CN111072961B - 薄膜材料以及薄膜材料的制备方法 - Google Patents

薄膜材料以及薄膜材料的制备方法 Download PDF

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Abstract

本申请提出了一种薄膜材料及其制备方法。该薄膜材料的制备方法包括：在第一容器中，化合物A和第一反应物反应形成化合物B；在第二容器中，所述化合物B和第二反应物反应形成化合物C；在第三容器中，所述化合物C和第三反应物反应形成聚合物D；在第四容器中，所述聚合物D通过反应得到包括聚合物F或包括聚合物H的第二混合物；包括所述聚合物F的溶液或包括所述聚合物H的溶液在基板上形成聚合物F或聚合物H。本申请通过一种新的薄膜材料的制备方法制备出了吡啶环作为主链结构的聚酰亚胺薄膜材料，有效提高了聚酰亚胺薄膜材料的耐热性、机械性以及光学性能。

Description

薄膜材料以及薄膜材料的制备方法
技术领域
本申请涉及显示技术领域，尤其涉及一种薄膜材料及其制备方法。
背景技术
OLED即有机发光二极管(Organic Light-Emitting Diode)，具备自发光、高亮度、宽视角、高对比度、可挠曲、低能耗等特性，因此OLED显示面板，尤其是柔性OLED显示面板受到广泛的关注。
现有的用于柔性OLED显示面板的衬底材料的高分子聚合物薄膜材料的耐热性、机械性以及光学性能难以同时满足作为衬底材料的要求。
因此，亟需一种新的薄膜材料以及薄膜材料的制备方法以解决上述技术问题。
发明内容
本申请提供了一种薄膜材料及其制备方法，用于解决现有的高分子聚合物薄膜材料的耐热性、机械性以及光学性能难以同时满足用于显示面板的柔性衬底材料的要求的问题。
为了解决上述技术问题，本申请提供的技术方案如下：
本申请提供了一种薄膜材料的制备方法，包括：
S1、在第一容器中，化合物A和第一反应物反应形成化合物B；
S2、在第二容器中，所述化合物B和第二反应物反应形成化合物C；
S3、在第三容器中，所述化合物C和第三反应物反应形成聚合物D；
S4、在第四容器中，所述聚合物D通过反应得到包括聚合物F或包括聚合物H的第二混合物；
S5、包括所述聚合物F的溶液或包括所述聚合物H的溶液在基板上形成聚合物F或聚合物H；
其中，所述化合物A的结构通式为：
Figure GDA0003251638380000011
所述聚合物F的结构通式为：
Figure GDA0003251638380000021
所述聚合物H的结构通式为：
Figure GDA0003251638380000022
其中，R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8为氢原子或脂肪烷烃基中的一种，R9为含氟基团。
本申请提供的薄膜材料的制备方法中，步骤S1包括：
S11、提供一第一容器，所述第一容器包括溶解有所述化合物A的第一溶剂；
S12、将所述第一反应物逐滴加入到所述第一容器中，在第一反应温度下，经第一反应时间，形成化合物B1；或者，
将所述第一反应物一次性加入到所述第一容器中，在第一反应温度下，经第一反应时间，形成化合物B2；
其中，所述化合物B1的结构通式为：
Figure GDA0003251638380000023
所述化合物B2的结构通式为：
Figure GDA0003251638380000031
所述第一反应物至少包括亚硝酸钠。
本申请提供的薄膜材料的制备方法中，步骤S1还包括：
S13、在第一容器中加入第一体积的第一分离剂，充分搅拌并静置；
S14、在第一容器中加入第二体积的第二分离剂，萃取、收集有机层并旋蒸，得到包括所述化合物B1或包括所述化合物B2的第一粗产物；
S15、所述第一粗产物经第一淋洗剂淋洗后旋蒸，得到纯化后的所述化合物B1或所述化合物B2。
本申请提供的薄膜材料的制备方法中，步骤S2包括：
S21、提供一第二容器，所述第二容器包括溶解有所述化合物B的第二溶剂；
S22、在第二反应温度下，将所述第二反应物缓慢加入到所述第二容器中；
S23、在第三反应温度下，经第二反应时间后停止所述第二容器中的反应，得到包括化合物C1或包括化合物C2的第一混合物；
所述化合物C1的结构通式为：
Figure GDA0003251638380000032
所述化合物C2的结构通式为：
Figure GDA0003251638380000041
其中，所述第二反应物至少包括盐酸联氨。
本申请提供的薄膜材料的制备方法中，步骤S2还包括：
S24、所述第一混合物旋蒸得到第二粗产物，所述第二粗产物经第二淋洗剂淋洗后得到的滤液进行旋蒸，得到纯化后的所述化合物C1或所述化合物C2。
本申请提供的薄膜材料的制备方法中，步骤S3包括：
S31、提供一第三容器，所述第三容器包括溶解有所述化合物C的第三溶剂；
S32、所述第三反应物加入到所述第三容器中，在第四反应温度下，经第三反应时间，形成聚合物D1或聚合物D2；
其中，所述聚合物D1的结构通式为：
Figure GDA0003251638380000042
所述聚合物D2的结构通式为：
Figure GDA0003251638380000043
所述第三反应物为含氟二酸酐类化合物。
本申请提供的薄膜材料的制备方法中，步骤S4包括：
S41、提供一第四容器，所述第四容器包括溶解有所述聚合物D的第四溶剂；
S42、在第五反应温度下，经第四反应时间后停止所述第四容器中的反应，得到包括所述聚合物F或包括所述聚合物H的所述第二混合物；
S43、在第一过滤温度下使用有机滤膜过滤所述第二混合物，得到包括所述聚合物F的溶液或包括所述聚合物H的溶液。
本申请提供的薄膜材料的制备方法中，步骤S5包括：
S51、将包括所述聚合物F的溶液或包括所述聚合物H的溶液涂覆于所述基板上；
S52、所述聚合物F或所述聚合物H经第一预设工艺，形成于所述基板上；
S53、所述聚合物F或所述聚合物H经第二预设工艺，形成所述薄膜材料。
本申请提供的薄膜材料的制备方法中，步骤S52包括：
S52a、所述基板移送至第一烘箱内，在第一烘干温度下，经第一烘干时间，去除第四溶剂；
S52b、所述基板移送至第二烘箱内，在第二烘干温度下，经第二烘干时间，在所述基板上形成所述聚合物F或聚合物H。
本申请还提供了一种薄膜材料，包括：聚合物F或聚合物H；
其中，所述聚合物F的结构通式为：
Figure GDA0003251638380000051
所述聚合物H的结构通式为：
Figure GDA0003251638380000052
其中，R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8为氢原子或脂肪烷烃基中的一种，R9为含氟基团。
有益效果：本申请通过一种新的薄膜材料的制备方法制备出了吡啶环作为主链结构的聚酰亚胺薄膜材料，有效提高了聚酰亚胺薄膜材料的耐热性、机械性以及光学性能。
附图说明
下面结合附图，通过对本申请的具体实施方式详细描述，将使本申请的技术方案及其它有益效果显而易见。
图1为本申请的薄膜材料的制备方法流程图。
图2为本申请的薄膜材料的制备方法中第一种步骤S1的流程图。
图3为本申请的薄膜材料的制备方法中第二种步骤S1的流程图。
图4为本申请的薄膜材料的制备方法中步骤S2的流程图。
图5为本申请的薄膜材料的制备方法中步骤S3的流程图。
图6为本申请的薄膜材料的制备方法中步骤S4的流程图。
图7为本申请的薄膜材料的制备方法中步骤S5的流程图。
图8为本申请的薄膜材料的制备方法中步骤S52的流程图。
图9为本申请的薄膜材料中的聚合物F及聚合物H的拉伸性能曲线。
图10为本申请的薄膜材料中的聚合物F及聚合物H的热失重曲线。
图11为本申请的薄膜材料中的聚合物F及聚合物H的光透过性能测试结果。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接或可以相互通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本申请的不同结构。为了简化本申请的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本申请。此外，本申请可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外，本申请提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。
现有的薄膜材料存在耐热性、机械性以及光学性能难以同时满足用于显示面板的柔性衬底材料的要求的问题。基于此，本申请提出了一种薄膜材料及其制备方法。
请参阅图1，所述薄膜材料的制备方法包括：
S1、在第一容器中，化合物A和第一反应物反应形成化合物B。
S2、在第二容器中，所述化合物B和第二反应物反应形成化合物C。
S3、在第三容器中，所述化合物C和第三反应物反应形成聚合物D。
S4、在第四容器中，所述聚合物D通过反应得到包括聚合物F或包括聚合物H的第二混合物。
S5、包括所述聚合物F的溶液或包括所述聚合物H的溶液在基板上形成聚合物F或聚合物H。
其中，所述化合物A的结构通式为：
Figure GDA0003251638380000071
所述聚合物F的结构通式为：
Figure GDA0003251638380000081
所述聚合物H的结构通式为：
Figure GDA0003251638380000082
其中，R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8为氢原子或脂肪烷烃基中的一种，R9为含氟基团。本实施例中，所述化合物A的结构式可以为：
Figure GDA0003251638380000083
Figure GDA0003251638380000084
中的一种。
本实施例中，R9可以为
Figure GDA0003251638380000091
中的一种。
本申请通过一种新的薄膜材料的制备方法制备出了吡啶环作为主链结构的聚酰亚胺薄膜材料，有效提高了聚酰亚胺薄膜材料的耐热性、机械性以及光学性能。
请参阅图2及图3，步骤S1包括：
S11、提供一第一容器，所述第一容器包括溶解有所述化合物A的第一溶剂。
本实施例中，所述第一溶剂可以为三氟乙酸。
S12、将所述第一反应物逐滴加入到所述第一容器中，在第一反应温度下，经第一反应时间，形成化合物B1；或者，
将所述第一反应物一次性加入到所述第一容器中，在第一反应温度下，经第一反应时间，形成化合物B2。
本实施例中，所述化合物B1的结构通式可以为：
Figure GDA0003251638380000092
本实施例中，所述化合物B2的结构通式为：
Figure GDA0003251638380000093
本实施例中，所述第一反应物至少包括亚硝酸钠。
本实施例中，所述第一反应物可以为亚硝酸钠溶解于三氟乙酸或溶解于二次水中配制而成。
本实施例中，所述第一反应温度可以为15～30℃，优选为25℃。
当反应温度低于15℃时，反应速率过低，会造成反应时间过长；当反应温度过高时，会导致反应物副产物增多，造成所述化合物B1或所述化合物B2的产率下降；当反应温度为25℃时，既不会产生过多副产物导致所述化合物B1或所述化合物B2的产率下降，反应时间也不会过长。
本实施例中，所述第一反应时间可以为5～35分钟，优选为12～30分钟。
本实施中，当所述第一反应时间少于5分钟时，反应时间过短，会造成所述化合物B1或所述化合物B2的产率过低，当所述第一反应时间多余35分钟时，反应时间过长，会造成反应副产物增加，降低所述化合物B1或所述化合物B2的产率；当所述第一反应时间为12～30分钟时，化合物B1或所述化合物B2的产率达到最大。
请参阅图2及图3，步骤S1还包括：
S13、在第一容器中加入第一体积的第一分离剂，充分搅拌并静置。
本实施例中，所述第一分离剂可以为去离子水，所述第一体积可以为80～120毫升，优选为100毫升。当所述第一分离剂体积小于80毫升时，所述化合物B不能完全从所述第一溶剂和所述第一分离剂的混合溶液中分离出来，造成所述化合物B的损失；当所述第一分离剂体积大于120毫升时，所述第一分离剂用量过多，造成所述第一分离剂的浪费；当所述第一分离剂体积为100毫升时，既能使所述化合物B从所述第一溶剂和所述第一分离剂的混合溶液中完全分离，又避免了所述第一分离剂的过度使用。
S14、在第一容器中加入第二体积的第二分离剂，萃取、收集有机层并旋蒸，得到包括所述化合物B1或包括所述化合物B2的第一粗产物。
本实施例中，所述第二分离剂可以为二氯甲烷等可溶解所述化合物B并且不与所述第一溶剂及所述第一分离剂互溶的有机溶剂。
S15、所述第一粗产物经第一淋洗剂淋洗后旋蒸，得到纯化后的所述化合物B1或所述化合物B2。
本实施例中，所述第一淋洗剂可以为二氯甲烷与石油醚的混合溶液，二氯甲烷与石油醚的体积比优选为5:3。
请参阅图4，步骤S2包括：
S21、提供一第二容器，所述第二容器包括溶解有所述化合物B的第二溶剂。
本实施例中，所述第二溶剂可以为三氟乙酸。
S22、在第二反应温度下，将所述第二反应物缓慢加入到所述第二容器中。
本实施例中，所述第二反应物至少包括盐酸联氨。
本实施例中，所述第二反应温度可以为30～70℃，优选为40～60℃。
当所述第二反应温度低于30℃时，所述化合物B在所述第二溶剂中溶解度过小，导致所述化合物B和所述第二反应物反应不完全，生成所述化合物C的产率过低；当第二反应温度高于70℃时，第二反应温度过高，导致第二反应物和所述化合物B反应的副产物增多，导致所述化合物C的产率降低；当所述第二反应温度为40～60℃，所述第二溶剂既能完全溶解所述化合物B，又不会因为所述第二反应温度过高导致反应副产物增多，降低所述化合物C的产率。
S23、在第三反应温度下，经第二反应时间后停止所述第二容器中的反应，得到包括化合物C1或包括化合物C2的第一混合物。
本实施例中，所述化合物C1的结构通式为：
Figure GDA0003251638380000111
所述化合物C2的结构通式为：
Figure GDA0003251638380000112
本实施例中，所述第三反应温度可以为70～110℃，优选为75～100℃。
所述第二反应时间可以为10～32小时，优选为12～30小时。
本实施例中所述第三反应温度以及所述第二反应时间的选择，原因与所述第一反应温度以及所述第一反应时间的选择原因相同或相似，在此不再赘述。
请参阅图4，步骤S2还包括：
S24、所述第一混合物旋蒸得到第二粗产物，所述第二粗产物经第二淋洗剂淋洗后得到的滤液进行旋蒸，得到纯化后的所述化合物C1或所述化合物C2。
本实施例中，所述第二淋洗剂可以为二氯甲烷和乙酸乙酯的混合溶液。
其中，二氯甲烷和乙酸乙酯的体积比为6:1～14:1，优选为8:1～12:1。二氯甲烷和乙酸乙酯的体积比小于6:1或大于14:1时，淋洗所述第二粗产物并旋蒸后能得到的纯化后的所述化合物C的量过少，导致所述化合物C的产率降低；当二氯甲烷和乙酸乙酯的体积比为8:1～12:1时，经步骤S24后所能得到的纯化后的所述化合物C的产率最大。
请参阅图5，步骤S3包括：
S31、提供一第三容器，所述第三容器包括溶解有所述化合物C的第三溶剂。
S32、所述第三反应物加入到所述第三容器中，在第四反应温度下，经第三反应时间，形成聚合物D1或聚合物D2。
本实施例中，所述第三溶剂可以为N-甲基吡咯烷酮等能够溶解所述化合物C以及所述第三反应物的溶剂。
本实施例中，所述第四反应温度可以为15～30℃，优选为25℃。
本实施例中，所述第三反应时间可以为12～108小时，优选为24～96小时。
本实施例中所述第四反应温度以及所述第三反应时间的选择，原因与所述第一反应温度以及所述第一反应时间的选择原因相同或相似，在此不再赘述。
本实施例中，所述聚合物D1的结构通式为：
Figure GDA0003251638380000121
本实施例中，所述聚合物D2的结构通式为：
Figure GDA0003251638380000122
本实施例中，所述第三反应物可以为含氟二酸酐类化合物。
所述第三反应物可以为以下化合物中的一种：
Figure GDA0003251638380000131
请参阅图6，步骤S4包括：
S41、提供一第四容器，所述第四容器包括溶解有所述聚合物D的第四溶剂。
本实施例中，所述第四溶剂可以为甲苯。
本实施例中，所述第四溶剂的体积可以为5～110毫升。
S42、在第五反应温度下，经第四反应时间后停止所述第四容器中的反应，得到包括所述聚合物F或包括所述聚合物H的所述第二混合物。
本实施例中，所述第五反应温度可以为120～270℃，优选为150～250℃。
所述第四反应时间可以为3～7小时，优选为4～6小时。
本实施例中所述第五反应温度以及所述第四反应时间的选择，原因与所述第一反应温度以及所述第一反应时间的选择原因相同或相似，在此不再赘述。
S43、在第一过滤温度下使用有机滤膜过滤所述第二混合物，得到包括所述聚合物F的溶液或包括所述聚合物H的溶液。
本实施例中，所述第一过滤温度可以为70～90℃，优选为80℃。当所述第一过滤温度低于70℃时，所述聚合物F或所述聚合物H会析出，导致所述聚合物F或所述聚合物H的产率降低；当所述第一过滤温度高于90℃时，所述第二混合物中的副产物析出不完全，导致获得的包括聚合物F的溶液或包括所述聚合物H的溶液中存在杂质；当所述第一过滤温度为80℃时，所述聚合物F或所述聚合物H不会析出，并且所述第二混合物中的副产物能完全析出。
请参阅图7，步骤S5包括：
S51、将包括所述聚合物F的溶液或包括所述聚合物H的溶液涂覆于所述基板上。
本实施例中，所述基板可以为玻璃基板。
S52、所述聚合物F或所述聚合物H经第一预设工艺，形成于所述基板上。
请参阅图8，本实施例中，步骤S52包括：
S52a、所述基板移送至第一烘箱内，在第一烘干温度下，经第一烘干时间，去除第四溶剂。
本实施例中，所述第一烘箱可以为具有真空环境的烘箱。
本实施例中，所述第一烘干温度可以为70～90℃，优选为80℃。
本实施例中，所述第一烘干时间为0.2～1.2小时，优选为0.5～1.5小时。
本实施例中，步骤S52a去除的所述第四溶剂的量可以为步骤S51中包括所述聚合物F的溶液或包括所述聚合物H的溶液中所述第四溶剂的60％～80％，优选为70％。
当步骤S52a去除的所述第四溶剂的量低于60％时，所述基板上剩余的所述第四溶剂的量过多，不利于所述聚合物F或聚合物H在步骤S52b中的交联固化；当步骤S52a去除的所述第四溶剂的量多于80％时，所述基板上剩余的所述第四溶剂的量过少，导致所述聚合物F或聚合物H在步骤S52b中交联固化时溶剂过少，最后生成的薄膜材料产生裂纹等瑕疵。
S52b、所述基板移送至第二烘箱内，在第二烘干温度下，经第二烘干时间，在所述基板上形成所述聚合物F或聚合物H。
本实施例中，所述第二烘箱可以为高温炉。
本实施例中，所述第二烘干温度可以为400～520℃，优选为420～500℃。
本实施例中，所述第二烘干时间可以为2～6小时。
S53、所述聚合物F或所述聚合物H经第二预设工艺，形成所述薄膜材料。
本实施例中，所述第二预设工艺包括：将形成有所述聚合物F或所述聚合物H的所述基板浸泡入第三分离剂中；经第一浸泡时间后，将所述基板和所述聚合物F或所述聚合物H分离；分离后的所述聚合物F或所述聚合物H移送至第三烘箱，经第三烘干温度烘干后，获得所述薄膜材料。
本实施例中，所述第三分离剂可以为去离子水。
本实施例中，所述第一浸泡时间可以为60～108小时，优选为72～96小时。
当所述第一浸泡时间少于60小时，所述聚合物F或所述聚合物H无法完全和所述基板分离，导致获得的所述薄膜材料存在破损等瑕疵；当所述第一浸泡时间多于108小时，浸泡时间过长，影响所述薄膜材料的制备效率；当所述第一浸泡时间为72～96小时，既能使所述聚合物F或所述聚合物H完全和所述基板分离，又能保证所述薄膜材料的制备效率。
本实施例中，所述第三烘干温度可以为70～90℃，优选为80℃。
现结合具体实施例对本申请的技术方案进行描述。
实施例一
S1、在第一容器中，化合物A和第一反应物反应形成化合物B。
本实施例中，步骤S1包括：
S11、提供一第一容器，所述第一容器包括溶解有0.3～1.1mol所述化合物A的12mL～50mL三氟乙酸。
本实施例中，所述化合物A可以为：
Figure GDA0003251638380000151
S12、将含有0.1～2.5mol亚硝酸钠的2～5mL三氟乙酸溶液逐滴加入到所述第一容器中，在25℃下，经12～30分钟，形成化合物B1。
S13、在第一容器中加入100毫升的去离子水，充分搅拌并静置。
S14、在第一容器中加入二氯甲烷，萃取、收集有机层并旋蒸，得到包括所述化合物B1或包括所述化合物B2的第一粗产物。
S15、所述第一粗产物经体积比为5：3的二氯甲烷和石油醚的混合溶液淋洗后旋蒸，得到纯化后的所述化合物B1。
所述化合物B1的结构式为：
Figure GDA0003251638380000152
S2、在第二容器中，所述化合物B和第二反应物反应形成化合物C。
本实施例中，步骤S2包括：
S21、提供一第二容器，所述第二容器包括溶解有所述化合物B的10～40毫升三氟乙酸。
S22、在40～60℃下，将0.1～2.3mol盐酸联氨缓慢加入到所述第二容器中。
S23、在75～100℃下，经12～30小时后停止所述第二容器中的反应，得到包括化合物C1的第一混合物。
S24、所述第一混合物旋蒸得到第二粗产物，所述第二粗产物经二氯甲烷：乙酸乙酯体积比为8:1～12:1的混合溶液淋洗后得到的滤液进行旋蒸，得到纯化后的所述化合物C1。
所述化合物C1的结构式为：
Figure GDA0003251638380000161
S3、在第三容器中，所述化合物C和第三反应物反应形成聚合物D。
本实施例中，步骤S3包括：
S31、提供一第三容器，所述第三容器包括溶解有1～4.7mol所述化合物C的N-甲基吡咯烷酮。
S32、0.5～9.5mol所述第三反应物加入到所述第三容器中，在25℃下，经24～96小时后，形成聚合物D1。
所述第三反应物为：
Figure GDA0003251638380000162
所述聚合物D1的结构式为：
Figure GDA0003251638380000171
S4、在第四容器中，所述聚合物D通过反应得到包括聚合物F或包括聚合物H的第二混合物。
本实施例中，步骤S4包括：
S41、提供一第四容器，所述第四容器包括溶解有所述聚合物D的10～105毫升甲苯。
S42、在150～250℃下，经4～6小时后停止所述第四容器中的反应，得到包括所述聚合物F或包括所述聚合物H的所述第二混合物。
S43、在80℃下使用有机滤膜过滤所述第二混合物，得到包括所述聚合物F的溶液或包括所述聚合物H的溶液。
S5、包括所述聚合物F的溶液或包括所述聚合物H的溶液在基板上形成聚合物F或聚合物H。
本实施例中，步骤S5包括：
S51、将包括所述聚合物F的溶液或包括所述聚合物H的溶液涂覆于玻璃基板上。
S52、所述聚合物F或所述聚合物H经第一预设工艺，形成于所述基板上。
本实施例中，步骤S52包括：
S52a、所述基板移送至具有真空环境的烘箱内，在80℃下，经0.5～1小时，去除70％的甲苯。
S52b、所述基板移送至高温炉内，在420～450℃下，经3～5小时，在所述基板上形成所述聚合物F或聚合物H。
本实施例中，所述基板移送至高温炉内，所述高温炉内的温度110～130℃，优选为120℃维持25～35分钟，优选为30分钟后，以4～10℃/min的速度升温至450℃并在450℃恒温1小时左右降温，降温速度为5～10℃/min，优选为7℃/min，降温至120℃后将所述基板取出。
S53、所述聚合物F或所述聚合物H经第二预设工艺，形成所述薄膜材料。
本实施例中，所述第二预设工艺包括：将形成有所述聚合物F所述基板浸泡入去离子水中；经72～96小时浸泡后，将所述基板和所述聚合物F或所述聚合物H分离；分离后的所述聚合物F或所述聚合物H移送至第三烘箱，经80℃烘干后，获得所述薄膜材料。
本实施例中，所述聚合物F的结构式为：
Figure GDA0003251638380000181
实施例二
本实施例与实施例一相同或相似，不同之处在于：
本实施例中，步骤S12包括：
将含有0.1～2.5mol亚硝酸钠的2～5mL三氟乙酸溶液一次性加入到所述第一容器中，在25℃下，经12～30分钟，形成化合物B2。
所述化合物B2的结构式为：
Figure GDA0003251638380000182
本实施例中，所述化合物C的结构式为：
Figure GDA0003251638380000183
本实施例中，所述化合物D的结构式为：
Figure GDA0003251638380000191
本实施例中，所述化合物H的结构式为：
Figure GDA0003251638380000192
实施例三
本实施例和上述实施例相同或相似，不同之处在于：
S52b、所述基板移送至高温炉内，在420～500℃下，经3～5小时，在所述基板上形成所述聚合物F或聚合物H。
本实施例中，所述基板移送至高温炉内，所述高温炉内的温度110～130℃，优选为120℃，在该温度下维持10～35分钟，以2～4℃/min的速度升温至160～200℃，优选为180℃后，维持15～25分钟，再以1～8℃/min的速度升温至220～380℃后，维持15～25分钟，然后以2～12℃/min的速度升温至420～500℃后，维持15～50分钟，最后以5～10℃/min的速度降温至110～130℃，优选为120℃后，取出所述基板。
上述实施例中，所述化合物B、所述化合物C、所述聚合物D、所述聚合物F或所述聚合物H的合成均是在惰性气氛中进行的。所述惰性气氛可以是由氩气充满反应容器形成的。
上述实施例中，所述化合物A、所述第一反应物、所述第二反应物以及所述第三反应物均可通过商业途径获得。
本申请还提供了一种薄膜材料，包括聚合物F或聚合物H。
所述聚合物F的结构通式为：
Figure GDA0003251638380000201
所述聚合物H的结构通式为：
Figure GDA0003251638380000202
其中，R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8为氢原子或脂肪烷烃基中的一种，R9为含氟基团。本实施例中，所述聚合物F的结构式可以为：
Figure GDA0003251638380000203
所述聚合物H的结构式可以为：
Figure GDA0003251638380000204
请参阅图9，本实施例中，所述聚合物F或所述聚合物H的拉伸性能曲线显示，所述聚合物F的最大应力能达到δF-max＝389MPa,εF-max＝17.4％,所述聚合物H的最大应力能达到δH-max＝374MPa，εH-max＝16.2％，展现出良好的机械性能。
请参阅图10，本实施例中，所述聚合物F或所述聚合物H的热失重曲线表明，失重1％的质量的温度分别为：TF＝592.1℃；TH＝594.8℃，展现出良好的耐热性能。
请参阅图11，本实施例中，所述聚合物F或所述聚合物H的光性能透过率测试表明，所述聚合物F和所述聚合物H在绝大部分波长下的光透过率达到80％以上，大部分达85％以上。
本申请提出了一种薄膜材料及其制备方法。该薄膜材料的制备方法包括：在第一容器中，化合物A和第一反应物反应形成化合物B；在第二容器中，所述化合物B和第二反应物反应形成化合物C；在第三容器中，所述化合物C和第三反应物反应形成聚合物D；在第四容器中，所述聚合物D通过反应得到包括聚合物F或包括聚合物H的第二混合物；包括所述聚合物F的溶液或包括所述聚合物H的溶液在基板上形成聚合物F或聚合物H。本申请通过一种新的薄膜材料的制备方法制备出了吡啶环作为主链结构的聚酰亚胺薄膜材料，有效提高了聚酰亚胺薄膜材料的耐热性、机械性以及光学性能。
在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。
以上对本申请实施例所提供的一种薄膜材料及其制备方法进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的技术方案及其核心思想；本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例的技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种薄膜材料的制备方法，其特征在于，包括：
S1、在第一容器中，化合物A和第一反应物反应形成化合物B；
S2、在第二容器中，所述化合物B和第二反应物反应形成化合物C；
S3、在第三容器中，所述化合物C和第三反应物反应形成聚合物D；
S4、在第四容器中，所述聚合物D通过反应得到包括聚合物F或包括聚合物H的第二混合物；
S5、包括所述聚合物F的溶液或包括所述聚合物H的溶液在基板上形成聚合物F或聚合物H；
其中，所述化合物A的结构通式为：
Figure FDA0003251638370000011
所述聚合物F的结构通式为：
Figure FDA0003251638370000012
所述聚合物H的结构通式为：
Figure FDA0003251638370000013
其中，R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8为氢原子或脂肪烷烃基中的一种，R9为含氟基团。
2.根据权利要求1所述的薄膜材料的制备方法，其特征在于，步骤S1包括：
S11、提供一第一容器，所述第一容器包括溶解有所述化合物A的第一溶剂；
S12、将所述第一反应物逐滴加入到所述第一容器中，在第一反应温度下，经第一反应时间，形成化合物B1；或者，
将所述第一反应物一次性加入到所述第一容器中，在第一反应温度下，经第一反应时间，形成化合物B2；
其中，所述化合物B1的结构通式为：
Figure FDA0003251638370000021
所述化合物B2的结构通式为：
Figure FDA0003251638370000022
所述第一反应物至少包括亚硝酸钠。
3.根据权利要求2所述的薄膜材料的制备方法，其特征在于，步骤S1还包括：
S13、在第一容器中加入第一体积的第一分离剂，充分搅拌并静置；
S14、在第一容器中加入第二体积的第二分离剂，萃取、收集有机层并旋蒸，得到包括所述化合物B1或包括所述化合物B2的第一粗产物；
S15、所述第一粗产物经第一淋洗剂淋洗后旋蒸，得到纯化后的所述化合物B1或所述化合物B2。
4.根据权利要求1所述的薄膜材料的制备方法，其特征在于，步骤S2包括：
S21、提供一第二容器，所述第二容器包括溶解有所述化合物B的第二溶剂；
S22、在第二反应温度下，将所述第二反应物缓慢加入到所述第二容器中；
S23、在第三反应温度下，经第二反应时间后停止所述第二容器中的反应，得到包括化合物C1或包括化合物C2的第一混合物；
所述化合物C1的结构通式为：
Figure FDA0003251638370000031
所述化合物C2的结构通式为：
Figure FDA0003251638370000032
其中，所述第二反应物至少包括盐酸联氨。
5.根据权利要求4所述的薄膜材料的制备方法，其特征在于，步骤S2还包括：
S24、所述第一混合物旋蒸得到第二粗产物，所述第二粗产物经第二淋洗剂淋洗后得到的滤液进行旋蒸，得到纯化后的所述化合物C1或所述化合物C2。
6.根据权利要求1所述的薄膜材料的制备方法，其特征在于，步骤S3包括：
S31、提供一第三容器，所述第三容器包括溶解有所述化合物C的第三溶剂；
S32、所述第三反应物加入到所述第三容器中，在第四反应温度下，经第三反应时间，形成聚合物D1或聚合物D2；
其中，所述聚合物D1的结构通式为：
Figure FDA0003251638370000041
所述聚合物D2的结构通式为：
Figure FDA0003251638370000042
所述第三反应物为含氟二酸酐类化合物。
7.根据权利要求1所述的薄膜材料的制备方法，其特征在于，步骤S4包括：
S41、提供一第四容器，所述第四容器包括溶解有所述聚合物D的第四溶剂；
S42、在第五反应温度下，经第四反应时间后停止所述第四容器中的反应，得到包括所述聚合物F或包括所述聚合物H的所述第二混合物；
S43、在第一过滤温度下使用有机滤膜过滤所述第二混合物，得到包括所述聚合物F的溶液或包括所述聚合物H的溶液。
8.根据权利要求1所述的薄膜材料的制备方法，其特征在于，步骤S5包括：
S51、将包括所述聚合物F的溶液或包括所述聚合物H的溶液涂覆于所述基板上；
S52、所述聚合物F或所述聚合物H经第一预设工艺，形成于所述基板上；
S53、所述聚合物F或所述聚合物H经第二预设工艺，形成所述薄膜材料。
9.根据权利要求8所述的薄膜材料的制备方法，其特征在于，步骤S52包括：
S52a、所述基板移送至第一烘箱内，在第一烘干温度下，经第一烘干时间，去除第四溶剂；
S52b、所述基板移送至第二烘箱内，在第二烘干温度下，经第二烘干时间，在所述基板上形成所述聚合物F或聚合物H。
10.一种薄膜材料，其特征在于，包括：聚合物F或聚合物H；
其中，所述聚合物F的结构通式为：
Figure FDA0003251638370000051
所述聚合物H的结构通式为：
Figure FDA0003251638370000052
其中，R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8为氢原子或脂肪烷烃基中的一种，R9为含氟基团。
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