[发明专利]一种低反应活性二酐与二胺反应制备聚酰胺酸溶液的方法

说明书

本发明公开了一种低反应活性二酐与二胺反应制备聚酰胺酸溶液的方法，包括：将低反应活性二酐、低反应活性二胺与微米级聚酰胺酸颗粒在极性非质子溶剂中反应，得到高粘度聚酰胺酸溶液。本发明的方法能够明显缩短聚合反应所需的时间，且即使得到的聚酰胺酸溶液固含量较低的情况下，也能保证聚酰胺酸溶液的高粘度，提升聚酰胺酸溶液制备聚酰亚胺薄膜的综合性能；而且操作简单、效果明显、无明显不良影响，对于制备MPI薄膜、CPI薄膜等需要使用低反应活性二酐、二胺单体进行聚合的场合，具有很高的应用价值。

技术领域

本发明涉及聚酰亚胺制备技术领域，尤其涉及一种低反应活性二酐与二胺反应制备聚酰胺酸溶液的方法。

背景技术

传统热固性聚酰亚胺薄膜的生产工艺大致可分为聚合与成膜两段，包含以下流程：利用二酐和二胺在有机溶剂中聚合反应生成聚酰胺酸溶液，再经过真空脱泡、流延、双向拉伸、亚胺化、热定型、电晕处理、分切等工序，即可得到聚酰亚胺薄膜产品。在聚合工艺中，最普遍使用的常规二酐是PMDA和BPDA，常规二胺是ODA和PDA，二酐二胺间的反应活性均较高，能够在较短时间内得到高分子量、高粘度的聚酰胺酸溶液，因此在所有聚酰亚胺薄膜生产工艺中，流延、双向拉伸、亚胺化等成膜工序耗费时间更长，决定了聚酰亚胺薄膜的生产效率。基于此点，聚酰亚胺薄膜厂家普遍会通过调整成膜工序段工艺来提高车速，达到增加生产效率的目的。

随着科技发展的日新月异，5G折叠屏手机逐渐开始进入我们的生活，低介电常数聚酰亚胺(MPI)薄膜和透明聚酰亚胺(CPI)薄膜是其不可或缺的关键材料。目前商品化的MPI薄膜和CPI薄膜的合成制备过程中都使用了大量的非常规二酐二胺单体，这部分非常规二酐二胺单体的反应活性通常较弱，导致聚合段耗费的时间要远远超过传统热固性聚酰亚胺薄膜，拖慢了薄膜的生产效率，甚至还可能出现聚合得到聚酰胺酸溶液的粘度过低而无法流延的情况。为提升MPI薄膜和CPI薄膜等新型聚酰亚胺薄膜的生产效率及成功率，探索一种能够促进低反应活性二酐二胺单体聚合反应制备聚酰胺酸溶液的方法是一个很有价值的研究课题。

发明内容

基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种低反应活性二酐与二胺反应制备聚酰胺酸溶液的方法，以提升低反应活性二酐二胺的聚合反应效率，在较短时间内聚合得到较高粘度的聚酰胺酸溶液。

本发明提出的一种低反应活性二酐与二胺反应制备聚酰胺酸溶液的方法，包括：将低反应活性二酐、低反应活性二胺与微米级聚酰胺酸颗粒在极性非质子溶剂中反应，得到高粘度聚酰胺酸溶液。

优选地，所述低反应活性二酐与二胺反应制备聚酰胺酸溶液的方法，包括：将低反应活性二酐、低反应活性二胺加入极性非质子溶剂中溶解，然后加入微米级聚酰胺酸颗粒，搅拌反应，得到高粘度聚酰胺酸溶液。

优选地，所述反应温度为-20～0℃。

优选地，所述反应时间为2～48h。

其中，反应在惰性气氛下，优选氮气气氛下进行。

优选地，所述微米级聚酰胺酸颗粒是以固含量10～30％wt、粘度为100～3000泊的聚酰胺酸溶液为原料，经过沉淀、干燥、粉碎制得。

优选地，所述微米级聚酰胺酸颗粒的制备方法包括：

S1、将二酐和二胺在极性非质子溶剂中反应，得到聚酰胺酸溶液；

S2、将步骤S1得到的聚酰胺酸溶液加入溶剂Ⅰ中沉淀，将得到的沉淀物干燥、粉碎，即得，所述溶剂Ⅰ为甲醇、乙醇、丙酮中的至少一种。

优选地，所述步骤S1中，二酐为均苯四甲酸二酐(PMDA)、3,3',4,4'-联苯四甲酸二酐(BPDA)、2,3,3',4'-联苯四甲酸二酐(α-BPDA)、3,3',4,4'-二苯醚四甲酸二酐(ODPA)、3,3'4,4'-二苯甲酮四羧酸二酐(BTDA)、双酚A型二醚二酐(BPADA)、4,4'-(六氟异丙烯)二酞酸酐(6FDA)、9,9-双邻苯二甲酸酐芴(BPAF)中的至少一种。