[发明专利]一种聚酰亚胺薄膜及其制备方法

说明书

本发明公开了一种聚酰亚胺薄膜的制备方法，包括：氮气气氛下，在非质子极性溶剂中加入纳米粉体及分散剂，超声分散后搅拌，静置熟化24~48 h后过滤，得到纳米粉体固化剂分散液A；向非质子溶液中通入氮气30 min后加入二胺单体，搅拌至完全溶解，再加入二酐单体搅拌，得到粘度为5000~200000 mPa·s的聚酰氨酸溶液B；将分散液A加入到溶液B中，搅拌均匀后真空脱泡0.5~12 h，然后经狭缝涂敷于玻璃板上，得到均匀分布的胶液膜，将胶液膜置于干燥箱中干燥，取出后从玻璃板上剥离得到胶膜，将胶膜置于高温烘箱中进行高温热处理，冷却后即可。本发明的薄膜具有高强高模量，且玻璃化转变温度超过430 ^oC，热膨胀系数7ppm/^oC以下。

技术领域

本发明属于新材料技术领域，具体涉及一种聚酰亚胺薄膜及其制备方法。

背景技术

2019年三星、华为陆续推出OLED可折叠屏幕智能手机，柔性显示产业呈现快速发展的态势。2019年全球柔性AMOLED智能手机面板出货约1.8亿片，同比增长6.2％。随着终端品牌对柔性AMOLED机型的需求增加，预计2020年柔性智能手机面板的出货将突破3亿片，同比增幅超50％。根据IHS数据，未来5年柔性AMOLED产业复合增速在80％以上。随着OLED技术由刚性向柔性转变，原本的玻璃、PET等材料已无法满足需求，盖板、触控、基底材料都将切换为聚酰亚胺材料。

聚酰亚胺是现有聚合物中耐温性最好的一类材料，同时其具有良好的力学性能和化学稳定性，被认为是极具应用潜力的一类柔性衬底材料。但是，现有普通聚酰亚胺薄膜由于热膨胀系数与玻璃载体基板有较大的差异，普通聚酰亚胺的热膨胀系数一般在30-50ppm/℃，目前市面的低热膨胀聚酰亚胺薄膜热膨胀系数一般为18-20ppm/℃，难以达到接近玻璃热膨胀系数4-7ppm/℃这一要求，这种差异会引起剥离、开裂、翘曲等问题，所以作为该用途的聚酰亚胺薄膜，必须具备和玻璃载体接近的热膨胀系数及高模量的特性。聚酰亚胺柔性基板或衬底成为国内外研究的热点，并取得了一些进展。例如，桂林电科院(公开号为CN 108117653A)研究了具有噁唑结构的二胺2-(4-氨基苯基)-5-氨基苯并噁唑，可制得热膨胀系数低于7ppm/℃的聚酰亚胺薄膜；公开号为CN102558860A则公开了以2-(4-氨基苯基)-5-氨基苯并咪唑为单体的亚胺薄膜，热膨胀系数保持在8-21ppm/℃；东华大学李慧等人(公开号为CN110577642A)公开了一种含酰基苯并咪唑聚酰亚胺的制备方法，热膨胀系数低至3.7ppm/℃。然而，这些材料的玻璃化转变温度不能满足TFT加工制成的温度要求(400℃以上)，从而影响了在AMOLED器件中的广泛使用。

发明内容

本发明的主要目的在于克服现有技术中的不足，提供一种聚酰亚胺薄膜及其制备方法。本发明的聚酰亚胺薄膜含有一种颗粒固化剂，与聚酰亚胺分子通过氢键或共价键的作用，形成网状、体型结构的聚酰亚胺薄膜。该薄膜具有高强高模量，且玻璃化转变温度超过430℃，热膨胀系数7ppm/℃以下。

本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。

本发明提供了一种聚酰亚胺薄膜的制备方法，所述的聚酰亚胺薄膜包含有0.1～10wt％的纳米颗粒固化剂，所述方法包括以下步骤：

氮气气氛下，在非质子极性溶剂中加入纳米粉体及分散剂，超声分散30～60min后搅拌6～12h，静置熟化24～48h后过滤，得到纳米粉体固化剂分散液A；

向非质子溶液中通入氮气30min后加入二胺单体，搅拌至完全溶解，再加入二酐单体，在25～60℃下搅拌4～48h，得到粘度为5000～200000mPa·s的聚酰氨酸溶液B；

将上述得到的纳米粉体固化剂分散液A加入到聚酰氨酸溶液B中，搅拌均匀后真空脱泡0.5～12h，然后经狭缝涂敷于玻璃板上，得到均匀分布的胶液膜，将胶液膜置于干燥箱中并在60～160℃下干燥5～30min，取出后从玻璃板上剥离得到胶膜，将胶膜置于高温烘箱中进行高温热处理，冷却后，即得到聚酰亚胺薄膜。