[发明专利]一种使用撞击流反应器制备聚酰亚胺前驱体及其薄膜的制备方法

说明书

本发明公开一种聚酰亚胺前驱体聚酰胺酸溶液及其薄膜的制备方法。本发明方法制备的聚酰亚胺前驱体是将含芳香结构的酸二酐A的乳液和含芳香结构的二胺B的溶液或乳液混合，利用撞击流反应器在撞击流作用下，通过更加均质的反应环境进行聚合反应制得，其分子量和多分散系数可由撞击流速度及反应物配比调控。所得到的聚酰亚胺前驱体，其分子量分布均匀、多分散系数低，通过将高分子量的聚酰亚胺前驱体和低分子量的聚酰亚胺前驱体混合后，经高温固化制备的聚酰亚胺薄膜不仅机械性能优异，还具有与无机层表面粘附力强等特性。

技术领域

本发明涉及聚酰亚胺前驱体聚酰胺酸、聚酰亚胺混合薄膜，特别涉及一种用于柔性显示的一种使用撞击流反应器制备聚酰亚胺前驱体的制备方法。

背景技术

聚酰亚胺(PI)薄膜具有轻质且柔韧的特性，可作为玻璃基板的替代品应用于面板显示领域。随着柔性显示屏制造技术的不断推进，对于PI薄膜材料也提出了更高的要求，特别是在制作PI层粘合无机层的复合层时，不仅需要PI有更优异的耐热性、尺寸稳定性、耐化学腐蚀性和机械强度，还需要PI层与无机层之间具有更好的粘附力。

一般而言，分子量较小的PI树脂和衬底的湿润效果好，在相同的条件下的烘烤过程中通过热布朗运动树脂分子可以和衬底分子达到紧密接触，所以与衬底粘附力强，但是分子量较小的PI树脂内聚力较弱，从而表现为抗腐蚀性较差和机械性能不足。另一方面，分子量较大的PI树脂内聚力较强，从而表现为抗腐蚀性较强和机械性能好，但是分子量较大的PI树脂和衬底的湿润效果差，在相同的条件下的烘烤过程中通过热布朗运动树脂分子不能和衬底分子达到紧密接触，所以与衬底粘附力弱。

为改善PI薄膜与无机层之间的粘附力，通常在聚酰胺酸中加入硅烷偶联剂或在聚酰胺酸单体中引入硅氧烷结构。虽然硅烷偶联剂的加入确实能明显的改善PI层与无机层之间的结合力，但偶联剂中通常含有硅元素或者一些脂肪族结构，因此在经过高温固化后，PI薄膜往往含有较高浓度的硅元素，同时由于脂肪族结构的存在，使聚酰胺酸在固化过程中出现较高的挥发物溢出。因此在一些特殊领域的应用中，限制了该方法的使用，例如AMOLED的制成过程。

由于热固化所得聚酰亚胺与很多材料表面的结合力较弱，因此往往需要加入偶联剂来改善聚酰亚胺与一些材料的结合力。但偶联剂的加入往往会导致聚酰亚胺的性能发生变化，从而限制了偶联剂的使用。

常规的方法合成聚酰胺酸时，其多分散系数(PDI)一般难以降至很低的值，例如常规方法合成的聚酰胺酸树脂若其中包含了少量的高分子量部分和少量的低分量部分(如图1中曲线1所示)，那中间部分就是大量的润湿效果不够和内聚力也不够的组分。因此降低聚酰胺酸树脂的PDI至较低的值(如图1中曲线2所示)对于提升其膜的性能具有重大意义，特别是将PDI小的高分子量聚酰胺酸浆料和PDI小的低分子量聚酰胺酸浆料进行混合后，就可以得到Tandem型分子量分布(如图1中曲线3所示)的聚酰胺酸树脂，该树脂浆料固化后得到的膜既具有较好的机械性能也与无机层具有较好的粘附力。

发明内容

本发明利用撞击流反应器将酸二酐和二胺在撞击流作用下连续反应，成功地制备出一种分子量和分子量分布在较宽范围内可调的聚酰胺酸溶液。该聚酰胺酸溶液的分子量和分子量分布(即多分散系数PDI)可由撞击流速度及酸二酐与二胺的比例来调控，进而可以分别合成PDI小分子量低和PDI小分子量高的聚酰胺酸溶液，组合成Tandem型聚酰胺酸溶液。Tandem型聚酰胺酸溶液固化后所得到的PI薄膜不仅机械性能优异，还与无机层的粘附力大幅改善。