一种光学膜、透明基板、图像显示装置以及太阳能电池

文档序号:1499682 发布日期:2020-02-07 浏览:15次 >En<

阅读说明:本技术 一种光学膜、透明基板、图像显示装置以及太阳能电池 (Optical film, transparent substrate, image display device and solar cell ) 是由 李南文 许辉 于 2019-10-15 设计创作,主要内容包括:本发明提出了一种400nm光透射率达80%以上且线性热膨胀系数优异的光学膜;此外,本发明还提出了将该光学膜用于对透光性且线性热膨胀系数要求较高的制品和部件,例如透明基板、图像显示装置和太阳能电池。(The invention provides an optical film with 400nm light transmittance of more than 80% and excellent linear thermal expansion coefficient; further, the present invention proposes to use the optical film for products and parts requiring high light transmittance and a high linear thermal expansion coefficient, such as a transparent substrate, an image display device, and a solar cell.)

一种光学膜、透明基板、图像显示装置以及太阳能电池

技术领域

本发明涉及光学材料技术领域,尤其涉及一种光学膜、透明基板、图像显示装置以及太阳能电池。

背景技术

聚酰亚胺是一种高分子材料,具备优异的机械性能,热学性能,电学性能,是重要的特种高分子材料,应用于机械、电器、航空航天等众多领域。不同的应用领域对聚酰亚胺薄膜性能要求不同,在柔性电路板、柔性太阳能电池、柔性显示基板等方面的应用中,聚酰亚胺薄膜材料需要具备低的热膨胀系数,优异的尺寸稳定性,以及高耐热性能。

随着光电子技术的飞速发展,近年来光电子器件领域呈现智能化、轻量化、超薄化和可挠曲化的发展趋势,实现该功能的关键是得到质轻、柔性、综合性能优越的透明薄膜材料。传统玻璃基板材料由于本身硬和脆的特性,满足不了未来柔性封装技术的需求。高分子薄膜材料具有质轻、柔性、透明性好、综合性能优越等特点,能很好的满足柔性光电子器件基材的要求,并且柔性的透明高分子基材在工业化加工过程中可以采用卷对卷工艺进行规模化和连续化生产,有利于降低生产成本。因此,透明高分子基底材料成为未来柔性光电子器件的首选材料。

另外,在膜上形成由无机材料制成的细微元件时,由于无机材料和膜的线性热膨胀系数不同,形成无机元件后的膜可能弯曲,进而存在无机元件被破坏的担忧。因此,期望存在既具有透明性和耐热性,同时又具有和无机材料相同的线性热膨胀系数的薄膜材料。

由于聚酰亚胺具有耐热性和较高的绝缘性能,因而被应用于电子部件。因此,大多情况下将聚酰亚胺和单晶硅或铜等金属层叠,目前为止尝试将聚酰亚胺的线性热膨胀系数减小到和单晶硅或金属同等水平。

其中,含氟取代基的聚酰亚胺,例如由2,2’-二(三氟甲基)二氨基联苯得到的聚酰亚胺,除了优异的耐热性和线性热膨胀系数以外,对有机溶剂的溶解性和透明性也比较优异。但是该类聚酰亚胺目前还未公开对可见光具有优异的透光率。

发明内容

基于背景技术存在的技术问题,本发明提出了一种400nm光透射率达80%以上且线性热膨胀系数优异的光学膜;此外,本发明还提出了将该光学膜用于对透光性且线性热膨胀系数要求较高的制品和部件,例如透明基板、图像显示装置和太阳能电池。

本发明提出的一种光学膜,其是包含下述重复结构单元的聚酰亚胺,

Figure BDA0002234463290000021

其中,R1是含有芳环或脂环的四羧酸二酐单体除去4个羧基后的残基;R2是二元伯胺单体除去2个氨基后的残基;Ar是含有芳香环的2价有机基团。

优选地,

R1为如下基团中的至少一种:

R2为如下基团:

Figure BDA0002234463290000032

Ar为如下基团:

Figure BDA0002234463290000033

优选地,所述聚酰亚胺还包含下述重复结构单元,

Figure BDA0002234463290000034

其中,R3是与R1相同或者不同的四羧酸二酐单体除去4个羧基后的残基;R4是与R2相同或者不同的二元伯胺单体除去2个氨基后的残基。

优选地,

R3为如下基团中的至少一种:

Figure BDA0002234463290000041

R4为如下基团中的至少一种:

Figure BDA0002234463290000042

Figure BDA0002234463290000051

优选地,所述光学膜的线性热膨胀系数是20ppm/K以下;进一步地,玻璃化转变温度为300℃以上;更优选地,所述光学膜的总光线透射率为85%以上,进一步地,400nm波长光的透射率为80%以上。

优选地,所述聚酰亚胺是由四羧酸二酐单体和二元伯胺单体合成聚酰胺酸后以及在所述聚酰胺酸中加入脱水剂和酰亚胺化剂进行酰亚胺化得到。

优选地,所述光学膜是将所述聚酰胺酸进行酰亚胺化后,加入到不良溶剂中析出固体物,再将所述固体物溶解到有机溶剂后涂布到载体上制膜得到;优选地,所述不良溶剂为甲醇、乙醇、异丙醇(2-丙醇)、乙二醇、三乙二醇、2-丁醇中的至少一种,所述有机溶剂为酰胺类溶剂、酮类溶剂和醚类溶剂中的至少一种。

一种透明基板,是由上述光学膜制成。

一种图像显示装置,包含上述光学膜。

一种太阳能电池,包含上述光学膜。

本发明中,通过在聚酰亚胺光学膜的高分子链重复结构单元中同时引入酰胺基和酰亚胺基,由此得到的聚酰亚胺可见光透过率大大增强;实际操作中,可采用含酰胺基的二元胺作为二元伯胺单体参与反应,与此同时,可以在分子链中导入氟原子,来进一步增强聚酰亚胺的耐热性,最终获得了一种透明性和耐热性、以及线性热膨胀系数都表现优异的光学膜。进一步的,本发明也可采用共聚方法引入其他聚酰亚胺结构单元用于阻碍大分子链的密堆砌,从而实现进一步改善光学膜的光透过性和热膨胀性。

此外,本发明在制备该光学膜中,为避免以聚酰胺酸的状态制膜,摒弃了传统通过热地或化学地将膜进行酰亚胺化的方法,而是利用在聚酰胺酸中混合脱水剂和酰亚胺化剂进行酰亚胺化,如此操作进一步改善了聚酰亚胺膜的线性热膨胀系数以及尺寸稳定性。

本发明所述光学膜除了透明性、耐热性优异以外,还具有和各种无机材料同等的低线性热膨胀系数,因此适合作为必须具有耐热性、低膨胀性(尺寸稳定性)公知的所有部件用膜或涂膜。

附图说明

图1为实施例1制备的光学膜的红外光谱图;

图2为实施例2制备的光学膜的红外光谱图;

图3为实施例3制备的光学膜的红外光谱图;

具体实施方式

本发明中,所提出的光学膜是包含下述重复结构单元的聚酰亚胺,

Figure BDA0002234463290000061

其中,R1是含有芳环或脂环的四羧酸二酐单体除去4个羧基后的残基;R2是二元伯胺单体除去2个氨基后的残基;Ar是含有芳香环的2价有机基团。

上述结构式的聚酰亚胺可采用四羧酸二酐单体和含酰胺基的二胺单体结构生成,而含酰胺基的二胺单体结构又可采用芳香族二元羧酸单体和二元伯胺单体结构生成;

其中,所述四羧酸二酐单体结构的单体原料可以为4,4'-(六氟异丙烯)二酞酸酐、4,4-氧双邻苯二甲酸酐、1,2,3,4-环丁烷四羧酸二酐、1,2,4,5-环戊烷四羧酸二酐、2,3,5-三羧基环戊烷乙酸二酐、1,2,4,5-环己烷四羧酸二酐、双环[2.2.1]庚-2,3,5,6-四羧酸二酐、3,4,6-三羧基双环[2.2.2]庚烷基乙酸二酐、双环[2.2.2]庚-2,3,5,6-四羧酸二酐、双环[2.2.2]辛-7-烯-2,3,5,6-四羧酸二酐、十氢化-1,4,5,8-二亚甲基萘-2,3,6,7-四羧酸二酐或十氢化联苯-3,3',4,4'-四羧酸二酐,但是并不限于此;

所述芳香族二元羧酸单体结构的单体原料可以为对苯二酸、间苯二酸、2-氯对苯二甲酸、2-甲基对苯二甲酸、2,6-萘二甲酸、4,4'-二苯醚二甲酸、4,4'-联苯二甲酸,但是并不限于此;

所述二元伯胺单体结构的单体原料可以为2,2'-双(三氟甲基)-4,4'-二氨基联苯,但是并不限于此。

本发明中,所提出的聚酰亚胺光学膜中,除了包含前述重复结构单元,还包含下述重复结构单元,

Figure BDA0002234463290000071

其中,R3是与R1相同或不同的四羧酸二酐单体除去4个羧基后的残基;R4是与R2相同或不同的二元伯胺单体除去2个氨基后的残基。

上述结构式的聚酰亚胺也可采用四羧酸二酐单体结构和二胺单体结构生成;

其中,所述四羧酸二酐单体结构的单体原料可以为均苯四甲酸二酐、3,3',4,4'-联苯四羧酸二酐、1,2,4,5-环己烷四羧酸二酐、1,2,3,4-环丁烷四羧酸二酐、4,4-氧双邻苯二甲酸酐、1,2,4,5-环戊烷四羧酸二酐、2,3,5-三羧基环戊烷乙酸二酐、双环[2.2.1]庚-2,3,5,6-四羧酸二酐、3,4,6-三羧基双环[2.2.2]庚烷基乙酸二酐、双环[2.2.2]庚-2,3,5,6-四羧酸二酐、双环[2.2.2]辛-7-烯-2,3,5,6-四羧酸二酐、十氢化-1,4,5,8-二亚甲基萘-2,3,6,7-四羧酸二酐、十氢化联苯-3,3',4,4'-四羧酸二酐,但是并不限于此;

所述二胺单体结构的单体原料可以为2,4,6-三甲基-1,3-苯二胺、邻苯二胺、对苯二胺、2,2'-双(三氟甲基)-4,4'-二氨基联苯、α,α'-双(4-氨基苯基)-1,4-二异丙基苯、4,4'-双(2-三氟甲基-4-氨基苯氧基)苯、3,3'-双(2-三氟甲基-4-氨基苯氧基)苯、4,4'-双(2-甲基-4-氨基苯氧基)苯、3,3'-双(2-甲基-4-氨基苯氧基)苯、4,4'-双(2-三氟甲基-4-氨基苯氧基)联苯、4,4'-双(2-甲基-4-氨基苯氧基)联苯、2,2'-双(4-氨基苯氧基苯基)丙烷、2,2'-双(4-氨基苯氧基苯基)六氟丙烷、2,2'-双(2-三氟甲基-4-氨基苯氧基苯基)丙烷、2,2'-双(2-三氟甲基-4-氨基苯氧基苯基)六氟丙烷、4,4'-双(4-氨基苯氧基)二苯砜和4,4'-双(2-甲基-4-氨基苯氧基)二苯砜,但是并不限于此。

本发明中,制备所述光学膜时,先需制备所述聚酰亚胺,这里可以使用现有公知的方法获得聚酰胺酸,此后在聚酰胺酸中加入脱水剂和酰亚胺化剂进行酰亚胺化,再投入不良溶剂中,即可分离得到聚酰亚胺固体物。

例如,由四羧酸二酐单体与含酰胺基的二胺单体获得聚酰胺酸的反应,可在自以往就已知的条件下进行,其中四羧酸二酐与二胺单体的添加顺序或添加方法并无特别限定。

例如为获得包括结构式(1)的聚酰亚胺前驱体即聚酰胺酸时,则可以依次将含酰胺基的二胺单体和/或其他二胺类单体与四羧酸二酐溶解在有机溶剂中,并在适宜的反应温度下进行聚合反应,由此获得包括结构式(1)的聚酰胺酸。其中关于二胺单体的加入量,相对于四羧酸二酐1mol,通常为1.0mol或者以上;关于反应温度,只要是可使反应进行的温度,则并无特别限制,通常为0℃以上,优选为20℃以上;关于反应时间,通常为1小时以上,优选为2小时以上;关于反应环境,可以是空气下,也可以是惰性气体环境下;关于反应用的有机溶剂,并无特别限定,只要它可溶解聚酰胺酸即可,例如可以为N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、N-甲基-2-吡咯啶酮等酰胺系溶剂;关于含酰胺基的二胺单体化合物,其同样可以现有已知的氨基酰化反应获得。

这里,在获得同时包括结构式(1)和结构式(2)的聚酰胺酸时,则可以以等摩尔比例依次将含酰胺基的二胺单体和其他二胺类单体与两种不同的二酐类单体依次溶解在有机溶剂中进行聚合,从而得到同时包括结构式(1)和结构式(2)的聚酰胺酸。其中,含酰胺基的二胺单体的用量是总的二胺单体用量的50mol%以上。

此外,通过使上述得到的聚酰胺酸进行亚胺化而制备聚酰亚胺树脂时,则是在上述得到聚酰胺酸中加入脱水剂和酰亚胺化剂,完成酰亚胺化后,在反应溶液中投入不良溶剂,即可分离得到聚酰亚胺固体物。

例如,在分离得到的聚酰亚胺固体物时可使用如下方法:将同时含有聚酰亚胺、酰亚胺化剂和脱水剂的反应溶液投入到不良溶剂中,可以使聚酰亚胺树脂以固体状态析出,最终分离出聚酰亚胺树脂。其中关于脱水剂,可以为三氟乙酸酐、乙酸酐、丙酸酐、芳香族单羧酸酸酐、乙酰氯;关于酰亚胺化剂,可以为吡啶、p-吡咯啉、二甲基吡啶、三甲基吡啶、喹啉、异喹啉、三乙胺、N,N-二甲基乙醇胺;关于不良溶剂可以为任意对聚酰亚胺树脂不溶的不良溶剂,也可以是该不良溶剂和可溶解聚酰亚胺树脂的有机溶剂相混合后的溶剂,例如不良溶剂可以为甲醇、乙醇、异丙醇(2-丙醇)、乙二醇、三乙二醇、2-丁醇等。

本发明中,制备所述光学膜时,通过将上述得到聚酰亚胺固体物溶解到有机溶剂中,再涂布到载体上制膜即可得到。

例如,具体可以使用如下方法:将聚酰亚胺用有机溶剂配置成溶液,用流延法将溶液均匀涂覆在洁净的基板上,干燥后剥离,得到所述光学膜。关于此处所用的有机溶剂,可以为二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺和N-甲基吡咯烷酮等酰胺类溶剂,或者丙酮、甲乙酮、甲基异丁基酮、环戊酮和环己酮等酮类溶剂,或者四氢呋喃、1,3-二氧杂戊环和1,4-二噁烷等醚类溶剂,这些溶剂可单独使用1种,亦可将2种以上以任意比率及组合使用。

下面,通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明,但是应该明确提出这些实施例用于举例说明,但是不解释为限制本发明的范围。

实施例1

一种光学膜的制备方法包括:

含酰胺基二胺的合成:

在氮气保护下将8.12g(0.04mol)对苯二甲酰氯加入到由23g乙酸乙酯和23g正己烷组成的混合溶剂中,搅拌使其溶解,制备得到溶液A;在氮气保护下将35.9g(0.112mol)2,2’-二(三氟甲基)联苯胺(以下,称作TFMB)同样加入由101g乙酸乙酯和101g正己烷组成的混合溶剂中,搅拌使其溶解,制备得到溶液B;将溶液B在冰盐浴中冷却到-20℃下,搅拌条件下向溶液B中滴加溶液A,搅拌反应3h后,升至室温继续搅拌12h;过滤析出物,用乙酸乙酯/正己烷混合溶剂(体积比=1:1)充分洗涤,之后过滤,所得产物先在60℃下真空干燥12h,然后在120℃下真空干燥12h,得到收率为70%得到白色产物。结构式如下所示,

Figure BDA0002234463290000111

聚酰亚胺的合成:

在反应容器中加入14.6410g(0.019mol)前述结构式(3)所示的含酰胺基二胺作为二胺单体原料,再加入50ml无水N-甲基吡咯烷酮(以下,称作NMP)作为聚合用溶剂,搅拌均匀后,继续加入8.4405g(0.019mol)4,4'-(六氟异丙烯)二酞酸酐(以下,称作6FDA)作为四羧酸二酐单体原料和42ml无水NMP,室温下搅拌反应,得到聚酰胺酸溶液;继续搅拌24h后,向所述聚酰胺酸溶液中加入19ml吡啶作为酰亚胺化剂,分散完全后再加入1.95ml乙酸酐作为脱水剂,再次搅拌24h后将反应液移至滴液漏斗中,以2-3滴/秒的速度滴加至加入了大量乙醇的烧杯中生成沉淀,然后70℃下热洗三次,再置于100℃的真空烘箱中干燥过夜,得到聚酰亚胺树脂(Mw=150kDa,PDI=1.67)。

光学膜的制备:

将上述得到的聚酰亚胺树脂溶解到环戊酮中,制备得到固含量10wt%的聚酰亚胺树脂溶液,再将其涂布在玻璃板上,以形成具有均匀膜厚的聚酰亚胺树脂溶液膜,然后在60℃下干燥10min,接着在150℃下干燥60min,之后,从玻璃板上剥去膜,得到厚度为50微米的光学膜。光学膜的相关性能测试结果如表1中所示。

实施例2

一种光学膜,该光学膜的制备方法与实施例1相同,除了在聚酰亚胺的合成中,加入4.2593g(0.019mol)1,2,4,5-环己烷四甲酸二酐(以下,称作HPMDA)作为四羧酸二酐单体原料和36ml无水NMP,得到聚酰亚胺树脂(Mw=170kDa,PDI=1.55),最终获得的光学膜相关性能测试结果如表1中所示。

实施例3

一种光学膜,该光学膜的制备方法与实施例1相同,除了在聚酰亚胺的合成中,加入3.7261g(0.019mol)1,2,3,4-环丁烷四甲酸二酐(以下,称作CBDA)作为四羧酸二酐单体原料和32ml无水NMP,得到聚酰亚胺树脂(Mw=156kDa,PDI=1.51),最终获得的光学膜相关性能测试结果如表1中所示。

实施例4

一种光学膜,该光学膜的制备方法与实施例1相同,除了在聚酰亚胺的合成中,加入5.8942g(0.019mol)4,4'-氧双邻苯二甲酸酐(以下,称作ODPA)作为四羧酸二酐单体原料和40ml无水NMP,得到聚酰亚胺树脂(Mw=176kDa,PDI=1.38),最终获得的光学膜相关性能测试结果如表1中所示。

实施例5

一种光学膜,该光学膜的制备方法与实施例1相同,除了在聚酰亚胺的合成中,加入5.5898g(0.019mol)十氢化联苯-3,3',4,4'-四羧酸二酐作为四羧酸二酐单体原料和40ml无水NMP,得到聚酰亚胺树脂(Mw=158kDa,PDI=1.48),最终获得的光学膜相关性能测试结果如表1中所示。

实施例6

一种光学膜,其制备方法包括:

聚酰亚胺的合成:

在反应容器中加入15.4116g(0.020mol)结构式(3)所示的含酰胺基二胺作为二胺单体原料,再加入50ml无水NMP作为聚合用溶剂,搅拌均匀后,继续加入7.1078g(0.016mol)6FDA和1.1769g(0.004mol)十氢化联苯-3,3',4,4'-四羧酸二酐,再加入42ml无水NMP,室温下搅拌反应,得到聚酰胺酸溶液;继续搅拌24h后,向所述聚酰胺酸溶液中加入19ml吡啶作为酰亚胺化剂,分散完全后加入1.95ml乙酸酐作为脱水剂,再次搅拌24h后将反应液移至滴液漏斗中,以2-3滴/秒的速度滴加至加入了大量乙醇的烧杯中生成沉淀,然后70℃下热洗三次,再置于100℃的真空烘箱中干燥过夜,得到聚酰亚胺树脂(Mw=180kDa,PDI=2)。

光学膜的制备:

将上述得到的聚酰亚胺树脂溶解到环戊酮中,制备得到固含量10wt%的聚酰亚胺树脂溶液,再将其涂布在玻璃板上,以形成具有均匀膜厚的聚酰亚胺树脂溶液膜,然后在60℃下干燥10min,接着在150℃下干燥60min,之后,从玻璃板上剥去膜,得到厚度为50微米的光学膜。光学膜的相关性能测试结果如表1中所示。

实施例7

一种光学膜,该光学膜的制备方法与实施例6中相同,除了在聚酰亚胺合成中,加入7.1078g(0.016mol)6FDA和0.8725g(0.004mol)ODPA作为四羧酸二酐的单体原料,得到聚酰亚胺树脂(Mw=163kDa,PDI=1.62),最终获得的光学膜的相关性能测试结果如表1中所示。

实施例8

一种光学膜,该光学膜的制备方法与实施例6中相同,除了在聚酰亚胺合成中,加入7.1078g(0.016mol)6FDA和0.8967g(0.004mol)HPMDA作为四羧酸二酐的单体原料,得到聚酰亚胺树脂(Mw=174kDa,PDI=1.67),最终获得的光学膜的相关性能测试结果如表1中所示。

实施例9

一种光学膜,该光学膜的制备方法与实施例6中相同,除了在聚酰亚胺合成中,加入7.1078g(0.016mol)6FDA和0.7845g(0.004mol)CBDA作为四羧酸二酐的单体原料,得到聚酰亚胺树脂(Mw=163kDa,PDI=1.41),最终获得的光学膜的相关性能测试结果如表1中所示。

实施例10

一种光学膜,该光学膜的制备方法与实施例6中相同,除了在聚酰亚胺合成中,加入3.5867g(0.016mol)HPMDA和0.7845g(0.004mol)CBDA作为四羧酸二酐的单体原料,得到聚酰亚胺树脂(Mw=159kDa,PDI=1.44),最终获得的光学膜的相关性能测试结果如表1中所示。

实施例11

一种光学膜,该光学膜的制备方法与实施例6中相同,除了在聚酰亚胺合成中,加入3.5867g(0.016mol)HPMDA和0.8725g(0.004mol)ODPA作为四羧酸二酐的单体原料,得到聚酰亚胺树脂(Mw=146kDa,PDI=1.56),最终获得的光学膜的相关性能测试结果如表1中所示。

实施例12

一种光学膜,该光学膜的制备方法与实施例6中相同,除了在聚酰亚胺合成中,加入3.5867g(0.016mol)HPMDA和1.1769g(0.004mol)十氢化联苯-3,3',4,4'-四羧酸二酐作为四羧酸二酐的单体原料,得到聚酰亚胺树脂(Mw=176kDa,PDI=1.69),最终获得的光学膜的相关性能测试结果如表1中所示。

实施例13

一种光学膜,该光学膜的制备方法与实施例6中相同,除了在聚酰亚胺合成中,加入3.1378g(0.016mol)CBDA和0.8725g(0.004mol)ODPA作为四羧酸二酐的单体原料,得到聚酰亚胺树脂(Mw=155kDa,PDI=1.51),最终获得的光学膜的相关性能测试结果如表1中所示。

实施例14

一种光学膜,该光学膜的制备方法与实施例6中相同,除了在聚酰亚胺合成中,加入3.1378g(0.016mol)CBDA和1.1769g(0.004mol)十氢化联苯-3,3',4,4'-四羧酸二酐作为四羧酸二酐的单体原料,得到聚酰亚胺树脂(Mw=142kDa,PDI=1.52),最终获得的光学膜的相关性能测试结果如表1中所示。

实施例15

一种光学膜,其制备方法包括:

聚酰亚胺的合成:

在反应容器中加入1.2808g(0.004mol)TFMB和12.3293g(0.016mol)的结构式(3)所示的含酰胺基二胺作为二胺单体原料,再加入50ml无水NMP作为聚合用溶剂,搅拌均匀后,加入7.1078g(0.016mol)6FDA和0.8725g(0.004mol)ODPA作为四羧酸二酐单体原料,再加入42ml无水NMP,室温下搅拌反应,得到聚酰胺酸溶液;继续搅拌24h后,向所述聚酰胺酸溶液中加入19ml吡啶作为酰亚胺化剂,分散完全后加入1.95ml乙酸酐作为脱水剂,再次搅拌24h后将反应液移至滴液漏斗中,以2-3滴/秒的速度滴加至加入了大量乙醇的烧杯中生成沉淀,然后70℃下热洗三次,再置于100℃的真空烘箱中干燥过夜,得到聚酰亚胺树脂(Mw=138kDa,PDI=1.52)。

光学膜的制备:

将上述得到的聚酰亚胺溶解树脂到环戊酮中,制备得到固含量10wt%的聚酰亚胺树脂溶液,再将其涂布在玻璃板上,以形成具有均匀膜厚的聚酰亚胺树脂溶液膜,然后在60℃下干燥10min,接着在150℃下干燥60min,之后,从玻璃板上剥去膜,得到厚度为50微米的光学膜。光学膜的相关性能测试结果如表1中所示。

实施例16

一种光学膜,该光学膜的制备方法与实施例15中相同,除了在聚酰亚胺的合成中,加入7.1078g(0.016mol)6FDA和0.8967g(0.004mol)HPMDA作为四羧酸二酐的单体原料,得到聚酰亚胺树脂(Mw=146kDa,PDI=1.40),最终获得的光学膜的相关性能测试结果如表1中所示。

实施例17

一种光学膜,该光学膜的制备方法与实施例15中相同,除了在聚酰亚胺的合成中,加入7.1078g(0.016mol)6FDA和0.7845g(0.004mol)CBDA作为四羧酸二酐的单体原料,室温下搅拌反应,得到聚酰亚胺树脂(Mw=130kDa,PDI=1.21),最终获得的光学膜的相关性能测试结果如表1中所示。

实施例18

一种光学膜,该光学膜的制备方法与实施例15中相同,除了在聚酰亚胺的合成中,加入7.1078g(0.016mol)6FDA和1.1769g(0.004mol)十氢化联苯-3,3',4,4'-四羧酸二酐作为四羧酸二酐单体原料,得到聚酰胺酸溶液,得到聚酰亚胺树脂(Mw=159kDa,PDI=1.33),最终获得的光学膜的相关性能测试结果如表1中所示。

实施例19

一种光学膜,该光学膜的制备方法与实施例15中相同,除了在聚酰亚胺的合成中,加入3.5867g(0.016mol)HPMDA和0.7845g(0.004mol)CBDA作为四羧酸二酐的单体原料,得到聚酰亚胺树脂(Mw=163kDa,PDI=1.17),最终获得的光学膜的相关性能测试结果如表1中所示。

实施例20

一种光学膜,该光学膜的制备方法与实施例15中相同,除了在聚酰亚胺的合成中,加入3.5867g(0.016mol)HPMDA和0.8725g(0.004mol)ODPA作为四羧酸二酐的单体原料,得到聚酰亚胺树脂(Mw=171kDa,PDI=1.60),最终获得的光学膜的相关性能测试结果如表1中所示。

实施例21

一种光学膜,该光学膜的制备方法与实施例15中相同,除了在聚酰亚胺的合成中,加入3.5867g(0.016mol)HPMDA和1.1769g(0.004mol)十氢化联苯-3,3',4,4'-四羧酸二酐作为四羧酸二酐的单体原料,得到聚酰亚胺树脂(Mw=155kDa,PDI=1.59),最终获得的光学膜的相关性能测试结果如表1中所示。

实施例22

一种光学膜,该光学膜的制备方法与实施例15中相同,除了在聚酰亚胺的合成中,加入3.1378g(0.016mol)CBDA和0.8725g(0.004mol)ODPA作为四羧酸二酐的单体原料,得到聚酰亚胺树脂(Mw=132kDa,PDI=1.13),最终获得的光学膜的相关性能测试结果如表1中所示。

实施例23

一种光学膜,该光学膜的制备方法与实施例15中相同,除了在聚酰亚胺的合成中,加入3.1378g(0.016mol)CBDA和1.1769g(0.004mol)十氢化联苯-3,3',4,4'-四羧酸二酐作为四羧酸二酐的单体原料,得到聚酰亚胺树脂(Mw=130kDa,PDI=1.21),最终获得的光学膜的相关性能测试结果如表1中所示。

对比例1

一种光学膜,其制备方法包括:

聚酰亚胺的合成:

在反应容器中加入6.0902g(0.019mol)的TFMB,再加入50ml无水NMP作为聚合用溶剂,搅拌均匀后,继续加入8.4405g(0.019mol)6FDA和42ml无水NMP,室温下搅拌反应,得到聚酰胺酸溶液;继续搅拌24h后,向所述聚酰胺酸溶液中加入19ml吡啶作为酰亚胺化剂,分散完全后再加入1.95ml乙酸酐作为脱水剂,再次搅拌24h后将反应液移至滴液漏斗中,以2-3滴/秒的速度滴加至加入了大量乙醇的烧杯中生成沉淀,然后70℃下热洗三次,再置于100℃的真空烘箱中干燥过夜,得到所述聚酰亚胺树脂。

光学膜的制备:

将上述得到的聚酰亚胺树脂溶解到环戊酮中,制备得到固含量10wt%的聚酰亚胺树脂溶液,再将其涂布在玻璃板上,以形成具有均匀膜厚的聚酰亚胺树脂溶液膜,然后在60℃下干燥10min,接着在150℃下干燥60min,之后,从玻璃板上剥去膜,得到厚度为50微米的光学膜。光学膜的相关性能测试结果如表1中所示。

对比例2

一种光学膜,其制备方法包括:

含酰胺基的四羧酸二酐的合成:

在氮气保护下将7.68g(0.04mol)偏苯三酸酐加入到由20g乙酸乙酯和20g正己烷组成的混合溶剂中,搅拌使其溶解,制备得到溶液E;在氮气保护下将3.22g(0.01mol)TFMB同样加入由10g乙酸乙酯和10g正己烷组成的混合溶剂中,搅拌使其溶解,再加入1g环氧丙烷作为脱氧剂,制备得到溶液F;将溶液F在冰盐浴中冷却到-20℃下,搅拌条件下向溶液F中滴加溶液E,搅拌反应3h后,升至室温继续搅拌12h;过滤析出物,用乙酸乙酯/正己烷混合溶剂(体积比=1:1)充分洗涤,之后过滤,所得产物先在60℃下真空干燥12h,然后在120℃下真空干燥12h,得到白色产物。经过核磁确认得到的如下结构式所示的含酰胺基的四羧酸二酐,

Figure BDA0002234463290000191

聚酰亚胺的合成:

在反应容器中加入6.0902g(0.019mol)的TFMB,再加入50ml脱水N-甲基吡咯烷酮(以下,称作NMP)作为聚合用溶剂,搅拌均匀后,继续加入12.7005g(0.019mol)上述结构式所示的含酰胺基的四羧酸二酐和42ml脱水NMP,室温下搅拌反应,得到聚酰胺酸溶液;继续搅拌24h后,向所述聚酰胺酸溶液中加入19ml吡啶作为酰亚胺化剂,分散完全后再加入1.95ml乙酸酐作为脱水剂,再次搅拌24h后将反应液移至滴液漏斗中,以2-3滴/秒的速度滴加至加入了大量乙醇的烧杯中生成沉淀,然后70℃下热洗三次,再置于100℃的真空烘箱中干燥过夜,得到上所述聚酰亚胺树脂。

光学膜的制备:

将上述得到的聚酰亚胺树脂溶解到环戊酮中,制备得到固含量10wt%的聚酰亚胺树脂溶液,再将其涂布在玻璃板上,以形成具有均匀膜厚的聚酰亚胺树脂溶液膜,然后在60℃下干燥10min,接着在150℃下干燥60min,之后,从玻璃板上剥去膜,得到厚度为50微米的光学膜。光学膜的相关性能测试结果如表1中所示。

将实施例和对比例获得的光学膜进行下述方法所示的性能测试,结果参照表1。

光学膜的线性热膨胀系数:使用热机械式分析装置,在氮气氛围下,施加50mN的荷重,以10℃/min的升温速度进行测定,求出平均值。

光学膜的玻璃化转变温度:使用差式扫描热量计装置,在氮气氛围下,以10℃/min的升温速度条件下进行DSC测定,求出玻璃化转变温度。

光学膜的总光线透射率:用紫外-可见光谱测定总光线透射率。

光学膜的b值:根据ASTM E313,用色差仪测定b值。

光学膜的雾度:根据ASTM E313,用雾度计测定雾度。

光学膜的波长400nm的光线透射率:使用紫外分光光度计在400nm处测定透射率。

表1实施例1-23和对比例1-2对应获得的光学膜测试结果

Figure BDA0002234463290000201

以上所述,仅为本发明较佳的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变,都应涵盖在本发明的保护范围之内。

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