一种低热膨胀系数聚酰亚胺薄膜及其制备方法、应用与流程

1.本发明涉及光学膜技术领域，尤其涉及一种低热膨胀系数聚酰亚胺薄膜及其制备方法、应用。


背景技术：

2.电子产品在近年来得到了迅猛发展，电子器件行业向高密度、小型化、轻量化、薄型化方向发展。聚酰亚胺(pi)以其优异的耐热性、化学稳定性和机械强度等优异性能在微电子工业中得到了广泛的应用。
3.目前电子元器件，常将pi薄膜粘结或复合到无机材料上，在高温条件下进行制备，并需要经过多次高低温冷热循环。这就要求pi薄膜必须具备优异的热尺寸稳定性，即50-400℃范围内，其热膨胀系数需要保持1
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，以使pi薄膜与无机材料的热膨胀系数相匹配，避免其与无机材料的界面产生热应力，进而导致显示器件出现翘曲、剥离、甚至碎裂。但是传统pi薄膜的热膨胀系数相对较大，通常超过30
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。需要对其进行改进。


技术实现要素：

4.基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种低热膨胀系数聚酰亚胺薄膜及其制备方法、应用，本发明具有很低的热膨胀系数并具有较好的机械性能。
5.本发明提出了一种低热膨胀系数聚酰亚胺薄膜，其合成原料包括：二酐单体、多元胺单体，其中，多元胺单体包含：三聚氰胺和4,4'-二氨基-2,2'-联吡啶。
6.优选地，多元胺单体还包含以下物质中的至少一种：4，4'-二氨基二苯醚、3，4'-二氨基二苯醚、4，4'-二氨基二苯砜、3，3'-二氨基二苯砜、2，2'-双(三氟甲基)-4，4'-二氨基联苯、α，α'-双(4-氨基苯基)-1，4-二异丙基苯、1,4-双(2-三氟甲基4-氨基苯氧基)苯、1,3-双(2-三氟甲基-4-氨基苯氧基)苯、1，4-双(2-甲基-4-氨基苯氧基)苯、1，3-双(2-甲基-4-氨基苯氧基)苯、4，4'-双(2-三氟甲基-4-氨基苯氧基)联苯、4，4'-双(2-甲基-4-氨基苯氧基)联苯、2,2
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双[4-(4-氨基苯氧基苯基)]丙烷、2,2-双[4-(4-氨基苯氧基)苯基]六氟丙烷、2,2-双[4-(2-三氟甲基-4-氨基苯氧基)苯基]丙烷、2,2-双[4-(2-三氟甲基-4-氨基苯氧基)苯基]六氟丙烷和4，4
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双(4-氨基苯氧基)二苯砜。
[0007]
优选地，三聚氰胺占多元胺单体总量的8-12mol％。
[0008]
优选地，4,4'-二氨基-2,2'-联吡啶占多元胺单体总量的15-20mol％。
[0009]
优选地，二酐单体、多元胺单体的摩尔比为1-1.05:1。
[0010]
优选地，二酐单体为4，4'-(六氟异丙烯)二酞酸酐、4，4'-氧双邻苯二甲酸酐、1，2，3，4-环丁烷四羧酸二酐、1，2，3，4-环戊烷四羧酸二酐、1，2，4，5-环己烷四羧酸二酐、双环[2.2.2]辛-7-烯-2，3，5，6-四羧酸二酐中的至少一种。
[0011]
本发明通过选择合适的二酐单体、多元胺单体，可以使得聚酰亚胺薄膜具有良好的透明性和耐高温性能。
氨基苯氧基)二苯砜加入50ml n，n-二甲基乙酰胺中，搅拌溶解，通入氮气以去除空气，然后加入10mmol双环[2.2.2]辛-7-烯-2，3，5，6-四羧酸二酐搅拌溶解，于室温搅拌反应24h得到聚酰胺酸溶液；将聚酰胺酸溶液均匀涂布在洁净的玻璃载体表面，于80℃保温2h，再于100℃、120、160℃、200℃、260℃分别保温0.5h得到低热膨胀系数聚酰亚胺薄膜。
[0028]
实施例4
[0029]
一种低热膨胀系数聚酰亚胺薄膜的制备方法，包括如下步骤：
[0030]
取1mmol三聚氰胺、2mmol 4,4'-二氨基-2,2'-联吡啶、7mmol 2,2-双[4-(4-氨基苯氧基)苯基]六氟丙烷加入50ml n，n-二甲基乙酰胺中，搅拌溶解，通入氮气以去除空气，然后加入10.2mmol 1，2，3，4-环戊烷四羧酸二酐搅拌溶解，于室温搅拌反应24h得到聚酰胺酸溶液；将聚酰胺酸溶液均匀涂布在洁净的玻璃载体表面，于80℃保温2h，再于100℃、120、160℃、200℃、260℃分别保温0.5h得到低热膨胀系数聚酰亚胺薄膜。
[0031]
对比例1
[0032]
将“1mmol三聚氰胺、2mmol 4,4'-二氨基-2,2'-联吡啶、7mmol 2,2-双[4-(4-氨基苯氧基)苯基]六氟丙烷”替换成“2mmol 4,4'-二氨基-2,2'-联吡啶、8mmol 2,2-双[4-(4-氨基苯氧基)苯基]六氟丙烷”，其他同实施例4。
[0033]
对比例2
[0034]
将“1mmol三聚氰胺、2mmol 4,4'-二氨基-2,2'-联吡啶、7mmol 2,2-双[4-(4-氨基苯氧基)苯基]六氟丙烷”替换成“1mmol三聚氰胺、9mmol 2,2-双[4-(4-氨基苯氧基)苯基]六氟丙烷”，其他同实施例4。
[0035]
对比例3
[0036]
将“1mmol三聚氰胺、2mmol 4,4'-二氨基-2,2'-联吡啶、7mmol 2,2-双[4-(4-氨基苯氧基)苯基]六氟丙烷”替换成“10mmol 2,2-双[4-(4-氨基苯氧基)苯基]六氟丙烷”，其他同实施例4。
[0037]
检测实施例1-4和对比例1-3制得的聚酰亚胺薄膜(厚度均为25μm)的性能，结果如表1所示。
[0038]
表1检测结果
[0039]
[0040][0041]
由表1可以看出，50-400℃范围内，本发明的热膨胀系数均在1
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范围内，且具有良好的机械性能、耐高温性和透光率。
[0042]
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。


技术特征：
1.一种低热膨胀系数聚酰亚胺薄膜，其特征在于，其合成原料包括：二酐单体、多元胺单体，其中，多元胺单体包含：三聚氰胺和4,4'-二氨基-2,2'-联吡啶。2.根据权利要求1所述低热膨胀系数聚酰亚胺薄膜，其特征在于，多元胺单体还包含以下物质中的至少一种：4，4'-二氨基二苯醚、3，4'-二氨基二苯醚、4，4'-二氨基二苯砜、3，3'-二氨基二苯砜、2，2'-双(三氟甲基)-4，4'-二氨基联苯、α，α'-双(4-氨基苯基)-1，4-二异丙基苯、1,4-双(2-三氟甲基4-氨基苯氧基)苯、1,3-双(2-三氟甲基-4-氨基苯氧基)苯、1，4-双(2-甲基-4-氨基苯氧基)苯、1，3-双(2-甲基-4-氨基苯氧基)苯、4，4'-双(2-三氟甲基-4-氨基苯氧基)联苯、4，4'-双(2-甲基-4-氨基苯氧基)联苯、2,2
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双[4-(4-氨基苯氧基苯基)]丙烷、2,2-双[4-(4-氨基苯氧基)苯基]六氟丙烷、2,2-双[4-(2-三氟甲基-4-氨基苯氧基)苯基]丙烷、2,2-双[4-(2-三氟甲基-4-氨基苯氧基)苯基]六氟丙烷和4，4
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双(4-氨基苯氧基)二苯砜。3.根据权利要求1或2所述低热膨胀系数聚酰亚胺薄膜，其特征在于，三聚氰胺占多元胺单体总量的8-12mol％。4.根据权利要求1-3任一项所述低热膨胀系数聚酰亚胺薄膜，其特征在于，4,4'-二氨基-2,2'-联吡啶占多元胺单体总量的15-20mol％。5.根据权利要求1-4任一项所述低热膨胀系数聚酰亚胺薄膜，其特征在于，二酐单体、多元胺单体的摩尔比为1-1.05:1。6.根据权利要求1-5任一项所述低热膨胀系数聚酰亚胺薄膜，其特征在于，二酐单体为4，4'-(六氟异丙烯)二酞酸酐、4，4'-氧双邻苯二甲酸酐、1，2，3，4-环丁烷四羧酸二酐、1，2，3，4-环戊烷四羧酸二酐、1，2，4，5-环己烷四羧酸二酐、双环[2.2.2]辛-7-烯-2，3，5，6-四羧酸二酐中的至少一种。7.一种如权利要求1-6任一项所述低热膨胀系数聚酰亚胺薄膜的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：在惰性气体氛围中，取多元胺单体和二酐单体在有机溶剂中反应得到聚酰胺酸溶液，然后将聚酰胺酸溶液涂布在载体表面，亚胺化得到低热膨胀系数聚酰亚胺薄膜。8.一种如权利要求1-6任一项所述低热膨胀系数聚酰亚胺薄膜作为光学膜的应用。

技术总结
本发明公开了一种低热膨胀系数聚酰亚胺薄膜，其合成原料包括：二酐单体、多元胺单体，其中，多元胺单体包含：三聚氰胺和4,4'-二氨基-2,2'-联吡啶。本发明还公开了上述低热膨胀系数聚酰亚胺薄膜的制备方法。本发明还公开了上述低热膨胀系数聚酰亚胺薄膜作为光学膜的应用。本发明具有较低的热膨胀系数并具有较好的机械性能。的机械性能。


技术研发人员：张群 刘国隆 祝春才
受保护的技术使用者：浙江中科玖源新材料有限公司
技术研发日：2021.09.30
技术公布日：2022/1/25