均分子量(Mn)除以重复单元 的平均分子量来计算。Mn的值可以通过标准方法诸如膜渗透法或凝胶渗透色谱来确定,例 如 Jan Rabek, Experimental Methods in Polymer Chemistry, John Wiley & Sons, New York, 1983中所描述的。
[0076] 具有结构式I的聚酰亚胺的适合的重量平均分子量(Mw)范围从约1,OOOg/mol至 约50, OOOg/mol。优选的分子量范围可能取决于特定的产品应用、所采用的聚酰亚胺溶剂和 应用于下层基底的方法。例如,喷墨应用的适合的重量平均分子量可以为至少约1,OOOg/ mol (例如至少约 9, 000g/mol、至少约 12, 000g/mol、至少约 15, 000g/mol、至少约 20, OOOg/ mol、至少约25, 000g/mol或至少约35, 000g/mol),和/或可以是至多约50, 000g/mol (例如 至多约 40, 000g/mol、至多约 35, 000g/mol、至多约 30, 000g/mol、至多约 25, 000g/mol、至多 约20, 000g/mol、至多约15, 000g/mol、至多约12, 000g/mol)。在一些实施方案中,结构式I 中的η是大于5的整数(例如从6至50、从6至30、从10至50或从10至30)。
[0077] 在一些实施方案中,具有结构式I的聚合物具有下列结构式(结构式II)。
其中n、X、Y、G和R1-R4如上文所定义。在一些实施方案中,具有结构式II的聚合物使 用含有选自由下列组成的组的单体的一个或多个X1的组合来合成。
和/或选自由下列组成的组的单体的一个或多个X2
与含有具有下列结构式的单体的Y1
和/或选自由下列组成的组的单体的一个或多个Y 2
以及选自由下列组成的组的一种或多种单酐的组合来合成
其中(f+Y1)的摩尔百分比为彡(X+Y)总摩尔百分比的25%,并且X:Y的比值为从约 1.01至约1.4。这些实施方案的组合中的一些的特别说明示于下文表A中。 表A

[0078] 本文描述的聚酰亚胺聚合物通常在有机溶剂中,包括较低极性的溶剂,有良好的 溶解性。特别是,与现有技术聚酰亚胺组合物相比,这在喷墨应用中产生的改进的性能,因 为本文描述的聚酰亚胺聚合物在溶剂的选择上提供更大的灵活性,允许对热固性溶液的粘 度进行方便的调整,增加每滴应用的聚合物的量,使得喷墨喷嘴堵塞最小化,并且使得应用 时间段之间允许的停用时间的量最大化,而不堵塞喷墨喷嘴。
[0079] 本公开还涉及热固组合物,包含, A、 本文描述的至少一种聚酰亚胺聚合物(例如具有结构式I的聚合物), B、 至少一种溶剂, C、 任选地非亲核碱性添加剂,和 D、 含有至少两个硫醇基团的至少一种多功能硫醇化合物(其可以作为交联剂起作 用),诸如具有结构式VI的化合物
其中a是范围从2至10的整数;c是范围从1至10的整数;b、d和e中每一个独立地 为范围从0至1的整数;f、g和h中每一个独立地为范围从0至10的整数;Q是多价有机 核;Z\W和Z11中每一个独立地为二价连接基团;R71和R72中每一个独立地为H、取代的或未 取代的直链或支链(;-(:6烷基基团,或取代的或未取代的C 3-(;。环脂肪族基团;并且M是取 代的或未取代的(;-(:6直链或支链脂肪族基团、取代的或未取代的C 3-C1。环脂肪族基团,或 取代的或未取代的(:6-(:18单核或多核芳香族基团。在一些实施方案中,具有结构式VI的化 合物不含有烷氧基硅烷基团。
[0080] 通常,a范围从2(例如3、4、5、6)至10(例如9、8、7、6),f、g和h独立地范围从 0(例如1、2、3、4、5)至10(例如9、8、7、6、5),并且(:范围从1(例如2、3、4、5)至10(例如 9、8、7、6)〇
[0081] Z1 和 Z 11的实例包括但不限于-〇-、-s-、-o-(c = 〇)-、-(C = 〇)-、-(C = 0) -0-、-NH- (C = 0)-和-(C = 0) -NH-O
[0082] 二价有机桥联基团,W,是将Q通过Z1和Z 11连接至硫醇基团或其他有机官能基团 的桥联基团。优选地,W选自由下列组成的组: 1、 任选地含有一个或多个氧、硫或氮原子的取代的或未取代的C1-C12直链、支链、单环 或多环亚烷基; 2、 取代的或未取代的亚苯基; 3、 含有一个或多个氧、硫或氮原子的取代的或未取代的(:3-(:6单核杂亚芳基; 4、 取代的或未取代的Cw-C3。多核亚芳基;和 5、 含有一个或多个氧、硫或氮原子的取代的或未取代的C7-C3。多核杂亚芳基。
[0083] 优选地,Q选自由下列组成的组: 1、 任选地含有一个或多个氧、硫或氮原子的未取代的C2-C4。直链、支链、单环或多环脂 肪族基团;和 2、 任选地含有一个或多个氧、硫或氮原子的含有环和无环组分两者的未取代的C2-C4q 脂肪族基团。 Q的实例包括但不限于
[0084] 本公开的热固组合物中适合的特定的硫醇化合物的一些实例包括但不限于三羟 甲基丙烷三(巯基乙酸酯)、季戊四醇四(巯基乙酸酯)、三羟甲基丙烷三(3-巯基丙酸酯)、 季戊四醇四(3-巯基丙酸酯)、二季戊四醇六(3-巯基丙酸酯)、三[2-(3-巯基丙酰氧基) 乙基]异氰脲酸酯、乙氧基化的三羟甲基丙烷三-3-巯基丙酸酯、丙二醇-3-巯基丙酸酯 800、三羟甲基丙烷三(4-硫烷基环己烷羧酸酯)、季戊四醇四(4-硫烷基环己烷羧酸酯)以 及类似物。
[0085] 这一热固组合物的适合的溶剂可包括醇、酮、内酯、醚、酰胺、酰亚胺和酯。溶剂通 常应当溶解热固组合物的所有组分、浇筑良好的膜片并且不应当干扰组合物的交联反应。 适合的有机溶剂的实例包括但不限于γ-丁内酯(GBL)、N-甲基-2-吡咯烷酮、二甲基咪 唑啉酮、N-甲基己内酰胺、N-甲基丙酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、二甲基亚砜、N,N-二甲基甲 酰胺、N,N-二乙基甲酰胺、二乙基乙酰胺、甲基乙基酮、甲基异丁基酮、2-庚酮、环戊酮、环 己酮、正丁基醋酸酯、丙二醇甲基醚醋酸酯(PGMEA)、丙二醇甲基醚(PGME)、乳酸乙酯、乳酸 丙酯、3-甲基-3-甲氧基丁醇、萘满、异佛乐酮、二乙二醇单丁基醚、二乙二醇单乙基醚、二 乙二醇单乙基醚醋酸酯、二乙二醇二甲基醚、二乙二醇甲基乙基醚、三乙二醇单乙基醚、二 丙二醇单甲基醚、甲基3-甲氧基丙酸酯、乙基3-乙氧基丙酸酯、丙二酸二乙酯、二乙二醇 1,4:3, 6-二脱水山梨醇2, 5-二甲基醚(2, 5-二甲基异山梨醇)、1,4:3, 6-二脱水山梨醇 2, 5-二乙基醚(2, 5-二乙基异山梨醇)及其混合物。更优选的溶剂是γ-丁内酯、丙二醇 单甲基醚、2-庚酮、丙二醇单甲基醚醋酸酯、正丁基醋酸酯、乳酸乙酯和环己酮。这些溶剂可 以单独使用或以两种或更多种的组合使用以改善热固组合物的涂覆质量。
[0086] 用于热固组合物的溶剂的选择及其浓度原则上取决于所使用的涂覆方法和制品 中所用的固体。溶剂应当是惰性的(例如不应当经历与组分的任何化学反应)并且应当 在涂覆后干燥时可去除。在本发明的热固组合物中,整个组合物中作为组分的溶剂或溶剂 混合物的量可以是热固组合物的总质量的至少约40wt%。例如,溶剂或溶剂混合物的量可 以基于热固组合物的总质量范围从约40至约98wt% (例如从约85wt%至约98wt%、从约 88wt%至约97wt%、从约90wt%至约95wt%、从约50wt%至约97wt%或从约60wt%至约 96wt% ) 〇
[0087] 在一些实施方案中,单一溶剂或溶剂混合物中本文描述的聚酰亚胺聚合物的量 是组合物总重量的从约Iwt%至约50wt% (例如从约Iwt%至约IOwt%、从约I. 5wt%至 约8*1:%、从约2¥1:%至约6¥1:%、从约5¥1:%至约5〇¥1:%、从约1〇¥1:%至约45¥1:%或从约 20wt%至约45wt% )。通常,制品中聚酰亚胺聚合物的重量百分比取决于有待以热固组合 物使用的涂覆方法。在热固组合物中本文描述的聚酰亚胺聚合物可以单独使用或者以任何 比例组合使用。
[0088] 在一些实施方案中,所述多功能硫醇化合物的量范围从热固组合物的总重量的约 0· 2wt %至约30wt % (例如从约0· 2wt %至约6wt %、从约0· 5wt %至约4wt %、从约0· 8wt % 至约3wt%、从约lwt%至约30wt%、从约2wt%至约25wt%或从约5wt%至约25wt% )。
[0089] 本公开的热固组合物可任选地含有至少一种非亲核碱性添加剂。非亲核碱性添加 剂的一个目的在于起到催化剂的作用,以在最终的烘烤步骤中帮助热固化涂层,使得固化 在更低的温度完成。通常,碱性添加剂的亲核性应当为低水平以使得其将不会启动对聚酰 亚胺的酰亚胺基团的亲核攻击。在一些实施方案中,热固组合物中非亲核碱性添加剂,存在 时,总量为总组合物的从约0. 002wt%至约2wt% (例如从约0. 002wt%至约0. 4wt%、从约 0· Olwt%至约 0· 2wt%、从约 0· Olwt%至约 2wt%,或从约 0· 05wt%至约 lwt% )。
[0090] 在一些实施方案中,非亲核碱性添加剂选自由下列组成的组: a) 非亲核含氮碱性化合物,和 b) 非亲核含磷碱化合物。
[0091] 在一些实施方案中,非亲核含氮碱性化合物选自由下列组成的组: a) 非亲核胺, b) 非亲核脒,和 c) 非亲核亚胺。
[0092] 在一些实施方案中,非亲核含磷碱性化合物选自由下列组成的组: a) 非亲核膦, b) 非亲核亚磷酸酯, c) 非亲核氮杂磷,和 d) 非亲核磷腈。
[0093] 适合的非亲核含氮碱性化合物的实例包括但不限于N,N-二环戊基甲基胺、 N,N-二环戊基乙胺、N,N-二甲基环己胺、N,N-二环己基甲基胺、N,N-二环己基乙胺、N,N-二 环己基丁胺、N,N-二环己基叔丁基胺、1-二甲基氨基金刚烷、1-二乙基氨基金刚烷、2-二 甲基氨基金刚烷、2-甲基咪唑、三乙胺、三丙胺、三丁胺、三异丙胺、三己胺、三辛胺、三十二 胺、2, 4, 5-三苯基咪唑、1,4_二氮杂双环[4.3.0]壬-5-烯、1,5_二氮杂双环[4.3.0] 壬-5-烯、1,8-二氮杂双环[5. 4.0] 十一 -7-烯、1,1,3, 3-四甲基胍、吡啶、2-甲基吡啶、 2, 6-卢剔啶、3, 5-卢剔啶、1,4-二氮杂二环[2. 2. 2]辛烷和皮考啉。适合的非亲核含磷碱 性化合物的实例包括但不限于Ν' -叔丁基-N,N,N',N',N",N"_六甲基亚胺膦酸三酰胺 (Ν' -tert-butyl-N,N,Ν',Ν',N",N"-hexamethylphosphorimidic triamide)、2_ 叔丁基亚 氛基_2_二乙基氛基_1,3_二甲基-全氛_1,3, 2_二氣杂phosphorine、叔辛基亚氛基-二 (二甲基氨基)磷烷、叔丁基亚氨基-三(吡咯基)磷烷、2, 5, 8, 9-四氮杂-1-磷杂双环 [3. 3. 3] 十一烷,2, 8, 9-三(1-甲基乙基)]和2, 8, 9-三异丁基-2, 5, 8, 9-四氮杂-1-磷 杂双环[3. 3. 3] 十一烷。
[0094] 在一些实施方案中,非亲核碱性添加剂可以热学和/或光化学活化。热学活化的 那些称为热碱发生剂(TBG)而光化学活化的那些称为光碱发生剂(PBG)。本领域技术人员 应当知道,如果需要的话,在本发明的组合物中使用的适当的TBG和/或PBG。
[0095] 添加剂诸如粘合促进剂、表面活性剂和增塑剂,但不限于这些,可以加入热固性组 合物。额外的添加剂的量可以范围从〇%至约15%。
[0096] 适合的粘合促进剂描述于"Silane Coupling Agent"Edwin P.Plueddemann,1982Plenum Press, New York中。粘合促进剂的种类包括但不限于乙烯基 烷氧基硅烷、甲基丙烯酰氧基烷氧基硅烷(例如3-甲基丙烯酰-氧丙基二甲氧基-甲基硅 烧和3甲基丙稀醜氧基丙基二甲氧基硅烷)、疏基烷氧基硅烷、氣基烷氧基硅烷、环氧烧氧 基硅烷的和氧基烷氧基硅烷。
[0097] 可以用于热固组合物的适合的粘合促进剂的实例可以由结构式XIV描述。
其中Rsi和R 82每一个独立地为取代的或未取代的C ^C1。直链或支链烷基基团或C 3-C1
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