[发明专利]一种含氰基多取代芳香二胺单体及其制备方法

说明书

本发明提供了一种含氰基多取代芳香二胺单体，所述含氰基多取代芳香二胺单体的结构式为：其中，R¹、R²为‑H、‑CF₃、‑OCH₃或烷基中的一种。该二胺单体可应用于高性能聚酰亚胺膜材料的制备，可进一步改善所制聚酰亚胺膜材料的溶解成膜性能、光学透明性、拉伸强度性能、介电损耗性等的潜在应用价值。

技术领域

本发明涉及二胺单体及其制备领域，尤其涉及一种含氰基多取代芳香二胺单体及其制备方法。

背景技术

聚酰亚胺是一类具有优异性能的高端聚合物材料，在高技术领域应用广泛。其含有强刚性的苯环和酰亚胺环，具有优良的耐高温性能、机械性能、耐腐蚀性能以及电性能而被广泛用航空航天、电子器件、精密机械、高性能包装、微电子等新技术领域。未来光电器件的发展逐渐呈现出轻质化、大型化、超薄化和柔性化的趋势，柔性聚合物材料由于具有质轻、高耐冲击性等优点，已成为未来柔性光电封装基板材料的首选。

但是常见的聚酰亚胺熔融加工性和溶解性非常差，限制了其在民用领域的推广应用。在合成二胺单体过程中，目前大多采过加入无机强碱来合成该类单体，但在工业生产过程中大量无机碱的加入会导致在机械设备腐蚀，以及在反应过程中会放出巨大的热量，难以控制，具有一定的危险性，同时也会造成环境污染，且在工业生产中，大多数制备得到的含氰基取代二胺单体均为黑色或棕色，其纯度较低。而由本发明合成出的二胺单体产物不采用无机碱，无金属离子残留，制备出一系列高纯二胺单体。极大提高了使用该种单体制备出的聚酰亚胺薄膜的表观性状和电学性能，能够满足高纯电子化学品的需求。

有鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明的第一目的提供一种含氰基多取代芳香二胺单体，该单体为新型的含氰基多取代芳香二胺单体结构，引入氰基非对称二胺结构，从该结构中也可以知晓本发明的含氰基多取代芳香二胺单体将不同的功能性官能团引入聚合物的分子链中，采用该方法所制备得到的非对称结构聚酰亚胺具有很好的溶解性，柔韧性、可加工性、较高的拉伸强度性及较低的介电损耗性。

本发明的第二目的是提供上述含氰基多取代芳香二胺单体的制备方法，该制备方法首次采用碱性离子液体催化剂的绿色合成方法，无需额外引入强碱添加剂，离子液体本身作为催化剂兼溶剂，同时该制备方法有反应条件温和，产率高，能实现离子液体催化剂循环重复使用，回收方便，避免了使用传统强碱带来的浪费和污染等特点，满足绿色环保的合成要求，目前工业生产得到该类单体为棕色或黑色固体粉末，而采用本发明最终能够制备出无色或淡黄色且纯度大于99.5％的二胺单体。整个制备方法能耗低、成本低，纯度高值得广泛推广进行应用。

为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：

本发明提供了一种含氰基多取代芳香二胺单体，所述含氰基多取代芳香二胺单体的结构式为：

其中，R¹、R²为-H、-CF₃、-OCH₃或烷基中的一种，Ar¹、Ar²为芳香环或芳香杂环。

优选地，Ar¹、Ar²为如下基团的一种，其中同一种芳环取代位置有所不同：

优选地，当Ar¹选择为Ar²选择为其中一种时，，其中，Ar¹可以有间甲氧基取代基和间甲基取代基，其制得的二胺单体的结构式依次为：

优选地，为了使获得的聚酰亚胺薄膜介电常数，介电损耗等性能较为优异，经过实验设计优化，当Ar²选择为时，Ar¹选择为其中的一种，其制得的二胺单体的结构式依次为：