二胺、及其制得的聚酰胺酸及聚酰亚胺制造技术

本发明专利技术是关于一种二胺，所述二胺是由下式（Ⅰ）所示，在该式（Ⅰ）中，Ｘ及Ｙ分别为一选自：－Ｏ－、－（Ｃ＝Ｏ）－Ｏ－、－Ｏ－（Ｃ＝Ｏ）－、－（Ｃ＝Ｏ）－ＮＨ－或－ＮＨ－（Ｃ＝Ｏ）－的二价连结基团，以及Ｒ是根据说明书及权利要求所限定的基团。本发明专利技术也提供利用所述二胺制得的用作液晶配向剂的聚酰胺酸及聚酰亚胺。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种新的二胺，特别是涉及一种用于制备用作液晶配向剂(liquid crystal aligning agent)的聚酰亚胺的二胺，以及利用此二胺所制得的聚酰胺酸及聚酰亚胺。
技术介绍
随着个人资讯化产品(例如笔记本电脑、移动电话、数码相机及个人电子助理等)的快速发展，再加上液晶显示器具有轻薄、低耗电量等优点，使得液晶显示器已成为各种资讯产品所必须具备的构成部件。液晶显示器中的液晶层是利用外加电场来改变其排列状态，并让通过此液晶层的光线产生变化，而利用此液晶层的排列状态的不同可制作成各式液晶显示器，例如扭转向列型(twisted nematic，TN)液晶显示器、超扭转向列型(super twisted nematic，STN)液晶显示器及薄膜电晶体(thin-film transistor，TFT)液晶显示器等。一般而言，扭转向列式液晶显示器的构造由下至上依序包含：一第一基板、一第一导电膜、一第一配向膜(alignment film)、液晶、一第二配向膜、一第二导电膜及一第二基板，其中，第一及第二配向膜的设置目的在于让液晶分子与该第一或第二基板之间以一倾斜配向角(inclined alignment angle，以下称为预倾角(pretilt angle))排列。该配向膜的制备方法目前已知有以下两种：第一种方法是在该第一及第二基板上分别沿一倾斜方向蒸气沉积(vapor deposition)例如氧化硅的无机物，以分别在该第一及第二基板上形成该第一及第二配向膜，而在液晶被注入后，可让液晶分子沿着该第一及第二配向膜的成长方向排列，此方法虽可获得具有一致预倾角的均匀配向排列，但是不适于工业上的大量生产。第二种方法是在第一及第二基板的表面上分别形成一有机涂层，并利用一纺织品(例如棉、尼龙或聚酯)在一预定方向上对该有机涂层的表面进行刷毛(rubbing)步骤，而让该有机涂层的表面形成整齐排列的沟纹(groove)，-->且在液晶被注入后，可让液晶分子顺着该有机涂层的沟纹均匀排列，第二种方法可使液晶具有一定的配向且易于制备，所以为目前较常使用的方法。第二种方法所使用的有机涂层可由聚乙烯醇(polyvinylalcohol)、聚氧乙烯(polyoxyethylene)、聚酰胺(polyamide)或聚酰亚胺(polyimide)所制得，其中又以聚酰亚胺最为常用，这是因为聚酰亚胺具有高机械强度、耐热性及耐溶剂等性质。聚酰亚胺的一般制法是将单胺(monoamine)或二胺(diamine)与四羧酸二酐(tetracarboxylic acid)进行聚合反应而预先制得一聚酰胺酸(polyamic acid)，接着再将聚酰胺酸予以加热而制得聚酰亚胺。为了获得较大的预倾角(一般为3°以上的角度)并使液晶具有较佳的配向性质，且同时在不影响聚酰亚胺的性质下，目前业界大多借由改变二胺的结构，以获得不同结构及性质的聚酰亚胺。日产化学公司(Nissan Chemical Industries Ltd.)所获准的美国专利第6,111,059号，就公开一种由下式(1)所示的二胺基苯衍生物(diaminobenzene derivatives)：在式(1)中，P为一单键或-O-、-COO-或-CONH-，Q为选自：芳香环(aromatic ring)、脂肪环(aliphatic ring)、杂环(hetero ring)或前述的一组合的环状取代基(cyclic substituent)，R11为脂肪环及R12为碳数范围在1至22之间的直链烷基。此专利也公开一种聚酰亚胺，其是使用含有至少1mol％的上述二胺基苯衍生物与四羧酸二酐进行反应而获得一聚酰亚胺前体物，接着再使该聚酰亚胺前体物进行闭环(ring-closing)反应而制得，该聚酰亚胺是具有一由下式(2)所示的重复单元：-->在式(2)中，A是由一四羧酸所构成的四价有机基团(tetravalent organicgroup)，B是由二胺所构成的二价(bivalent)基团，而P、Q、R11及R12的限定与上式(1)相同。日本合成橡胶公司(Japan Synthetic Rubber Co.，Ltd.)也拥有一系列有关二胺及聚酰亚胺的专利(美国专利第5,276,132、5,698,135及5,783,656号等)。美国专利公告第5,698,135号公开一种液晶配向剂，该液晶配向剂包含至少一聚酰胺酸以及一将该聚酰胺酸予以酰亚胺化(imidizing)而制得的聚合物，其中，该聚酰胺酸是由四羧酸二酐及二胺进行反应所获得，该二胺可选自下式(3)、(4)、(5)或其组合：H2N-R17-NH2(5)，该式(3)中的R13为卤素、烷基或烷氧基，及a为0至4之间的整数。该式(4)中的R14为-CH2-、-O-、-S-、下式(i)或下式(ii)，R15及R16分别为卤素或烷基，b及c分别为0至4之间的整数：-->该式(5)的R17为具有胆固醇骨架(steroidal skeleton)的二价基团，式(5)的二胺的例子如下式(6)或(7)所示：日本窒素公司(Chisso Corporation)在美国专利公告第6,746,730号中公开一种清漆组成物(varnish composition)，该组成物包含一由下式(8)所示的聚酰胺酸B、一由下式(9)所示的聚酰胺酸A及一由下式(10)-->所示的聚酰亚胺：在式(8)、(9)及(10)中，R18、R20及R22分别为衍生自四羧酸的四价基团，R19、R21及R23分别为衍生自二胺的二价基团，d、e及f分别为一正整数。此专利所使用的二胺如下式(11)～(15)所示：-->及-->在式(11)～(14)中，R24、R25及R26各自表示为氢或具有1～12个碳原子的直链或分支烷基，Y为亚甲基(methylene)、环A表示一苯环或环己烷环，Z表示一单键、CH2、CH2CH2或氧，r为介于0至3之间的整数，s为介于0至5之间的整数，t为介于0至3之间的整数(需注意当t为2或3时，每个Z彼此可为相同或不同)。在该式(15)中，X1表示一单键CH2、CH2CH2或氧，R27及R28各自表示为氢或具有1～12个碳原子的直链或分支烷基，但是R27及R28的其中之一为具有3个以上碳原子的直链或分支的烷基或全氟烷基(perfluoroalkyl)，u为介于0至3之间的整数(需注意当u为2或3时，每个X1彼此可为相同或不同)。此专利主要在解决该组成物于涂布时可能发生的各种问题以及可任意调整预倾角，只是，由实施例的结果看来，其预倾角度的范围似乎只于2.7～8.9之间变化，而无法做大幅度的变化(例如趋近90°的预倾角)。由上述可知，针对以聚酰亚胺为主的配向膜，如何使液晶与配向膜之间具有较大变化范围的预倾角以及让液晶具有较佳的配向性质(也就是未产生非均匀区域(no domain)状态)，目前在业界仍存在极大的需求。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种可用于制备聚酰亚胺的新型二胺。本专利技术的另一目的在于提供一利用所述新型二胺所制得的聚酰胺酸。本专利技术的另一目的在于提供一种由所述聚酰胺酸所制得的聚酰亚胺，所述聚酰亚胺可用作使液晶与配向膜之间具有较大变化范围的预倾角以及使液晶本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种二胺，其特征在于所述二胺是由下式（Ⅰ）所示：Ｈ↓［２］Ｎ－＊－Ｘ－Ｒ－Ｙ－＊－ＮＨ↓［２］（Ⅰ）其中，Ｘ及Ｙ分别为一选自：＊＊＊的二价连结基团，Ｒ由下式（Ⅱ）所示：＊＊＊（Ⅱ）在所述式（Ⅱ）中，Ｒ↑［１］是选自：＊＊＊在所述式（Ⅲ）～（Ⅵ）中，Ｄ↑［１］、Ｄ↑［２］及Ｄ↑［３］分别表示－ＮＨ－、－Ｏ－或－Ｓ－，ｄ１、ｄ２及ｄ３分别为０或１，Ｒ↑［６］、Ｒ↑［７］及Ｒ↑［８］分别表示氢、卤素或碳原子数在１至３０之间的烷基，以及Ｚ是选自：－（－Ｄ↑［４］）↓［ｄ４］－Ｒ↑［９］（Ⅵ－１）、＊＊＊或＊－（－Ｄ↑［５］）↓［ｄ５］－（－Ｐ－）↓［ｅ］－（－Ｄ↑［６］）↓［ｄ６］－（－Ｑ）↓［ｆ］－（－Ｄ↑［７］）↓［ｄ７］－Ｒ↑［１０］（Ⅵ－５），在所述式（Ⅵ－１）及所述式（Ⅵ－５）中，Ｄ↑［４］、Ｄ↑［５］、Ｄ↑［６］及Ｄ↑［７］分别选自：－Ｏ－、＊＊＊的二价连结基团，ｄ４、ｄ５、ｄ６及ｄ７分别为０或１，Ｒ↑［９］表示碳原子数在１１至４０之间的直链烷基，Ｒ↑［１０］表示氢、氟或碳原子数在１至６之间的直链烷基，Ｐ及Ｑ分别选自：１，４－亚苯基、１，４－亚环己基、１，４－亚环己烯基或１，４－亚环己二烯基，以及ｅ与ｆ不可同时为０且各自表示一介于０至２之间的正整数；Ｒ↑［２］、Ｒ↑［３］、Ｒ↑［４］及Ｒ↑［５］是分别为氢或碳原子数在１至３之间的烷基，及ｎ及ｍ分别为一介于０至３之间的正整数。...

【技术特征摘要】
1. 一种二胺，其特征在于所述二胺是由下式(I)所示：其中，X及Y分别为一选自：二价连结基团，R由下式(II)所示：在所述式(II)中，R1是选自：在所述式(III)～(VI)中，D1、D2及D3分别表示-NH-、-O-或-S-，d1、d2及d3分别为0或1，R6、R7及R8分别表示氢、卤素或碳原子数在1至30之间的烷基，以及Z是选自：，在所述式(VI-1)及所述式(VI-5)中，D4、D5、D6及D7分别选自：或的二价连结基团，d4、d5、d6及d7分别为0或1，R9表示碳原子数在11至40之间的直链烷基，R10表示氢、氟或碳原子数在1至6之间的直链烷基，P及Q分别选自：1，4-亚苯基、1，4-亚环己基、1，4-亚环己烯基或1，4-亚环己二烯基，以及e与f不可同时为0且各自表示一介于0至2之间的正整数；R2、R3、R4及R5是分别为氢或碳原子数在1至3之间的烷基，及n及m分别为一介于0至3之间的正整数。2. 根据权利要求1所述的二胺，其特征在于，所述式(I)的X及Y分别为-O-。3. 根据权利要求1所述的二胺，其特征在于，所述式(III)的R6、所述式(IV)的R7及所述式(V)的R8分别表示氢或碳原子数在1至15之间的烷基。4. 根据权利要求1所述的二胺，其特征在于，所述式(II)的R1是由所述式(III)所示，且所述式(III)的R6为碳原子数在1至10之间的烷基。5. 根据权利要求1所述的二胺，其特征在于，所述式(II)的R1是由所述式(IV)所示，且所述式(IV)的R7为氢。6. 根据权利要求1所述的二胺，其特征在于，所述式(II)的R1是由所述式(V)所示，且所述式(V)的R8为甲基。7. 根据权利要求1所述的二胺，其特征在于，所述式(II)的R1是由所述式(VI)所示。8. 根据权利要求7所述的二胺，其特征在于，所述式(VI)的Z是由所述式(VI-1)所示，且所述式(VI-1)的R9为碳原子数在11至30之间的直链烷基。9. 根据权利要求8所述的二胺，其特征在于，所述式(VI-1)的R9为碳原子数在11至20之间的直链烷基。10. 根据权利要求7所述的二胺，其特征在于，所述式(VI)中的Z是由所述式(VI-2)所示。11. 根据权利要求7所述的二胺，其特征在于，所述式(VI)中的Z是由所述式(VI-3)所示。12. 根据权利要求7所述的二胺，其特征在于，所述式(VI)中的Z是由所述式(VI-4)所示。13. 根据权利要求7所述的二胺，其特征在于，所述式(VI)中的Z是由所述式(VI-5)所示。14. 根据权利要求13所述的二胺，其特征在于，所述式(VI-5)的D5、D6及D7分别表示-O-。15. 根据权利要求13所述的二胺，其特征在于，所述式(VI-5)的P及Q分别为1，4-亚苯基或1，4-亚环己基。16. 根据权利要求13所述的二胺，其特征在于，所述式(VI-5)的d5、d6及d7分别为0，e及f分别为1，P为1，4-亚苯基，Q为1，4-亚环己基，及R10为戊烷基。17. 根据权利要求13所述的二胺，其特征在于，所述式(VI-5)的d5为0，d6及d7分别为1，D6及D7分别为-O-，e及f分别为1，P为1，4-亚苯基，Q为1，4-亚环己基，及R10为戊烷基。18. 根据权利要求1所述的二胺，其特征在于，所述式(I)中的R是选自：19. 一种聚酰胺酸，其特征在于所述聚酰胺酸是由一个二胺组份与四羧酸二酐进行反应所制得，其中，所述二胺组份含有下式(I)所示的二胺其中，X及Y分别为一选自：二价连结基团，R由下式(II)所示：在所述式(II)中，R1是选自：，在所述式(III)～(VI)中，D1、D2及D3分别表示-NH-、-O-或-S-，d1、d2及d3分别为0或1，R6、R7及R8分别表示氢、卤素或碳原子数在1至30之间的烷基，及Z是选自：，在所述式(VI-1)及所述式(VI-5)中，D4、D5、D6及D7分别选自：或二价连结基团，d4、d5、d6及d7分别为0或1，R9表示碳原子数在11至40之间的直链烷基，R10表示氢、氟或碳原子数在1至6之间的直链烷基，P及Q分别选自：1，4-亚苯基、1，4-亚环己基、1，4-亚环己烯基或1，4-亚环己二烯基，以及e与f不可同时为0且各自表示一介于0至2之间的正整数；R2、R3、R4及R5是分别为氢或碳原子数在1至3之间的烷基，及n和m分别为一介于0至3之间的正整数。20. 根据权利要求19所述的聚酰胺酸，其特征在于，所述式(I)的X及Y分别为-O-。21. 根据权利要求19所述的聚酰胺酸，其特征在于，所述式(III)的R6、所述式(IV)的R7及所述式(V)的R8分别表示氢或碳原子数在1至15之间的烷基。22. 根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：颜传特，黄志雄，黄昭敬，高进旺，洪亭慧，
申请(专利权)人：大立高分子工业股份有限公司，
类型：发明
国别省市：71[中国|台湾]