【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于聚酰亞胺薄膜材料領域，具體涉及一種具有半互穿網絡結構的無色透明聚酰亞胺薄膜及其制備方法。
技術介紹
1、聚酰亞胺由于分子鏈間相互作用強、分子鏈剛性大，具有優異的力學強度和耐熱性，在醫療衛生、電子電氣和航空航天領域展現出廣闊的應用前景。尤其是無色透明聚酰亞胺這一新型材料的開發，進一步拓展了其在柔性顯示領域的應用。盡管無色透明聚酰亞胺薄膜具有良好的光學透明性，由于破壞了分子間強大的作用力，導致其缺乏足夠的機械強度和韌性，在反復折疊過程中仍不可避免地會產生折痕甚至斷裂，不僅影響器件的整體性和穩定性，還會導致電子設備的使用壽命縮短。
2、目前制備高強度的無色透明聚酰亞胺薄膜常見的方法有兩種，方法一是通過自身結構設計，采用剛性的二酐和/或二胺單體，如采用降冰片烷-2-螺-α-環戊酮-α'-螺-2'-降冰片烷-5,5',6,6'-四羧酸二酐（cn112375241b）或1,2,3,4-環丁烷四甲酸二酐(cn111087812b、cn110922623b)。方法二則是在聚合物體系中引入納米顆粒（cn115010971a、cn112321825a）。但是，這兩張方式均無法在保證其優異光學透明性的前提下，同時滿足高強度和高韌性的要求。比如上述提到的方法一是通過提升剛性結構比例來提高薄膜的機械強度，但是會不可避免地會降低薄膜的韌性，導致薄膜彎折過程中缺乏足夠的形變能力而破裂。方法二是在聚合物體系中引入納米顆粒，但是其在聚合物中分散穩定性存在難點，尤其是無機材料，與聚酰亞胺基體相容性差，容易出現團聚、沉降等問題，從而導致薄膜
3、例如，具有半互穿網絡結構的無色透明聚酰亞胺材料，現有技術中cn100482718c公開了一種采用三苯二醚型熱塑性聚酰亞胺與熱固性雙馬來酰亞胺結合，經過熱壓加工形成半互穿網絡高分子材料。而cn114350010a則公開了一種聚酰亞胺復合氣凝膠，其采用聚酰亞胺作為基體材料，短納米纖維作為增強材料，雙馬來酰亞胺作為交聯劑制備而成。此外，cn106905914a提供了一種以聚硫醚酰亞胺樹脂、含硅氧烷的雙馬來酰亞胺預聚體、填料及助粘劑的樹脂組合物膠液，經流延法制得半互穿網絡聚酰亞胺膠膜。cn109735296a則公開了一種聚酰亞胺粘合劑，其包含特定類型的低分子量熱固性聚酰亞胺、中分子量熱固性聚酰亞胺和高分子量熱塑性聚酰亞胺。
4、本專利技術采用具有半互穿網絡結構的復合薄膜的設計思路，以剛性的聚酰亞胺作為第一層非交聯的網絡結構，以柔性的聚酯丙烯酸酯或聚氨酯丙烯酸酯作為第二層交聯的網絡結構以獲得一種具有半互穿網絡結構的無色透明聚酰亞胺薄膜。由于兩層網絡結構都是由高分子材料組成，具有良好的相容性。由此方法制備的復合薄膜不僅保留了良好的光學性能，其強度和韌性均可同時得到有效的提升，在保證聚酰亞胺薄膜具有優異光學透明性的前提下，滿足高強度和高韌性的要求。
技術實現思路
1、為了解決上述技術問題，本專利技術公開了一種具有半互穿網絡結構的無色透明聚酰亞胺薄膜及其制備方法。
2、本專利技術是通過以下技術方案予以實現。
3、一方面，本專利技術公開了一種具有半互穿網絡結構的無色透明聚酰亞胺薄膜的制備方法，具體包含如下制備步驟:
4、步驟一：聚合物混合料溶液的配置，將無色透明聚酰亞胺、聚酯丙烯酸酯或聚氨酯丙烯酸酯和引發劑溶于溶劑中，機械攪拌30分鐘；
5、步驟二：將步驟一獲得的聚合物混合料溶液通過自動涂膜機在剝離版上形成濕膜；
6、步驟三：將步驟二獲得濕膜在80?oc和120?oc烘箱內連續烘烤30分鐘進行梯度升溫固化，形成20～30μm厚的復合薄膜（如圖1所示）。
7、所述聚氨酯丙烯酸酯包括芳香族或脂肪族的二官能聚氨酯丙烯酸酯、三官能聚氨酯丙烯酸酯、六官能聚氨酯丙烯酸酯、八官能聚氨酯丙烯酸酯、十官能聚氨酯丙烯酸酯中的一種或多種。
8、所述聚酯丙烯酸酯包括芳香族或脂肪族的三官能聚酯丙烯酸酯、四官能聚酯丙烯酸酯和六官能聚酯丙烯酸酯中的一種或多種；
9、作為優選，官能度大于等于六的脂肪族的聚酯丙烯酸酯或聚氨酯丙烯酸酯，官能度高的單體可以在較低濃度下實現高交聯度，而脂肪族較芳香族可以實現薄膜較淺的色度；
10、作為優選，聚酯丙烯酸酯或聚氨酯丙烯酸酯樹脂的含量不超過聚酰亞胺含量的30%，過高的交聯度反而導致薄膜發脆；
11、作為優選，按重量份計，所述聚酯丙烯酸酯或聚氨酯丙烯酸酯的用量為聚酰亞胺用量的5%～30%。
12、所述引發劑種類為有機過氧化物引發劑（過氧化苯甲酰、過氧化苯甲酰叔丁酯或過氧化甲乙酮）和偶氮類引發劑（偶氮二異丁腈或偶氮二異庚腈）；
13、作為優選，按重量份計，所述引發劑的用量為聚酯丙烯酸酯或聚氨酯丙烯酸酯用量的1-3%。
14、所述溶液為n,n’-二甲基甲酰胺（dmf）、n,n’-二甲基乙酰胺（dmac）、丙二醇甲醚醋酸酯（pgmea）、環己酮（chn）或環戊酮（cpn）；
15、作為優選，按重量份計，所述溶液的用量為聚酰亞胺用量的500%。
16、另一方面，本專利技術公開了一種具有半互穿網絡結構的無色透明聚酰亞胺薄膜，其由上述記載的制備方法獲得：即先將無色透明聚酰亞胺、聚酯丙烯酸酯或聚氨酯丙烯酸酯和引發劑溶于溶劑后形成溶液，再將該混合料溶液涂布形成濕膜，濕膜經梯度升溫干燥后獲得具有半互穿網絡結構的無色透明聚酰亞胺薄膜。
17、作為優選，復合薄膜的厚度為20～30μm。
18、本專利技術的有益效果：本專利技術采用剛性的聚酰亞胺結構與柔性的聚酯丙烯酸酯或聚氨酯丙烯酸酯結構，形成半互穿網絡結構。由于聚酯或聚氨酯和聚酰亞胺都是線性結構高分子，兩者具有良好的相容性，可以以任意比例互融。在高溫溶劑揮發過程中，引發劑裂解產生自由基引發丙烯酸酯結構發生交聯，形成半互穿網絡結構。當受到外界作用力時，剛性的聚酰亞胺結構承受外力，將應力通過連續網絡傳遞到柔性的聚酯或聚氨酯結構上，通過彈性鏈段的運動耗散能量，從而保證了網絡的完整性，使得薄膜同時呈現出優異的機械強度和韌性。同時，聚酯或聚氨酯的加入可以破壞聚酰亞胺分子鏈的有序堆積，增大分子鏈間距，確保薄膜的光學透明性和色度。
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1.一種具有半互穿網絡結構的無色透明聚酰亞胺薄膜的制備方法，其特征在于，包含如下制備步驟：
2.根據權利要求1所述的無色透明聚酰亞胺薄膜的制備方法，其特征在于，所述聚氨酯丙烯酸酯包括芳香族或脂肪族的二官能聚氨酯丙烯酸酯、三官能聚氨酯丙烯酸酯、六官能聚氨酯丙烯酸酯、八官能聚氨酯丙烯酸酯、十官能聚氨酯丙烯酸酯中的一種或多種。
3.根據權利要求1所述的無色透明聚酰亞胺薄膜的制備方法，其特征在于，所述聚酯丙烯酸酯包括芳香族或脂肪族的三官能聚酯丙烯酸酯、四官能聚酯丙烯酸酯和六官能聚酯丙烯酸酯中的一種或多種。
4.根據權利要求1所述的無色透明聚酰亞胺薄膜的制備方法，其特征在于，按重量份計，所述聚酯丙烯酸酯或聚氨酯丙烯酸酯的用量為聚酰亞胺用量的5%～30%。
5.根據權利要求1所述的無色透明聚酰亞胺薄膜的制備方法，其特征在于，所述引發劑選自有機過氧化物引發劑或偶氮類引發劑中的一種或多種。
6.根據權利要求5所述的無色透明聚酰亞胺薄膜的制備方法，其特征在于，所訴有機過氧化物引發劑選自過氧化苯甲酰、過氧化苯甲酰叔丁酯或過氧化甲乙酮；所述偶
7.根據權利要求6所述的無色透明聚酰亞胺薄膜的制備方法，其特征在于，按重量份計，所述引發劑的用量為聚酯丙烯酸酯或聚氨酯丙烯酸酯用量的1-3%。
8.根據權利要求1所述的無色透明聚酰亞胺薄膜的制備方法，其特征在于，所述溶液選自N,N’-二甲基甲酰胺、N,N’-二甲基乙酰胺、丙二醇甲醚醋酸酯、環己酮或環戊酮。
9.如權利要求1-8任一項所述的一種具有半互穿網絡結構的無色透明聚酰亞胺薄膜，其特征在于，膜厚度為20～30μm。
10.利用權利要求1-8任一項所述的一種具有半互穿網絡結構的無色透明聚酰亞胺薄膜。
...【技術特征摘要】
1.一種具有半互穿網絡結構的無色透明聚酰亞胺薄膜的制備方法，其特征在于，包含如下制備步驟：
2.根據權利要求1所述的無色透明聚酰亞胺薄膜的制備方法，其特征在于，所述聚氨酯丙烯酸酯包括芳香族或脂肪族的二官能聚氨酯丙烯酸酯、三官能聚氨酯丙烯酸酯、六官能聚氨酯丙烯酸酯、八官能聚氨酯丙烯酸酯、十官能聚氨酯丙烯酸酯中的一種或多種。
3.根據權利要求1所述的無色透明聚酰亞胺薄膜的制備方法，其特征在于，所述聚酯丙烯酸酯包括芳香族或脂肪族的三官能聚酯丙烯酸酯、四官能聚酯丙烯酸酯和六官能聚酯丙烯酸酯中的一種或多種。
4.根據權利要求1所述的無色透明聚酰亞胺薄膜的制備方法，其特征在于，按重量份計，所述聚酯丙烯酸酯或聚氨酯丙烯酸酯的用量為聚酰亞胺用量的5%～30%。
5.根據權利要求1所述的無色透明聚酰亞胺薄膜的制備方法，其特征在于，所述引發劑選自有機過氧化物...
【專利技術屬性】
技術研發人員：張遠豪，金亞東，
申請(專利權)人：浙江功能膜材料創新中心有限公司，
類型：發明
國別省市：
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