聚酰胺酸溶液功能性保护漆、其制备方法及其应用与流程

本发明涉及聚酰胺酸溶液功能性保护漆、其制备方法及其应用，具体涉及作为耐热聚酰亚胺前驱体的聚酰胺酸的溶液的功能性保护漆、其制备方法及其应用。

背景技术：

柔性显示器具有轻、薄、不易碎的特点，且外观形态多样化。与液晶显示器(lcd)相比，有机发光二极管(oled)显示器结构简单，更适合用于制作柔性显示器。oled具有高发光效率和高对比度，并且在手机、数码相机、导航仪、商业标识等方面可获得广泛的应用。为了适应低能耗、快速响应、高分辨率的要求，加速了对主动矩阵oled(amoled)显示器件的发展，进而促进了其在手机及其它领域的应用。可折叠屏幕以及手机产品是高端手机的一大亮点。amoled的薄膜晶体管(tft)阵列沉积在衬底基板上，并且沉积温度对tft的电子特性影响很大。当玻璃为衬底材料时，它可承受极高的沉积温度(大于500℃)，产生具有优良特性的tft。然而，玻璃本身较厚、较重、易碎且不可弯折，从而限制了显示器产品的设计和多样性。同时，极高的加工温度也对电子元器件的耐热性能提出了苛刻的要求。手机制造厂商对具有重量轻、尺寸薄、不易碎特性的显示器有很高的呼声。聚合物衬底基板材料是柔性显示器的必要组成部分，进一步提升现有膜材的耐热性能也是重要的应用科研方向。

高分子材料由于比重小、柔顺性好、不易碎、易于制成薄膜的特点而成为理想的基板材料，用于柔性电子器件制作中。高分子材料的耐热性能是基板是否合格的重要条件。

可以用聚合物溶液于现场在玻璃基板上浇铸成聚合物薄膜。在此聚合物薄膜/玻璃基板上把所有的功能层制作完毕后，剥离掉玻璃基板，得到以聚合物薄膜为基板的柔性显示器件。在此过程中，聚合物薄膜的厚度一般为10微米至50微米，其必须承受在tft制作中的极高温度条件，因此聚合物薄膜的热稳定性对柔性oled显示器的制作极为关键。在与玻璃基板分离之前，聚合物薄膜必须保持良好的尺寸稳定性和与玻璃的良好贴合。进一步提升高分子材料的耐热性能(即，耐受更高的必须的热处理温度)能更好地配合oled显示器的生产。通过向高分子膜材涂布功能性保护漆的方法，可以以简单的方式提升膜材的耐热性能。

本发明阐述的高分子聚合物溶液功能性保护漆，是用于：1)加强聚合物薄膜与玻璃的良好贴合；以及2)提高聚合物薄膜主体的耐热性能。本发明的功能性保护漆可以直接涂布于主体膜之上，并且可以与主体膜一同进行热处理，从而可以改进与基板的粘合性。与此同时，发明人在研究中发现，本发明的功能性保护漆的涂布可以起到保护作用，增加高分子主体膜的耐热性能(具体体现为提高热分解温度)。

技术实现要素：

发明目的：

本发明的目的在于提供一种用于制备聚酰胺酸溶液功能性保护漆的方法、由所述方法制备的聚酰胺酸溶液功能性保护漆、使用该聚酰胺酸溶液功能性保护漆制备薄膜的方法、以及该聚酰胺酸溶液功能性保护漆在显示器基板中的应用，该聚酰胺酸溶液功能性保护漆可以有效地提高主体膜的粘合性与耐热性能，避免起泡缺陷，适合作为柔性显示器的基板材料。

本发明的技术方案：

为了实现上述发明目的，在一方面，本发明提供了一种用于制备聚酰胺酸溶液功能性保护漆的方法，所述方法包括：使聚酰胺酸溶液与二氧化硅纳米颗粒均匀混合以制备所述聚酰胺酸溶液功能性保护漆，其中所述聚酰胺酸溶液功能性保护漆能够改善主体膜的耐热性能，提升主体膜的粘合性。

在一些实施方案中，可以通过将四酸二酐单体与二胺单体聚合来产生聚酰胺酸溶液。

在一些实施方案中，四酸二酐单体可以包括1,2,4,5-均苯四甲酸二酐(pmda)，并且二胺单体可以包括对苯二胺(ppda)。

在一些实施方案中，聚合还可以包括第二四酸二酐单体，第二四酸二酐单体的摩尔百分数小于90％，优选地小于80％，更优选地小于50％。

在一些实施方案中，第二四酸二酐单体可以选自由3,3’,4,4’-二苯醚二酐(odpa)、4,4’-(六氟异亚丙基)双邻苯二甲酸酐(6fda)、3,3’,4,4’-联苯四甲酸二酐(bpda)、3,3’,4,4’-二苯砜四羧酸二酐(dsda)、4,4’-(4,4’-异亚丙基二苯氧基)双邻苯二甲酸酐(bisada)、3,3’,4,4’-二苯酮四酸二酐(btda)、及其组合组成的组。在优选实施方案中，第二四酸二酐单体为3,3’,4,4’-联苯四甲酸二酐(bpda)。

在一些实施方案中，聚合还可以包括第二二胺单体，第二二胺单体的摩尔百分数小于50％，优选地小于25％。

在一些实施方案中，第二二胺单体可以选自由4,4’-二氨基二苯醚(oda)、间苯二胺(mpda)、3,4’-二氨基二苯醚(3,4’-oda)、4,4’-二氨基二苯砜(dds)、3,3’-二氨基二苯醚(3,3’-dds)、2,2’-二甲基-4,4’-二氨基联苯(otol)、4,4’-二氨基二苯甲烷(mda)、4,4’-二氨基二苯甲酮、4,4’-二氨基二苯-2,2-六氟丙烷、9,9-双-(4-氨基苯基)芴、9,9-双-(3-氟-4氨基苯基)芴、2,2’-二(三氟甲基)-4,4’-二氨基联苯(pfmb)、双-(2-三氟甲基-4-氨基苯氧基)联苯、及其组合组成的组。在优选实施方案中，第二二胺单体为4,4’-二氨基二苯醚(oda)。

在一些实施方案中，聚酰胺酸溶液与二氧化硅纳米颗粒的混合比例可以大于1:10且小于5:1。

在一些实施方案中，聚酰胺酸溶液可以由四酸二酐单体与二胺单体的反应直接制备。

在一些实施方案中，聚酰胺酸溶液可以由四酸二酐单体与二胺单体反应后，经过沉淀、干燥、重新溶解而制备。

在另一方面，本发明提供一种由上述方法制备的聚酰胺酸溶液功能性保护漆。

在一些实施方案中，聚酰胺酸溶液功能性保护漆中的溶剂可以选自由n,n-二甲基甲酰胺(dmf)、n,n-二甲基乙酰胺(dmac)、n-甲基砒咯烷酮(nmp)、n-乙基砒咯烷酮(nep)、二甲基亚砜(dmso)、六甲基磷酰胺(hmpa)、及其组合组成的组。在优选实施方案中，聚酰胺酸溶液功能性保护漆中的溶剂为n-甲基砒咯烷酮(nmp)。

在又一方面，本发明提供一种使用上述聚酰胺酸溶液功能性保护漆制备薄膜的方法，方法包括以下步骤：

将聚酰胺酸溶液功能性保护漆浇铸在主体膜上；以及

依照主体膜的热处理条件进行热处理，以得到一体的薄膜。

在一些实施方案中，主体膜可以为(但不限于)聚酰胺酸溶液、或其他高性能树脂的溶液。

在一些实施方案中，方法还可以包括在将聚酰胺酸溶液功能性保护漆浇铸在主体膜上之后经加热除去溶剂，其中经干燥的聚酰胺酸溶液功能性保护漆的厚度小于5微米(优选地，小于3微米)。后续的热处理依照主体膜的要求进行，本发明不进行限制。

在一些实施方案中，聚酰胺酸溶液功能性保护漆可以与主体膜一起进行热处理。

在一些实施方案中，首先进行主体膜的热处理的步骤，然后再进行浇铸聚酰胺酸溶液功能性保护漆的步骤，并且对浇铸的聚酰胺酸溶液功能性保护漆单独地进行热处理。

在一些实施方案中，薄膜的氮气分解温度高于550℃。

在一些实施方案中，薄膜与基板的粘合性得到改善，无起泡缺陷。

在再一方面，本发明提供上述聚酰胺酸溶液功能性保护漆在显示器基板中的应用。

有益效果：

本发明的聚酰胺酸溶液功能性保护漆具有良好的成膜性，当其被涂布于主体膜之上时可以起到保护作用。本发明提供的聚酰胺酸溶液功能性保护漆可以有效地提高主体膜的粘合性与耐热性能(例如，热分解温度)，避免起泡缺陷，适合作为柔性显示器的基板材料。

具体实施方式

以下将结合具体实施方案来说明本发明。需要说明的是，下面的实施例为本发明的示例，仅用来说明本发明，而不用来限制本发明。在不偏离本发明主旨或范围的情况下，可进行本发明构思内的其他组合和各种改良。

聚酰胺酸(聚酰亚胺的前驱体)溶液是由聚合单体发生聚合反应后所得到的原始溶液。可替代地，聚酰胺酸溶液与沉淀剂在搅拌下以一定比例混合及浸泡，通过过滤除去沉淀剂和杂质，将经干燥后获得的聚酰胺酸的固体以一定比例溶解于溶剂中，即可得到粘度和固含量合适的聚酰胺酸溶液。在一些实施方案中，沉淀剂可以选自由水、异丙醇、甲醇、乙醇、丙酮、mibk、及其组合组成的组。

除非另有说明，本发明的固含量均为重量百分数。

使用聚酰胺酸溶液功能性保护漆制备薄膜的方法包括：由单体聚合获得聚酰胺酸溶液，然后将其与二氧化硅纳米颗粒混合均匀，以得到聚酰胺酸溶液功能性保护漆。首先，根据样品需要将主体膜浇铸在基板上，本文对此并无限制。在主体膜成型后，将聚酰胺酸溶液功能性保护漆浇铸在主体膜上，经干燥后，其可以与主体膜一起进行后续的热处理，以完成薄膜的制备。通过优选所使用的单体、聚酰胺酸溶液与二氧化硅纳米颗粒的混合比例，所得到的聚酰胺酸溶液功能性保护漆能够优化整体薄膜的耐热性能(例如，热分解温度)和整体薄膜对玻璃基板的粘合性。聚酰胺酸溶液功能性保护漆的固含量为10重量％-30重量％。

本发明中的代表性四酸二酐的实例如下：

均苯四甲酸酐(如1,2,4,5-均苯四甲酸二酐(pmda))；

联苯二酐(如3,3’,4,4’-联苯四甲酸二酐(bpda))；

单醚二酐(如3,3’,4,4’-二苯醚二酐(odpa))；

六氟二酐(如4,4’-(六氟异亚丙基)双邻苯二甲酸酐(6fda))；

二苯砜二酐(如3,3’,4,4’-二苯砜四羧酸二酐(dsda))；

双酚a二醚二酐(如4,4’-(4,4’-异亚丙基二苯氧基)双邻苯二甲酸酐(bisada))；

二苯甲酮二酐(如3,3’,4,4’-二苯酮四酸二酐(btda))等。

本发明中的代表性芳香二胺的实例如下：

对苯二胺(ppda)；

间苯二胺(mpda)；

4,4’-二氨基二苯醚(oda)；

3,4’-二氨基二苯醚(3,4’-oda)；

4,4’-二氨基二苯砜(dds)；

3,3’-二氨基二苯醚(3,3’-dds)；

2,2’-二甲基-4,4’-二氨基联苯(otol)；

4,4’-二氨基二苯甲烷(mda)；

4,4’-二氨基二苯甲酮；

4,4’-二氨基二苯-2,2-六氟丙烷；

9,9-双-(4-氨基苯基)芴；

9,9-双-(3-氟-4氨基苯基)芴；

2,2’-二(三氟甲基)-4,4’-二氨基联苯(pfmb)；

双-(2-三氟甲基-4-氨基苯氧基)联苯等。

在采用正常加料顺序的聚合过程中，首先将芳香二胺溶解在溶剂中，再加入芳香二酐以引发聚合发应。随着聚酰胺酸的形成，溶液的粘度不断增长。

下列实施例中的测试项目如下：

固含量测试：根据投料计算得出固含量；

成膜性能测试：将样品溶液浇铸在玻璃基板上，热空气干燥除去残余溶剂，随后高温加热(400-500℃)得到聚酰亚胺薄膜。通过观察评价是否存在突起、不均一、裂纹和粉末化等现象；以及

热稳定性测试：薄膜热稳定性由热重分析仪(tga)型号ta-q50测试，将样品以20℃/分钟的速率在氮气气氛中从室温加热到700℃。测得失重1％对应温度为t1％，失重5％对应温度为t5％。

实施例1

在配备有搅拌器、搅拌叶片、氮气保护和冷凝装置的烧瓶中，投入74.70克nmp、25.0毫摩尔bpda、25.0毫摩尔pmda、5.0毫摩尔oda和45.0毫摩尔ppda。然后，在氮气流下在室温反应5小时。得到固含量为20.0％的反应溶液。将市售的二氧化硅纳米颗粒的dmac溶液与所得到的反应溶液按照60:40的比例均匀混合，得到固含量为20.0％的聚酰胺酸溶液功能性保护漆。

在基板上涂布事先准备的bpda/pmda/ppda＝70/30/100的溶液，并且经由狭缝法控制涂膜厚度为20微米。干燥后，涂布聚酰胺酸溶液功能性保护漆，同样采用狭缝法控制涂膜厚度，得到厚度为1微米的保护层。然后，根据主体膜的要求进行热处理，在热处理后得到厚度为21微米的薄膜。该薄膜与基板贴合，t1％为571℃，t5％为613℃。相比于对比例，该薄膜的粘合性好，热分解温度高。

实施例2

在配备有搅拌器、搅拌叶片、氮气保护和冷凝装置的烧瓶中，投入74.70克nmp、25.0毫摩尔bpda、25.0毫摩尔pmda、5.0毫摩尔oda和45.0毫摩尔ppda。然后，在氮气流下在室温反应5小时。得到固含量为20.0％的反应溶液。将市售的二氧化硅纳米颗粒的dmac溶液与所得到的反应溶液按照50:50的比例均匀混合，得到固含量为20.0％的聚酰胺酸溶液功能性保护漆。

在基板上涂布事先准备的bpda/pmda/ppda＝70/30/100的溶液，并且经由狭缝法控制涂膜厚度为20微米。干燥后，涂布聚酰胺酸溶液功能性保护漆，同样采用狭缝法控制涂膜厚度，得到厚度为1微米的保护层。然后，根据主体膜的要求进行热处理，在热处理后得到厚度为21微米的薄膜。该薄膜与基板贴合，t1％为563℃，t5％为608℃。相比于对比例，该薄膜的粘合性好，热分解温度高。

实施例3

在配备有搅拌器、搅拌叶片、氮气保护和冷凝装置的烧瓶中，投入74.70克nmp、25.0毫摩尔bpda、25.0毫摩尔pmda、5.0毫摩尔oda和45.0毫摩尔ppda。然后，在氮气流下在室温反应5小时。得到固含量为20.0％的反应溶液。将市售的二氧化硅纳米颗粒的dmac溶液与反应得到的反应溶液按照40:60的比例均匀混合，得到固含量为20.0％的聚酰胺酸溶液功能性保护漆。

在基板上涂布事先准备的bpda/pmda/ppda＝70/30/100的溶液，并且经由狭缝法控制涂膜厚度为20微米。干燥后，涂布聚酰胺酸溶液功能性保护漆，同样采用狭缝法控制涂膜厚度，得到厚度为1微米的保护层。然后，根据主体膜的要求进行热处理，在热处理后得到厚度为21微米的薄膜。该薄膜与基板贴合，t1％为559℃，t5％为607℃。相比于对比例，该薄膜的粘合性，热分解温度高。

实施例4

在配备有搅拌器、搅拌叶片、氮气保护和冷凝装置的烧瓶中，投入74.70克nmp、25.0毫摩尔bpda、25.0毫摩尔pmda、5.0毫摩尔oda和45.0毫摩尔ppda。然后，在氮气流下在室温反应5小时。得到固含量为20.0％的反应溶液。将市售的二氧化硅纳米颗粒的dmac溶液与所得到的反应溶液按照60:40的比例均匀混合，得到固含量为20.0％的聚酰胺酸溶液功能性保护漆。

在基板上涂布事先准备的bpda/pmda/ppda＝80/20/100的溶液，并且经由狭缝法控制涂膜厚度为20微米。干燥后，涂布聚酰胺酸溶液功能性保护漆，同样采用狭缝法控制涂膜厚度，得到厚度为1微米的保护层。然后，根据主体膜的要求进行热处理，在热处理后得到厚度为21微米的薄膜。该薄膜与基板贴合，t1％为574℃，t5％为613℃。相比于对比例，该薄膜的粘合性，热分解温度高。

实施例5

在配备有搅拌器、搅拌叶片、氮气保护和冷凝装置的烧瓶中，投入74.70克nmp、25.0毫摩尔bpda、25.0毫摩尔pmda、5.0毫摩尔oda和45.0毫摩尔ppda。然后，在氮气流下在室温反应5小时。得到固含量为20.0％的反应溶液。将市售的二氧化硅纳米颗粒的dmac溶液与所得到的反应溶液按照20:80的比例均匀混合，得到固含量为20.0％的聚酰胺酸溶液功能性保护漆。

在基板上涂布事先准备的bpda/pmda/ppda＝80/20/100的溶液，并且经由狭缝法控制涂膜厚度为20微米。干燥后，涂布聚酰胺酸溶液功能性保护漆，同样采用狭缝法控制涂膜厚度，得到厚度为1微米的保护层。然后，根据主体膜的要求进行热处理，在热处理后得到厚度为21微米的薄膜。该薄膜与基板贴合，t1％为572℃，t5％为608℃。相比于对比例，该薄膜的粘合性好，热分解温度高。

实施例6

在配备有搅拌器、搅拌叶片、氮气保护和冷凝装置的烧瓶中，投入77.43克nmp、40.0毫摩尔bpda、10.0毫摩尔pmda和50.0毫摩尔ppda。然后，在氮气流下在室温反应5小时。得到固含量为20.0％的反应溶液。将市售的二氧化硅纳米颗粒的dmac溶液与所得到的反应溶液按照60:40的比例均匀混合，得到固含量为20.0％的聚酰胺酸溶液功能性保护漆。

在基板上涂布事先准备的bpda/pmda/ppda＝70/30/100的溶液，并且经由狭缝法控制涂膜厚度为20微米。干燥后，涂布聚酰胺酸溶液功能性保护漆，同样采用狭缝法控制涂膜厚度，得到厚度为1微米的保护层。然后，根据主体膜的要求进行热处理，在热处理后得到厚度为21微米的薄膜。该薄膜与基板贴合，t1％为569℃，t5％为605℃。相比于对比例，该薄膜的粘合性好，热分解温度高。

实施例7

在配备有搅拌器、搅拌叶片、氮气保护和冷凝装置的烧瓶中，投入77.43克nmp、40.0毫摩尔bpda、10.0毫摩尔pmda和50.0毫摩尔ppda。然后，在氮气流下在室温反应5小时。得到固含量为20.0％的反应溶液。将市售的二氧化硅纳米颗粒的dmac溶液与所得到的反应溶液按照50:50的比例均匀混合，得到固含量为20.0％的聚酰胺酸溶液功能性保护漆。

在基板上涂布事先准备的bpda/pmda/ppda＝70/30/100的溶液，并且经由狭缝法控制涂膜厚度为20微米。干燥后，涂布聚酰胺酸溶液功能性保护漆，同样采用狭缝法控制涂膜厚度，得到厚度为1微米的保护层。然后，根据主体膜的要求进行热处理，在热处理后得到厚度为21微米的薄膜。该薄膜与基板贴合，t1％为567℃，t5％为604℃。相比于对比例，该薄膜的粘合性好，热分解温度高。

实施例8

在配备有搅拌器、搅拌叶片、氮气保护和冷凝装置的烧瓶中，投入77.43克nmp、40.0毫摩尔bpda、10.0毫摩尔pmda和50.0毫摩尔ppda。然后，在氮气流下在室温反应5小时。得到固含量为20.0％的反应溶液。将市售的二氧化硅纳米颗粒的dmac溶液与所得到的反应溶液按照20:80的比例均匀混合，得到固含量为20.0％的聚酰胺酸溶液功能性保护漆。

在基板上涂布事先准备的bpda/pmda/ppda＝70/30/100的溶液，并且经由狭缝法控制涂膜厚度为20微米。干燥后，涂布聚酰胺酸溶液功能性保护漆，同样采用狭缝法控制涂膜厚度，得到厚度为1微米的保护层。然后，根据主体膜的要求进行热处理，在热处理后得到厚度为21微米的薄膜。该薄膜与基板贴合，t1％为563℃，t5％为605℃。相比于对比例，该薄膜的粘合性好，热分解温度高。

对比例

对比例1.在基板上涂布上述实施例中的bpda/pmda/ppda＝70/30/100的溶液，并且在涂布后不经聚酰胺酸溶液功能性保护漆处理，直接进行热处理。所得到的薄膜起泡脱落，无法得到均匀的薄膜。

对比例2.在基板上涂布上述实施例中的bpda/pmda/ppda＝80/20/100的溶液，并且在涂布后不经聚酰胺酸溶液功能性保护漆处理，直接进行热处理。所得到的薄膜起泡脱落，无法得到均匀的薄膜。

对比例3.在基板上涂布bpda/pmda/ppda/oda＝40/60/90/10的溶液，并且在涂布后不经聚酰胺酸溶液功能性保护漆处理。可以得到不起泡的薄膜。然而，该薄膜的热性能不佳，t1％仅为521℃，t5％为571℃。

对比例4.在基板上涂布bpda/pmda/ppda/oda＝40/60/99.5/0.5的溶液，并且在涂布后不经聚酰胺酸溶液功能性保护漆处理。可以得到不起泡的薄膜。然而，该薄膜的热性能不佳，t1％仅为523℃，t5％为570℃。

参照对比例1-4，从以上实施例1-8可以看出，本发明所提供的聚酰胺酸溶液功能性保护漆可以有效地提高主体膜的粘合性与耐热性能(例如，热分解温度)，避免起泡缺陷，适合作为柔性显示器的基板材料。

以上实施方式只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人了解本发明内容并加以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明精神实质所做的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。

起点商标作为专业知识产权交易平台，可以帮助大家解决很多问题，如果大家想要了解更多知产交易信息请点击 【在线咨询】或添加微信 【19522093243】与客服一对一沟通，为大家解决相关问题。

此文章来源于网络,如有侵权,请联系删除