CN105801855A - 聚酰亚胺组合物和方法 - Google Patents

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Abstract

提供制造聚酰亚胺的方法，其使用不含N?甲基吡咯烷酮的溶剂系统。还提供适用于沉积不含N?甲基吡咯烷酮的聚酰亚胺膜的组合物。

Description

聚酰亚胺组合物和方法
技术领域
本发明大体上涉及聚酰亚胺领域，并且更具体来说涉及适用于合成聚酰亚胺和形成聚酰亚胺组合物的溶剂。
背景技术
聚酰亚胺聚合物具体来说适用于多种应用，包括制造电子装置。许多用于电子行业的适合聚酰亚胺和聚酰胺酸聚合物在目前分类为有害的溶剂中合成和/或配制，所述溶剂例如N-甲基吡咯烷酮(NMP)、二甲基甲酰胺(DMF)以及二甲基乙酰胺(DMAc)。NMP尤其为某些聚酰亚胺或聚酰胺酸聚合物的良好溶剂，溶解其它溶剂不能溶解的这些聚合物。然而，NMP为生育毒素(reproductive toxin或repotoxin)。在电子行业中，许多聚合物应用需要旋涂、槽模涂布或其它沉积技术，其中聚合物必须保持于溶液中直到去除溶剂浇铸膜，并且此类聚合物组合物的粘度必须适于此类沉积技术。此类要求限制可适用于聚酰亚胺或聚酰胺酸聚合物的溶剂选择。
最近，已作出许多努力来寻找适合替代NMP作为溶剂。建议的许多NMP替代为同系N-烷基吡咯烷酮。国际专利申请案WO 2005/090447和WO 2008/012231分别披露N-乙基吡咯烷酮和1，5-二甲基吡咯烷酮作为NMP替代。然而，现列出N-乙基吡咯烷酮作为生育毒素，并且怀疑1，5-二甲基吡咯烷酮具有生育毒性。美国专利申请公开案第2007/0197720号披露N-环烷基吡咯烷酮作为聚氨酯组合物中的NMP的溶剂替代。国际专利申请案WO 2013/107822披露某些N-丙基-、N-丁基-以及N-戊基-吡咯烷酮作为NMP替代。其它NMP替代包括聚乙烯醚类，例如聚乙烯醚(聚(乙二醇)二甲基醚)和乙基二乙二醇二甲醚(二乙二醇二乙醚)、1，3-二氧戊环、二甲亚砜(DMSO)以及乳酸乙酯与衍生自大豆油或玉米油的脂肪酸甲酯的掺合物。所提议的许多NMP替代本身引起毒性问题。举例来说，美国环境保护局最近已针对毒性问题颁布大量针对某些聚乙烯醚类(包括乙基二乙二醇二甲醚)的新使用规则。另外，所提议的NMP替代都不具有与NMP相同的溶剂化能力和其它参数，限制了此类替代针对某些材料或某些应用的可用性。具体来说，所提议的NMP替代都不适于与聚酰亚胺和/或聚酰胺酸聚合物一起用于制造电子装置，除其它原因，由于其相较于NMP的相对高冷冻点、相对高粘度以及相对高沸点。仍需要适合溶剂来代替NMP与聚酰亚胺聚合物一起用于制造电子装置。
发明内容
本发明提供一种组合物，其包含一种或多种聚酰亚胺聚合物和/或聚酰胺酸聚合物以及包含二甲亚砜、磷酸三乙酯以及γ-丁内酯的溶剂混合物。
本发明还提供一种用于制备聚酰亚胺聚合物的方法，包含：使一种或多种二酐单体与一种或多种二胺在包含二甲亚砜、磷酸三乙酯以及γ-丁内酯的溶剂系统中反应形成聚酰胺酸聚合物；以及使聚酰胺酸聚合物亚胺化形成聚酰亚胺聚合物。
如在本说明书通篇中所使用，除非上下文另作明确指示，否则以下缩写应该具有以下含义：℃＝摄氏度；g＝克；L＝升；mL＝毫升；mm＝毫米；以及DI＝去离子。除非另外指出，否则所有量都是重量百分比(“重量％”)并且所有比率都是摩尔比。所有数值范围都是包括性的并且可按任何顺序组合，但显然这类数值范围限制于总计100％。冠词“一(a)”、“一个(an)”以及“所述(the)”是指单数和复数。如本文所使用，术语“和/或”包括相关联的所列项目中的一个或多个的任何以及所有组合。“溶剂混合物”和“溶剂系统”在本申请案中互换使用。除非另外规定，否则“烷基”指的是直链、分支链以及环状烷基。“芳基”指的是芳香族碳环和芳香族杂环。术语“聚合物”包括寡聚物。术语“寡聚物”指的是二聚物、三聚物、四聚物以及能够进一步固化的其它聚合材料。术语“固化”意思是提高材料或组合物的分子量的任何方法，例如聚合或缩合。“可固化”指的是能够在某些条件下固化的任何材料。术语“膜”和“层”在本说明书中可互换。
本发明人已发现包含二甲亚砜(DMSO)、磷酸三乙酯(TEP)以及γ-丁内酯(GBL)的溶剂混合物用作聚酰亚胺聚合物和/或聚酰胺酸聚合物的溶剂尤其有效。具体来说，本发明提供一种组合物，其包含一种或多种聚酰亚胺聚合物和/或聚酰胺酸聚合物以及按溶剂的总重量计包含10重量％到80重量％二甲亚砜、10重量％到80重量％磷酸三乙酯以及10重量％到80重量％γ-丁内酯的溶剂系统。优选地，适用于本发明组合物的溶剂混合物包含20重量％到60重量％DMSO、20重量％到60重量％TEP以及20重量％到60重量％GBL，以及更优选25重量％到40重量％DMSO、25重量％到40重量％TEP以及20重量％到50重量％GBL。具体来说，适合溶剂混合物为DMSO/TEP/GBL重量比为0.75-1.25/0.75-1.25/0.75-1.25，并且优选1/1/0.75-1比率的混合物。优选的是，当需要本发明溶剂混合物在＜0℃的温度下为液体时，使用≤40重量％DMSO。
本发明的溶剂组合容易溶解聚酰亚胺聚合物和/或聚酰胺酸聚合物，具体来说可溶解于NMP中但限于不溶解于其它常规溶剂中的那些聚酰亚胺或聚酰胺酸聚合物。优选为芳香族聚酰亚胺聚合物和芳香族聚酰胺酸聚合物。如本文所用，短语“可溶于NMP中的聚酰亚胺或聚酰胺酸聚合物”指的是当溶解于NMP中时形成可穿过1微米孔径过滤器的均匀相。聚酰亚胺聚合物和聚酰胺酸聚合物通常由作为聚合单元的一种或多种二酐单体和一种或多种二胺单体构成。优选的是，适用于本发明的聚酰亚胺聚合物和/或聚酰胺酸聚合物包含一种或多种芳基二酐单体或脂环族二酐单体作为聚合单元。另外优选的是聚酰亚胺聚合物和/或聚酰胺酸聚合物包含一种或多种芳基二胺单体作为聚合单元。甚至更优选地，聚酰亚胺聚合物和/或聚酰胺酸聚合物包含一种或多种芳基二酐单体或脂环族二酐单体和一种或多种芳基二胺单体作为聚合单元。
优选聚酰亚胺聚合物和聚酰胺酸聚合物包含一种或多种式(1)或式(2)的二酐单体
其中A表示环己基环或苯环；Y为化学键、O或CR2；各R独立地为H、CX3或C2X5；且各X独立地为H或卤素。优选卤素为F、Cl和Br，并且更优选为F。优选地，A表示苯环。优选的是，Y为化学键、O或C(CX3)2，并且更优选为化学键、O或C(CF3)2。适合二酐单体一般市场有售，例如购自西格玛-阿尔德里奇(Sigma-Aldrich)(圣路易斯(St.Louis)，密苏里(Missouri))或美国TCI(费城(Philadelphia)，宾夕法尼亚州(PA))，或可通过所属领域中已知的多种方法制备。优选二酐单体包括：4，4′-(六氟亚异丙基)二邻苯二甲酸酐；4，4′-氧基二邻苯二甲酸酐；3，3′，4，4′-联苯四甲酸二酐；1，2，4，5-苯四甲酸二酐(苯均四酸二酐)；1，2，4，5-环己基四甲酸二酐；以及萘-1，4，5，8-四甲酸二酐。
另外优选的是，聚酰亚胺聚合物和聚酰胺酸聚合物包含一种或多种芳基二胺单体，并且更优选一种或多种式(3)的芳基二胺单体
其中Z选自化学键、O或C(R1)2；各R1独立地为H、CX3或C2X5；各R2独立地为CX3或C2X5；各X独立地为H或卤素；并且a和b为独立地选自0到2的整数。优选卤素为F、Cl和Br，并且更优选为F。R1优选为CH3或CF3。优选的是，Z为化学键、O或C(CX3)2，并且更优选为化学键、O或C(CF3)2。优选的是，各R2独立地为CH3或CF3。优选的是，a和b各自为0或1。优选的是a+b＝0或2。适合二胺单体一般市场有售，例如购自西格玛-阿尔德里奇(圣路易斯，密苏里)或美国TCI(费城，宾夕法尼亚州)，或可通过所属领域中已知的多种方法制备。优选二胺单体包括：邻联甲苯胺；间联甲苯胺；4，4′-氧基二苯胺；4，4′-(六氟亚异丙基)二苯胺；以及2，2′-双(三氟甲基)联苯胺。
另外优选的是，本发明的聚酰亚胺聚合物和聚酰胺酸聚合物包含一种或多种式(1)或式(2)的二酐单体和一种或多种式(3)的二胺单体作为聚合单元。适合聚酰亚胺聚合物和聚酰胺酸聚合物一般市场有售，或可为通过所属领域中已知的多种方法制备。举例来说，聚酰亚胺聚合物通常通过使聚酰胺酸聚合物亚胺化制备。
本发明组合物可通过以任何顺序组合DMSO、TEP、GBL和一种或多种选自聚酰亚胺聚合物、聚酰胺酸聚合物或其组合的聚合物制备。优选地，向溶剂混合物中添加一种或多种选自聚酰亚胺聚合物、聚酰胺酸聚合物或其组合的聚合物。或者，聚酰亚胺聚合物或聚酰胺酸聚合物可在溶剂混合物中制备，并且组合物原样使用。当本发明组合物用于沉积聚酰亚胺或聚酰胺酸聚合物膜时，组合物中聚合物的量通常在0.5％到35％固体，并且优选1％到35％固体范围内。
本发明组合物可任选地包含一种或多种其它组分，例如二级有机溶剂、表面调平剂(或表面活性剂)、固化剂、交联剂、抗氧化剂等。优选地，本发明组合物包含一种或多种选自表面调平剂、固化剂、交联剂以及抗氧化剂，以及更优选选自表面调平剂、固化剂以及交联剂的其它组分。任何有机溶剂可适当地用作二级溶剂，其限制条件为此类溶剂不会不利地影响聚酰亚胺或聚酰胺酸聚合物在本发明溶剂混合物中的溶解度，或不会削弱用于制造电子装置的组合物的性能。适合表面调平剂包括(但不限于)非离子型表面活性剂、两性表面活性剂、阴离子表面活性剂以及阳离子表面活性剂，优选非离子型表面活性剂，并且更优选聚氧化烯，例如可以喜威(Silwet)商标(迈图性能材料(Momentive Performance Materials))获得的硅酮-聚醚共聚物。按组合物的总重量计，表面调平剂通常以0到10重量％，优选0到8重量％，并且更优选0.05重量％到2重量％的量存在于本发明的组合物中。适合固化剂为促进聚酰亚胺和/或聚酰胺酸膜固化的任何材料，例如(但不限于)无机聚合催化剂、热酸产生剂(TAG)、光酸产生剂(PAG)等。适用作固化剂的TAG和PAG为所属领域中众所周知的。此类固化剂用于本发明组合物中的量为所属领域中的惯例，例如按组合物的总重量计0到10重量％。与一种或多种聚酰亚胺和/或聚酰胺酸聚合物聚合的任何多功能单体可用作本发明组合物中的交联剂。此类交联剂为所属领域的技术人员众所周知的，例如双顺丁烯二酰亚胺。按组合物的总重量计，交联剂通常以0到10重量％的量使用。或者，聚酰亚胺和/或聚酰胺酸聚合物可经交联部分(例如含炔基的部分)封端。多种此类含有炔基的封端部分为所属领域中众所周知的，例如可作为内喜密(Neximid)商标(内显化学公司(Nexam Chemical))获得的那些。适合含炔基的封端部分揭示于国际专利申请案WO 2011/128431和WO2012/131063，以及欧洲专利EP 2630115 B和EP 2653467 B中。当本发明组合物中使用具有含炔基的封端部分的聚酰亚胺和/或聚酰胺酸聚合物时，此类聚合物可通过加热交联。本发明组合物优选不含N-烷基吡咯烷酮，并且更优选不含N-甲基吡咯烷酮，并且仍更优选不含N-甲基吡咯烷酮和N-乙基吡咯烷酮。另外优选的是，本发明组合物不含二甲基乙酰胺和二甲基甲酰胺。
本发明组合物适用于制造利用聚酰亚胺聚合物和/或聚酰胺酸聚合物的任何电子装置，例如适用于形成介电层或电子装置衬底，例如柔性显示器衬底。本发明组合物尤其适用于透明度和高热稳定性至关重要的情形，例如制造用于显示器应用的透明柔性衬底和透明触摸屏。本发明组合物可通过任何适合方法涂布于衬底上，例如旋涂、槽模涂布、刀片刮抹、帘幕式涂布、滚涂、喷涂、浸涂等。旋涂和槽模涂布为优选的。在典型的旋涂法中，将本发明组合物涂覆到以500rpm到4000rpm速率旋转15秒到90秒时段的衬底上以在衬底上获得所需的聚合物层。所属领域的技术人员应了解可以通过改变旋转速度来调整聚合物层的高度以及组合物的固含量。
多种衬底可用于本发明中，例如：玻璃；封装衬底，例如多片模块；平板显示器衬底；集成电路衬底；包括有机发光二极管(OLED)的发光二极管(LED)的衬底；半导体晶片；多晶硅衬底等。此类衬底通常由硅、多晶硅、氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、硅锗、砷化镓、铝、蓝宝石、钨、钛、钛-钨、镍、铜以及金中的一个或多个构成。适合衬底可呈晶片形式，例如用于制造集成电路、光学传感器、平板显示器、集成光学电路以及LED的那些晶片。如本文所用，术语“半导体晶片”打算涵盖“电子装置衬底”、“半导体衬底”、“半导体装置”以及各种互连水平的各种封装，包括单芯片晶片、多芯片晶片、各种水平的封装或需要焊接连接的其它组合件。此类衬底可为任何适合尺寸。优选晶片衬底直径为200毫米到300毫米，但具有较小和较大直径的晶片也可适合地根据本发明采用。如本文所用，术语“半导体衬底”包括具有包括半导体装置的活性或可操作部分的一个或多个半导体层或结构的任何衬底。术语“半导体衬底”定义为意指包含半导体材料的任何构造，包括(但不限于)整体半导体材料，例如单独或在上面包含其它材料的组合件中的半导体晶片，以及单独或在包含其它材料的组合件中的半导体材料层。半导体装置指的是在上面已经或正在批量制造至少一个微电子装置的半导体衬底。
涂布于衬底上之后，聚酰亚胺聚合物和/或聚酰胺酸聚合物层任选地在相对低温度下软烘烤以从层去除溶剂和其它相对挥发性的组分。通常，衬底是在≤200℃，优选地100℃到200℃并且更优选地100℃到150℃的温度下烘烤。烘烤时间通常为10秒到20分钟，并且优选1分钟到20分钟。当衬底为玻璃或晶片时，此类烘烤步骤可以通过在热板上或烘箱中加热玻璃或晶片来进行。此类软烘烤步骤可以作为固化步骤的部分进行或可完全省略。
接着固化聚酰亚胺聚合物和/或聚酰胺酸聚合物层。接着将聚合物层充分固化，使得膜不与随后涂覆的有机层混杂，有机层例如直接安置在聚酰亚胺和/或聚酰胺酸层上的光致抗蚀剂层或其它有机层。聚酰亚胺和/或聚酰胺酸层可在足以提供固化膜的含氧气氛(例如空气)或惰性气氛(例如氮气)中并且在例如加热的条件下固化。通常，此类固化通过在≤450℃，并且优选≤375℃的固化温度下加热聚合物层进行。此类加热可以通过任何适合方式，例如通过烘箱加热实现。通常，使用多步骤固化处理或逐渐升温固化处理。此类多步骤和逐渐升温固化条件为所属领域的技术人员众所周知。固化时间可为10秒到10小时，优选1分钟到2小时并且更优选5分钟到90分钟；但视聚合物层的厚度、所用固化温度和所属领域的技术人员众所周知的其它参数而定也可以使用较长或较短固化时间。最终固化温度的选择主要取决于所需固化速率，其中较高固化温度需要较短固化时间。固化时，聚酰亚胺膜或聚酰胺酸膜可以经受用于制造电子装置的多种处理条件，例如蚀刻、金属化等。
通常，一种或多种二酐单体与一种或多种二胺单体反应制备聚酰胺酸聚合物。聚酰胺酸聚合物接着酰亚胺化形成聚酰亚胺聚合物。优选二酐单体和二胺单体如上文所述。本发明溶剂混合物可用作合成聚酰胺酸聚合物和/或聚酰亚胺聚合物的NMP替代。具体来说，聚酰亚胺聚合物可以通过以下制备：使一种或多种二酐单体与一种或多种二胺单体在包含二甲亚砜、磷酸三乙酯以及γ-丁内酯的溶剂混合物中反应形成聚酰胺酸聚合物；以及使聚酰胺酸聚合物亚胺化形成聚酰亚胺聚合物。DMSO、TEP、GBL、一种或多种二酐单体以及一种或多种二胺单体可以任何顺序组合。优选的是，将二胺添加到溶剂混合物中，随后添加二酐，或者将二胺和二酐同时添加到溶剂混合物中。优选地，溶剂混合物包含10重量％到80重量％二甲亚砜、10重量％到80重量％磷酸三乙酯以及10重量％到80重量％γ-丁内酯。优选的是，至少一种二胺单体为芳基二胺单体。另外优选的是，至少一种二酐单体为芳基二酐单体或脂环族二酐单体。在制备聚酰胺酸或聚酰亚胺聚合物之后，聚合物可原样使用或可例如通过从反应混合物沉淀聚合物，任选地干燥聚合物，并且将聚合物再溶解于包含10重量％到80重量％二甲亚砜、10重量％到80重量％磷酸三乙酯以及10重量％到80重量％γ-丁内酯的溶剂混合物中来任选地纯化。
本发明溶剂混合物适用作NMP的替代来配制用于制造电子装置和用于电子装置的衬底的聚酰亚胺聚合物和/或聚酰胺酸聚合物，以及用作NMP的替代用于合成聚酰胺酸和聚酰亚胺聚合物。这一溶剂混合物提供具有适当粘度的聚酰亚胺和/或聚酰胺酸组合物来允许通过旋涂技术沉积聚酰亚胺和/或聚酰胺酸膜。
具体实施方式
实例1.在氮气气氛下，在室温下，使用机械搅拌向250mL三颈圆底烧瓶装入130mL无水DMAc和18.00g(40.52mmol)4，4′-(六氟亚异丙基)二邻苯二甲酸酐(6FDA)。6FDA完全溶解之后，添加12.98g(40.52mmol)2，2′-双(三氟甲基)联苯胺(22TFMB)并且在室温下继续搅拌反应物48小时，产生黏稠聚酰胺酸溶液(15％固体)。
实例2.通过向溶液中直接添加8.27g(81.04mmol)乙酸酐，接着添加8.20g(81.04mmol)三乙胺，使来自实例1的聚酰胺酸溶液酰亚胺化。这允许在室温下混合16小时。亚胺化完成之后，通过将反应混合物倒入650mL搅拌绝对乙醇中来沉淀所得聚酰亚胺。通过真空过滤收集白色纤维固体沉淀物。这一收集的沉淀物在200mL搅拌绝对乙醇中冲洗并且第二次真空过滤。随后，在真空下，在60℃下干燥收集的固体24小时。
实例3.来自实例1的聚酰胺酸如下以加热方式酰亚胺化。将来自实例1的聚酰胺酸溶液以300rpm旋涂于7.5×7.5cm(3×3英寸)鹰牌玻璃(来自康宁公司(Corning，Inc.))块上持续30秒，随后1000rpm持续60秒。经涂布的玻璃块放置在110℃热板上15分钟以供软烘烤去除残余溶剂。接着使软烘烤膜冷却到室温，并且接着在340℃下固化60分钟，在玻璃衬底上获得10μm厚聚酰亚胺膜。将样品浸没于稀氢氧化铵(去离子水中约3.5重量％)中并且加热到70℃持续5分钟，分离聚酰亚胺膜与玻璃衬底。将经分离的聚酰亚胺置于真空烘箱中并且在60℃下干燥24小时。
实例4.将来自实例3的干燥的固体聚酰亚胺(7.50g)溶解于22.5g DMSO/TEP/GBL混合物(35∶35∶30重量比)中，所述混合物含有0.15重量％硅酮-聚醚共聚物作为表面调平剂。聚酰亚胺完全溶解后，将组合物经1μm孔径过滤器过滤，脱气，接着使用实例3的旋涂条件旋涂于7.5×7.5cm鹰牌玻璃衬底上。将经涂布的玻璃板放置于110℃热板上15分钟进行软烘烤。接着使软烘烤膜冷却到室温，并且接着在340℃下固化60分钟，在玻璃衬底上获得10μm厚聚酰亚胺膜。将样品浸没于稀氢氧化铵(约3.5重量％)中并且加热到70℃持续5分钟，分离聚酰亚胺膜与玻璃衬底。将膜置于真空烘箱中并且在60℃下干燥24小时。本实例证实DMSO/TEP/GBL溶剂混合物溶解聚酰亚胺的能力。
实例5：比较.重复实例1的程序，但DMAc置换成类似量的NMP。NMP中的所得聚酰胺酸接着根据实例2的程序酰亚胺化获得完全溶解于NMP中的聚酰亚胺。通过根据实例2的程序沉淀聚酰亚胺获得固体聚酰亚胺。
实例6：比较.评估DMSO/GBL混合物(1∶1重量比)用于配制聚酰亚胺聚合物的适用性。这一溶剂混合物的样品在-20℃冷冻柜中储存。2小时后，固化溶剂混合物，使其不合适合成和配制用于通常使用低温存储条件的电子行业的聚酰亚胺聚合物。
实例7.评估DMSO/TEP/GBL混合物(35∶35∶30重量比)用于配制聚酰亚胺的适用性。这一溶剂混合物的样品在-20℃冷冻柜中储存。24小时后，剩余溶液全部为液体。
实例8.使用DMSO/TEP/GBL混合物(35∶35∶30重量比)代替DMAc重复实例1的程序。
实例9.来自实例8的聚酰胺酸根据实例2的通用程序酰亚胺化，但使用DMSO/TEP/GBL混合物(35∶35∶30重量比)代替DMAc。所得聚酰亚胺溶液的粘度的测量粘度与从DMAc或NMP获得的聚酰亚胺溶液类似。
实例10：比较.重复实例1的程序，但DMAc置换成可商购的NMP替代NxG溶剂(来自特明科(Taminco))，相信其为N-C3-5烷基吡咯烷酮。所得聚酰胺酸溶液的粘度高(凝胶样)并且在将聚酰胺酸膜旋涂到玻璃衬底上之前需要使用额外量的NxG溶剂稀释。旋涂后，聚酰胺酸膜看起来非常混浊并且外观上几乎不透明。
实例11：比较.重复实例1的程序，但DMAc置换成可商购的NMP替代PolarClean溶剂(来自苏威(Solvay))。所得聚酰胺酸溶液的粘度非常高(凝胶样)并且在将聚酰胺酸膜旋涂到玻璃衬底上之前需要用额外量的PolarClean溶剂稀释。聚酰胺酸膜在热板上在100℃下软烘烤60分钟，此后膜并未完全干燥，表明存在残余溶剂。
实例12.通过在各4个玻璃小瓶中组合80g溶剂和9.77g苯均四酸酐(PMDA)来制备聚酰亚胺膜的四个样品。所用溶剂为NMP(样品1)、NxG(样品2)、PolarClean(样品3)以及DMSO/TEP/GBL 35∶35∶30(按重量计)(样品4)。小瓶滚动隔夜以溶解PMDA。随后，向各小瓶添加6.67g 4，4′-氧基二苯胺(ODA)和3.55g 2，2′-双(三氟甲基)联苯胺(22TFMB)，并且再滚动小瓶隔夜。接着将各样品的膜旋涂于独立7.5×7.5cm(3×3英寸)鹰牌玻璃(来自康宁公司)块上。样品1为对照样品，样品2和样品3是比较样品，并且样品4为本发明样品。样品1和样品4以450rpm/60秒旋涂。样品2以300rpm/30秒随后800rpm/60秒旋涂，并且样品3以300rpm/30秒随后1000rpm/60秒旋涂。样品1、2和4的膜的各膜样品在110℃下软烘烤15分钟，并且样品3的膜烘烤30分钟。随后，软烘烤膜在氮气下，在340℃下使用输送机锅炉固化60分钟。
各聚酰亚胺膜使用BYK haze-gard plus C透明度计分析。根据仪器手册使用BYK浊度标准H 10(目录号：4742)和BYK透明度标准(目录号：4753)校准仪表。通过将未经涂覆侧平坦的聚酰亚胺膜涂布的玻璃板置于仪器混浊度口上来进行测量。测量的混浊度数值报告于表1中。如从表1中的数据可见，用常规NMP替代溶剂浇铸的聚酰亚胺膜相较于由NMP浇铸的聚酰亚胺膜显示较高混浊度。相比之下，用本发明溶剂混合物浇铸的聚酰亚胺膜的浑浊度与NMP浇铸成的聚酰亚胺膜实质上类似，并且比样品2和样品3浇铸成的聚酰亚胺膜的混浊度显著较低。
表1
聚酰亚胺膜 混浊度数值
样品1(对照) 0.14
样品2(比较) 92.5
样品3(比较) 1.22
样品4(本发明) 0.21
实例13.重复实例4的程序，但DMSO、TEP和GBL的量如表2中所示变化。
表2
样品 DMSO(重量％) TEP(重量％) GBL(重量％)
13-1 35 30 35
13-2 40 35 25
13-3 30 35 35
13-4 35 25 40
实例14：重复实例9的程序，但使用DMSO/TEP/GBL的重量比35/30/35的混合物。
实例15：重复实例1的程序，但使用表3中报告的DMSO/TEP/GBL溶剂混合物、二酐单体和二胺单体。表3中使用以下缩写：ODPA＝4，4′-氧基二邻苯二甲酸酐；BPDA＝3，3′，4，4′-联苯四甲酸二酐；PMDA＝1，2，4，5-苯四甲酸二酐；6FIPDA＝4，4′-(六氟亚异丙基)二苯胺；以及ODA＝4，4′-氧基二苯胺。
表3

Claims (13)

1.一种组合物，其包含一种或多种聚酰亚胺聚合物和/或聚酰胺酸聚合物以及包含二甲亚砜、磷酸三乙酯和γ-丁内酯的溶剂混合物。
2.根据权利要求1所述的组合物，其中所述溶剂混合物包含10重量％到80重量％二甲亚砜、10重量％到80重量％磷酸三乙酯以及10重量％到80重量％γ-丁内酯。
3.根据权利要求2所述的组合物，其中所述溶剂混合物包含20重量％到60重量％二甲亚砜、20重量％到60重量％磷酸三乙酯以及20重量％到60重量％γ-丁内酯。
4.根据权利要求3所述的组合物，其中所述溶剂混合物包含25重量％到40重量％二甲亚砜、25重量％到40重量％磷酸三乙酯以及20重量％到50重量％γ-丁内酯。
5.根据权利要求1所述的组合物，其中所述溶剂混合物包含1/1/0.75-1重量比的二甲亚砜、磷酸三乙酯以及γ-丁内酯。
6.根据权利要求1所述的组合物，其中所述聚酰亚胺聚合物和/或聚酰胺酸聚合物在N-甲基吡咯烷酮中可溶。
7.根据权利要求1所述的组合物，其中所述组合物不含N-甲基吡咯烷酮。
8.根据权利要求1所述的组合物，其中所述组合物不含N-烷基吡咯烷酮。
9.根据权利要求8所述的组合物，其中所述组合物不含二甲基乙酰胺和二甲基甲酰胺。
10.一种用于制备聚酰亚胺聚合物的方法，其包含：使一种或多种二酐单体与一种或多种二胺单体在包含二甲亚砜、磷酸三乙酯以及γ-丁内酯的溶剂混合物中反应形成聚酰胺酸聚合物；以及使聚酰胺酸聚合物亚胺化形成聚酰亚胺聚合物。
11.根据权利要求10所述的方法，其中所述溶剂混合物包含10重量％到80重量％二甲亚砜、10重量％到80重量％磷酸三乙酯以及10重量％到80重量％γ-丁内酯。
12.根据权利要求10所述的方法，其中至少一种二胺单体为芳基二胺单体。
13.根据权利要求10所述的方法，其中至少一种二酐单体为芳基二酐单体或脂环族二酐单体。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109790382A (zh) * 2016-09-28 2019-05-21 陶氏环球技术有限责任公司 用于合成聚(酰胺酸)和聚酰亚胺聚合物的溶剂体系

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR3041352B1 (fr) * 2015-09-21 2019-12-13 Arkema France Systeme de solvants comprenant un melange de dimethylsulfoxyde et d'au moins une lactone
KR102646207B1 (ko) 2016-09-28 2024-03-11 다우 글로벌 테크놀로지스 엘엘씨 폴리(아미드산) 및 폴리이미드 폴리머의 합성용 dmpa-기반 용매계
KR101899098B1 (ko) * 2017-04-28 2018-09-14 지에스칼텍스 주식회사 폴리이미드 필름의 제조방법 및 이에 의해 제조된 폴리이미드 필름
KR20220079595A (ko) * 2019-10-04 2022-06-13 후지필름 일렉트로닉 머티리얼스 유.에스.에이., 아이엔씨. 평탄화 방법 및 조성물
KR102347589B1 (ko) * 2019-11-07 2022-01-10 피아이첨단소재 주식회사 저유전 폴리이미드 필름 및 그 제조방법

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0940724A2 (en) * 1998-03-05 1999-09-08 Hitachi Chemical DuPont MicroSystems Ltd. Developer for photosensitive polyimide precursor, and method of using it for patterning
JP2002014476A (ja) * 2000-06-30 2002-01-18 Hitachi Chemical Dupont Microsystems Ltd 感光性ポリイミド前駆体用現像液及びパターンの製造法
CN103732404A (zh) * 2011-06-14 2014-04-16 宇部兴产株式会社 制备聚酰亚胺层压制品的方法以及该聚酰亚胺层压制品
JP2014210894A (ja) * 2013-04-22 2014-11-13 宇部興産株式会社 ポリアミック酸溶液組成物、及びそれを用いたポリイミド膜の製造方法

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4090311B2 (ja) * 1998-03-05 2008-05-28 日立化成デュポンマイクロシステムズ株式会社 感光性ポリイミド前駆体用現像液及びこれを用いたパターン製造法
US20070197720A1 (en) 2004-03-15 2007-08-23 Basf Aktiengesellschaft Novel solvent for producing polyurethane dispersions
DE102004012751A1 (de) 2004-03-15 2005-10-06 Basf Ag Verwendung von N-Ethyl-2-pyrrolidon
WO2008012231A2 (de) 2006-07-27 2008-01-31 Basf Se Verwendung von 1,5-dimethylpyrrolidon
JP5256018B2 (ja) * 2008-12-26 2013-08-07 旭化成イーマテリアルズ株式会社 組成物、組成物からなる塗膜、塗膜を含む積層体、及び積層体を組み込んだ電子機器
JP2011202097A (ja) * 2010-03-26 2011-10-13 Nippon Steel Chem Co Ltd 光導波路用樹脂組成物の製造方法
JP5746320B2 (ja) 2010-04-16 2015-07-08 ネクサム ケミカル エイビー 新規な架橋剤
EP2444387A1 (en) 2010-10-22 2012-04-25 Nexam Chemical AB Cross-linkable end-cappers for primary amino groups
EP2694572A1 (en) 2011-04-01 2014-02-12 Nexam Chemical AB Improved oligo- and polyimides
BE1020269A5 (nl) 2012-01-17 2013-07-02 Taminco Gebruik van vervangende oplosmiddelen voor n-methylpyrrolidon (nmp).
EP2653467B1 (en) 2012-04-20 2014-09-03 Nexam Chemical AB Process for producing (ethyne-1,2-diyl)bis(isobenzofuran-1,3- dione)
JP5928129B2 (ja) * 2012-04-25 2016-06-01 Jnc株式会社 インクジェットインク

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0940724A2 (en) * 1998-03-05 1999-09-08 Hitachi Chemical DuPont MicroSystems Ltd. Developer for photosensitive polyimide precursor, and method of using it for patterning
JP2002014476A (ja) * 2000-06-30 2002-01-18 Hitachi Chemical Dupont Microsystems Ltd 感光性ポリイミド前駆体用現像液及びパターンの製造法
CN103732404A (zh) * 2011-06-14 2014-04-16 宇部兴产株式会社 制备聚酰亚胺层压制品的方法以及该聚酰亚胺层压制品
JP2014210894A (ja) * 2013-04-22 2014-11-13 宇部興産株式会社 ポリアミック酸溶液組成物、及びそれを用いたポリイミド膜の製造方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109790382A (zh) * 2016-09-28 2019-05-21 陶氏环球技术有限责任公司 用于合成聚(酰胺酸)和聚酰亚胺聚合物的溶剂体系
CN109790382B (zh) * 2016-09-28 2024-09-13 陶氏环球技术有限责任公司 用于合成聚(酰胺酸)和聚酰亚胺聚合物的溶剂体系

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