一种电刺激响应的聚酰亚胺及制备方法技术

本发明专利技术公开了一种电刺激响应的聚酰亚胺及制备方法，该聚酰亚胺具有电刺激亲疏水响应性。制备过程如下：首先将侧链含有二茂铁基团的二胺溶解在溶剂中，随后向其中加入四羧酸二酐，含有长烷基链的二胺和四羧酸二酐摩尔比为0.9～1:1，60℃下反应45min，随后加入封端剂，封端剂和四羧酸二酐摩尔比为0～0.1:1，反应0.5h；接着在180℃下搅拌4小时，搅拌结束后，将溶液投入到水中得到白色沉淀；过滤收集该沉淀，用水清洗3次后，再用热水洗涤三次，洗涤水温度为80℃，最后在80℃的真空干燥机中干燥20小时，得到红棕色的聚酰亚胺的粉末。本发明专利技术提供的电刺激响应的聚酰亚胺具有高玻璃化转变温度和优异的电刺激响应性。

【技术实现步骤摘要】
一种电刺激响应的聚酰亚胺及制备方法
本专利技术涉及一种聚酰亚胺，特别涉及一种适用于有机光电显示管、有机发光二极管、薄膜太阳能电池用聚酰亚胺基材、挠性印刷电路板基材、有机场致发光元件的绝缘层等的电刺激响应的聚酰亚胺及制备方法。
技术介绍
印制电子技术(PrintFullElectronicTechnology)是目前在全球发展迅速的新兴产业之一。与传统微电子技术相比，印刷电子技术具有用材少、成本低、无污染、柔性化等优势，是一种绿色制造技术。通过数字喷墨打印技术(DigitalPrintingInkjetTechnology)直接在基板(无铜箔)上形成整个印制电路板的过程。随着电子产品呈现小型化，轻薄型的特点，对于电路板就提出了更加严苛的要求。与传统PCB板相比，印制电子的基材本身就包含有线路又有元件，都由印制完成，成为真正的电子电路，这种完整一体性是PCB板无法比拟的。同时，由于印刷电子本身就是喷墨打印而来，其基材以有机薄膜为主，它将表现出良好的弯曲性和超薄属性，自身良好的可塑性将为电子产品节省更多空间，在可穿戴设备和弯曲屏幕有重要的应用前景。例如，美国专利US2006241239中公开了一种用于柔性印刷电路的聚酰亚胺基材制备方法，日本特开平09-017691号公报中公开了一种柔性电容器的制备方法，其中使用5-500μm聚酰亚胺作为基底膜。中国专利CN108137971A公开了一种用于印刷电子的组合物，主要介绍了该组合物的印刷工艺及在电子器件中的应用，特别是在电致发光器件中的应用，中国专利CN106750292A公开了一种用于印刷电子的聚酰亚胺的制备。由于上述公开申请的专利虽有采用喷墨印刷工艺来制备印刷电子，大部分基材未具亲疏水性转变的性能，因此在基底上打印或者印刷线路的时候都需要对基材进行特殊处理，其过程复杂，并且对基材容易形成损害，部分是由光敏性亲疏水性转变，需要掩膜版或者特定环境下进行紫外照射，操作条件比较苛刻。有鉴于此，为了解决上述问题，有必要开发一种电刺激响应的聚酰亚胺基材，该种基材在电刺激下具有亲疏性的转变。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对现有技术的不足，提供一种电刺激响应的聚酰亚胺及制备方法；本专利技术通过在聚酰亚胺树脂中引入电刺激亲疏性转变的单体，从而使其可以应用在在有机光电显示管、有机发光二极管、薄膜太阳能电池、接触压力感应器、薄膜开关用聚酰亚胺基材中。本专利技术的目的是通过以下技术方案来实现的：一种电刺激响应的聚酰亚胺，其特征在于，该聚酰亚胺具有电刺激亲疏水响应性，含有式(1)所示的聚酰亚胺单元：式(1)中，X为单键或2价的有机基团。进一步地，所述式(1)中的X优选为二(三氟甲基)亚甲基、羰基、磺基、氧原子二甲基亚甲基、亚甲基。本专利技术还提供了一种上述的电刺激响应的聚酰亚胺的制备方法，该方法具体为：在干燥氮气流下，首先将侧链含有二茂铁基团的二胺溶解在溶剂中，随后向其中加入四羧酸二酐，60℃下反应约45min；随后加入封端剂，反应0.5h；所述含有二茂铁基团的二胺和四羧酸二酐摩尔比为0.9～1:1，封端剂和四羧酸二酐摩尔比为0～0.1:1；在180℃下搅拌约4小时后，将溶液投入到水中得到白色沉淀；过滤收集该沉淀，用水清洗3次后，再用80℃的热水洗涤三次，最后在80℃的真空干燥机中干燥约20小时，得到红棕色的聚酰亚胺的粉末。进一步地，所述侧链含有二茂铁基团的二胺，其结构式如式(2)所示：进一步地，所述四羧酸二酐选自均苯四甲酸二酐、3,4,3’,4’-联苯四羧酸二酐、4,4’-氧基二羧酸二酐、3,4,3’,4’-二苯甲酮四羧酸二酐、3,3’,4,4’-二苯基砜四羧酸二酐、双(3,4-二羧基苯基)醚二酐、9,9-二(3,4-二羧基苯基)芴二酐、9,9-二[4-(3,4-二羧基苯氧基)苯基]芴二酐、2,3,6,7-萘四羧酸二酐、4,4’-(六氟异亚丙基)二羧酸酐、1,2,3,4-环丁烷四羧酸二酐、二环[2.2.2]苯基)丙烷二酐。进一步地，所述四羧酸二酐优选为双(3,4-二羧基苯基)醚二酐。进一步地，所述溶剂可以采用N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)、γ-丁内酯、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、二甲基亚砜等极性溶剂。本专利技术的有益效果是：1、该聚酰亚胺树脂通过一步二段法制备，采用缩聚和热亚胺化法，较两步法有工艺简单，操作简洁的优点；2、该印刷电子用的电刺激响应性聚酰亚胺树脂制备简单，且制备的电刺激响应性聚酰亚胺树脂具有较好的电刺激响应性能；3、该印刷电子用电刺激响应性聚酰亚胺树具有优异的柔软性和粘接性，最显著的是具有优异的亲疏性转变性能。附图说明图1是本专利技术制备聚酰亚胺薄膜电刺激亲疏水响应性能表征结果图；图2是本专利技术制备聚酰亚胺薄膜电刺激亲疏水响应机理图。具体实施方式本专利技术的目的是通过以下技术方案来实现的：一种电刺激响应的聚酰亚胺及其制备方法，该聚酰亚胺具有光敏亲疏水响应性；所述电刺激亲疏水响应性的聚酰亚胺是由一类侧链含有二茂铁基团的二胺和二酐单体反应制得的，其中，聚酰亚胺含有式(1)所示的聚酰亚胺单元：式(1)中，X为单键或2价的有机基团式(1)的聚酰亚胺单元是通过使四羧酸二酐和具有光敏性亲疏转换的侧链含有二茂铁基团的二胺的二胺的反应混合物进行酰亚胺化来得到的。本专利技术采用一步二段法制得碱溶性聚酰亚胺，其具体合成步骤如下：在干燥氮气流下，首先将含有长烷基链的二胺溶解在溶剂中，随后向其中加入四羧酸二酐，侧链含有二茂铁基团的二胺和四羧酸二酐摩尔比为0.9～1:1，60℃下反应45min，随后加入封端剂，封端剂和四羧酸二酐摩尔比为0～0.1:1，反应0.5h。接着在180℃下搅拌4小时。搅拌结束后，将溶液投入到水中得到白色沉淀。通过过滤收集该沉淀，用水清洗3次后，再用热水洗涤三次，洗涤水温度为80℃，最后在80℃的真空干燥机中干燥20小时，得到红棕色的聚酰亚胺树脂的粉末。作为成为本专利技术中使用的碱溶性聚酰亚胺树脂的结构单元的四羧酸二酐的具体例，可以举出均苯四甲酸二酐、3,4,3’,4’-联苯四羧酸二酐、4,4’-氧基二羧酸二酐、3,4,3’,4’-二苯甲酮四羧酸二酐、3,3’,4,4’-二苯基砜四羧酸二酐、双(3,4-二羧基苯基)醚二酐、9,9-二(3,4-二羧基苯基)芴二酐、9,9-二[4-(3,4-二羧基苯氧基)苯基]芴二酐、2,3,6,7-萘四羧酸二酐、4,4’-(六氟异亚丙基)二羧酸酐、1,2,3,4-环丁烷四羧酸二酐、二环[2.2.2]苯基)丙烷二酐等。其中，优选使用双(3,4-二羧基苯基)醚二酐。作为成为本专利技术中使用的二胺单体，为一类侧链含有二茂铁基团的二胺，其结构式如式(2)所示。本专利技术的正型感光性聚酰亚胺树脂组合物优选含有溶剂。作为溶剂，可举出N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)、γ-丁内酯、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、二甲基亚砜等极性溶剂。本通过使用上述的光敏性二胺单体，可以获得通过一般的紫外线即汞灯的i线(波长365nm)、h线(波长405nm)、g线(波长436nm)进行亲疏性转变的聚酰亚胺基材。电刺激响应的聚酰亚胺的涂膜、曝光、打印及烧结。其具体步骤如下：首先通过旋涂法进行涂膜，随后进行预烘烤，预烘烤30min(200℃)，预烘烤完毕后，随即进行曝光，曝光时本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电刺激响应的聚酰亚胺，其特征在于，该聚酰亚胺具有电刺激亲疏水响应性，含有式(1)所示的聚酰亚胺单元：

【技术特征摘要】
1.一种电刺激响应的聚酰亚胺，其特征在于，该聚酰亚胺具有电刺激亲疏水响应性，含有式(1)所示的聚酰亚胺单元：式(1)中，X为单键或2价的有机基团。2.如权利要求1所述的电刺激响应的聚酰亚胺，其特征在于，所述式(1)中的X优选为二(三氟甲基)亚甲基、羰基、磺基、氧原子二甲基亚甲基、亚甲基。3.一种权利要求1所述的电刺激响应的聚酰亚胺的制备方法，其特征在于，该方法具体为：在干燥氮气流下，首先将侧链含有二茂铁基团的二胺溶解在溶剂中，随后向其中加入四羧酸二酐，60℃下反应约45min；随后加入封端剂，反应0.5h；所述含有二茂铁基团的二胺和四羧酸二酐摩尔比为0.9～1:1，封端剂和四羧酸二酐摩尔比为0～0.1:1；在180℃下搅拌约4小时后，将溶液投入到水中得到白色沉淀；过滤收集该沉淀，用水清洗3次后，再用80℃的热水洗涤三次，最后在80℃的真空干燥机中干燥约20小时，得到红棕色的聚酰亚胺的粉末。4.如权利要求3所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：童荣柏，李春锐，林晓英，周光大，林建华，
申请(专利权)人：浙江福斯特新材料研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33