[发明专利]一种无色透明聚酰亚胺薄膜及其制备方法和聚酰亚胺硬化膜

说明书

本发明公开了一种无色透明聚酰亚胺薄膜的制备方法，包括：冰水浴中，将二胺单体溶解于极性溶剂中，等完全溶解后加入二酐单体，搅拌反应12～24h，获得聚酰胺酸溶液；向上述得到的聚酰胺酸溶液中加入催化剂和脱水剂，得到聚酰胺酸树脂溶液；将上述得到的聚酰胺酸树脂溶液均匀涂覆在玻璃板上，在不同的温度下进行热处理，然后在冷水中浸泡使薄膜自然剥离，经简单干燥即得到无色透明聚酰亚胺薄膜。本发明还公开了一种聚酰亚胺硬化膜，包括无色透明聚酰亚胺薄膜以及阳极氧化铝硬化涂层，所述无色透明聚酰亚胺薄膜的厚度为10～100μm，硬化涂层厚度范围为0.05～10μm，可见光透过率≥95％，表面铅笔硬度为8H。

技术领域

本发明属于新材料及其制备技术领域，具体而言，涉及一种无色透明聚酰亚胺薄膜及其制备方法和聚酰亚胺硬化膜。

背景技术

随着智能电子产业的快速发展，数码产品(尤其是手机)正呈现出向薄精细小的发展态势，移动产品的便携性受到日益关注。近些年AMOLED技术的日益成熟，拓展了显示面板从硬屏、曲面屏向可折叠、可卷曲的快速发展方向；传统的玻璃盖板已不能满足现有技术的发展需求，而替代玻璃盖板材料需要具备高硬度(≧7H)、高可见光区透过率(≧80％)、高化学稳定性。

塑料薄膜因其较好的韧性，成为玻璃最具竞争力的替代品。PC(聚碳酸酯)、PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)等具有较好的光学透过性，广泛的应用于屏幕保护膜，但这些产品在弯折的过程中因力学疲劳产生折痕、银纹等破坏了材料的光学透过性和外观效果，影响了对产品使用体验。目前研究最为广泛的为透明聚酰亚胺薄膜(例如，专利CN104582960A，CN105860073A，CN102675665A中所述等)，该薄膜不仅具有聚酰亚胺薄膜优异的力学、热学和电学性能，还具有较高光学透过性和较低的黄色指数(YI≤5)，被认为是替代玻璃的唯一聚合物材料。

然而，聚酰亚胺的铅笔硬度在1H或HB，无法满足盖板使用的表面硬度要求，需要对表面进行硬化改性，实现材料表面的耐刮、耐摩擦性能需求。通常情况下，采用多官能度UV树脂(CN 110358439A)或硅类涂层(CN 111234220 A)等手段来提高表面硬度；这些方法无法解决加工过程中会因为材料膨胀系数的不同产生内应力，从而引起高硬度与低翘曲、高硬度与可弯折的矛盾，在折叠或弯曲的过程中产生折痕、裂纹、硬化层脱落等不良现象。这些问题的主要原因之一是无法有效控制涂层厚度。

发明内容

针对上述问题，本发明提供了一种无色透明聚酰亚胺薄膜及其制备方法和聚酰亚胺硬化膜。本发明提出了阳极氧化铝硬化涂层方法，可以精准地控制硬化层的厚度。该硬化涂层膜兼具高硬度、高吸附性及耐化学腐蚀性；通过表面硬化处理还提高了薄膜的光学透过率，降低了材料的黄色指数，并且该方法工艺简单、成本低廉，具有较好的推广效益。

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。

本发明提供了一种无色透明聚酰亚胺薄膜的制备方法，该方法包括以下步骤：

冰水浴中，将二胺单体溶解于极性溶剂中，等完全溶解后加入二酐单体，搅拌反应12～24h，获得聚酰胺酸溶液；

向上述得到的聚酰胺酸溶液中加入催化剂和脱水剂，得到聚酰胺酸树脂溶液；

将上述得到的聚酰胺酸树脂溶液均匀涂覆在玻璃板上，在不同的温度下进行热处理，然后在冷水中浸泡使薄膜自然剥离，经简单干燥即得到无色透明聚酰亚胺薄膜。

前述的制备方法，其中，所述二胺单体选自2,2'-双(三氟甲基)-4,4'-二氨基联苯(TFMB)，1,4-双(2-三氟甲基4-氨基苯氧基)苯、9,9-双(4-氨基苯基)芴、3,3'-二羟基联苯胺、双(3-氨基-4-羟基苯基)砜、双(3-氨基-苯基)砜、2,2-双(4-氨基苯基)六氟丙烷中的一种或多种。