CN111886280B - 聚金属氧烷、组合物、固化膜、构件、电子部件、纤维、陶瓷成型用粘合剂、固化膜的制造方法和纤维的制造方法 - Google Patents
聚金属氧烷、组合物、固化膜、构件、电子部件、纤维、陶瓷成型用粘合剂、固化膜的制造方法和纤维的制造方法 Download PDFInfo
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Abstract
作为本发明的一个方式的聚金属氧烷具有下述通式(1)所示的结构单元,(通式(1)中,R1是氢原子或碳原子数1~10的烷基;R2和R3各自独立地是氢原子、碳原子数1~12的烷基、碳原子数5~12的脂环式烷基、碳原子数6~30的芳族基或碳原子数1~12的酰基;R2和R3任选经由碳‑碳饱和键或碳‑碳不饱和键连结而形成环结构;a是0或1的整数;M表示选自Al、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Ga、Ge、Zr、Nb、Mo、Ru、Rh、Pd、Ag、In、Sn、Sb、Hf、Ta、W、Re、Os、Ir、Pt、Au、Tl和Bi中的金属原子;m是表示金属原子M的价数的整数;b是1~(m‑2)的整数)。
Description
技术领域
本发明涉及聚金属氧烷、组合物、固化膜、构件、电子部件、纤维、陶瓷成型用粘合剂、固化膜的制造方法和纤维的制造方法。
背景技术
包含金属氧化物的膜具有高耐热、高折射率等特性,期待在各种用途中显示出有用的特性。作为这样的膜的形成方法,已知通过化学气相生长(Chemical vapordeposition:CVD)等气相法而形成氧化钛、氧化锆的膜的方法等。然而,CVD等气相法的膜形成速度慢,难以得到能够工业使用的膜厚。
另一方面,提出了涂布在主链中具有金属-氧-金属原子键的聚金属氧烷的溶液,将其固化,由此得到高折射率的薄膜的方法。这样的聚金属氧烷可以通过将金属醇盐水解、将其缩聚而得到。然而,一般而言,如果将金属醇盐水解,则其水解体凝集而不溶于溶剂中。因此,要求在溶液中以均匀的状态稳定地存在、能够形成均质的固化膜的聚金属氧烷。
在过去的文献中,报告了通过在特殊的条件下非常注意地实施水解,防止因水解体的凝集而导致的析出、凝胶化的技术(参照例如专利文献1~2)。此外,报告了通过在聚合物的侧链中导入特定的取代基,在溶液中以均匀的状态稳定地存在的聚金属氧烷(参照例如专利文献3)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开平1-129032号公报
专利文献2:日本特开2015-3896号公报
专利文献3:国际公开第2017/090512号。
发明内容
发明要解决的课题
然而,作为在溶剂中将金属醇盐水解的方法,在专利文献1中记载的方法中,如果在低于70℃的温度下添加水、或者如果增加水的添加量,则有发生因水解体的凝集而导致的析出的问题。此外,由于水解率低,因此所得聚钛氧烷中烷氧基大量残留,在涂膜形成时因空气中的水分而发生烷氧基的水解,从而脱离。因此,上述聚钛氧烷有产生裂纹、无法形成均质的膜的问题。
在专利文献2中记载的方法中,如果增加水的添加量,则发生因水解体的凝集而导致的析出,因此也无法得到高分子量的聚金属氧烷,有在涂膜形成时产生裂纹、无法形成均质的固化膜的问题。
在专利文献3中记载的方法中,通过例如以三烷基甲硅烷氧基那样的特定基团作为侧链,得到能够在溶液中以均匀的状态稳定地存在的聚金属氧烷。这样的聚金属氧烷通过例如将使三烷基硅醇与金属醇盐反应得到的化合物用作原料而得到。然而,三烷基硅醇是昂贵的,因此存在的课题是为了聚金属氧烷的工业稳定供给而需要庞大成本。
本发明鉴于上述课题而进行,其目的在于,提供能够在溶剂中以均匀的状态稳定地存在、能够工业稳定供给的高分子量的聚金属氧烷。
解决课题的手段
为了解决上述课题,实现目的,本发明所涉及的聚金属氧烷的特征在于,具有下述通式(1)所示的结构单元,
[化学式1]
(通式(1)中,R1是氢原子或碳原子数1~10的烷基;R2和R3各自独立地是氢原子、碳原子数1~12的烷基、碳原子数5~12的脂环式烷基、碳原子数6~30的芳族基、或碳原子数1~12的酰基;R2和R3任选经由碳-碳饱和键或碳-碳不饱和键连结而形成环结构;整数a是0或1的整数;金属原子M表示选自Al、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Ga、Ge、Zr、Nb、Mo、Ru、Rh、Pd、Ag、In、Sn、Sb、Hf、Ta、W、Re、Os、Ir、Pt、Au、Tl和Bi中的金属原子;整数m是表示前述金属原子M的价数的整数;整数b是1~(m-2)的整数)。
此外,本发明所涉及的聚金属氧烷的特征在于,在上述发明中,前述通式(1)所示的结构单元是下述通式(2)所示的结构单元,
[化学式2]
(通式(2)中,R4是氢原子、碳原子数1~12的烷基、碳原子数5~12的脂环式烷基、碳原子数6~30的芳族基、或碳原子数1~12的酰基;R5与R4独立地是氢原子、碳原子数1~12的烷基、碳原子数5~12的脂环式烷基、或碳原子数6~30的芳族基;R4和R5任选经由碳-碳饱和键或碳-碳不饱和键连结而形成环结构)。
此外,本发明所涉及的聚金属氧烷的特征在于,在上述发明中,前述通式(1)所示的结构单元是下述通式(3)所示的结构单元,
[化学式3]
(通式(3)中,R6和R7各自独立地是氢原子、碳原子数1~12的烷基、碳原子数5~12的脂环式烷基、碳原子数6~30的芳族基;R6和R7任选经由碳-碳饱和键或碳-碳不饱和键连结而形成环结构)。
此外,本发明所涉及的聚金属氧烷的特征在于,在上述发明中,前述整数a是1。
此外,本发明所涉及的聚金属氧烷的特征在于,在上述发明中,前述金属原子M包含1种以上的选自Al、Ti、Zr和Sn中的金属原子。
此外,本发明所涉及的组合物的特征在于,包含上述发明中任一项所述的聚金属氧烷。
此外,本发明所涉及的组合物的特征在于,在上述发明中,进一步包含含金属元素的化合物。
此外,本发明所涉及的固化膜的特征在于,含有上述发明中任一项所述的聚金属氧烷。
此外,本发明所涉及的固化膜的特征在于,含有上述发明中任一项所述的组合物。
此外,本发明所涉及的固化膜的制造方法的特征在于,包括将上述发明中任一项所述的聚金属氧烷或组合物加热的加热步骤。
此外,本发明所涉及的构件的特征在于,具备上述发明中任一项所述的固化膜。
此外,本发明所涉及的电子部件的特征在于,具备上述发明所述的构件。
此外,本发明所涉及的纤维的特征在于,含有上述发明中任一项所述的聚金属氧烷。
此外,本发明所涉及的纤维的特征在于,含有上述发明中任一项所述的组合物。
此外,本发明所涉及的纤维的制造方法的特征在于,包括将上述发明中任一项所述的聚金属氧烷或组合物纺丝而得到纤维的纺丝步骤。
此外,本发明所涉及的纤维的制造方法的特征在于,在上述发明中,包括将通过前述纺丝步骤得到的前述纤维进行煅烧的煅烧步骤。
此外,本发明所涉及的陶瓷成型体用粘合剂的特征在于,含有上述发明中任一项所述的聚金属氧烷。
发明的效果
根据本发明,实现的效果是,可以提供能够在溶剂中以均匀的状态稳定地存在、能够工业稳定供给的聚金属氧烷。此外,根据本发明所涉及的聚金属氧烷,实现的效果是,可以提供具有高折射率的固化膜。
具体实施方式
以下,详细说明用于实施本发明的方式。但是,本发明不限于以下的实施方式,可以根据目的、用途进行各种各样的变更而实施。
(聚金属氧烷)
本发明的实施方式所涉及的聚金属氧烷具有下述通式(1)所示的结构单元。
[化学式4]
通式(1)中,R1是氢原子或碳原子数1~10的烷基。R2和R3各自独立地是氢原子、碳原子数1~12的烷基、碳原子数5~12的脂环式烷基、碳原子数6~30的芳族基、或碳原子数1~12的酰基。R2和R3任选经由碳-碳饱和键或碳-碳不饱和键连结而形成环结构。整数a是0或1的整数。金属原子M表示选自Al、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Ga、Ge、Zr、Nb、Mo、Ru、Rh、Pd、Ag、In、Sn、Sb、Hf、Ta、W、Re、Os、Ir、Pt、Au、Tl和Bi中的金属原子。整数m是表示该金属原子M的价数的整数。整数b是1~(m-2)的整数。
作为碳原子数1~12的烷基,可以举出甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、戊基、己基、庚基、辛基、2-乙基己基、壬基、癸基、十一烷基、十二烷基等。
作为碳原子数5~12的脂环式烷基,可以举出环戊基、环己基、环庚基、环辛基、环壬基、环癸基等。
作为碳原子数6~30的芳族基,可以举出苯基、苯氧基、苄基、苯基乙基、萘基等。
作为碳原子数1~12的酰基,可以举出甲酰基、乙酰基、三氟乙酰基、苯基乙酰基、丙酰基、苯甲酰基等。
作为R2和R3经由碳-碳饱和键或碳-碳不饱和键连结形成的环结构,可以举出例如吡咯烷结构、哌啶结构、内酰胺结构、琥珀酰亚胺结构、邻苯二甲酰亚胺结构、马来酰亚胺结构等。
具有通式(1)所示的结构单元的聚金属氧烷通过具有R2R3N(O)a基,显著提高与其它成分的相容性。因此,该聚金属氧烷在溶剂中稳定地存在。此外,具有通式(1)所示的结构单元的聚金属氧烷通过具有R2R3N(O)a基,在后述的形成固化膜的步骤中,因加热而导致的聚金属氧烷的缩合应力被缓解。因此,通过使用该聚金属氧烷,能够得到难以产生裂纹的、均质的固化膜。
作为R2R3N(O)a基的具体例,可以举出二甲基氨基、二乙基氨基、二丙基氨基、二异丙基氨基、二丁基氨基、二异丁基氨基、二仲丁基氨基、二叔丁基氨基、二环己基氨基、二苯基氨基、甲基苯基氨基、乙基苯基氨基、丙基苯基氨基、二萘基氨基、甲基萘基氨基、乙基萘基氨基、丙基萘基氨基、吡咯烷基、哌啶基、2,2,6,6-四甲基哌啶基等。
此外,作为R2R3N(O)a基的具体例,可以举出二乙基氨基氧基、二苄基氨基氧基、2-氮杂金刚烷基氧基;甲酰胺基、甲酰苯胺基、乙酰胺基、乙酰苯胺基、三氟乙酰胺基、2,2,2,2-三氟乙酰苯胺基、苯甲酰胺基、苯甲酰苯胺基、吡咯烷酮基、哌啶酮基;N-乙酰胺基氧基、N-辛酰胺基氧基、N-苯甲酰胺基氧基、N-苯甲酰基-N-苯基氨基氧基、N-萘-1-羧酰胺基氧基、N-水杨酰胺基氧基、α-(对丁氧基苯基)-N-乙酰胺基氧基等。
此外,作为R2R3N(O)a基的具体例,可以举出琥珀酰亚胺基、2-乙基-2-甲基琥珀酰亚胺基、1,2-环己烷二甲酰亚胺基、顺式-4-环己烯-1,2-二甲酰亚胺基、1,8-萘二甲酰亚胺基、邻苯二甲酰亚胺基、4-氨基邻苯二甲酰亚胺基、4-溴邻苯二甲酰亚胺基、4-硝基邻苯二甲酰亚胺基、3,4,5,6-四氯邻苯二甲酰亚胺基、1,2,3,4-环丁烷四甲酰二亚胺基、1,4,5,8-萘四甲酰二亚胺基、均苯四甲酰二亚胺基、3,3-四亚甲基戊二酰亚胺基、戊二酰亚胺基、马来酰亚胺基、3,3-二甲基戊二酰亚胺基、3-乙基-3-甲基戊二酰亚胺基、双三氟乙酰胺基等。
进一步,作为R2R3N(O)a基的具体例,可以举出N-琥珀酰亚胺基氧基、N-邻苯二甲酰亚胺基氧基、N-(4-硝基邻苯二甲酰亚胺基)氧基、N-(5-降冰片烯-2,3-二甲酰亚胺基)氧基、N-氧基磺基琥珀酰亚胺钠基、N-( N'-羟基均苯四甲酰亚胺基)氧基、N-(1,8-萘二甲酰亚胺基)氧基、N-(N'-羟基-1,2,3,4-环丁烷四甲酰二亚胺基)氧基等。
此外,本发明的实施方式所涉及的聚金属氧烷中,通式(1)所示的结构单元优选为下述通式(2)所示的结构单元。
[化学式5]
通式(2)中,R4是氢原子、碳原子数1~12的烷基、碳原子数5~12的脂环式烷基、碳原子数6~30的芳族基、或碳原子数1~12的酰基。R5与R4独立地是氢原子、碳原子数1~12的烷基、碳原子数5~12的脂环式烷基、或碳原子数6~30的芳族基。R4和R5任选经由碳-碳饱和键或碳-碳不饱和键连结而形成环结构。
具有通式(2)所示的结构单元的聚金属氧烷通过具有羰基,使聚金属氧烷中的羟基稳定化。因此,聚金属氧烷对溶剂的相容性、稳定性进一步提高。
此外,本发明的实施方式所涉及的聚金属氧烷中,通式(1)所示的结构单元更优选为下述通式(3)所示的结构单元。
[化学式6]
通式(3)中,R6和R7各自独立地是氢原子、碳原子数1~12的烷基、碳原子数5~12的脂环式烷基、碳原子数6~30的芳族基。R6和R7任选经由碳-碳饱和键或碳-碳不饱和键连结而形成环结构。
具有通式(3)所示的结构单元的聚金属氧烷与具有通式(2)所示的结构单元的聚金属氧烷相比具有更多的羰基,由此,进一步使聚金属氧烷中的羟基稳定化。因此,聚金属氧烷对溶剂的相容性、稳定性进一步提高。
从聚金属氧烷的制造中的水解和缩聚时的稳定性的观点出发,R6和R7优选经由碳-碳饱和键或碳-碳不饱和键而键合,形成环结构。
通式(1)中的整数a从聚金属氧烷对溶剂的溶解性的观点出发,优选为1。即,作为优选的R2R3N(O)a基,可以举出N-琥珀酰亚胺基氧基、N-邻苯二甲酰亚胺基氧基、N-(4-硝基邻苯二甲酰亚胺基)氧基、N-(5-降冰片烯-2,3-二甲酰亚胺基)氧基、N-氧基磺基琥珀酰亚胺钠基、N-(N'-羟基均苯四甲酰亚胺基)氧基、N-(1,8-萘二甲酰亚胺基)氧基、N-(N'-羟基-1,2,3,4-环丁烷四甲酰二亚胺基)氧基等。
通式(1)中,R2R3N(O)a基的含量在用氮原子(N)的摩尔数相对于聚金属氧烷的金属原子M的摩尔数的比率(氮原子的摩尔数/金属原子M的摩尔数)表示的情况下,优选为1摩尔%以上且250摩尔%以下、更优选为10摩尔%以上且200摩尔%以下。通过将聚金属氧烷中的R2R3N(O)a基的含量设为上述范围,该聚金属氧烷与其它成分的相容性进一步提高。因此,该聚金属氧烷在溶剂中更进一步稳定地存在。
聚金属氧烷中的R2R3N(O)a基的含量通过以下的方法求出。该方法中,首先,将聚金属氧烷填充在NMR管中,使用核磁共振装置(NMR),进行与金属原子M对应的NMR测定。由此,求出金属原子M的摩尔浓度。例如,如果金属原子M为钛原子(Ti),则通过49Ti-NMR测定而求出钛原子的摩尔浓度。接着,通过进行15N-NMR测定,由与N(O)aM对应的峰,求出R2R3N(O)a基的氮原子的摩尔浓度。通过将所得氮原子的摩尔浓度除以金属原子M的摩尔浓度,能够求出聚金属氧烷中的R2R3N(O)a基的含量。
本发明的实施方式所涉及的聚金属氧烷通过具有通式(1)所示的结构单元,能够形成以在主链中具有电子密度高的金属原子的树脂作为主体的固化膜。因此,能够提高该固化膜中的金属原子的密度,由此能够容易地得到该固化膜的高折射率。此外,本发明的实施方式所涉及的聚金属氧烷通过具有通式(1)所示的结构单元,形成不具有自由电子的电介质,因此能够得到高耐热性。
通式(1)中,金属原子M优选包含1种以上的选自Al、Ti、Zr和Sn中的金属原子。通过使用这些金属原子,聚金属氧烷能够具有高折射率。作为金属原子M,进一步优选为Ti或Zr。此外,通式(1)中,整数m优选为3以上且5以下。
聚金属氧烷的重均分子量作为下限,优选为500以上、更优选为1,000以上、进一步优选为10,000以上。该重均分子量作为上限,优选为3,000,000以下、更优选为1,500,000以下、进一步优选为1,000,000以下。通过将该重均分子量设为上述范围,聚金属氧烷的涂布特性变得良好。此外,通过该重均分子量为下限值以上,后述的固化膜的物性提高,得到耐裂纹性特别优异的固化膜。
本发明中的重均分子量是指通过凝胶渗透色谱(GPC)测定的聚苯乙烯换算的值。聚金属氧烷的重均分子量通过以下的方法求出。该方法中,首先,使聚金属氧烷以达到0.2wt%的方式溶解于洗脱溶剂,制成试样溶液。接着,将该试样溶液注入填充有多孔质凝胶和洗脱溶剂的柱中。通过差示折射率检测器检测柱洗脱物,分析溶出时间,由此求出聚金属氧烷的重均分子量。应予说明,作为洗脱溶剂,选择能够以0.2wt%的浓度溶解聚金属氧烷的物质。特别地,在聚金属氧烷溶解在0.02mol/dm3的氯化锂与N-甲基-2-吡咯烷酮的溶液中的情况下,作为洗脱溶剂,使用该溶液。
(聚金属氧烷的制造方法)
接着,针对本发明的实施方式所涉及的聚金属氧烷的制造方法进行说明。本发明中,对具有通式(1)所示的结构单元的聚金属氧烷的制造方法没有特别限制。该制造方法中,优选将下述通式(4)所示的金属醇盐水解,部分缩合和聚合,由此制造聚金属氧烷。在此,部分缩合是指并非使水解物的M-OH全部缩合,而是在所得聚金属氧烷中残留一部分M-OH。只要是后述的一般缩合条件,则一般而言M-OH部分残留。残留的M-OH的量没有特别限制。
[化学式7]
通式(4)中,R8表示R2R3N(O)a基。R9是碳原子数1~10的烷基。R8和R9在存在多个的情况下,各自可以相同或不同。金属原子M表示选自Al、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Ga、Ge、Zr、Nb、Mo、Ru、Rh、Pd、Ag、In、Sn、Sb、Hf、Ta、W、Re、Os、Ir、Pt、Au、Tl和Bi中的金属原子。整数m是表示金属原子M的价数的整数。整数n是1~(m-1)的整数。
一般而言,如果向金属醇盐中添加水,则烷氧基的水解性高,因此生成将分子中的全部烷氧基水解而得到的金属氢氧化物。该金属氢氧化物在溶液中凝集而在溶剂中不溶,因此析出。
另一方面,通式(4)所示的金属醇盐中,R2R3N(O)a基的水解性相对于烷氧基而言相对低。因此,通过对该金属醇盐添加水,能够选择性地将烷氧基水解。所得水解体因R2R3N(O)a基的空间位阻、分子内氢键而被稳定化,因此在溶液中不会凝集。其结果是,得到该水解体的均匀的溶液。因此,与以往的技术相比,能够提高金属醇盐的水解率。因此,通过将通式(4)所示的金属醇盐水解和缩聚,能够得到高分子量的聚金属氧烷、特别是重均分子量大于10,000那样的聚金属氧烷。
本发明中,具有R8的金属醇盐不特别限定于通式(4)所示的物质。例如,在金属原子M为Ti的情况下,作为具有一个R8的金属醇盐,可以举出三甲氧基(N-琥珀酰亚胺基氧基)钛、三乙氧基(N-琥珀酰亚胺基氧基)钛、三丙氧基(N-琥珀酰亚胺基氧基)钛、三异丙氧基(N-琥珀酰亚胺基氧基)钛、三丁氧基(N-琥珀酰亚胺基氧基)钛、三异丁氧基(N-琥珀酰亚胺基氧基)钛、三仲丁氧基(N-琥珀酰亚胺基氧基)钛、三叔丁氧基(N-琥珀酰亚胺基氧基)钛、三环己氧基(N-琥珀酰亚胺基氧基)钛、三苯氧基(N-琥珀酰亚胺基氧基)钛等。
此外,作为具有一个R8的金属醇盐,可以举出上述各烷醇盐中将N-琥珀酰亚胺基氧基替换为N-邻苯二甲酰亚胺基氧基而得到的物质、例如三异丙氧基(N-邻苯二甲酰亚胺基氧基)钛、三丁氧基(N-邻苯二甲酰亚胺基氧基)钛等。
此外,作为具有一个R8的金属醇盐,可以举出上述各烷醇盐中将N-琥珀酰亚胺基氧基替换为N-(4-硝基邻苯二甲酰亚胺基)氧基而得到的物质、例如三异丙氧基(N-(4-硝基邻苯二甲酰亚胺基)氧基)钛、三丁氧基(N-(4-硝基邻苯二甲酰亚胺基)氧基)钛等。
此外,作为具有一个R8的金属醇盐,可以举出上述各烷醇盐中将N-琥珀酰亚胺基氧基替换为N-(5-降冰片烯-2,3-二甲酰亚胺基)氧基而得到的物质、例如三异丙氧基(N-(5-降冰片烯-2,3-二甲酰亚胺基)氧基)钛、三丁氧基(N-(5-降冰片烯-2,3-二甲酰亚胺基)氧基)钛等。
此外,作为具有一个R8的金属醇盐,可以举出上述各烷醇盐中将N-琥珀酰亚胺基氧基替换为N-(1,8-萘二甲酰亚胺基)氧基而得到的物质、例如三异丙氧基(N-(1,8-萘二甲酰亚胺基)氧基)钛、三丁氧基(N-(1,8-萘二甲酰亚胺基)氧基)钛等。
此外,作为具有两个R8的金属醇盐,可以举出二甲氧基双(N-琥珀酰亚胺基氧基)钛、二乙氧基双(N-琥珀酰亚胺基氧基)钛、二丙氧基双(N-琥珀酰亚胺基氧基)钛、二异丙氧基双(N-琥珀酰亚胺基氧基)钛、二丁氧基双(N-琥珀酰亚胺基氧基)钛、二异丁氧基双(N-琥珀酰亚胺基氧基)钛、二仲丁氧基双(N-琥珀酰亚胺基氧基)钛、二叔丁氧基双(N-琥珀酰亚胺基氧基)钛、二环己氧基双(N-琥珀酰亚胺基氧基)钛、二苯氧基双(N-琥珀酰亚胺基氧基)钛等。
此外,作为具有两个R8的金属醇盐,可以举出上述各基团中将N-琥珀酰亚胺基氧基替换为N-邻苯二甲酰亚胺基氧基而得到的物质、例如二异丙氧基双(N-邻苯二甲酰亚胺基氧基)钛、二丁氧基双(N-邻苯二甲酰亚胺基氧基)钛等。
此外,作为具有两个R8的金属醇盐,可以举出上述各基团中将N-琥珀酰亚胺基氧基替换为N-(4-硝基邻苯二甲酰亚胺基)氧基而得到的物质、例如二异丙氧基双(N-(4-硝基邻苯二甲酰亚胺基)氧基)钛、二丁氧基双(N-(4-硝基邻苯二甲酰亚胺基)氧基)钛等。
此外,作为具有两个R8的金属醇盐,可以举出上述各基团中将N-琥珀酰亚胺基氧基替换为N-(5-降冰片烯-2,3-二甲酰亚胺基)氧基而得到的物质、例如二异丙氧基双(N-(5-降冰片烯-2,3-二甲酰亚胺基)氧基)钛、二丁氧基双(N-(5-降冰片烯-2,3-二甲酰亚胺基)氧基)钛等。
此外,作为具有两个R8的金属醇盐,可以举出上述各基团中将N-琥珀酰亚胺基氧基替换为N-(1,8-萘二甲酰亚胺基)氧基而得到的物质、例如二异丙氧基双(N-(1,8-萘二甲酰亚胺基)氧基)钛、二丁氧基双(N-(1,8-萘二甲酰亚胺基)氧基)钛等。
另一方面,在金属原子M为Zr的情况下,作为具有R8的金属醇盐,可以举出上述各烷醇盐中将钛替换为锆而得到的物质、例如三正丙氧基(N-琥珀酰亚胺基氧基)锆、三正丙氧基(N-邻苯二甲酰亚胺基氧基)锆、三正丙氧基(N-(4-硝基邻苯二甲酰亚胺基)氧基)锆、三正丙氧基(N-(5-降冰片烯-2,3-二甲酰亚胺基)氧基)锆、三正丙氧基(N-(1,8-萘二甲酰亚胺基)氧基)锆、二正丙氧基双(N-琥珀酰亚胺基氧基)锆、二正丙氧基双(N-邻苯二甲酰亚胺基氧基)锆、二正丙氧基双(N-(4-硝基邻苯二甲酰亚胺基)氧基)锆、二正丙氧基双(N-(5-降冰片烯-2,3-二甲酰亚胺基)氧基)锆、二正丙氧基双(N-(1,8-萘二甲酰亚胺基)氧基)锆等。
另一方面,在金属原子M为Al的情况下,作为具有R8的金属醇盐,可以举出二甲氧基(N-琥珀酰亚胺基氧基)铝、二乙氧基(N-琥珀酰亚胺基氧基)铝、二丙氧基(N-琥珀酰亚胺基氧基)铝、二异丙氧基(N-琥珀酰亚胺基氧基)铝、二丁氧基(N-琥珀酰亚胺基氧基)铝、二异丁氧基(N-琥珀酰亚胺基氧基)铝、二仲丁氧基(N-琥珀酰亚胺基氧基)铝、二叔丁氧基(N-琥珀酰亚胺基氧基)铝、二环己氧基(N-琥珀酰亚胺基氧基)铝、二苯氧基(N-琥珀酰亚胺基氧基)铝等。
此外,作为具有R8的金属醇盐,可以举出上述各烷醇盐中将N-琥珀酰亚胺基氧基替换为N-邻苯二甲酰亚胺基氧基而得到的物质、例如二仲丁氧基(N-邻苯二甲酰亚胺基氧基)铝等。
此外,作为具有R8的金属醇盐,可以举出上述各烷醇盐中将N-琥珀酰亚胺基氧基替换为N-(4-硝基邻苯二甲酰亚胺基)氧基而得到的物质、例如二仲丁氧基(N-(4-硝基邻苯二甲酰亚胺基)氧基)铝等。
此外,作为具有R8的金属醇盐,可以举出上述各烷醇盐中将N-琥珀酰亚胺基氧基替换为N-(5-降冰片烯-2,3-二甲酰亚胺基)氧基而得到的物质、例如二仲丁氧基(N-(5-降冰片烯-2,3-二甲酰亚胺基)氧基)铝等。
此外,作为具有R8的金属醇盐,可以举出上述各烷醇盐中将N-琥珀酰亚胺基氧基替换为N-(1,8-萘二甲酰亚胺基)氧基而得到的物质、例如二仲丁氧基(N-(1,8-萘二甲酰亚胺基)氧基)铝等。
金属醇盐的水解以及部分缩合和聚合中,可以使用一般的方法。例如,作为水解的反应条件,优选在溶剂中,向金属醇盐用1~180分钟添加水后,在室温~110℃下反应1~180分钟。通过在这样的反应条件下进行水解,能够抑制该水解的剧烈的反应。此外,水解的反应温度优选为30~150℃。此外,金属醇盐的水解中,可以根据需要添加催化剂。
此外,作为金属醇盐的部分缩合和聚合的反应条件,优选通过金属醇盐的水解反应得到金属氢氧化物后,直接将反应液在50℃~180℃下加热1~100小时。此外,为了提高聚金属氧烷的聚合度,可以将该反应液再加热,也可以向该反应液中添加催化剂。此外,根据需要,可以在金属醇盐的水解反应后,将生成的醇等通过加热和减压中的至少一者适量馏出、去除,其后添加任意的溶剂。
作为溶剂,没有特别限定,可以适合地使用酰胺系溶剂、酯系溶剂、醇系溶剂、醚系溶剂、酮系溶剂、二甲基亚砜等。
作为酰胺系溶剂的具体例,可以举出N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、N,N-二甲基异丁酰胺、N-甲基-2-吡咯烷酮、1,3-二甲基-2-咪唑啉酮、N,N-二甲基亚丙基脲等。
作为酯系溶剂的具体例,可以举出γ-丁内酯、δ-戊内酯、碳酸亚丙酯、乙酸乙酯、乙酸正丙酯、乙酸异丙酯、乙酸正丁酯、乙酸异丁酯、丙二醇单甲基醚乙酸酯、3-甲氧基-1-丁基乙酸酯、3-甲基-3-甲氧基-1-丁基乙酸酯、乙酰乙酸乙酯、环己醇乙酸酯等。
作为醇系溶剂的具体例,可以举出甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇、异丁醇、叔丁醇、3-羟基-3-甲基-2-丁酮、5-羟基-2-戊酮、4-羟基-4-甲基-2-戊酮(双丙酮醇)、乳酸乙酯、乳酸丁酯、丙二醇单甲基醚、丙二醇单乙基醚、丙二醇单正丙基醚、丙二醇单正丁基醚、丙二醇单叔丁基醚、二乙二醇单甲基醚、二乙二醇单乙基醚、二丙二醇单甲基醚、3-甲氧基-1-丁醇、3-甲基-3-甲氧基-1-丁醇、乙二醇、丙二醇等。
作为醚系溶剂的具体例,可以举出二乙基醚、二异丙基醚、二正丁基醚、二苯基醚、二乙二醇乙基甲基醚、二乙二醇二甲基醚、1,2-二甲氧基乙烷、1,2-二乙氧基乙烷、二丙二醇二甲基醚等。
作为酮系溶剂的具体例,可以举出甲基异丁基酮、二异丙基酮、二异丁基酮、乙酰基丙酮、环戊酮、环己酮、环庚酮、二环己基酮等。
更优选的溶剂是非质子性极性溶剂。通过使用非质子性极性溶剂,可以得到在溶剂中稳定、且更高分子量的聚金属氧烷。非质子性极性溶剂之中,更优选为N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、N,N-二甲基异丁酰胺、N-甲基-2-吡咯烷酮、1,3-二甲基-2-咪唑啉酮、N,N-二甲基亚丙基脲、γ-丁内酯、δ-戊内酯、碳酸亚丙酯、二甲基亚砜等。
此外,通过调整在金属醇盐的水解反应中使用的水的添加量,可以调整金属醇盐的水解率。该水的添加量相对于烷氧基1摩尔,优选为0.1~2摩尔。
此外,作为在金属醇盐的水解反应等时根据需要添加的催化剂,没有特别限制,优选使用酸催化剂或碱催化剂。作为酸催化剂的具体例,可以举出盐酸、硝酸、硫酸、氢氟酸、磷酸、乙酸、二氟乙酸、甲酸、多元羧酸或者其酸酐、离子交换树脂等。作为碱催化剂的具体例,可以举出二乙基胺、二丙基胺、二丁基胺、二戊基胺、二己基胺、二庚基胺、二辛基胺、三乙基胺、三丙基胺、三丁基胺、三异丁基胺、三戊基胺、三己基胺、三庚基胺、三辛基胺、二乙醇胺、三乙醇胺、二环己基胺、二环己基甲基胺、2,2,6,6-四甲基哌啶、氢氧化钠、氢氧化钾、具有氨基的烷氧基硅烷、离子交换树脂等。
更优选的催化剂是碱催化剂。通过使用碱催化剂,能够得到特别高分子量的聚金属氧烷。碱催化剂之中,特别优选为二乙基胺、二丙基胺、二丁基胺、二戊基胺、二己基胺、二庚基胺、二辛基胺、三乙基胺、三丙基胺、三丁基胺、三异丁基胺、三戊基胺、三己基胺、三庚基胺、三辛基胺、二乙醇胺、三乙醇胺、二环己基胺、二环己基甲基胺、2,2,6,6-四甲基哌啶。
此外,从组合物的储存稳定性的观点出发,优选在水解、部分缩合和聚合后的聚金属氧烷溶液中,不含上述催化剂,可以根据需要进行催化剂的去除。作为催化剂的去除方法,没有特别限制,从操作的简便性和去除性的观点出发,优选为水洗涤和离子交换树脂的处理之中至少一者。水洗涤是指将聚金属氧烷溶液用适当的疏水性溶剂稀释后,将用水洗涤数次而得到的有机层通过蒸发器等浓缩,由此进行的催化剂的去除方法。用离子交换树脂的处理是指使聚金属氧烷溶液与适当的离子交换树脂接触,由此进行的催化剂的去除方法。
(聚金属氧烷的组合物)
本发明的实施方式所涉及的聚金属氧烷可以与溶剂、其它必要的成分混合而制成组合物。即,本发明的实施方式所涉及的组合物至少包含上述聚金属氧烷。
本发明中,聚金属氧烷在制成组合物的情况下,优选用溶剂稀释,调整固体成分浓度。作为该溶剂,没有特别限制,优选使用与聚金属氧烷的合成中使用的溶剂相同的溶剂。含有聚金属氧烷的溶液的固体成分浓度优选设为0.1~50wt%。通过将该固体成分浓度设为该范围,聚金属氧烷的涂布膜的膜厚控制变得良好。
在聚金属氧烷溶液的固体成分浓度的调整时,可以在该溶液中添加其它成分。作为其它成分,可以举出含金属元素的化合物、表面活性剂、硅烷偶联剂等。即,本发明的实施方式所涉及的组合物优选除了上述聚金属氧烷之外,进一步包含含金属元素的化合物等其它成分。
含金属元素的化合物优选用于提高固化膜的耐化学药品性。通过含金属元素的化合物,聚金属氧烷彼此形成交联结构。因此,可以得到聚金属氧烷和其组合物的更致密的固化膜。含金属元素的化合物可以残留在该固化膜中。
作为含金属元素的化合物的例,优选为有机金属络合物。具体而言,作为该有机金属络合物,可以举出单仲丁氧基二异丙氧基铝、仲丁氧基铝、乙酰乙酸乙酯二异丙氧基铝、双(乙酸乙酯合)铝、烷基乙酰基二异丙氧基铝(アルキルアセトアルミニウムジイソプロピレート)、单乙酰丙酮双(乙酰乙酸乙酯)铝、双(乙酰丙酮)铝、三(乙酰乙酸)铝、双(乙酰乙酸)锆、双(乙酰乙酸乙酯)锆、双(乙酰乙酸)钛、双(乙酰乙酸乙酯)钛、四正丁氧基钛、四正丁氧基钛的缩合物(低聚物)、四异丙氧基钛的缩合物(低聚物)等。
此外,组合物中的含金属元素的化合物的含量以总计量计,相对于聚金属氧烷100重量份,优选为0.1重量份以上且50重量份以下、进一步优选为1重量份以上且20重量份以下。
表面活性剂优选用于提高涂布聚金属氧烷和其组合物时的膜厚的均匀性。表面活性剂可以残留在该固化膜中。
对表面活性剂的种类没有特别限制。例如,作为表面活性剂,可以使用“メガファック(注册商标)”F142D、同F172、同F173、同F183、同F445、同F470、同F475、同F477(以上为大日本油墨化学工业社制)、NBX-15、FTX-218、DFX-18(ネオス公司制)等氟系表面活性剂、BYK-333、BYK-301、BYK-331、BYK-345、BYK-307(ビックケミージャパン公司制)等硅酮系表面活性剂、聚环氧烷系表面活性剂、聚(甲基)丙烯酸酯系表面活性剂等。作为表面活性剂,可以使用这些中的2种以上。
此外,组合物中的表面活性剂的含量相对于聚金属氧烷100重量份,优选为0.001重量份以上且10重量份以下、进一步优选为0.01重量份以上且1重量份以下。
硅烷偶联剂优选用于提高与基板的密合性。对硅烷偶联剂没有特别限制。例如,作为硅烷偶联剂,可以使用乙烯基二甲氧基硅烷、乙烯基二乙氧基硅烷、2-(3,4-环氧环己基)乙基二甲氧基硅烷、3-环氧丙氧基丙基二甲氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基甲基二甲氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基二甲氧基硅烷、3-丙烯酰氧基丙基二甲氧基硅烷、3-氨基丙基二甲氧基硅烷、3-氨基丙基二乙氧基硅烷、3-二乙氧基甲硅烷基-N-(1,3-二甲基-丁叉基)丙基胺、3-巯基丙基甲基二甲氧基硅烷、3-巯基丙基二甲氧基硅烷、3-异氰酸酯基丙基二乙氧基硅烷、二苯基二甲氧基硅烷、二甲基硅醇、二苯基硅二醇等。
此外,组合物中的硅烷偶联剂的含量相对于聚金属氧烷100重量份,优选为0.1重量份以上且50重量份以下、进一步优选为1重量份以上且20重量份以下。
(固化膜和其制造方法)
本发明的实施方式所涉及的固化膜含有上述聚金属氧烷、或含有上述聚金属氧烷的组合物。本发明的实施方式所涉及的固化膜的制造方法中,上述聚金属氧烷或包含其的组合物可以涂布在基板上,通过加热,制成固化膜。即,该固化膜的制造方法至少包括将上述聚金属氧烷或其组合物加热的加热步骤。以这样的方式得到的固化膜形成以在主链中具有电子密度高的金属原子的树脂作为主体的固化膜,因此能够提高固化膜中的金属原子的密度,能够容易地得到高折射率。此外,该固化膜形成不具有自由电子的电介质,因此能够得到高耐热性。
作为涂布聚金属氧烷或其组合物的基板,没有特别限制,可以举出硅晶片、蓝宝石晶片、玻璃、光学膜等。作为玻璃,可以举出例如碱玻璃、无碱玻璃、热强化玻璃或化学强化玻璃。作为光学膜,可以举出例如包含丙烯酸树脂、聚酯树脂、聚碳酸酯、聚芳酯、聚醚砜、聚丙烯、聚乙烯、聚酰亚胺或环烯烃聚合物的膜。
详细而言,本发明的实施方式所涉及的固化膜的制造方法包括:在基板上涂布上述聚金属氧烷或其组合物的涂布步骤、和上述加热步骤。该涂布步骤中,在基板上涂布上述聚金属氧烷或其组合物时的涂布方法中,可以使用公知的方法。作为涂布中使用的装置,可以举出旋涂、浸渍涂布、帘式流动涂布、喷涂或狭缝涂布等全面涂布装置或丝网印刷、辊涂布、微凹版涂布或喷墨等印刷装置。
此外,在该涂布步骤中,在基板上涂布聚金属氧烷或其组合物后,如果需要,可以使用加热板、烘箱等加热装置进行加热(预烘烤)。预烘烤优选在50℃~150℃的温度范围进行30秒~30分钟,将基板上的涂布膜制成预烘烤膜。通过进行预烘烤,该涂布膜能够制成膜厚均匀性良好的膜。该涂布膜的预烘烤后的膜厚优选为0.1μm以上且15μm以下。
在进行上述涂布步骤后,进行将基板上的聚金属氧烷或其组合物加热而得到固化膜的加热步骤。该加热步骤中,将利用上述涂布步骤得到的涂布膜、或者预烘烤膜使用加热板或者烘箱等加热装置在150℃~450℃的温度范围加热(固化)30秒~2小时左右。由此,能够得到含有聚金属氧烷或其组合物的固化膜。该固化膜的膜厚优选为0.1μm以上且15μm以下。
以上述那样的方式得到的固化膜优选波长550nm下的折射率为1.58以上且2.20以下,更优选该折射率为1.65以上且2.10以下。
固化膜的折射率可以通过以下的方法测定。例如,在该折射率的测定方法中,使用分光椭偏仪,测定来自固化膜和基板的反射光的偏振状态变化,得到与入射光的相位差和振幅反射率的光谱。以接近所得光谱的方式对计算模型的介电函数进行拟合,由此得到折射率光谱。从所得折射率光谱读取波长550nm下的折射率值,由此得到固化膜的折射率。
(固化膜的用途)
本发明的实施方式所涉及的固化膜的折射率、绝缘性优异,因此适合用作固体摄像元件、显示器等电子部件的构件。构件是指组装电子部件的部分物品。即,本发明的实施方式所涉及的构件具备含有上述聚金属氧烷或其组合物的固化膜。本发明的实施方式所涉及的电子部件具备这样的固化膜。例如,作为固体摄像元件的构件,可以举出聚光用透镜、将聚光用透镜和光传感器部连接的光导波路、防反射膜等。作为显示器的构件,可以举出折射率匹配材料、平坦化材料、绝缘保护材料等。
(纤维用途)
通过将本发明的实施方式所涉及的聚金属氧烷或其组合物的溶液进行纺丝,可以制成纤维。即,本发明的实施方式所涉及的纤维含有上述聚金属氧烷、或含有上述聚金属氧烷的组合物。以这样的方式得到的纤维通过煅烧,可以制成金属氧化物纤维。
包含金属氧化物的纤维具有高耐热、高强度、表面活性等特性,期待在各种用途中具有有用的特性。这样的纤维(金属氧化物纤维)一般而言通过熔融纤维化法制造。该方法如以下那样。例如,在该方法中,首先,将金属氧化物原料与二氧化硅等低熔点化合物混合。接着,使该混合物通过高温炉而熔融后,将熔融物以细流的方式取出。通过对该细流吹附高压空气、或者施加离心力,急速冷却,制成金属氧化物纤维。然而,熔融纤维化法中,如果金属氧化物原料的浓度变高,则熔融温度变高,因此难以得到含有高浓度的金属氧化物的金属氧化物纤维(以下适当简称为高浓度的金属氧化物纤维)。
作为得到高浓度的金属氧化物纤维的方法,一般而言,已知使用包含金属氧化物原料和增稠剂的纺丝液,制作纤维状的前体,将其进行加热纺丝的方法。然而,在这样的方法中,增稠剂在煅烧过程中燃烧去除时产生空孔、龟裂,其结果是,存在所得金属氧化物纤维的强度不足的问题。
本发明的实施方式所涉及的聚金属氧烷和其组合物能够以溶液状态处理,因此能够进行纺丝而不需要在上述熔融纤维化法中进行的熔融步骤。此外,上述聚金属氧烷和其组合物在纺丝时不需要增稠剂,因此能够得到致密的金属氧化物纤维。因此,能够容易地得到具有高耐热、高强度、表面活性等特性的金属氧化物纤维。
(纤维的制造方法)
本发明的实施方式所涉及的纤维的制造方法至少包括将上述聚金属氧烷或其组合物进行纺丝而得到纤维的纺丝步骤。在该纺丝步骤中,作为将聚金属氧烷或其组合物的溶液进行纺丝的方法,可以使用公知的方法。例如,作为该纺丝的方法,可以举出干式纺丝法、湿式纺丝法、干湿式纺丝法、电纺法。以下,“聚金属氧烷或其组合物”适当简称为“组合物等”。
干式纺丝法是指填充组合物等,从具有细孔的喷丝头通过负载而向氛围中挤出,使有机溶剂蒸发而制成丝状物的方法。该方法中,在将组合物等填充后,在加热、挤出时,可以降低粘度。此外,将组合物等在加热氛围中挤出,可以控制有机溶剂的蒸发速度。将组合物等挤出后,可以将丝状物通过旋转的辊、高速的空气流进行拉伸。
湿式纺丝是指将组合物等从具有细孔的喷丝头通过负载而向凝固浴中挤出,去除有机溶剂而制成丝状物的方法。作为凝固浴,优选使用水、极性溶剂。此外,干湿式纺丝是指将组合物等向氛围中挤出,其后浸渍在凝固浴中,去除有机溶剂而制成丝状物的方法。
电纺法是指向填充有组合物等的喷嘴施加高电压,由此喷嘴前端的液滴上聚集电荷,通过其彼此排斥而使液滴拓宽,溶液流被拉伸而由此进行纺丝的方法。该方法中,能够得到细直径的丝状物。因此,如果利用电纺法,则能够得到几十nm~几μm的直径的细的丝状物。
这些之中,作为本发明中的纺丝步骤中的纺丝方法,特别优选使用干式纺丝法或电纺法。
本发明中的纺丝步骤中,通过纺丝而得到的纤维在进行煅烧前,可以根据需要进行干燥处理、水蒸气处理、热水处理、或者将它们组合得到的处理。
将通过上述纺丝步骤中的纺丝而得到的纤维进行煅烧,由此在进行交联反应的同时,去除了有机基团等有机成分,能够得到强度优异的金属氧化物纤维。即,本发明的实施方式所涉及的纤维的制造方法在制造金属化合物纤维的情况下,包括上述纺丝步骤、和将通过上述纺丝步骤得到的纤维进行煅烧的煅烧步骤。在该煅烧步骤中,煅烧的温度没有特别限制,优选为200℃以上且2000℃以下、进一步优选为400℃以上且1500℃以下。煅烧方法没有特别限制。例如,作为煅烧方法,可以举出在空气氛围中煅烧的方法;在氮气、氩气等不活泼氛围中煅烧的方法;在真空中煅烧的方法等。
此外,在本发明中的煅烧步骤中,可以将所得金属氧化物纤维在氢气那样的还原氛围中进一步煅烧。此外,在该煅烧步骤中,可以在对通过纺丝而得到的纤维、或者金属氧化物纤维施加张力的同时进行煅烧。
通过这样的方法,能够得到平均纤维直径为0.01μm以上且1000μm以下的连续致密的金属氧化物纤维。金属氧化物纤维的平均纤维直径优选为0.01μm以上且1000μm以下、进一步优选为0.10μm以上且200μm以下。通过平均纤维直径为上述范围,金属氧化物纤维能够制成无裂纹的均质的纤维。
所得金属氧化物纤维的平均纤维直径通过以下的方法求出。例如,在硬板纸上粘贴粘接胶带,在其上水平粘接测定纤维直径的单纤维,将其制成单纤维试验片。将该单纤维试验片用电子显微镜从上面进行观察,将像的宽度记作纤维直径。纤维直径沿着长度方向测定3次,记作平均值。针对随机选择的20根单纤维进行该操作,将所得纤维直径平均,记作平均纤维直径。
将本发明的实施方式所涉及的聚金属氧烷或其组合物的溶液进行纺丝,将利用该纺丝得到的纤维进行煅烧而得到的金属氧化物纤维等纤维可以用作光催化剂、隔热材料、放热材料、纤维强化塑料(FRP)等复合材料。例如,作为光催化剂,可以用于水・大气净化用过滤器等中。作为隔热材料、放热材料,可以用于电炉、核燃料棒鞘、航空器的发动机涡轮、热交换器等中。
(陶瓷成型体用粘合剂用途)
本发明的实施方式所涉及的聚金属氧烷适合用作陶瓷成型体用粘合剂。即,本发明的实施方式所涉及的陶瓷成型体用粘合剂含有上述聚金属氧烷。陶瓷成型体用粘合剂是指用于将包含金属氧化物颗粒、烧结助剂的陶瓷原料粉末制成能够成型的糊剂状的粘合剂。将本发明的实施方式所涉及的陶瓷成型体用粘合剂中的聚金属氧烷用作粘接剂而制造的陶瓷能够用作电子构件。更具体而言,该陶瓷成型体用粘合剂中的聚金属氧烷能够用作生片制造用的无机粘接剂。通过这样的方法制造的生片适合用于制造层叠电容器、陶瓷基板等电子构件。
一般而言,生片通过将包含陶瓷原料粉末、粘接剂和溶剂的糊剂状组合物成型为纸或板状,干燥,从而得到。通过将该生片进行加工・烧结,制造大量电子构件。
然而,在制造生片时的粘接剂为有机聚合物的情况下,存在的课题在于,因烧结时的残留灰分而导致电子构件的电特性降低。此外,因烧结时的有机成分的分解而导致生片的体积收缩率变大,其结果是,有在生片中产生裂纹、翘曲的课题。
与此相对地,本发明的实施方式所涉及的聚金属氧烷是在主链中具有金属原子-氧原子-金属原子键的无机聚合物。因此,通过将该聚金属氧烷用作粘接剂,能够大幅减少烧结时的残留灰分。此外,该聚金属氧烷在烧结后形成金属氧化物,因此能够抑制生片的体积收缩。
实施例
以下,举出实施例,进一步具体说明本发明,但本发明不因下述的实施例等而受到限定。
在下述的各合成例和实施例等中,利用傅里叶变换型红外分光(以下简称为FT-IR)的分析通过以下的方法而进行。首先,使用傅里叶变换型红外分光计(岛津制作所公司制FT720)测定制成片剂的溴化钾,将其记作基线。接着,使试样溶液真空干燥,通过将固体残渣相对于溴化钾粉末以约0.5wt%混合,制成片剂,由此制作试样。根据测定试样的吸光度与基线的吸光度之差,算出聚金属氧烷的吸光度,读取吸收峰。
(合成例1)
针对合成例1的钛化合物(T-1)的合成方法进行说明。钛化合物(T-1)的合成方法中,向容量500mL的三口烧瓶中,投入四异丙氧基钛(28.4g(0.1mol)),将该三口烧瓶浸渍在40℃的油浴中,搅拌30分钟。其后,使N-羟基琥珀酰亚胺(11.5g(0.1mol))溶解在50g的N-甲基-2-吡咯烷酮(以下简称为NMP)中,将该溶液使用滴液漏斗用1小时添加至该三口烧瓶内。添加后,进一步搅拌1小时。其后,通过减压馏去,去除副产物的异丙醇,其结果是,得到合成例1的钛化合物溶液、即钛化合物(T-1)的NMP溶液82.1g。
如果通过FT-IR分析该钛化合物溶液,则确认了Ti-O-N的吸收峰(1107cm-1)和酰亚胺的C=O的吸收峰(1712cm-1)。据此,推定所得钛化合物(T-1)为三异丙氧基(N-琥珀酰亚胺基氧基)钛。
(合成例2)
针对合成例2的钛化合物(T-2)的合成方法进行说明。钛化合物(T-2)的合成方法中,将合成例1的N-羟基琥珀酰亚胺(11.5g(0.1mol))替换为N-羟基-5-降冰片烯-2,3-二甲酰亚胺(17.9g(0.1mol)),除此之外,与合成例1同样地合成。其结果是,得到合成例2的钛化合物溶液、即钛化合物(T-2)的NMP溶液88.5g。
如果通过FT-IR分析该钛化合物溶液,则确认了Ti-O-N的吸收峰(1107cm-1)和酰亚胺的C=O的吸收峰(1712cm-1)。据此,推定所得钛化合物(T-2)为三异丙氧基(N-(5-降冰片烯-2,3-二甲酰亚胺基)氧基)钛。
(合成例3)
针对合成例3的钛化合物(T-3)的合成方法进行说明。钛化合物(T-3)的合成方法中,将合成例1的N-羟基琥珀酰亚胺(11.5g(0.1mol))替换为N-羟基邻苯二甲酰亚胺(16.3g(0.1mol)),除此之外,与合成例1同样地合成。其结果是,得到合成例3的钛化合物溶液、即钛化合物(T-3)的NMP溶液87.1g。
如果通过FT-IR分析该钛化合物溶液,则确认了Ti-O-N的吸收峰(1107cm-1)和酰亚胺的C=O的吸收峰(1711cm-1)。据此,推定所得钛化合物(T-3)为三异丙氧基(N-邻苯二甲酰亚胺基氧基)钛。
(合成例4)
针对合成例4的锆化合物(Z-1)的合成方法进行说明。锆化合物(Z-1)的合成方法中,将合成例2的四异丙氧基钛(28.4g(0.1mol))替换为四正丙氧基锆(32.7g(0.1mol)),通过减压馏去而去除作为副产物的正丙醇,除此之外,与合成例2同样地合成。结果得到合成例4的锆化合物溶液、即锆化合物(Z-1)的NMP溶液92.1g。
如果通过FT-IR分析该锆化合物溶液,则确认了Zr-O-N的吸收峰(1263cm-1)和酰亚胺的C=O的吸收峰(1631cm-1)。据此,推定所得锆化合物(Z-1)为三正丙氧基(N-(5-降冰片烯-2,3-二甲酰亚胺基)氧基)锆。
(合成例5)
针对合成例5的铝化合物(A-1)的合成方法进行说明。铝化合物(A-1)的合成方法中,将合成例2的四异丙氧基钛(28.4g(0.1mol))替换为三仲丁氧基铝(24.6g(0.1mol)),通过减压馏去而去除作为副产物的仲丁醇,除此之外,与合成例2同样地合成。结果得到合成例5的铝化合物溶液、即铝化合物(A-1)的NMP溶液83.1g。
如果通过FT-IR分析该铝化合物溶液,则确认了Al-O-N的吸收峰(1133cm-1)和酰亚胺的C=O的吸收峰(1670cm-1)。据此,推定所得铝化合物(A-1)为二仲丁氧基(N-(5-降冰片烯-2,3-二甲酰亚胺基)氧基)铝。
针对上述合成例1~5,总结记载在表1中。
以下,各实施例和各比较例中,聚金属氧烷溶液的固体成分浓度通过以下的方法求出。具体而言,在铝杯中称取聚金属氧烷溶液1.0g,使用加热板,在250℃下加热30分钟,蒸发液体成分,称量加热后的铝杯中残留的固体成分,由此求出聚金属氧烷溶液的固体成分浓度。
此外,重均分子量(Mw)通过以下的方法求出。具体而言,作为洗脱溶剂,在NMP中溶解氯化锂,制作0.02M氯化锂-NMP溶液。在洗脱溶剂中溶解聚金属氧烷达到0.2wt%,将其制成试样溶液。将洗脱溶剂在多孔凝胶柱(东ソー公司制TSKgel(α-M、α-3000各1根))中以流速0.5mL/min填充,向其中注入试样溶液(0.2mL)。通过差示折射率检测器(昭和电工公司制RI-201型)检测柱溶出物,分析溶出时间,由此求出重均分子量(Mw)。
(实施例1)
实施例1中,进行聚金属氧烷(TP-1)的合成。该聚金属氧烷(TP-1)的合成方法中,将合成例1中合成的钛化合物(T-1)的NMP溶液(82.1g)作为溶液1。该量的溶液1相当于钛化合物(T-1)的0.1mol的摩尔量。此外,将水(5.4g(0.30mol))、作为水稀释溶剂的NMP(15.0g)、和作为聚合催化剂的三丙基胺(1.4g(0.01mol))进行混合,将该混合液作为溶液2。
接着,向容量500ml的三口烧瓶中投入溶液1的全部,将该三口烧瓶浸渍在40℃的油浴中,搅拌30分钟。其后,以水解为目的将溶液2的全部填充在滴液漏斗中,用1小时添加在该三口烧瓶内。在溶液2的添加中,该三口烧瓶内的溶液不发生析出,该溶液为均匀的溶液。在溶液2的添加后,将该溶液进一步搅拌1小时,将该溶液中的钛化合物(T-1)作为含羟基的金属化合物。其后,以缩聚为目的,将油浴用30分钟升温至140℃。升温开始1小时后,该溶液的内温到达100℃,由此加热搅拌2小时(内温为100℃~130℃)。反应中,馏出作为副产物的IPA和水。在加热搅拌中,该三口烧瓶内的溶液中不发生析出,该溶液为均匀的溶液。加热结束后,将该三口烧瓶内的溶液冷却至室温,得到聚金属氧烷溶液。求出所得聚金属氧烷溶液的固体成分浓度,其后,以固体成分浓度达到20wt%的方式加入NMP,制成聚金属氧烷(TP-1)的溶液。
如果通过FT-IR分析所得聚金属氧烷(TP-1),则确认了Ti-O-N的吸收峰(1107cm-1)和酰亚胺的C=O的吸收峰(1712cm-1)。据此,确认聚金属氧烷(TP-1)为具有N-琥珀酰亚胺基氧基的聚金属氧烷。聚金属氧烷(TP-1)的重均分子量(Mw)以聚苯乙烯换算计为310,000。
(实施例2)
实施例2中,进行聚金属氧烷(TP-2)的合成。该聚金属氧烷(TP-2)的合成方法中,替换实施例1的钛化合物(T-1)的NMP溶液(82.1g),将合成例2中合成的钛化合物(T-2)的NMP溶液(88.5g:相当于钛化合物(T-2)的0.1mol)作为溶液1,除此之外,与实施例1同样地合成,得到实施例2的聚金属氧烷溶液。求出该所得聚金属氧烷溶液的固体成分浓度,其后,以固体成分浓度达到20wt%的方式加入NMP,制成聚金属氧烷(TP-2)的溶液。
如果通过FT-IR分析所得聚金属氧烷(TP-2),则确认了Ti-O-N的吸收峰(1107cm-1)和酰亚胺的C=O的吸收峰(1712cm-1)。据此,确认聚金属氧烷(TP-2)为具有N-(5-降冰片烯-2,3-二甲酰亚胺基)氧基的聚金属氧烷。聚金属氧烷(TP-2)的重均分子量(Mw)以聚苯乙烯换算计为420,000。
(实施例3)
实施例3中,进行聚金属氧烷(TP-3)的合成。该聚金属氧烷(TP-3)的合成方法中,替换实施例1的钛化合物(T-1)的NMP溶液(82.1g),将合成例3中合成的钛化合物(T-3)的NMP溶液(87.1g:相当于钛化合物(T-3)的0.1mol)作为溶液1,除此之外,与实施例1同样地合成,得到实施例3的聚金属氧烷溶液。求出该所得聚金属氧烷溶液的固体成分浓度,其后,以固体成分浓度达到20wt%的方式加入NMP,制成聚金属氧烷(TP-3)的溶液。
如果通过FT-IR分析所得聚金属氧烷(TP-3),则确认了Ti-O-N的吸收峰(1107cm-1)和酰亚胺的C=O的吸收峰(1711cm-1)。据此,确认聚金属氧烷(TP-3)为具有N-邻苯二甲酰亚胺基氧基的聚金属氧烷。聚金属氧烷(TP-3)的重均分子量(Mw)以聚苯乙烯换算计为350,000。
(实施例4)
实施例4中,进行聚金属氧烷(ZP-1)的合成。该聚金属氧烷(ZP-1)的合成方法中,替换实施例1的钛化合物(T-1)的NMP溶液(82.1g),将合成例4中合成的锆化合物(Z-1)的NMP溶液(92.1g:相当于锆化合物(Z-1)的0.1mol)作为溶液1,除此之外,与实施例1同样地合成,得到实施例4的聚金属氧烷溶液。实施例4中,在反应中,馏出作为副产物的正丙醇和水。求出实施例4中得到的聚金属氧烷溶液的固体成分浓度,其后,以固体成分浓度达到20wt%的方式加入NMP,制成聚金属氧烷(ZP-1)的溶液。
如果通过FT-IR分析所得聚金属氧烷(ZP-1),则确认了Zr-O-N的吸收峰(1263cm-1)和酰亚胺的C=O的吸收峰(1631cm-1)。据此,确认聚金属氧烷(ZP-1)为具有N-(5-降冰片烯-2,3-二甲酰亚胺基)氧基的聚金属氧烷。聚金属氧烷(ZP-1)的重均分子量(Mw)以聚苯乙烯换算计为450,000。
(实施例5)
实施例5中,进行聚金属氧烷(ZAP-1)的合成。该聚金属氧烷(ZAP-1)的合成方法中,替换实施例1的钛化合物(T-1)的NMP溶液(82.1g),将合成例4中合成的锆化合物(Z-1)的NMP溶液(46.0g:相当于锆化合物(Z-1)的0.05mol)和合成例5中合成的铝化合物(A-1)的NMP溶液(41.6g:相当于铝化合物(A-1)的0.05mol)作为溶液1,除此之外,与实施例1同样地合成,得到实施例5的聚金属氧烷溶液。实施例5中,在反应中,馏出作为副产物的正丙醇、仲丁醇和水。求出实施例5中得到的聚金属氧烷溶液的固体成分浓度,其后,以固体成分浓度达到20wt%的方式加入NMP,制成聚金属氧烷(ZAP-1)的溶液。
如果通过FT-IR分析所得聚金属氧烷(ZAP-1),则确认了Zr-O-N的吸收峰(1263cm-1)、Al-O-N的吸收峰(1133cm-1)、和酰亚胺的C=O的吸收峰(1631cm-1)。据此,确认聚金属氧烷(ZAP-1)为具有N-(5-降冰片烯-2,3-二甲酰亚胺基)氧基的聚金属氧烷。聚金属氧烷(ZAP-1)的重均分子量(Mw)以聚苯乙烯换算计为270,000。
(实施例6)
实施例6中,进行聚金属氧烷(TAP-1)的合成。该聚金属氧烷(TAP-1)的合成方法中,替代实施例1的钛化合物(T-1)的NMP溶液(82.1g),将合成例2中合成的钛化合物(T-2)的NMP溶液(44.2g:相当于钛化合物(T-2)的0.05mol)和合成例5中合成的铝化合物(A-1)的NMP溶液(41.6g:相当于铝化合物(A-1)的0.05mol)作为溶液1,除此之外,与实施例1同样地合成,得到实施例6的聚金属氧烷溶液。实施例6中,在反应中,馏出作为副产物的IPA、仲丁醇和水。求出实施例6中得到的聚金属氧烷溶液的固体成分浓度,其后,以固体成分浓度达到20wt%的方式加入NMP,制成聚金属氧烷(TAP-1)的溶液。
如果通过FT-IR分析所得聚金属氧烷(TAP-1),则确认了Ti-O-N的吸收峰(1107cm-1)、Al-O-N的吸收峰(1133cm-1)和酰亚胺的C=O的吸收峰(1712cm-1)。据此,确认聚金属氧烷(TAP-1)为具有N-(5-降冰片烯-2,3-二甲酰亚胺基)氧基的聚金属氧烷。聚金属氧烷(TAP-1)的重均分子量(Mw)以聚苯乙烯换算计为180,000。
(比较合成例1)
比较合成例1中,进行聚金属氧烷(TP-4)的合成。该聚金属氧烷(TP-4)的合成方法中,向容量500mL的三口烧瓶中投入四丁氧基钛(34.0g(0.1mol)),将该三口烧瓶浸渍在75℃的油浴中,搅拌30分钟(内温为70℃)。其后,以水解为目的,将水(3.1g(0.17mol))和丁醇(50g)的混合溶液用滴液漏斗,用1小时添加在该三口烧瓶内。其后,将油浴升温至90℃,保持1小时搅拌,将反应熟化。
将该三口烧瓶的内容物转移至200mL的茄型烧瓶,减压馏出生成的丁醇,由此得到白色固体的聚金属氧烷(TP-4)。此外,求出比较合成例1中得到的聚金属氧烷溶液的固体成分浓度,其后,以固体成分浓度达到20wt%的方式加入NMP,得到聚金属氧烷(TP-4)的溶液。聚金属氧烷(TP-4)的重均分子量(Mw)以聚苯乙烯换算计为1,500。
(比较合成例2)
比较合成例2中,进行聚金属氧烷(TP-5)的合成。该聚金属氧烷(TP-5)的合成方法中,向容量500mL的三口烧瓶中投入四丁氧基钛(34.0g(0.1mol))和作为溶剂的乙醇(100g),将该三口烧瓶浸渍在40℃的油浴中,搅拌30分钟。其后,以水解为目的,将水(2.7g(0.15mol))、叔丁基肼盐酸盐(0.25g(0.002摩尔))和乙醇(50g)的混合溶液填充在滴液漏斗中,用1小时添加在该三口烧瓶内。在该混合溶液的添加后,添加NMP(50g),进一步搅拌1小时。其后,以缩聚为目的,将油浴用30分钟升温至140℃。升温开始1时间后,溶液的内温到达100℃,由此加热搅拌2小时(内温为100~130℃)。比较合成例2中,在反应中,馏出作为副产物的丁醇和水。
求出比较合成例2中得到的聚金属氧烷溶液的固体成分浓度,其后,以固体成分浓度达到20wt%的方式加入NMP,得到聚金属氧烷(TP-5)的溶液。聚金属氧烷(TP-5)的重均分子量(Mw)以聚苯乙烯换算计为7,800。
针对上述实施例1~6和比较合成例1、2,总结记载在表2-1~2-3中。
(实施例7)
(第1项目:固化膜的制作)
实施例7的第1项目中,针对固化膜的制作方法进行说明。该方法中,将聚金属氧烷(TP-1)的溶液各自使用旋涂机(ミカサ公司制1H-360S),旋涂在2张4英寸硅晶片上,其后,使用加热板(大日本スクリーン制造公司制SCW-636),在100℃下加热3分钟,制作预烘烤膜。其后,使用加热板,在300℃下固化5分钟,制作膜厚0.3μm的固化膜和膜厚0.5μm的固化膜。应予说明,膜厚使用光干涉式膜厚计(大日本スクリーン制造公司制ラムダエ-スSTM602)进行测定。
(第2项目:固化膜的耐裂纹性评价)
实施例7的第2项目中,针对固化膜的耐裂纹性评价进行说明。该评价中,针对通过上述第1项目的方法得到的2种固化膜的耐裂纹性,各自按照如下所述定义的5阶段的水平进行评价。固化膜的耐裂纹性评价将水平为4以上的情况记作合格。
5:光学显微镜观察(倍率:5倍)中未发现裂纹
4:光学显微镜观察(倍率:5倍)中略微发现裂纹
3:光学显微镜观察(倍率:5倍)中明显发现裂纹
2:通常的目视略微发现裂纹
1:通常的目视明显发现裂纹。
(第3项目:固化膜的折射率测定)
实施例7的第3项目中,针对固化膜的折射率的测定进行说明。该测定中,针对通过上述第1项目的方法得到的膜厚0.3μm的固化膜,使用分光椭偏仪(大塚电子公司制FE5000),测定来自固化膜的反射光的偏振状态变化,得到与入射光的相位差和振幅反射率的光谱。测定时的温度设为22℃。以接近所得光谱的方式对计算模型的介电函数进行拟合,由此得到折射率光谱。从该折射率光谱中,读取波长550nm下的折射率值,将该折射率值记作对象固化膜的折射率。实施例7中的固化膜的测定和评价的结果示于后述的表3。
(实施例8~12和比较例1、2)
实施例8~12和比较例1、2各自中,针对表3所示的聚金属氧烷溶液,以与实施例7同样的方式,进行利用上述第1项目的方法的固化膜的制作、上述第2项目的固化膜的耐裂纹性评价、和上述第3项目的固化膜的折射率测定。实施例8~12和比较例1、2的测定和评价的各结果示于表3。
针对比较例1和比较例2各自,如果制作固化膜,则在制作的固化膜中发现裂纹的产生,未得到均质的固化膜。比较例1和比较例2中,可以认为由于是烷氧基大量残留的聚金属氧烷,因此在涂膜形成时因空气中的水分而发生烷氧基的水解,从而脱离,因此固化膜的收缩应力变大,其结果是,在固化膜中产生裂纹。
(实施例13)
(第4项目:固化膜的耐化学药品性评价)
实施例13的第4项目中,针对固化膜的耐化学药品性评价进行说明。该评价中,将聚金属氧烷(TP-2)的溶液各自使用旋涂机(ミカサ公司制1H-360S),旋涂在2张4英寸硅晶片上,其后,使用加热板(大日本スクリーン制造公司制SCW-636),在100℃下加热3分钟,制作预烘烤膜。其后,使用加热板,1张在230℃下固化5分钟,制作膜厚0.3μm的固化膜,此外,另1张在300℃下固化5分钟,制作0.3μm的固化膜。
接着,将如上所述制作的聚金属氧烷(TP-2)的2种固化膜各自浸渍在加热至70℃的剥离液(商品名“106”、东京应化工业公司制)中10分钟。其后,用纯水润洗5分钟,通过压缩空气干燥硅晶片表面。以上的处理记作耐化学药品性处理。通过该耐化学药品性处理的前后的固化膜的膜厚变化率,进行这2种固化膜的耐化学药品性评价。该耐化学药品性评价如果膜厚变化率低于5%则记作合格,如果膜厚变化率为5%以上则记作不合格。应予说明,膜厚变化率通过下式算出。实施例13的评价结果示于后述的表4。
固化膜的膜厚变化率(%)=(耐化学药品性处理前后的固化膜的膜厚差)/(耐化学药品性处理前的固化膜的膜厚)×100。
(实施例14)
实施例14中,将实施例13的聚金属氧烷(TP-2)的溶液替代为在聚金属氧烷(TP-2)的溶液中相对于聚金属氧烷溶液的固体成分添加1质量%的含金属元素的化合物、即铝螯合物A(W)(制品名、三(乙酰乙酸)铝、川研ファインケミカル公司制)而得到的组合物,除此之外,以与实施例13相同的方式,进行固化膜的耐化学药品性评价。实施例14的评价结果示于表4。
(实施例15)
实施例15中,将实施例14的铝螯合物A(W)替代为B-10(制品名、四正丁氧基钛的缩合物(低聚物)、日本曹达公司制),除此之外,以与实施例14相同的方式,进行固化膜的耐化学药品性评价。实施例15的评价结果示于表4。
(实施例16)
实施例16中,将实施例1中合成的聚金属氧烷(TP-1)的溶液在减压下浓缩直至固体成分浓度达到40%。浓缩后的聚金属氧烷(TP-1)的溶液的粘度为2000P。
接着,将浓缩后的聚金属氧烷(TP-1)的溶液填充在10mL的分配器用注射器(武藏エンジニアリング公司制)中,在该注射器上,安装作为喷丝头的分配器用塑料针(内径0.20mm、武藏エンジニアリング公司制),安装适配管(武藏エンジニアリング公司制)。将适配管和压缩空气管线连接,以0.4MPa的压力,向25℃的空气氛围中挤出填充物,得到丝状物。
通过以下的方法测定所得丝状物的平均纤维直径。首先,在硬板纸上粘贴粘接胶带(SEM用碳双面胶带(铝基材)、日新EM公司制),在其上水平粘接作为纤维直径的测定对象的丝状物或金属氧化物纤维,将其制成单纤维试验片。将该单纤维试验片用电子显微镜从上面进行观察,将像的宽度记作纤维直径。纤维直径沿着长度方向测定3次,记作平均值。针对随机选择的20根丝状物或金属氧化物纤维进行该操作,将所得纤维直径的平均值,记作平均纤维直径。所得丝状物的平均纤维直径为60μm。
此外,将所得丝状物在25℃下干燥24小时,接着,使用电马弗炉(ADVANTEC公司制、FUW263PA),在空气氛围下,以升温速度10℃/分钟在600℃下煅烧60分钟,得到纤维。通过与上述丝状物相同的方法测定煅烧后的纤维的平均纤维直径。其结果是,该纤维的平均纤维直径为40μm。
实施例16中,煅烧后的纤维的定性分析用以下的广角X射线衍射法(以下简称为XRD)进行。具体而言,使用X射线衍射装置(Bruker AXS公司制、D8 ADVANCE),将测定范围(2θ)设为10~80°,得到衍射图案后,与标准数据对比,进行鉴定。其结果是,煅烧后的纤维是锐钛矿型的二氧化钛,未发现除了锐钛矿之外的峰。据此,确认该煅烧后的纤维为金属氧化物纤维。
此外,煅烧后的纤维的拉伸强度通过以下的方法测定。具体而言,使用テンシロン万能拉伸试验机(ORIENTEC公司制、RTM-100),以测定长度25mm、拉伸速度1mm/分钟拉伸测定对象的纤维,将该纤维断裂的强度记作拉伸强度。应予说明,拉伸强度的测定值设为随机选择的20根纤维的拉伸强度的平均值。实施例16中,煅烧后的纤维的拉伸强度为1.2GPa。
(实施例17)
实施例17中,替代聚金属氧烷(TP-1)的溶液,将在聚金属氧烷(TP-1)溶液中以相对于聚金属氧烷溶液的固体成分添加10质量%的B-10(含金属元素的化合物)而得到的溶液在减压下浓缩以使得固体成分浓度达到40%,除此之外,以与实施例16相同的方式,制作煅烧后的纤维。实施例17中的煅烧后的纤维的平均纤维直径为40μm,该纤维的拉伸强度为1.5GPa。
(实施例18)
实施例18中,替代聚金属氧烷(TP-1)的溶液,使用聚金属氧烷(ZAP-1)的溶液,除此之外,以与实施例16相同的方式,制作煅烧后的纤维。实施例18中的煅烧后的纤维的平均纤维直径为45μm,该纤维的拉伸强度为1.5GPa。
工业实用性
如上所述,本发明所涉及的聚金属氧烷、组合物、固化膜、构件、电子部件、纤维、陶瓷成型用粘合剂、固化膜的制造方法和纤维的制造方法适合于能够在溶剂中以均匀的状态稳定地存在、能够工业稳定供给的聚金属氧烷、和使用其的组合物、固化膜、构件、电子部件、纤维、陶瓷成型用粘合剂。
Claims (17)
1.聚金属氧烷,其特征在于,具有下述通式(1)所示的结构单元,并且重均分子量为500以上且3,000,000以下,
通式(1)中,R1是氢原子或碳原子数1~10的烷基;R2和R3各自独立地是氢原子、碳原子数1~12的烷基、碳原子数5~12的脂环式烷基、碳原子数6~30的芳族基、或碳原子数1~12的酰基;R2和R3任选经由碳-碳饱和键或碳-碳不饱和键连结而形成环结构;整数a是0或1的整数;金属原子M表示选自Al、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Ga、Ge、Zr、Nb、Mo、Ru、Rh、Pd、Ag、In、Sn、Sb、Hf、Ta、W、Re、Os、Ir、Pt、Au、Tl和Bi中的金属原子;整数m是表示前述金属原子M的价数的整数;整数b是1~(m-2)的整数。
4.根据权利要求1~3中任一项所述的聚金属氧烷,其特征在于,前述整数a是1。
5.根据权利要求1~3中任一项所述的聚金属氧烷,其特征在于,前述金属原子M包含1种以上的选自Al、Ti、Zr和Sn中的金属原子。
6.组合物,其特征在于,包含权利要求1~5中任一项所述的聚金属氧烷。
7.根据权利要求6所述的组合物,其特征在于,进一步包含含金属元素的化合物。
8.固化膜,其特征在于,含有权利要求1~5中任一项所述的聚金属氧烷。
9.固化膜,其特征在于,含有权利要求6或7所述的组合物。
10.固化膜的制造方法,其特征在于,包括将权利要求1~5中任一项所述的聚金属氧烷、或权利要求6或7所述的组合物加热的加热步骤。
11.构件,其特征在于,具备权利要求8或9所述的固化膜。
12.电子部件,其特征在于,具备权利要求11所述的构件。
13.纤维,其特征在于,含有权利要求1~5中任一项所述的聚金属氧烷。
14.纤维,其特征在于,含有权利要求6或7所述的组合物。
15.纤维的制造方法,其特征在于,包括将权利要求1~5中任一项所述的聚金属氧烷、或权利要求6或7所述的组合物纺丝而得到纤维的纺丝步骤。
16.根据权利要求15所述的纤维的制造方法,其特征在于,包括将通过前述纺丝步骤得到的前述纤维进行煅烧的煅烧步骤。
17.陶瓷成型体用粘合剂,其特征在于,含有权利要求1~5中任一项所述的聚金属氧烷。
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