一種含酚羥基半脂環(huán)聚酰亞胺及其制備方法與應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于化學(xué)合成領(lǐng)域，具體涉及一種含酚羥基半脂環(huán)聚酰亞胺及其制備方法 與應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002] 聚酰亞胺（PI)作為一種高分子材料發(fā)展始于20世紀(jì)50年代，60年代中期，美國(guó) 杜邦公司首先將聚酰亞胺薄膜（Kapton)及清漆（Pyre ML)商品化，由此開始了一個(gè)PI蓬 勃發(fā)展的時(shí)代。PI材料耐高低溫性能突出，穩(wěn)定性優(yōu)異，介電常數(shù)及熱膨脹系數(shù)低、阻燃性 出色，已廣泛應(yīng)用在航空、航天、微電子、液晶等領(lǐng)域。
[0003] PI按制成品形式可以分為以下幾種主要類型：薄膜、樹脂、纖維、涂料、泡沫、膠黏 劑等。其中應(yīng)用最為廣泛和最重要的形式便是薄膜材料，其消費(fèi)總量在聚酰亞胺材料中位 居前三。作為薄膜材料的PI不但能夠耐高低溫、尺寸穩(wěn)定、韌性好，而且能長(zhǎng)時(shí)間安全穩(wěn)定 的使用。其中以美國(guó)杜邦公司的Kapton薄膜、日本宇部興產(chǎn)的Upilex薄膜和日本鐘淵的 Apical薄膜性能最為優(yōu)異，占據(jù)了絕大部分的市場(chǎng)。但是已商業(yè)化的PI薄膜與其他材料的 粘接性能存在一定的缺陷，因此，在保持PI固有的優(yōu)異性能的同時(shí)，為了提高其與其他材 料的粘接性能或相容性，可在PI的分子結(jié)構(gòu)中引入酚羥基。含酚羥基的PI還可應(yīng)用于光 敏性聚酰亞胺（PSPI)材料。而將脂環(huán)結(jié)構(gòu)引入PI分子中，能有效抑制PI分子內(nèi)和分子間 電荷轉(zhuǎn)移絡(luò)合物的形成，因此可顯著減弱芳香族PI在紫外-可見光區(qū)域的吸收，而且引入 脂環(huán)結(jié)構(gòu)，還可以改善PI的溶解性。
[0004] 有關(guān)含酚羥基或含脂環(huán)聚酰亞胺材料領(lǐng)域的研宄工作已有不少報(bào)道：
[0005] 中國(guó)發(fā)明專利CN101003716A公開了一種含酚羥基聚酰亞胺粘合劑的制備方法。 [0006] 中國(guó)發(fā)明專利CN1927908A公開了一種含酚羥基聚酰亞胺粉末的制備方法。
[0007] 中國(guó)發(fā)明專利CN102516541A公開了一種含酚羥基的聚酰亞胺。
[0008] 中國(guó)發(fā)明專利CN102650080A公開了基于3, 3' -二氨基-4, 4' -二羥基聯(lián)苯的聚 酰亞胺纖維紡絲原液及其制備。
[0009] 中國(guó)發(fā)明專利0附026607964公開了基于2,2-雙（3-氨基-4-羥基苯基）六氟丙 烷的聚酰亞胺纖維紡絲原液及其制備。
[0010] 中國(guó)發(fā)明專利CN101580637A公開了一種含酯環(huán)聚酰亞胺薄膜及其制備方法。
[0011] 中國(guó)發(fā)明專利CN101922061A公開了一種聚酰亞胺纖維及其制備方法。
[0012] 中國(guó)發(fā)明專利CN102898644A公開了一種可溶性含氟芳香半脂環(huán)聚酰亞胺膜材料 及其制備方法。
[0013] 劉金剛等人（高折射率高透明性半脂環(huán)聚酰亞胺的合成與性能，高分子學(xué)報(bào)， 2008,（5) :460-465)公開了含脂環(huán)聚酰亞胺薄膜的分子結(jié)構(gòu)及其制備方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0014] 為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足和缺點(diǎn)，本發(fā)明的首要目的在于提供一種含酚羥基半脂 環(huán)聚酰亞胺。
[0015] 本發(fā)明的領(lǐng)域目的在于提供上述含酚羥基半脂環(huán)聚酰亞胺的制備方法。
[0016] 本發(fā)明的另一目的在于提供上述含酚羥基半脂環(huán)聚酰亞胺的應(yīng)用。
[0017] 本發(fā)明的目的通過(guò)下述方案實(shí)現(xiàn)：
[0018] -種含酚羥基半脂環(huán)聚酰亞胺，具有式I所示結(jié)構(gòu)：
[0019]
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種含酚羥基半脂環(huán)聚酰亞胺，其特征在于具有式I所示結(jié)構(gòu)：
其中，所述的n代表重復(fù)單元數(shù)，且n為大于0的正整數(shù)。
2. 權(quán)利要求1所述的含酚羥基半脂環(huán)聚酰亞胺的制備方法，其特征在于包含如下步 驟： (1) N2保護(hù)下，將2,2 雙（3-氨基-4-羥基苯基）丙烷溶于強(qiáng)極性非質(zhì)子有機(jī)溶劑 中，然后加入1，2, 4, 5-環(huán)己烷四甲酸二酐，攪拌0. 5~3h后，加入共沸脫水劑和催化劑，升 溫到180~200°C，回流3~5h ; (2) 將步驟（1)中回流后的混合液冷卻，用沉析劑沉析混合液中的固體產(chǎn)物，然后將固 體產(chǎn)物過(guò)濾，洗滌，干燥，得含酚羥基半脂環(huán)聚酰亞胺。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的含酚羥基半脂環(huán)聚酰亞胺的制備方法，其特征在于： 步驟（1)中所述的2, 2 雙（3-氨基-4-羥基苯基）丙烷與1，2, 4, 5-環(huán)己烷四甲 酸二酐的摩爾比為1: (1~1. 03)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的含酚羥基半脂環(huán)聚酰亞胺的制備方法，其特征在于： 步驟（1)中所述的2, 2 雙（3-氨基-4-羥基苯基）丙烷和1，2, 4, 5-環(huán)己烷四甲 酸二酐占總反應(yīng)體系質(zhì)量的10%~20%。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的含酚羥基半脂環(huán)聚酰亞胺的制備方法，其特征在于： 步驟（1)中所述的共沸脫水劑與強(qiáng)極性非質(zhì)子有機(jī)溶劑的質(zhì)量比為（〇. 9~1. 1) :6。
6. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的含酚羥基半脂環(huán)聚酰亞胺的制備方法，其特征在于： 步驟（1)中所述的共沸脫水劑為二甲苯。
7. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的含酚羥基半脂環(huán)聚酰亞胺的制備方法，其特征在于： 步驟（1)中所述的催化劑為Y-戊內(nèi)酯和吡啶催化體系。
8. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的含酚羥基半脂環(huán)聚酰亞胺的制備方法，其特征在于： 步驟（1)中所述的強(qiáng)極性非質(zhì)子有機(jī)溶劑為N-甲基-2-吡咯烷酮； 步驟（2)中所述的沉析劑為甲醇和水中的至少一種。
9. 一種聚酰亞胺薄膜，其特征在于由權(quán)利要求1所述的含酚羥基半脂環(huán)聚酰亞胺制備 得到。
10. 權(quán)利要求9所述的聚酰亞胺薄膜的制備方法，包含如下步驟： (1)將權(quán)利要求1所述的含酚羥基半脂環(huán)聚酰亞胺溶于強(qiáng)極性非質(zhì)子有機(jī)溶劑中，得 到聚酰亞胺溶液； (2)然后將聚酰亞胺溶液靜置0. 5~3h后，真空脫泡，將脫泡后的聚酰亞胺溶液涂布于 玻璃片上，干燥，脫膜，得到聚酰亞胺薄膜。
【專利摘要】本發(fā)明屬于化學(xué)合成領(lǐng)域，具體涉及一種含酚羥基半脂環(huán)聚酰亞胺及其制備方法與應(yīng)用。所述的含酚羥基半脂環(huán)聚酰亞胺，具有式Ⅰ所示結(jié)構(gòu)；其制備方法，包含如下步驟：N2保護(hù)下，將2,2＇-雙(3-氨基-4-羥基苯基)丙烷溶于強(qiáng)極性非質(zhì)子有機(jī)溶劑中，然后加入1,2,4,5-環(huán)己烷四甲酸二酐，攪拌0.5～3h后，加入共沸脫水劑和催化劑，升溫到180～200℃，回流3～5h；將回流后的混合液冷卻，用沉析劑沉析混合液中的固體產(chǎn)物，然后將固體產(chǎn)物過(guò)濾，洗滌，干燥，得含酚羥基半脂環(huán)聚酰亞胺。本發(fā)明還提供了一種聚酰亞胺薄膜，該膜由上述含酚羥基半脂環(huán)聚酰亞胺制備得到。
【IPC分類】C08L79-08, C08G73-10, C08J5-18
【公開號(hào)】CN104804189
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510207932
【發(fā)明人】呂滿庚, 王瑩, 吳昆 , 羅富彬, 鄭劍, 沈璐
【申請(qǐng)人】中科院廣州化學(xué)有限公司南雄材料生產(chǎn)基地, 中科院廣州化學(xué)有限公司
【公開日】2015年7月29日
【申請(qǐng)日】2015年4月28日