[发明专利]聚酰胺酸、聚酰亚胺树脂及聚酰亚胺薄膜

说明书

本发明公开了一种聚酰胺酸，其为二胺和二酐的聚合产物。其中，所述二胺包括9,9‑双(3‑氟‑4‑氨基苯基)芴(FFDA)，所述二酐包括2‑双(3,4‑二羧基苯基)六氟丙烷二酐(6FDA)和3,3’,4,4’‑联苯四羧酸二酐(BPDA)。同时提供聚酰亚胺树脂和聚酰亚胺薄膜，它们是所述聚酰胺酸的酰亚胺化产物。

技术领域

本发明涉及一种聚酰胺酸和由所述聚酰胺酸制备的聚酰亚胺树脂及无色透明的聚酰亚胺薄膜。

背景技术

通常，聚酰亚胺(PI)薄膜是由聚酰亚胺树脂形成的。此处，“聚酰亚胺树脂”是指通过如下方法制备的高耐热性树脂：使芳族二酐与芳族二胺或芳族二异氰酸酯进行溶液聚合，由此制备聚酰胺酸衍生物，然后使聚酰胺酸衍生物进行闭环反应，并在高温下脱水而被酰亚胺化。在聚酰亚胺树脂的制备中，芳族二酐的实例可以包括苯均四甲酸二酐(PMDA)、联苯基四羧酸二酐(BPDA)等，而芳族二胺的实例可以包括二氨基二苯醚(ODA)、对苯二胺(p-PDA)、间苯二胺(m-PDA)、二氨基二苯甲烷(MDA)、双氨基苯基六氟丙烷(HFDA)等。

由于聚酰亚胺树脂是不溶且难熔的超强耐热性树脂，并且在耐热氧化性、耐热性、耐辐射性、低温特性和耐化学性等方面优异，因此被应用于很多领域中，包括如汽车材料、飞机材料、宇宙飞船材料等的先进耐热材料，以及如绝缘涂层材料、绝缘膜、半导体、TFT-LCD的电极保护膜等的电子材料。近来，这种树脂被用于显示材料例如光学纤维或液晶取向层，并且还以与膜中的导电填料一起包含的方式或以应用在其表面上的方式用于透明电极膜。

但是，聚酰亚胺薄膜因其具有较高的芳香环密度呈现出褐色或黄色，因此在可见光范围内具有低透射率。此外，其呈现淡黄色，这使透光率降低或双折射率增加而难以将其用于光学元件中。为了克服这些问题，已经进行了在聚合前对单体和溶剂进行高度纯化的尝试，但迄今为止透射率的改善不显著。

美国专利号5053480公开了使用脂环族二酐成分代替芳族二酐。虽然制备的溶液或膜在透明度及颜色方面比纯化方法得到了改善，但透射率的提高有限，因此不能满足高透射率。并且，可能导致热性能及机械性能劣化。特别是黄变问题减轻的聚酰亚胺薄膜的Tg(玻璃化转变温度)低，因此难以使用在要求300℃以上高温的场合。

进一步，美国专利号4595548、4603061、4645824、4895972、5218083、5093453、5218077、5367046、5338826、5986036和6232428及韩国专利申请公开号2003-0009437公开了使用如-O-、-SO₂-、CH₂-等的连接基团、具有连接到间位而不是对位的弯曲结构的单体或具有如-CF₃取代基等的芳族二酐与芳族二胺单体，制备在热性能没有显著劣化范围内具有改善的透射率和颜色透明度的新型聚酰亚胺。但是，上述聚酰亚胺的机械性能、黄度和可见光透射率不足以用于半导体用绝缘膜，TFT-LCD用绝缘膜，电极保护膜和用于柔性显示器的基底层。

发明内容

技术问题

因此，本发明旨在提供一种聚酰亚胺薄膜，其在保持传统聚酰亚胺薄膜优异性能的同时，具有改善的黄度且光学各向同性，同时提供一种聚酰胺酸和聚酰亚胺树脂，该聚酰亚胺树脂是所述聚酰胺酸的酰亚胺化产物适用于制造所述聚酰亚胺薄膜。

技术方案

本发明优选的第一实施方案提供一种聚酰胺酸，其为二胺和二酐的聚合产物，其中，所述二胺包括9,9-双(3-氟-4-氨基苯基)芴(FFDA)，所述二酐包括2-双(3,4-二羧基苯基)六氟丙烷二酐(6FDA)和3,3’,4,4’-联苯四羧酸二酐(BPDA)。

在第一实施方式中，基于二酐的总摩尔量，2-双(3,4-二羧基苯基)六氟丙烷二酐(6FDA)的摩尔分数可以为大于等于0.4，且小于1.0。