[发明专利]新型酸二酐、其制备方法以及由此制备的聚酰亚胺

说明书

技术领域

本发明涉及酸二酐、其制备方法以及由此制备的聚酰亚胺。

背景技术

聚酰亚胺凭借其高机械强度、耐热性和耐溶剂性在电子材料行业找到了广泛的应用，包括用于液晶显示器和半导体的保护材料、绝缘材料、滤色片等等。此外，近来期望使用聚酰亚胺作为用于光通信的材料和作为用于移动电话的基板。

随着这些行业的最新进展，越来越需要具有先进性能的材料。例如，不仅需要机械性能如耐热性和耐溶剂性，在该领域中使用的聚酰亚胺中还要求根据用途的功能，如透明性等等。

当需要高透明度时，呈现深琥珀色的用于一般用途的全芳族聚酰亚胺(其可以通过芳族四羧酸二酐与芳族二胺的缩聚获得)不能使用。此外，由于全芳族聚酰亚胺不溶于有机溶剂，因此在实践中，在通过热闭环脱水成膜前使用其前体聚酰胺酸)。

实现透明性的一种策略是已知的，其中脂族四羧酸二酐与芳族二胺聚酰亚胺缩聚以提供聚酰亚胺前体，接着转化为相对无色并高度透明的聚酰亚胺(日本专利未审申请公开号平2-24294和昭58-208322)。

但是，基于未取代脂族四羧酸二酐的聚酰胺酸和聚酰亚胺几乎不溶于一般的有机溶剂，而仅溶于具有高沸点的极性有机溶剂。在这方面，在成膜时使用高温以去除该溶剂，对有机EL器件的其它有机材料施加了不合意的影响。

近年来，由单体1,2,3,4-环戊烷四甲酸二酐(下文称为“CPDA”)制备的聚酰亚胺已经建议用作有机电致发光(下文中称为“有机EL”)的气体阻隔膜(日本专利未审申请公开号2006-232960)。

但是，这种聚酰亚胺的耐热性需要改进，并且在有机溶剂中溶解度不足，此外还具有低聚合度。

发明内容

技术问题

本发明的一个主要目的是提供一种作为聚酰亚胺的材料单体的新型酸二酐及其制备方法，所述聚酰亚胺具有低介电常数并表现出优异的热稳定性、在有机溶剂中的溶解度和透光率并同时保持聚酰亚胺自身的性能。

本发明的另一目的是提供含有该新型酸二酐的聚酰胺酸，以及通过该聚酰胺酸的闭环脱水制备的聚酰亚胺。

技术方案

根据实现上述目的的一个方面，本发明提供由下面化学式1表示的酸二酐：

<化学式1>

按照其另一方面，本发明提供制备由下面化学式1表示的酸二酐的方法，包括：(a)使由下面化学式2表示的化合物与哌嗪反应以得到由下面化学式3表示的化合物；(b)在碱催化剂的存在下水解化学式3的化合物以获得由化学式4表示的化合物；和(c)在脱水剂的存在下使化学式4的化合物进行闭环脱水。

<化学式1>

<化学式2>

<化学式3>

<化学式4>

在本发明的一个优选实施方案中，步骤(a)的反应是迈克尔加成反应。

在本发明的另一优选实施方案中，在步骤(a)中，化学式2的化合物与哌嗪以1:0.45至1:0.55的摩尔比进行反应。

在本发明的另一优选实施方案中，步骤(b)的碱催化剂选自氢氧化钾、氢氧化钠、氢氧化钡、氢氧化钙、氢氧化铝、氢氧化镁以及它们的组合。

在本发明的另一优选实施方案中，步骤(b)的水解在40～120℃下进行1～6小时。

在本发明的另一优选实施方案中，步骤(c)的脱水剂选自乙酸酐、吡啶、异喹啉、叔胺以及它们的组合。

在本发明的另一优选实施方案中，步骤(c)的闭环脱水在40～100℃下进行4～28小时。

在本发明的另一优选实施方案中，每摩尔化学式4的化合物，步骤(c)的脱水剂的使用量为2～10摩尔。

本发明的再一方面提供一种聚酰胺酸，通过使由下面化学式1表示的酸二酐与二胺反应来制备：

<化学式1>

本发明的又一方面提供一种聚酰亚胺，通过闭环脱水由权利要求10的聚酰胺酸制备。

有益效果

根据本发明提供的是一种可用于制备无色透明的聚酰亚胺的新型酸二酐及其制备方法，所述聚酰亚胺表现出优异的热稳定性，并具有低介电常数，同时保持聚酰亚胺自身的优异性能。