本技術涉及液晶取向，尤其是涉及一種低預傾角聚酰亞胺液晶取向劑、制備方法。

背景技術：

1、近年來，隨著tft-lcd(薄膜晶體管液晶顯示器)技術的迅猛發(fā)展，傳統(tǒng)的黑白lcd，尤其是基于tn(扭曲向列)模式的顯示器，面臨著嚴峻的市場挑戰(zhàn)。然而，tn-lcd憑借其獨特的黑白顯示特性，在工業(yè)儀表等專業(yè)領域仍占有一席之地。為提升tn-lcd的市場競爭力，優(yōu)化顯示質量和視角成為關鍵。理論上，減小液晶取向劑的預傾角能有效提升對比度和視角寬度，但考慮到顯示穩(wěn)定性和生產實際，預傾角控制在約1°為宜。同時，tn-lcd在使用中暴露出熱穩(wěn)定性不足的問題，導致顯示不均和閃爍現(xiàn)象；因此，提高tn-lcd的熱穩(wěn)定性和降低預傾角至1°左右，成為提升其整體性能和市場競爭力的重要方向。

技術實現(xiàn)思路

1、為了解決上述至少一種技術問題，開發(fā)一種熱穩(wěn)定性較佳、具有較低預傾角的聚酰亞胺液晶取向劑，本技術提供一種低預傾角聚酰亞胺液晶取向劑、制備方法。

2、第一方面，本技術提供一種低預傾角聚酰亞胺液晶取向劑，所述取向劑包括聚酰胺酸和聚酰亞胺中的至少一種；

3、所述聚酰亞胺由聚酰胺酸酰亞胺化而得；

4、所述聚酰胺酸由四羧酸二酐與二胺化合物聚合反應而得；其中，所述四羧酸二酐由重量比為(3-7)：(2-4)：(1-3)的均苯四甲酸二酐、二苯醚四羧酸二酐以及3，4二羧基1環(huán)己基琥珀酸二酐混合制得；

5、所述二胺化合物包括二胺a和二胺b；

6、所述二胺a在所述二胺化合物中的重量占比為5-95％；

7、所述二胺a為如下式(1)表示的結構的二胺；

8、式1

9、式(1)中，r1-r10中的任意兩個基團是氟代烷基，任意兩個基團是三甲基硅基，所述三甲基硅基的分子式為(-si(ch3)3)，任意兩個基團是-oh基團；任意兩個基團是nh2，其余基團為各自獨立的為氫原子；

10、所述二胺b選自1，6-雙(4-氨基苯氧基)己烷、或4，4'-二氨基二苯醚的至少一種。

11、通過采用上述技術方案，本技術通過精心設計并采用上述創(chuàng)新技術方案，本技術成功地開發(fā)了一種低預傾角聚酰亞胺液晶取向劑，其卓越性能在多個層面顯著超越了現(xiàn)有技術。首先，在熱性能方面，本技術精細控制了四羧酸二酐的組成比例，即均苯四甲酸二酐、二苯醚四羧酸二酐和3，4-二羧基-1-環(huán)己基琥珀酸二酐的特定配比，這一創(chuàng)新舉措極大優(yōu)化了聚酰亞胺的熱穩(wěn)定性，形成了具有高度有序性和良好熱穩(wěn)定性的聚合物網絡結構，確保了液晶顯示元件即使在極端溫度條件下也能維持出色的穩(wěn)定性和可靠性。在液晶取向性能方面，通過巧妙調整二胺a和二胺b的比例，以及利用式1所示二胺a的獨特結構，實現(xiàn)了對液晶分子與取向劑之間相互作用力的有效調控，從而大幅度降低了預傾角，確保了液晶分子在基板上的均勻排列，這直接提升了顯示設備的對比度和視角，為用戶帶來了更加清晰、廣闊的視覺體驗。其中，二胺a結構中包含的氟代烷基、三甲基硅基等基團，通過空間位阻效應和增強的分子間作用力，進一步優(yōu)化了材料的機械強度和熱穩(wěn)定性，為液晶顯示技術在復雜環(huán)境下的應用奠定了堅實基礎。式1中描述的二胺a在聚酰亞胺液晶取向劑的合成中扮演著至關重要的角色，其獨特的結構特征對最終材料的性能有著直接影響。由于氟元素的高電負性，氟代烷基能增強分子間的相互作用力，對降低預傾角有積極作用。三甲基硅基基團通過空間位阻效應影響分子間的排列，有助于形成更加有序的聚合物網絡，從而優(yōu)化熱穩(wěn)定性和機械強度。羥基的引入增加了分子的極性，有助于提高材料與基板的附著力，同時在一定程度上改善了聚酰亞胺的溶解性，便于加工處理。二胺a與四羧酸二酐通過縮合反應形成聚酰胺酸中間體。具體而言，二胺a中的氨基(-nh2)與四羧酸二酐中的羧基(-cooh)發(fā)生脫水縮合反應，生成酰胺鍵(-co-nh-)。這一過程中，每一對氨基和羧基結合就會釋放一分子水。隨后，聚酰胺酸通過進一步的酰亞胺化反應轉化為聚酰亞胺。在這個步驟中，聚酰胺酸中的部分酰胺鍵被轉化為更穩(wěn)定的酰亞胺鍵(-c＝o-nh-c＝o-)，這一轉化通常在較高溫度下進行。二胺a的特定結構有助于優(yōu)化液晶分子與取向劑之間的相互作用，從而有效調控預傾角，實現(xiàn)更均勻的液晶取向，這對于提高顯示設備的對比度和視角至關重要。二胺a與四羧酸二酐的特定組合促進了形成具有高度有序性和良好熱穩(wěn)定性的聚合物網絡，這對于確保液晶顯示元件在高溫條件下的工作穩(wěn)定性至關重要。綜上所述，式1二胺a在聚酰亞胺液晶取向劑的合成中，通過其獨特的結構特點和反應機理，不僅對材料的綜合性能產生了顯著影響，還為液晶顯示技術的發(fā)展提供了新的可能性。此外，本技術還通過對酰亞胺化程度和溶劑選擇的精確控制，進一步優(yōu)化了聚酰亞胺液晶取向劑的光學性能，包括透光率、對比度和響應速度等關鍵指標，使得顯示效果更加生動細膩，響應更加迅速流暢。這種取向劑的創(chuàng)新應用不僅顯著降低了液晶分子的預傾角，提升了tn-lcd的對比度和視角，還通過增強的熱穩(wěn)定性和附著力，有效避免了顯示不均勻、畫面閃爍以及電壓保持率下降等問題，大幅提升了液晶顯示元件的整體穩(wěn)定性和使用壽命，為tn-lcd在專業(yè)領域的廣泛應用，如工業(yè)儀表、醫(yī)療設備等，提供了強有力的技術支撐。綜上所述，本發(fā)明通過一系列精心設計和優(yōu)化的化學成分與工藝流程，成功研發(fā)出一種綜合性能優(yōu)異的低預傾角聚酰亞胺液晶取向劑，其在高分辨率、高對比度和快速響應等方面的出色表現(xiàn)，不僅滿足了現(xiàn)代顯示技術的嚴苛要求，更為液晶顯示技術的持續(xù)進步和創(chuàng)新發(fā)展開辟了新的道路，對推動整個行業(yè)向前邁進具有深遠意義。這一技術突破不僅彰顯了科技創(chuàng)新的力量，也為人類享受更加豐富、精彩的視覺體驗作出了重要貢獻。

12、可選的，所述四羧酸二酐由重量比為5：3：2的均苯四甲酸二酐、二苯醚四羧酸二酐以及3，4二羧基1環(huán)己基琥珀酸二酐混合制得。

13、通過采用上述技術方案，本技術提供了一種獨特且高效的四羧酸二酐混合物，其由重量比為5:3:2的均苯四甲酸二酐、二苯醚四羧酸二酐以及3，4-二羧基-1-環(huán)己基琥珀酸二酐精準調配而成。這一創(chuàng)新配方旨在優(yōu)化聚酰亞胺材料的綜合性能，特別是提升其熱穩(wěn)定性和機械強度，同時兼顧化學穩(wěn)定性，使之成為液晶取向劑領域的一大革新。均苯四甲酸二酐作為配方中的主要成分，以其卓越的熱穩(wěn)定性和良好的化學反應活性，為聚酰亞胺的骨架構建奠定了堅實的基礎。3，4-二羧基-1-環(huán)己基琥珀酸二酐的融入，不僅賦予了材料優(yōu)異的加工性能，還通過其獨特的結構特性，優(yōu)化了分子間的相互作用，促使形成的聚酰亞胺網絡結構更加有序，從而有效改善了液晶分子的取向性，降低了預傾角，確保了液晶顯示設備的高對比度和寬視角。此外，這種精心設計的四羧酸二酐混合物，還通過調節(jié)各組分的比例，實現(xiàn)了對聚酰亞胺熱性能的精細化控制，使得材料在高溫和潮濕環(huán)境下仍能保持穩(wěn)定的性能表現(xiàn)，極大地拓寬了液晶顯示技術的應用場景，尤其是在對熱穩(wěn)定性有嚴格要求的專業(yè)領域，如工業(yè)自動化設備、戶外顯示屏和醫(yī)療成像設備等。總之，本技術通過科學嚴謹?shù)呐浞皆O計和精準的成分比例控制，成功研發(fā)出一種高性能的四羧酸二酐混合物，不僅顯著提升了聚酰亞胺液晶取向劑的綜合性能，還為液晶顯示技術的未來發(fā)展提供了全新的解決方案，展現(xiàn)了科技創(chuàng)新在推動產業(yè)進步方面的巨大潛力。這一成果不僅滿足了現(xiàn)代顯示技術對高精度、高可靠性的迫切需求，也為液晶顯示設備在各種復雜環(huán)境下的廣泛應用奠定了堅實的技術基礎。

14、可選的，所述二胺b由重量比為1：1的1，6-雙(4-氨基苯氧基)己烷、或4，4'-二氨基二苯醚混合制得。

15、通過采用上述技術方案，即二胺b由重量比為1:1的1，6-雙(4-氨基苯氧基)己烷和4，4'-二氨基二苯醚混合制得，本技術創(chuàng)造了一種創(chuàng)新的二胺化合物，旨在進一步優(yōu)化聚酰亞胺液晶取向劑的綜合性能，尤其聚焦于提升材料的熱穩(wěn)定性、機械強度以及與液晶分子的兼容性。1，6-雙(4-氨基苯氧基)己烷二胺是一種含有一個較長的己烷鏈，這使得聚酰亞胺鏈具有一定的柔性，能夠改善材料的延展性和加工性能。由于其兩端的氨基和苯氧基，這種二胺能夠與液晶分子形成更有效的相互作用，有助于液晶分子的均勻排列，從而影響預傾角和顯示性能。另一方面，4，4'-二氨基二苯醚作為一種剛性二胺，能夠增強聚酰亞胺的熱穩(wěn)定性和機械強度，使其在高溫和高壓條件下依然保持良好的性能。當這兩種二胺以1:1的重量比混合時，它們的協(xié)同作用能夠產生一種兼具柔韌性和剛性的新型聚酰亞胺材料。這種材料不僅繼承了1，6-雙(4-氨基苯氧基)己烷的柔韌性，還融合了4，4'-二氨基二苯醚的高強度和高熱穩(wěn)定性，從而在保證材料具有良好機械性能的同時，也確保了其在液晶取向劑應用中的優(yōu)異表現(xiàn)。此外，這種混合二胺b的設計思路，還體現(xiàn)了對材料微觀結構和宏觀性能之間關系的深入理解，以及對液晶顯示技術未來發(fā)展趨勢的敏銳洞察。通過精確調控二胺b的組成，不僅可以進一步優(yōu)化聚酰亞胺液晶取向劑的光學性能，如透光率、對比度和響應速度，還能有效提升其在復雜環(huán)境下的穩(wěn)定性和耐用性，為液晶顯示設備在更多應用場景中的拓展和升級提供了有力支持。綜上所述，本技術通過創(chuàng)新性地將1，6-雙(4-氨基苯氧基)己烷和4，4'-二氨基二苯醚以1:1的重量比混合，成功研發(fā)出一種性能優(yōu)異的二胺b，不僅顯著增強了聚酰亞胺液晶取向劑的綜合性能，還為液晶顯示技術的持續(xù)進步和創(chuàng)新應用開辟了新的方向，展現(xiàn)了科技研發(fā)在推動產業(yè)升級和技術創(chuàng)新方面的強大動力。

16、可選的，所述四羧酸二酐與所述二胺化合物的摩爾比為1：0.8-2.2。

17、通過采用上述技術方案，即四羧酸二酐與二胺化合物的摩爾比設定在1:0.8至1:2.2之間，本技術提供了一種精細調控聚酰亞胺液晶取向劑性能的方法，旨在通過優(yōu)化原料配比，實現(xiàn)材料熱穩(wěn)定性、機械強度和光學性能的全面提升。在聚酰亞胺的合成過程中，四羧酸二酐與二胺化合物的摩爾比是決定最終產物性能的關鍵因素之一。當四羧酸二酐與二胺化合物的摩爾比為1:0.8時，反應體系中二胺化合物相對過量，這可能導致生成的聚酰亞胺分子鏈較長，從而增強材料的柔韌性和溶解性，有利于提高液晶取向劑的加工性能和均勻性。然而，過高的二胺比例也可能導致材料的熱穩(wěn)定性和機械強度有所下降。同時可能增加預傾角，對液晶分子的取向造成不利影響。因此，將四羧酸二酐與二胺化合物的摩爾比控制在1:0.8至1:1.2之間，旨在尋找一個平衡點，既保證了聚酰亞胺液晶取向劑具有優(yōu)良的熱穩(wěn)定性和機械強度，又確保了其具備良好的加工性能和光學性能，如透光率、對比度和響應速度等。這一范圍內的摩爾比，通過精確調控，可以使聚酰亞胺材料在保持高分子鏈長度和適度交聯(lián)度的同時，實現(xiàn)熱穩(wěn)定性、機械強度與加工性能的最佳平衡，從而顯著提升液晶顯示設備的對比度、視角和工作穩(wěn)定性。

18、可選的，所述四羧酸二酐與所述二胺化合物的摩爾比為1：1

19、可選的，所述液晶取向劑還包括溶劑；所述溶劑選自n甲基2吡咯烷酮、n乙基2吡咯烷酮、二丙酮醇中的一種。

20、第二方面，本技術提供一種低預傾角聚酰亞胺液晶取向劑的制備方法，所述制備方法包括如下步驟：

21、s1、將四羧酸二酐和二胺化合物混合，并在所述溶劑中進行進行聚合反應，制得聚酰胺酸溶液；

22、s2、將步驟s1制得的聚酰胺酸溶液和脫水劑、催化劑混合后進行酰亞胺化反應，制得酰亞胺；

23、s3、對步驟s2制得的酰亞胺進行過濾、洗滌、干燥、去除雜質制得所述固體取向劑；

24、s4、將步驟s3制得的固體取向劑與極性非質子溶劑、流平劑混合，制得所述低預傾角聚酰亞胺液晶取向劑。

25、通過采用上述技術方案，本技術的制備方法不僅實現(xiàn)了對聚酰亞胺液晶取向劑預傾角的有效控制，還確保了產品的高性能和高一致性，適用于高端顯示面板的生產，如lcd顯示屏，為顯示技術的發(fā)展提供了有力的支持。

26、可選的，所述步驟s1中所述聚合反應中，聚合溫度為0-30℃，聚合時間為2-6h。

27、可選的，所述聚合反應中加入催化劑，所述催化劑選自三甲基吡啶。

28、可選的，所述步驟s3中的干燥為真空干燥，真空干燥溫度為60-120℃。

29、綜上所述，本發(fā)明包括以下至少一種有益技術效果：

30、1.本技術通過精心設計并采用上述創(chuàng)新技術方案，本技術成功地開發(fā)了一種低預傾角聚酰亞胺液晶取向劑，其卓越性能在多個層面顯著超越了現(xiàn)有技術。首先，在熱性能方面，本技術精細控制了四羧酸二酐的組成比例，即均苯四甲酸二酐、二苯醚四羧酸二酐和3，4-二羧基-1-環(huán)己基琥珀酸二酐的特定配比，這一創(chuàng)新舉措極大優(yōu)化了聚酰亞胺的熱穩(wěn)定性，形成了具有高度有序性和良好熱穩(wěn)定性的聚合物網絡結構，確保了液晶顯示元件即使在極端溫度條件下也能維持出色的穩(wěn)定性和可靠性。在液晶取向性能方面，通過巧妙調整二胺a和二胺b的比例，以及利用式1所示二胺a的獨特結構，實現(xiàn)了對液晶分子與取向劑之間相互作用力的有效調控，從而大幅度降低了預傾角，確保了液晶分子在基板上的均勻排列，這直接提升了顯示設備的對比度和視角，為用戶帶來了更加清晰、廣闊的視覺體驗。其中，二胺a結構中包含的氟代烷基、三甲基硅基等基團，通過空間位阻效應和增強的分子間作用力，進一步優(yōu)化了材料的機械強度和熱穩(wěn)定性，為液晶顯示技術在復雜環(huán)境下的應用奠定了堅實基礎。

31、1.1，6-雙(4-氨基苯氧基)己烷二胺是一種含有一個較長的己烷鏈，這使得聚酰亞胺鏈具有一定的柔性，能夠改善材料的延展性和加工性能。由于其兩端的氨基和苯氧基，這種二胺能夠與液晶分子形成更有效的相互作用，有助于液晶分子的均勻排列，從而影響預傾角和顯示性能。另一方面，4，4'-二氨基二苯醚作為一種剛性二胺，能夠增強聚酰亞胺的熱穩(wěn)定性和機械強度，使其在高溫和高壓條件下依然保持良好的性能。當這兩種二胺以1:1的重量比混合時，它們的協(xié)同作用能夠產生一種兼具柔韌性和剛性的新型聚酰亞胺材料。這種材料不僅繼承了1，6-雙(4-氨基苯氧基)己烷的柔韌性，還融合了4，4'-二氨基二苯醚的高強度和高熱穩(wěn)定性，從而在保證材料具有良好機械性能的同時，也確保了其在液晶取向劑應用中的優(yōu)異表現(xiàn)。

32、3.本技術的制備方法不僅實現(xiàn)了對聚酰亞胺液晶取向劑預傾角的有效控制，還確保了產品的高性能和高一致性，適用于高端顯示面板的生產，如lcd顯示屏，為顯示技術的發(fā)展提供了有力的支持。