CN113631669A - 液态组合物 - Google Patents

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Abstract

本发明提供分散性优异、能形成致密的聚合物层的液态组合物。本发明的液态组合物包含四氟乙烯类聚合物的粉末、液态分散介质、以及主链具有酰胺结构、酰亚胺结构或酯结构且可溶于上述液态分散介质的芳族聚合物。本发明的液态组合物的一个形态中,包含四氟乙烯类聚合物的粉末、粘合树脂和液态分散介质,上述粘合树脂是可溶于上述液态分散介质且20%重量减少温度为260℃以上的芳族聚酰胺酰亚胺或芳族聚酰亚胺。

Description

液态组合物
技术领域
本发明涉及包含四氟乙烯类聚合物的粉末和规定的芳族聚合物的液态组合物。
背景技术
聚四氟乙烯(PTFE)等四氟乙烯类聚合物的耐化学品性、拒水拒油性、耐热性、电特性等物性优异,可灵活运用其物性,用于各种工业用途。
含有四氟乙烯类聚合物的粉末的液态组合物如果涂布在各种基材的表面上,就能够在其表面形成具有基于四氟乙烯类聚合物的物性的成形物。
因此,该液态组合物可用作传输高频信号的印刷布线基板中使用的在金属箔的表面具有绝缘聚合物层的带聚合物层的金属箔的材料(参照专利文献1及2)。
此外,尝试了在上述液态组合物中进一步掺合功能性材料,提高由此形成的成形品的物性。但是,四氟乙烯类聚合物的表面张力低,不易与其他成分相互作用。
因此,如果在上述液态组合物中掺合各种功能性材料,则其分散性进一步降低,容易变得不耐使用。
专利文献3、4中,提出了在上述液态组合物中掺合聚酰亚胺前体的清漆作为主成分时,预先在液态组合物中掺合疏水性高的氟类添加剂,控制其含水量,提高掺合清漆后的液态组合物的分散性。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:国际公开第2016/159102号
专利文献2:日本专利特开2017-078102号公报
专利文献3:日本专利特开2017-066327号公报
专利文献4:日本专利特开2016-210886号公报
发明内容
发明所要解决的技术问题
在制作包含四氟乙烯类聚合物的印刷基板时,特别是为了抑制其传输损失,研究了使用表面粗糙度低的金属箔(低粗糙化金属箔)。对于此时的绝缘聚合物层,除电特性外,从抑制以后的加工中的不良情况(剥离、膨胀、翘曲等)的观点考虑,进一步要求与金属箔的牢固密合性。
作为四氟乙烯类聚合物的电特性(低介电常数、低介电损耗角正切等)及耐热性(其耐受加工带聚合物层的金属箔时的回流焊工序的耐热性等)优异的另一面,由于其表面张力低而与金属的粘接性差。特别是,在制成使用了低粗糙化金属箔的带聚合物层的金属箔的聚合物层时,由于聚合物层和铜箔间的物理粘接效果(锚固效果)降低,因此更加难以使两者牢固地粘接。此外,四氟乙烯类聚合物的线膨胀系数一般比金属的线膨胀系数高,其带聚合物层的金属箔在加工中的加热时,容易发生不良情况(剥离、膨胀、翘曲)。
此外,本发明人发现以下技术问题:在依次具有低粗糙化金属箔和包含四氟乙烯类聚合物的层的带聚合物层的金属箔中,更加难以在不损害其电特性的情况下使两者牢固地粘接、并抑制相对于加热的不良情况。
本发明的目的是解决上述技术问题,提供一种能够容易制造带聚合物层的金属箔的包含四氟乙烯类聚合物的粉末的液态组合物。
此外,根据本发明人的研究,专利文献3、4的实施方式中的掺合清漆后的液态组合物的分散性仍不足够。特别是,当四氟乙烯类聚合物的量多时,其分散性容易显著降低。由此形成的成形品中的四氟乙烯类聚合物的分散状态、及其物性是仍不足够的。
此外,在由专利文献4的实施方式的液态组合物形成薄的成形品(薄膜等)时,容易形成缺陷,无法得到致密的薄膜。
本发明人发现以下两点:如果使用已进行了酰亚胺化的规定的聚酰亚胺而不是未进行酰亚胺化的聚酰胺酸(聚酰亚胺前体),则其液态组合物的分散性提高;以及由此形成的层的物性提高、特别是四氟乙烯类聚合物的物性高度呈现。
此外,本发明人发现了以下两点:如果使用亲水性在规定范围内的表面活性剂,则液态组合物的分散性提高;以及由此形成的层的物性提高、特别是四氟乙烯类聚合物的物性高度呈现。
进一步,本发明人发现了以下两点:如果在液态组合物中有意含有规定量的水,则可以形成致密的聚合物层;以及在该情况下,即使为了强烈表现出四氟乙烯类聚合物的物性而增加液态组合物中所含的四氟乙烯类聚合物的含量,也可以形成致密的聚合物层。
本发明是基于上述发现的发明,目的在于提供分散性优异、能形成致密的聚合物层的液态组合物。
解决技术问题所采用的技术方案
本发明具有以下形态。
[1]液态组合物,其包含四氟乙烯类聚合物的粉末、液态分散介质、以及主链具有酰胺结构、酰亚胺结构或酯结构且可溶于上述液态分散介质的芳族聚合物。
[2]液态组合物,其包含四氟乙烯类聚合物的粉末、粘合树脂和液态分散介质,上述粘合树脂是可溶于上述液态分散介质且20%重量减少温度为260℃以上的芳族聚酰胺酰亚胺或芳族聚酰亚胺。
[3]如[2]所述的液态组合物,其中,上述粘合树脂的含量相对于上述四氟乙烯类聚合物的含量的质量比为0.05以下。
[4]如[2]或[3]所述的液态组合物,其中,上述四氟乙烯类聚合物是热熔融性的四氟乙烯类聚合物、且上述粘合树脂的玻璃化温度在上述四氟乙烯类聚合物的熔融温度以下。
[5]液态组合物,其包含四氟乙烯类聚合物的粉末、酰亚胺化率为1%以上的芳族聚酰亚胺、和非质子性极性液态分散介质。
[6]如[5]所述的液态组合物,其中,上述四氟乙烯类聚合物的含量为10~50质量%,上述芳族聚酰亚胺的含量为0.01~50质量%。
[7]如[5]或[6]所述的液态组合物,其中,上述四氟乙烯类聚合物是包含基于四氟乙烯的单元和基于全氟(烷基乙烯基醚)的单元的熔融温度为260~320℃的四氟乙烯类聚合物。
[8]如[5]~[7]中任一项所述的液态组合物,其中,上述芳族聚酰亚胺包含基于芳族四羧酸的酸二酐、和芳香族二胺或脂肪族二胺的单元,其中上述芳香族二胺具有2个以上的亚芳基通过连接基团连接而成的结构。
[9]液态组合物,其包含四氟乙烯类聚合物的粉末、选自芳族聚酰胺酰亚胺、芳族聚酰亚胺和芳族聚酯的至少一种芳族聚合物或其前体、具有羟基和氧化烯基的表面活性剂、和非质子性极性液态分散介质,上述四氟乙烯类聚合物的含量等于或大于上述芳族聚合物或其前体的含量,上述表面活性剂的羟值为100mgKOH/g以下且上述氧化烯基的含量为10质量%以上。
[10]如[9]所述的液态组合物,其中,上述四氟乙烯类聚合物的含量为10~50质量%,上述芳族聚合物或其前体的含量为0.01~50质量%。
[11]如[9]或[10]所述的液态组合物,其中,上述四氟乙烯类聚合物是包含基于四氟乙烯的单元和基于全氟(烷基乙烯基醚)的单元的熔融温度为260~320℃的四氟乙烯类聚合物。
[12]如[9]~[11]中任一项所述的液态分散液,其中,上述表面活性剂还具有全氟烷基或全氟链烯基。
[13]液态组合物,其包含四氟乙烯类聚合物的粉末、芳族聚酰亚胺或其前体、和非水系液态分散介质,上述四氟乙烯类聚合物的含量为10质量%以上,且所述液态组合物的含水量为1000~50000ppm。
[14]如[13]所述的液态组合物,其中,上述芳族聚酰亚胺或其前体的含量为10质量%以上。
[15]如[13]或[14]所述的液态组合物,其中,上述四氟乙烯类聚合物是包含基于全氟(烷基乙烯基醚)的单元的四氟乙烯类聚合物。
发明效果
根据本发明,可得到分散性优异、能够形成具有粘接性和高度的四氟乙烯类聚合物物性的致密成形物的液态组合物。
具体实施方式
以下术语具有以下含义。
“粉末的平均粒径(D50)”是通过激光衍射散射法求出的粉末的体积基准累积50%径。即,通过激光衍射散射法测定粉末的粒度分布并以其粒子的总体积为100%求出累积曲线、该累积曲线上累积体积达到50%的点处的粒径。
“粉末的D90”是通过同样的方式求出的粉末的体积基准累积90%的粒径。
粉末的粒径是使粉末分散在水中,用激光衍射散射式的粒度分布测定装置(堀场制作所株式会社制、LA-920测定器)进行测定。
“聚合物的熔融粘度”是指,以ASTM D 1238为基准,使用流动测试仪和2Φ-8L的模具,将预先5分钟加热至测定温度的聚合物试样(2g)以0.7MPa的荷重保持在测定温度下所测定的值。
“聚合物的熔融温度(熔点)”是指,用差示扫描量热测定(DSC)法测定的聚合物的熔融峰的最大值所对应的温度。
“聚合物的玻璃化温度”是用动态粘弹性测定(DMA)法分析聚合物而测定的值。
“粘度”是指使用B型粘度计,在室温下(25℃)下、在转速为30rpm的条件下测定的液体的粘度。测定重复3次,取3次测定值的平均值。
“触变比”是指,在转速30rpm的条件下测定的液体的粘度η1除以在转速60rpm的条件下测定的液体的粘度η2所算出的值(η12)。
“十点平均粗糙度(Rzjis)”是JIS B 0601:2013的附件JA中规定的值。
聚合物中的“单元”可以是通过聚合反应由单体直接形成的原子团,也可以是用规定的方法对通过聚合反应所获得的聚合物进行处理而使一部分结构转化而成的原子团。也将聚合物中所含的基于单体A的单元简记为“单体A单元”。
“(甲基)丙烯酸酯”为丙烯酸酯与甲基丙烯酸酯的总称。
“重均分子量(Mw)”是通过凝胶渗透色谱法(GPC)测定的聚合物的标准聚苯乙烯换算值。
本发明的液态组合物(本组合物)包含四氟乙烯类聚合物(以下也记为“F聚合物”)的粉末(以下也记为“F粉末”)、液态分散介质、以及主链具有酰胺结构、酰亚胺结构或酯结构的可溶于上述液态分散介质的芳族聚合物(以下也记为“芳族聚合物”)。
本组合物也可以说是F粉末高度分散在芳族聚合物的清漆中而得的分散液。芳族聚合物是与F聚合物不同的化合物,优选为相对于液态分散介质的25℃时的溶解度(g/100g液态分散介质)为5以上的化合物。另外,芳族聚合物的溶解度优选为30以下。
作为本组合物的第一实施方式(以下也称为本组合物(1)),可例举下述形态:包含F粉末、粘合树脂和液态分散介质,上述粘合树脂为可溶于上述液态分散介质且20%重量减少温度为260℃以上的芳族聚酰胺酰亚胺或芳族聚酰亚胺。
由本组合物(1)形成的层(涂膜)(包括成形品等形态)(以下也简记为“层(涂膜)”)的基材密合性及表面平滑性优异的理由虽然不是很明确,但认为是以下原因。
本组合物(1)中,层(涂膜)的形成通过F粉末的堆积和F聚合物的烧成(通常是260℃以上的温度下的加热)来进行。在堆积时,粘合树脂与F粉末粘合,表现出抑制F粉末掉粉的效果。在使用分子彼此间的相互作用小的F聚合物的本发明中,认为该效果较大。
另一方面,在烧成时,粘合树脂能降低层(涂膜)的性状和物性。具体而言,本发明人发现伴随粘合树脂分解的残渣(分解气体)及伴随粘合树脂自身反应的副产物(水、二氧化碳气体等)容易使所形成的层(涂膜)的界面变得粗糙。特别是,本发明人发现在可形成层(涂膜)的基材的平滑性高的情况下,上述粗糙会显著降低层(涂膜)与基材的密合性。
本发明人进行了认真研究,结果发现如果使用规定的粘合树脂,则能够在抑制上述密合性降低、同时也不损害F聚合物所具有的本来的物性的情况下,容易地形成层(涂膜),从而完成了本发明。
本组合物(1)中的F聚合物是包含基于四氟乙烯(TFE)的单元(TFE单元)的聚合物。F聚合物可以是TFE的均聚物,也可以是TFE与TFE以外的共聚单体的共聚物。此外,F聚合物可以单独使用1种,也可以使用2种以上。
F聚合物优选包含相对于构成聚合物的全部单元为90~100摩尔%的TFE单元。此外,F聚合物的氟含量优选为70~76质量%,更优选72~76质量%。
作为F聚合物,可例举聚四氟乙烯(PTFE)、TFE和乙烯的共聚物(ETFE)、TFE和丙烯的共聚物、TFE和全氟(烷基乙烯基醚)(PAVE)的共聚物(PFA)、TFE和六氟丙烯(HFP)的共聚物(FEP)、TFE和氟烷基乙烯(FAE)的共聚物、TFE和三氟氯乙烯(CTFE)的共聚物。共聚物还可以包含基于其他共聚单体的单元。
另外,作为PTFE,可例举具有原纤性的高分子量PTFE、低分子量PTFE、改性PTFE。此外,低分子量PTFE或改性PTFE还包括TFE与极微量的共聚单体(HFP、PAVE、FAE等)的共聚物。
F聚合物优选具有TFE单元和官能团。官能团优选为含羰基基团、羟基、环氧基、酰胺基、氨基或异氰酸酯基。
官能团可以包含在F聚合物中的单元中,也可以包含在聚合物的主链的末端基中。此外,也可以使用对F聚合物进行等离子体处理或电离辐射处理而得的具有官能团的F聚合物。
从F粉末在本组合物(1)中的分散性的角度考虑,具有官能团的F聚合物优选为包含TFE单元和具有官能团的单元的F聚合物。具有官能团的单元优选为基于具有官能团的单体的单元,更优选基于具有上述的官能团的单体的单元。
具有官能团的单体优选为具有酸酐残基的单体,更优选衣康酸酐、柠康酸酐、5-降冰片烯-2,3-二羧酸酐(别名:纳迪克酸酐;以下也记为“NAH”)或马来酸酐。
作为具有官能团的F聚合物的优选具体例,可例举具有TFE单元,HFP单元、PAVE单元或FAE单元,和具有官能团的单元的F聚合物。
作为PAVE,可例举CF2=CFOCF3(PMVE)、CF2=CFOCF2CF3、CF2=CFOCF2CF2CF3(PPVE)。
作为FAE,可例举CH2=CH(CF2)2F、CH2=CH(CF2)3F、CH2=CH(CF2)4F、CH2=CF(CF2)3H、CH2=CF(CF2)4H。
作为这种F聚合物的具体例,可例举相对于构成聚合物的全部单元分别含有90~99摩尔%的TFE单元、0.5~9.97摩尔%的HFP单元、PAVE单元或FAE单元、0.01~3摩尔%的具有官能团的单元的F聚合物。作为这种F聚合物的具体例,可列举国际公开第2018/16644号所记载的聚合物。
F聚合物优选为热熔融性聚合物。
F聚合物在380℃下的熔融粘度优选1×102~1×106Pa·s,更优选1×103~1×106Pa·s。
F聚合物的熔融温度优选为200~320℃,更优选260~320℃。如果使用这种F聚合物,则容易形成致密且密合性优异的层(涂膜)。此外,在层(涂膜)形成时的加热中,F聚合物和粘合树脂高度流动,层(涂膜)的物性容易提高。
本组合物(1)中的F粉末的D50优选为0.05~8μm,更优选0.1~6.0μm,进一步优选0.2~3.0μm。
F粉末的D90优选在10μm以下,更优选在8μm以下,进一步优选在6μm以下。该范围内的D50和D90下,F粉末的流动性和分散性良好,更容易表现出层(涂膜)的电特性及耐热性。
F粉末可以包含F聚合物以外的树脂,但优选以F聚合物作为主成分,更优选由F聚合物构成。粉末中的F聚合物的含量优选在80质量%以上,更优选100质量%。
作为上述树脂,可列举芳族聚酯、聚酰胺酰亚胺、热塑性聚酰亚胺、聚苯醚、聚苯撑醚。
本组合物(1)中的液态分散介质是在25℃下为液态的惰性且不与F粉末反应的使F粉末分散的液体,且是溶解粘合树脂的液体(化合物)。液态分散介质优选是与本组合物(1)中所含的液态分散介质以外的成分相比沸点低且具有挥发性的液体。液态分散介质可以单独使用1种,也可以将2种以上组合以作为混合液体分散介质使用。
液态分散介质可以是极性液态分散介质,也可以是非极性液态分散介质,优选极性液态分散介质。
液态分散介质可以是水性的,也可以是非水性的,优选非水性的。
液态分散介质的沸点优选为80~275℃,更优选125~250℃。在该范围内,在由本组合物(1)使液态分散介质挥发以形成层(涂膜)时,F粉末高效地流动,容易进行致密的堆积。
作为液态分散介质的具体例,可例举水、甲醇、乙醇、1-丙醇、2-丙醇、1-丁醇、1-甲氧基-2-丙醇、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、甲基乙基酮、N-甲基-2-吡咯烷酮、γ-丁内酯、环己酮、环戊酮、二甲亚砜、二乙醚、二
Figure BDA0003275638520000091
烷、乳酸乙酯、乙酸乙酯、乙酸丁酯、甲乙酮、甲基异丙基酮、环戊酮、环己酮、乙二醇单异丙基醚、溶纤剂(甲基溶纤剂、乙基溶纤剂等)。
从本组合物(1)的液体物性(粘度、触变比等)的调整和粘合树脂的溶解性的观点考虑,本组合物(1)中的液态分散介质优选为有机液体(有机化合物),从本组合物(1)的分散稳定性的观点考虑,更优选酮或酰胺,进一步优选甲乙酮、环己酮或N-甲基-2-吡咯烷酮。
本组合物(1)中的粘合树脂的20%重量减少温度在260℃以上,优选300℃以上,更优选320℃以上。粘合树脂的20%重量减少温度优选在600℃以下。粘合树脂的5%重量减少温度优选在260℃以上,更优选300℃以上,进一步优选320℃以上。粘合树脂的5%重量减少温度优选在600℃以下。在该范围内,可有效地抑制粘合树脂的分解气体(气泡)或伴随粘合树脂自身的反应的副产物气体(气泡)造成的层(涂膜)的界面粗糙,层(涂膜)的密合性容易进一步提高。
本组合物(1)中的粘合树脂是可溶于液态分散介质的聚合物。该粘合树脂在本组合物(1)中与其他成分(F聚合物、液态分散介质)相互作用增强,本组合物(1)的分散性容易提高。此外,在层(涂膜)形成时的加热中,粘合树脂的流动性提高,容易形成高度均匀的基质。其结果是,认为在原样发挥电特性等F聚合物原有的物性的同时,形成了基材密合性高的层(涂膜)。特别是,在本组合物(1)中的粘合树脂的含量少的情况下(特别是粘合树脂的含量相对于F聚合物的含量的质量比低的情况下),该效果容易进一步增强。
本组合物(1)中的粘合树脂是芳族聚酰胺酰亚胺或芳族聚酰亚胺,更优选芳族聚酰亚胺。
粘合树脂可以是非反应型树脂,也可以是反应型树脂。
非反应型树脂是指不具有在本组合物(1)的使用条件下发生反应的反应性基团的聚合物。例如,非反应型芳族聚酰亚胺是指已经酰亚胺化的芳族聚酰亚胺,即不再发生酰亚胺化反应的芳族聚酰亚胺。
另一方面,反应型树脂是指具有上述反应性基团、且在本组合物(1)的使用条件中发生反应(缩合反应、加成反应等)的聚合物。例如,反应型芳族聚酰亚胺是指芳族聚酰亚胺的前体(聚酰胺酸等进行部分酰亚胺化反应后的聚酰亚胺等),即、在本组合物(1)的使用条件(加热等)下不再发生酰亚胺化反应的聚合物。
粘合树脂可以是热塑性的,也可以是热固性的。
如果粘合树脂是热塑性的,则在由本组合物(1)形成层(涂膜)时的加热中,粘合树脂的流动性增加,形成致密且均匀的聚合物层,层(涂膜)的密合性容易提高。作为热塑性粘合树脂,优选非反应型热塑性树脂。
热塑性粘合树脂的玻璃化温度优选为500℃以下。玻璃化温度优选为0℃以上,更优选为200℃以上。在该范围内,在形成层(涂膜)时,粘合树脂的流动性和F粉末的致密堆积容易增强。
另一方面,如果粘合树脂是热固性的,则通过在层(涂膜)中包含其固化物,层(涂膜)的线膨胀性进一步降低,更容易抑制翘曲的发生。热固性的粘合树脂优选为反应型热固性树脂。
粘合树脂优选为非反应型热塑性树脂或反应型热固性树脂,更优选非反应型热塑性树脂。
作为粘合树脂的具体例,可列举:“HPC”系列(日立化成株式会社(日立化成社)制)等聚酰胺酰亚胺树脂、“Neopulim”系列(三菱气体化学株式会社(三菱ガス化学社)制)、“SPIXAREA”系列(Somar株式会社(ソマール社)制)、“Q-PILON”系列(PI技术研究所(ピーアイ技術研究所)制)、“WINGO”系列(WINGO技术株式会社(ウィンゴーテクノロジー社)制)、“Tohmide”系列(T&K TOKA株式会社(T&K TOKA社)制)、“KPI-MX”系列(河村产业株式会社(河村産業社)制)、“UPIA-AT”系列(宇部兴产株式会社(宇部興産社)制)等聚酰亚胺树脂。
作为本组合物(1)中的F聚合物和粘合树脂的优选形态,可例举F聚合物是热熔融性的F聚合物,且粘合树脂的玻璃化温度在F聚合物的熔融温度以下的形态。该情况下,F聚合物的熔融温度优选为260~320℃,更优选280~320℃。此外,粘合树脂的玻璃化温度优选为80~320℃,更优选150~320℃,进一步优选180~300℃。
上述形态中,在加热本组合物(1)并形成聚合物层时,容易形成F聚合物熔融、粘合树脂软化的状态。其结果是,F聚合物和粘合树脂高度地相互流动,因此在所形成的聚合物层中,容易显著地表现各自的物性。例如,由于粘合树脂是芳族聚合物,所以聚合物层的UV吸收性也容易提高。此外,F聚合物如果是具有TFE单元和PAVE单元的F聚合物(PFA)、特别是具有TFE单元、PAVE单元和官能团的F聚合物,则容易获得电特性进一步提高的带聚合物层的金属箔。如果使用波长355nm等的UV-YAG激光加工该带聚合物层的金属箔,则能够高效地制造适合传输高频信号的印刷基板。
从促进本组合物(1)中的F粉末的分散和与粘合树脂的相互作用、提高层(涂膜)的形成性的观点考虑,本组合物(1)优选还包含表面活性剂。另外,表面活性剂是与F聚合物及粘合树脂不同的成分(化合物)。
表面活性剂优选具有亲水部位和疏水部位的非离子型表面活性剂。
亲水部位优选为包含非离子性官能团(醇性羟基、聚氧化烯基等)的分子链。
疏水部位优选为包含亲油性基团(烷基、乙炔基等)、聚硅氧烷基或含氟基团的分子链,更优选包含含氟基团的分子链。
作为表面活性剂的优选形态,可例举在侧链分别具有全氟烷基或全氟链烯基、和聚氧化烯基或醇性羟基的表面活性剂。
表面活性剂优选为非离子性的。
表面活性剂的重均分子量优选为2000~80000,更优选6000~20000。
表面活性剂的氟含量优选为10~60质量%,更优选20~50质量%。
表面活性剂具有氧化烯基的情况下,表面活性剂的氧化烯基的含量优选为10~60质量%,更优选20~50质量%。
表面活性剂具有醇性羟基的情况下,表面活性剂的羟值优选为10~300mgKOH/g。
上述全氟烷基或全氟链烯基的碳数优选为4~16。此外,在全氟烷基或全氟链烯基的碳原子-碳原子间可以插入有醚性氧原子。
上述聚氧化烯基可以由1种聚氧化烯基构成,也可以由2种以上的聚氧化烯基构成。后者的情况下,种类不同的聚氧化烯基可以以无规状配置,也可以嵌段状配置。
聚氧化烯基优选为聚氧乙烯基或聚氧丙烯基,更优选聚氧乙烯基。
作为表面活性剂的优选具体例,可例举具有全氟烷基或全氟链烯基的(甲基)丙烯酸酯与具有聚氧化烯基或醇性羟基的(甲基)丙烯酸酯的共聚物。
作为前者的(甲基)丙烯酸酯的具体例,可例举
CH2=C(CH3)C(O)OCH2CH2(CF2)4F、CH2=CHC(O)OCH2CH2(CF2)6F、
CH2=C(CH3)C(O)OCH2CH2(CF2)6F、
CH2=CHC(O)OCH2CH2OCF(CF3)C(=C(CF3)2)(CF(CF3)2)、
CH2=C(CH3)C(O)OCH2CH2OCF(CF3)C(=C(CF3)2)(CF(CF3)2)、
CH2=CHC(O)OCH2CH2CH2CH2OCF(CF3)C(=C(CF3)2)(CF(CF3)2)、
CH2=C(CH3)C(O)OCH2CH2CH2CH2OCF(CF3)C(=C(CF3)2)(CF(CF3)2)、
CH2=C(CH3)C(O)CH2CF2(OCF2)f1·(OCF2CF2)f2OCF3(式中的f1和f2分别为自然数,其和为20)。
作为后者的(甲基)丙烯酸酯的具体例,可例举
CH2=C(CH3)C(O)OCH2CH2OH、CH2=C(CH3)C(O)OCH2CH2CH2CH2OH、
CH2=C(CH3)C(O)(OCH2CH2)4OH、CH2=C(CH3)C(O)(OCH2CH2)9OH、
CH2=C(CH3)C(O)(OCH2CH2)23OH、CH2=C(CH3)C(O)(OCH2CH2)9OCH3
CH2=C(CH3)C(O)(OCH2CH2)23OCH3、CH2=C(CH3)C(O)(OCH2CH2)66OCH3
CH2=C(CH3)C(O)(OCH2CH2)120OCH3
作为表面活性剂的具体例,可例举“Ftergent”系列(尼欧斯株式会社(ネオス社)制)、“Surflon”系列(AGC清美化学株式会社(AGCセイミケミカル社)制)、“MEGAFACE”系列(DIC株式会社制)、“Unidyne”系列(大金工业株式会社(ダイキン工業社)制)。
本组合物(1)可在不损害本发明的效果的范围内包含触变性赋予剂、消泡剂、硅烷偶联剂、脱水剂、增塑剂、耐候剂、抗氧化剂、热稳定剂、润滑剂、抗静电剂、增白剂、着色剂、导电剂、脱模剂、表面处理剂、粘度调节剂、阻燃剂。
本组合物(1)在25℃下的粘度优选为10000mPa·s以下,更优选50~5000mPa·s,进一步优选100~1000mPa·s。该情况下,本组合物(1)的液体物性(分散性和涂布性)、和与异种材料的相容性易趋于优良。
本组合物(1)的触变比优选为1~2.5,更优选1.2~2。该情况下,本组合物(1)的液体物性优异,并且层(涂膜)的均质性容易进一步提高。
本组合物(1)中的F聚合物的含量(比例)优选为5~60质量%,更优选15~50质量%,进一步优选30~45质量%。在该范围内,容易形成电特性和基材密合性优异的层(涂膜)。
本组合物(1)中的粘合树脂的含量(比例)优选为1质量%以下,更优选0.5质量%以下。上述含量优选为0.01质量%以上。
本组合物(1)中的粘合树脂的含量相对于F聚合物的含量的质量比优选为0.05以下,更优选0.02以下,进一步优选0.01以下。上述比优选为0.001以上。粘合树脂的含量和F聚合物的含量在该范围内的情况下,不损害层(物性)中的F聚合物本来具有的物性,同时容易提高本组合物(1)的分散性。
本组合物(1)包含表面活性剂的情况下,本组合物(1)中的表面活性剂的含量(比例)优选为1~15质量%,更优选3~10质量%。此外,在该情况下,表面活性剂的含量相对于F聚合物的含量的质量比优选为0.01~0.25,更优选0.05~0.15。在该范围内,容易进一步提高层(涂膜)的物性。
本组合物(1)可用作涂布剂,用于在基材的表面形成包含F聚合物的层(涂膜)。
基材的材质没有特别限定,优选玻璃或金属。
基材的形状没有特别限定,可以是板状、球状、纤维状等中的任一种形状。
对形成的层(涂膜)的厚度没有特别限定,优选0.1~1000μm。
如果使用本组合物(1),无论基材的材质和形状、层(涂膜)的厚度等如何,都能获得密合性优异、且充分表现出F聚合物原来具有的物性的层、涂膜、成形品。
本组合物(1)可用于膜、含浸物(预浸料等)、层叠板(带聚合物层的金属箔等金属层叠板)等成形品的制造、及用于要求脱模性、电特性、拒水拒油性、耐化学品性、耐候性、耐热性、滑动性、耐磨耗性等用途的成形品的制造。
此外,所得的成形品可用作天线部件、印刷基板、飞机用部件、汽车用部件、运动器材、食品工业用品、涂料、化妆品等,具体而言,可用作电线被覆材料(飞机用电线等)、电绝缘性胶带、石油钻探用绝缘胶带、印刷基板用材料、分离膜(精密过滤膜、超滤膜、逆渗透膜、离子交换膜、透析膜、气体分离膜等)、电极粘合剂(锂二次电池用、燃料电池用等)、复印辊、家具、汽车仪表板、家用电器的盖子、滑动构件(负载轴承、滑动轴、阀门、轴承、齿轮、凸轮、皮带输送机、食品输送带等)、工具(铲子、锉刀、锥子、锯子等)、锅炉、料斗、管道、烤箱、烘烤模具、溜槽、塑模、马桶、容器覆盖材料。
将本组合物(1)涂布在表面的十点平均粗糙度为0.5μm以下的金属箔(以下也记为“金属箔F”)的表面上,加热到260℃以上的温度,在金属箔F的表面上形成包含F聚合物的聚合物层(以下也记为“F层”),可制造依次拒油金属箔F和F层的带聚合物层的金属箔。
该带聚合物层的金属箔中的金属箔F和F层的密合性高,并且在对其进行加工时的加热(例如,在对带聚合物层的金属箔进行加工时的回流焊工序中的加热)中,可高度抑制剥离、膨胀及翘曲的发生。其理由虽然不是很明确,但认为是以下原因。
本组合物(1)包含在烧成F聚合物的高温范围内的重量减少率在规定的低范围内的粘合树脂。其结果是,认为是因为烧成时有可能产生的伴随粘合树脂分解的残渣或伴随粘合树脂反应的副产物造成的F层的界面粗糙受到抑制,表面平滑性高的金属箔F和F层高度密合。
此外,认为是F层的厚度在规定范围内,F层的热膨胀也受到抑制,所以加热时的膨胀及翘曲的发生受到抑制,可获得电特性优异的带聚合物层的金属箔。
金属箔F表面的十点平均粗糙度为0.5μm以下,优选0.2μm以下,更优选小于0.1μm。金属箔F表面的十点平均粗糙度优选为0.01μm以上。
作为金属箔F的材质,可列举:铜、铜合金、不锈钢、镍、镍合金(也包括42合金)、铝、铝合金、钛、钛合金等。
金属箔F优选压延铜箔或电解铜箔。
金属箔F的表面可以进行了防锈处理(铬酸盐等氧化物皮膜等)。此外,金属箔F的表面可以用硅烷偶联剂进行了处理。此时,可以用硅烷偶联剂对金属箔F的整个表面进行了处理,也可以用硅烷偶联剂对金属箔F的一部分表面进行了处理。
金属箔F的厚度优选为0.1~20μm,更优选1~20μm,进一步优选2~5μm。
此外,作为金属箔F,可使用包含2层以上的金属箔的带载体金属箔。作为带载体金属箔,可例举由载体铜箔(厚度:10~35μm)、和隔着剥离层层叠在载体铜箔上的极薄铜箔(厚度:2~5μm)构成的带载体铜箔。如果仅将上述带载体铜箔的载体铜箔剥离,则容易形成具有极薄铜箔的覆金属层叠体。如果使用该覆金属层叠体,则基于MSAP(改进的半添加)工序,能够形成将极薄铜箔层用作镀覆种晶层的精细图案。
从耐热性的观点考虑,作为上述剥离层,优选含镍或铬的金属层、或将这种金属层层叠而得的多层金属层。如果是这种剥离层,则即使经过300℃以上的工序,仍然可以容易地从极薄铜箔剥离载体铜箔。
作为带载体金属箔的具体例,可列举福田金属箔粉工业株式会社(福田金属箔粉工業株式会社)制的商品名“FUTF-5DAF-2”的产品。
在不损害本发明的效果的范围内,F层可以包含无机填料、或F聚合物及粘合树脂以外的有机成分。
F层的厚度优选为0.1μm以上,更优选1μm以上。F层的厚度优选小于10μm,更优选8μm以下,进一步优选5μm以下。作为F层的厚度的优选形态,可例举1~5μm。
在上述构成中,由本组合物(1)可获得带聚合物层的金属箔,其依次具有表面平滑性高的低粗糙化金属箔(金属箔F)、和不损害F聚合物本来具有的物性(低介电常数、低介电损耗角正切、低吸水率等)的薄膜状的聚合物层(F层),两者牢固地密合、且加热时的不良情况受到了抑制。
F层的厚度相对于金属箔F的厚度的比优选为0.1~5.0,更优选0.2~2.5。如果两者的厚度比在这样的范围内,则作为印刷基板的传输特性进一步提高。
作为本组合物(1)的涂布方法,只要是在金属箔的表面上形成稳定的液态被膜(湿膜)的方法即可,可列举:喷涂法、辊涂法、旋涂法、凹版涂布法、微凹版涂布法、凹版胶印涂布法、刮刀涂布法、轻触辊涂法(日语:キスコート法)、棒涂法、模涂法,喷注迈耶绕线棒涂法(日语:ファウンテンメイヤーバー法)、狭缝模涂法、逗点涂布法(日语:コンマコート法)等。
在本组合物(1)涂布后、加热至260℃以上的温度之前,优选加热至低于上述温度的温度,除去湿膜中的液态分散介质。此时的加热温度只要根据液态分散介质的沸点进行设定即可,优选90~250℃,更优选100~200℃。此外,此时的加热可一步实施,也可在不同的温度下分两步以上实施。此外,此时的加热时间优选0.1~10分钟,更优选0.5~5分钟。
本组合物(1)涂布后施加的260℃以上的温度优选为F聚合物烧成的温度。此时的温度只要根据F聚合物的种类进行设定即可,优选300~400℃,更优选310~390℃,进一步优选320~380℃。此外,此时的加热可一步实施,也可在不同的温度下分两步以上实施。此外,此时的加热时间优选1~60分钟,更优选3~20分钟。
作为两种加热时的方法,可例举使用烘箱的方法、使用通风干燥炉的方法、照射红外线等热射线的方法。
两种加热时的气氛可以是常压下、减压下的任一种状态。此外,上述气氛可以是氧化性气体(氧气等)气氛、还原性气体(氢气等)气氛、惰性气体(氦气、氖气、氩气、氮气等)气氛中的任一种,从抑制粘合树脂分解的观点考虑,优选为惰性气体气氛。
作为带聚合物层的金属箔的制造方法的优选形态,可例举:使用F聚合物是热熔融性F聚合物、粘合树脂是玻璃化温度在F聚合物的熔融温度以下的粘合树脂的本组合物(1),将F聚合物在上述熔融温度以上烧成的形态。在上述形态中,经过F聚合物熔融、粘合树脂软化、两者高度相互流动的状态,容易形成F层。其结果是,在所形成的带聚合物层的金属箔的F层中,容易显著地表现出各聚合物的物性。例如,如果粘合树脂是芳族聚合物(芳族聚酰亚胺等),则不仅粘合性和耐热性优异,而且F层的UV吸收性也容易提高。此外,F聚合物如果是具有TFE单元和PAVE单元的F聚合物(PFA)、特别是具有TFE单元、PAVE单元和官能团的F聚合物,则电特性容易进一步提高。根据这样优选的带聚合物层的金属箔的制造方法的形态,能够高效地制造适合于高频信号传输的印刷基板。
对于带聚合物层的金属箔的F层的最外表面,为了进一步提高其热膨胀性及粘合性,可以进行表面处理。
作为表面处理的方法,可例举退火处理、电晕处理、等离子体处理、臭氧处理、准分子处理、硅烷偶联剂处理。
作为退火处理时的条件,优选将温度设为120~180℃、压力设为0.005~0.015MPa、时间设为30~120分钟。
作为等离子体处理中的等离子体照射装置,可使用高频感应方式、电容耦合型电极方式、电晕放电电极-等离子体喷射方式、平行平板型、远程等离子体型、大气压等离子体型、ICP型高密度等离子体型。
作为等离子体处理中使用的气体,可列举氧气、氮气、稀有气体(氩气等)、氢气、氨气、乙酸乙烯酯。这些气体可以单独使用1种,也可以将2种以上组合以作为混合气体使用。
在带聚合物层的金属箔的F层的最外表面还可以层叠其他基板。
作为其他基板,可列举耐热性树脂膜、作为纤维强化树脂板的前体的预浸料、具有耐热性树脂膜层的层叠体、具有预浸料层的层叠体。
另外,预浸料是在强化纤维(玻璃纤维、碳纤维等)的基材(短麻屑、织布等)中含浸有热固性树脂或热塑性树脂而得的片状基板。
耐热性树脂膜是含有1种以上耐热性树脂的膜,可以是单层膜,也可以是多层膜。
作为耐热性树脂,可列举聚酰亚胺、聚芳酯、聚砜、聚芳砜、芳族聚酰胺、芳族聚醚酰胺、聚苯硫醚、聚芳醚酮、聚酰胺酰亚胺、液晶性聚酯、液晶性聚酯酰胺。
作为接合的方法,可例举将层叠体和其他基板热压的方法。
其他基板是预浸料时的热压的条件优选将温度设为120~300℃、将气氛的压力设为20kPa以下的减压(真空)、将加压压力设为0.2~10MPa。其他基板是耐热性树脂膜时的热压的条件优选将其内部温度设为310~400℃。
由本组合物(1)形成的带聚合物层的金属箔如上所述,具有电特性、耐化学品性(耐蚀刻性)、耐热性等物性优异的薄膜状的F层、和低粗糙化金属箔。该带聚合物层的金属箔可作为柔性镀覆金属层叠板或刚性镀覆金属层叠板用于印刷基板的制造,特别优选作为柔性镀覆金属层叠板用于柔性印刷基板的制造。
当对带聚合物层的金属箔的金属箔F进行蚀刻加工、形成传输电路时,可得到印刷基板。具体而言,通过对金属箔F进行蚀刻处理从而加工成规定传输电路的方法、对金属箔F用电镀法(半添加法(SAP法)、改进的半添加法(MSAP法)等)加工成规定传输电路的方法,可以由通过上述制造方法得到的带聚合物层的金属箔制造印刷基板。
由利用本组合物(1)形成的带聚合物层的金属箔制造的印刷基板依次具有由金属箔F形成的传输电路和F层。作为印刷基板的构成的具体例,可例举传输电路/F层/预浸料层、传输电路/F层/预浸料层/F层/传输电路。
印刷基板的制造中,可以在传输电路上形成层间绝缘膜,也可以在传输电路上层叠阻焊剂,也可以在传输电路上层叠覆盖膜。作为这些层间绝缘膜、阻焊剂及覆盖膜的材料,可以使用本组合物(1)。
作为由带聚合物层的金属箔制造的印刷基板的具体形态,可例举将由本发明得到的印刷基板多层化而得的多层印刷电路基板。
作为多层印刷电路基板的优选形态,可例举具有1个以上的下述构成的形态:多层印刷电路基板的最外层是F层、且依次层叠金属箔F或传输电路、F层和预浸料层而成的构成。另外,上述构成的数量优选为复数(2以上)。此外,在F层和预浸料层之间可以进一步配置传输电路。
该形态的多层印刷电路基板由于最外层的F层,耐热加工性特别优异。具体而言,即使在288℃下,也不容易发生F层和预浸料层的界面膨胀、或金属箔F(传输电路)和F层的界面剥离。特别是,即使在金属箔F形成有传输电路的情况下,由于F层为薄膜状、且与金属箔(传输电路)牢固地密合,所以不易发生翘曲、且耐热加工性优异。
作为多层印刷电路基板的优选形态,可例举具有1个以上的下述构成的形态:多层印刷电路基板的最外层是预浸料层、且依次层叠金属箔F或传输电路、F层和预浸料层而成的构成。另外,上述构成的数量优选为复数(2以上)。此外,在F层和预浸料层之间可以进一步配置传输电路。
该形态的多层印刷电路基板即使在最外层具有预浸料层,耐热加工性也优异。具体而言,即使在300℃下,也不容易发生F层和预浸料层的界面膨胀、或金属箔F(传输电路)和F层的界面剥离。特别是,即使在金属箔F形成有传输电路的情况下,由于F层为薄膜状、且与金属箔(传输电路)牢固地密合,所以不易发生翘曲、且耐热加工性优异。
即,如果使用本组合物(1),则即使不实施各种表面处理,也容易获得各自的界面牢固地密合、且加热时的界面膨胀或界面剥离的发生、特别是最外层中的膨胀或剥离的发生受到了抑制的、具有各种构成的印刷基板。
作为本组合物的第二形态(以下也记为本组合物(2)),可例举包含F粉末、酰亚胺化率为1%以上的芳族聚酰亚胺、和非质子性极性液态分散介质的形态。
本组合物(2)中,F粉末的分散性优异。其原因虽然不是很明确,但认为是以下原因。
本组合物(2)中的芳族聚酰亚胺不是实质上未进行酰亚胺化的聚酰亚胺前体、即聚酰胺酸(酰亚胺化率:0%),而是构成聚合物的羧酸二酐和二胺的酰亚胺化反应以规定比例进行后的聚酰亚胺(酰亚胺化率:1%以上;以下也记为“PI(2)”)。
在该聚酰亚胺中,因为伴随酰亚胺化反应形成酰亚胺基(闭环),因此其极性(解离性质子)降低。认为该聚酰亚胺在液态分散介质中的溶解性(或分散性)倾向于降低,另一方面,该聚酰亚胺与F聚合物的亲和性倾向于提高。
本发明人进行了认真研究,结果发现,如果使用PI(2),则与F聚合物的亲和性的提高效果优于在液态分散介质中的溶解性(或分散性)的降低效果。认为PI(2)作为F聚合物的分散剂,促进粉末的分散,提高在液态组合物整体中的分散性。此外,还认为通过含有该PI(2),可保持液态组合物的粘度或触变性,且各成分的沉降、凝聚及相分离受到了抑制。
其结果是,在由本组合物(2)形成的成形品(F层(涂膜)等)中,认为通过F聚合物和PI(2)的高度相互作用,高度表现出各聚合物的物性。例如,上述成形品由于包含PI(2),所以其线膨胀系数低,因此不容易发生翘曲、密合粘接性优异。此外,由于PI(2)具有的芳环的良好的UV吸收性,基于UV-YAG激光等的加工性也优异。此外,上述成形品因为包含F聚合物,所以高度表现出F聚合物的物性(特别是低介电常数、低介电损耗角正切等电特性)。
如上所述的效果在后述的本组合物(2)的优选形态中更显著地呈现。
本组合物(2)中的F聚合物和F粉末的定义,包括优选的形态,与本组合物(1)中的那些定义相同。另外,本组合物(2)中的F聚合物优选为包含TFE单元和PAVE单元的、熔融温度为260~320℃的PFA。
本组合物(2)中的F粉末的D50优选为20μm以下,更优选10μm以下,进一步优选3μm以下。F粉末的D50优选为0.01μm以上,更优选0.1μm以上,进一步优选1μm以上。
此外,F粉末的D90优选为40μm以下,更优选10μm以下。该范围的D50和D90下,F粉末的流动性和分散性良好,最容易表现出所得的成形品的电特性(低介电常数等)及耐热性。
F粉末的疏松填充体积密度优选为0.08~0.5g/mL。F粉末的致密填充体积密度优选为0.1~0.8g/mL。疏松填充体积密度或致密填充体积密度在上述范围内时,F粉末的操作性优异。
此外,F粉末也可以包含F聚合物以外的成分,但优选由F聚合物构成。F粉末中的F聚合物的含量优选为80质量%以上,更优选100质量%。
作为F聚合物以外的成分,可例举芳香族聚酯、聚酰胺酰亚胺、热塑性聚酰亚胺、聚苯醚、聚苯醚等。
本组合物(2)中的PI(2)是酰亚胺化率为1%以上的芳族聚酰亚胺。
PI(2)具有基于羧酸二酐和二胺的单元、即通过两化合物的酰亚胺化反应而形成的单元(具有酰亚胺结构的单元;以下也记为“酰亚胺单元”)。羧酸二酐和二胺中的至少一方、且其至少一部分是芳族性的化合物。
PI(2)可以仅由酰亚胺单元构成,也可以具有酰亚胺单元和通过上述两种化合物的酰胺化反应而形成的单元(具有酰胺酸结构的单元;以下也记为“酰胺酸单元”)。此外,羧酸二酐和二胺可分别使用1种化合物,也可分别使用多种化合物。作为羧酸二酐,优选使用至少1种芳族羧酸二酐。
PI(2)中的酰亚胺化率是指酰亚胺单元的摩尔数相对于酰胺酸单元和酰亚胺单元的合计摩尔数的比、即、以酰亚胺单元的摩尔数/(酰胺酸单元的摩尔数+酰亚胺单元的摩尔数)的式计算的值。即,在PI(2)仅由酰亚胺单元构成的情况下,其酰亚胺化率为100%。
酰亚胺化率的下限优选为10%以上,更优选25%以上,进一步优选50%以上,特别优选75%以上。如果酰亚胺化率在该下限范围内,则PI(2)的极性(解离性质子)进一步降低,更容易促进F聚合物的分散性。
酰亚胺化率的上限优选低于100%,更优选98%以下,进一步优选96%以下。如果酰亚胺化率在该上限范围内,则PI(2)在充分保持其极性(解离性质子)的同时,促进与各成分(液态分散介质和F聚合物)的相互作用,容易进一步提高液态组合物的物性(粘度、触变性等)。
另外,PI(2)的酰亚胺化率可通过其制造条件进行控制。例如,如果使用迪安-斯达克等脱水装置,在与水共沸的液态分散介质(甲苯等)的存在下、通过共沸除去副产物水,同时使羧酸二酐和二胺反应,则能够制造任意酰亚胺化率的PI(2)。
PI(2)的酰亚胺化率可通过将PI(2)供于NMR分析来进行测定。
PI(2)优选包含基于芳族四羧酸的酸二酐、和芳香族二胺或脂肪族二胺的单元,其中芳香族二胺具有2个以上的亚芳基通过连接基团连接而成的连接结构。该PI(2)显示与F聚合物的亲和性进一步提高的倾向,不仅进一步提高本组合物(2)的分散性,还容易提高由其形成的成形品的密合粘接性。即,该PI(2)容易在本组合物(2)中作为分散剂和作为成形品中的粘接成分发挥作用。
芳族四羧酸的酸二酐优选为下式AN1~AN6所表示的化合物。
[化1]
Figure BDA0003275638520000211
上述芳香族二胺中的连接结构优选为2~4个亚芳基连接而成的结构。在该情况下,PI(2)的极性平衡,更容易表现出上述倾向。
亚芳基优选为亚苯基。另外,亚芳基的氢原子可以被羟基、氟原子或三氟甲基取代。
上述芳香族二胺中的连接基团优选为醚性氧原子、丙烷-2,2-二基或全氟丙烷-2,2-二基。连接基团可以是1种,也可以是2种以上,更优选醚性氧原子是必需的。在该情况下,PI(2)由于其空间效应,更容易表现出上述倾向。
上述芳香族二胺优选为下式DA1~DA6所表示的化合物。
[化2]
Figure BDA0003275638520000221
作为脂肪族二胺,可例举二聚二胺、亚烷基二胺(2-甲基-1,8-辛二胺、2-甲基-1,9-壬二胺、2,7-二甲基-1,8-辛二胺等)、脂环族二胺(1,3-双(氨基甲基)环己烷、1,4-双(氨基甲基)环己烷、1,2-二氨基环己烷、双(4-氨基环己基)甲烷、2,2-双(4-氨基环己基)丙烷、2,2-双(4-氨基环己基)六氟丙烷、异佛尔酮二胺、降冰片烷二胺等)。
二聚二胺是不饱和脂肪酸的二聚体即二聚酸的2个羧基被氨基或氨基甲基取代而得的化合物。不饱和脂肪酸优选碳数为11~22的不饱和脂肪酸(油酸、亚油酸、亚麻酸等)。
当使用脂肪族胺时,不仅容易进一步表现出上述倾向,而且成形品中的F聚合物物性(特别是比介电常数、介电损耗角正切等电物性)容易高度表现,其柔性也容易进一步提高。
作为市售的二聚二胺的具体例,可例举Versamine 551(巴斯夫日本公司(BASFジャパン社)制)、Versamine 552(巴斯夫日本公司制、Versamine 551的加氢产物)、PRIAMINE1075(禾大日本公司(クローダジャパン社)制)、PRIAMINE1074(禾大日本公司制)。
另外,作为构成PI(2)的羧酸二酐,可使用以下示出的具有脂环结构的羧酸二酐。如果PI(2)所含有的单元中包含该脂环结构,则PI(2)和液态分散介质的亲和性提高,在液态组合物整体中的分散性进一步提高,液态组合物的涂布性也良好。此外,容易抑制由其形成的成形品中的着色。
[化3]
Figure BDA0003275638520000231
本组合物(2)中的非质子性极性液态分散介质是作为F粉末的分散介质起作用的、在25℃下呈惰性的液态化合物。
作为该分散介质,优选比本组合物(2)所含的液态分散介质以外的成分的沸点低且具有挥发性的化合物。该液态分散介质可以单独使用1种,也可以将2种以上混合。
该液态分散剂的沸点优选为125~250℃。在该情况下,在从本组合物(2)干燥液态被膜并形成干燥被膜时,伴随液态分散介质的挥发的、F粉末的流动高效地进行,F粉末容易致密地堆积。
作为非质子性极性液态分散介质的具体例,可例举N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、3-甲氧基-N,N-二甲基丙酰胺、3-丁氧基-N,N-二甲基丙酰胺、N-甲基-2-吡咯烷酮、γ-丁内酯、环己酮、环戊酮、乙酸丁酯、甲基异丙基酮、环戊酮、环己酮。
其中,作为非质子性极性液态分散介质,从调整本组合物(2)的液体物性(粘度、触变比等)的观点考虑,优选酰胺或酮,更优选N,N-二甲基乙酰胺、3-甲氧基-N,N-二甲基丙酰胺、3-丁氧基-N,N-二甲基丙酰胺、N-甲基-2-吡咯烷酮或γ-丁内酯。
本组合物(2)优选含有表面活性剂,其为具有羟基和氧化烯基作为亲水部分的表面活性剂(以下也记为“表面活性剂”)。具有这些基团的表面活性剂由于具有适度的亲水性(极性),所以不仅促进粉末在本组合物(2)中的分散,还可提高具有极性的PI(2)和F聚合物的亲和性,容易进一步提高在本组合物(2)整体中的分散性。
作为该表面活性剂,优选本组合物(1)中的表面活性剂。
本组合物(2)优选含有50ppm以上的水。少量的水可期待提高本组合物(2)所含的各成分之间的亲和性的作用。水的含量更优选在100ppm以上。另外,本组合物(2)中的水的含量(比例)的上限优选在5000ppm以下,更优选1000ppm以下。
本组合物(2)的粘度优选在10000mPa·s以下,更优选10~1000mPa·s。
本组合物(2)的触变比优选1~2。
本组合物(2)可在不损害本发明的效果的范围内包含F聚合物和PI(2)以外的聚合物、无机填料、触变性赋予剂、消泡剂、硅烷偶联剂、脱水剂、增塑剂、耐候剂、抗氧化剂、热稳定剂、润滑剂、抗静电剂、增白剂、着色剂、导电剂、脱模剂、表面处理剂、粘度调节剂、阻燃剂等其他成分。
无机填料只要根据赋予由本组合物(2)形成的层的物性来确定即可。本组合物(2)包含PI(2),其液体物性(粘度、触变比等)优异,即使包含无机填料,分散性也优异。此外,在由此形成层时,不仅无机填料不容易掉粉,而且更容易形成无机填料均匀分布的层。
作为无机填料,可列举氮化物填料、无机氧化物填料,优选氮化硼填料、氧化铍(铍的氧化物)、二氧化硅填料或金属氧化物(氧化铈、氧化铝、碱性氧化铝、氧化镁、氧化锌、氧化钛等)填料。
无机填料的形状可以是粒状,也可以是非粒状(鳞片状、层状),还可以是纤维状,优选具有微细结构的无机填料。
作为该具有微细结构的无机填料的具体例,可列举球状无机填料、纤维状无机填料。
前一种无机填料的平均粒径优选为0.001~3μm,更优选0.01~1μm。该情况下,无机填料在本组合物(2)中的分散性更优异,在层中更容易均匀分布。
后一种无机填料的长度为纤维长,直径为纤维径。纤维长优选为1~10μm。纤维径优选为0.01~1μm。
本组合物(2)包含无机填料时,其含量相对于F聚合物的含量优选为1以下。
无机填料的表面至少一部分可以用有机物、无机物(但为与形成无机填料的无机物不同的无机物)或这两者进行表面处理。
作为用于该被覆处理的有机物,可列举多元醇(三羟甲基乙烷、季戊四醇、丙二醇等)、饱和脂肪酸(硬脂酸、月桂酸等)、其酯、烷醇胺、胺(三甲胺、三乙胺等)、石蜡、硅烷偶联剂、有机硅、聚硅氧烷。
作为用于该被覆处理的无机物,可列举铝、硅、锆、锡、钛、锑等的氧化物、氢氧化物、水合氧化物或磷酸盐。
在进一步提高由本组合物(2)形成的层的UV加工性、并且高度抑制其翘曲的情况下,本组合物(2)优选包含球状的无机填料。
该情况下,球状无机填料的平均粒径优选小于F粉末的平均粒径(D50)。具体而言,优选F粉末的平均粒径为0.2~3μm,球状二氧化硅填料的平均粒径为0.01~0.1μm。此外,该情况下球状无机填料的含量相对于F聚合物的含量优选为0.01~0.1。通过该构成,可以抑制无机填料在层表面的露出,同时可容易地形成无机填料均匀分散的层。
作为该无机填料的优选具体例,可列举用氨基硅烷偶联剂表面处理过的平均粒径在1μm以下的二氧化硅填料(雅都玛公司(アドマテックス社)制的“admafin(アドマファイン)”系列等)、用丙二醇二癸酸酯等酯表面处理过的平均粒径在0.1μm以下的氧化锌(堺化学工业株式会社(堺化学工業株式会社)制的“FINEX”系列等)、平均粒径在0.5μm以下且最大粒径小于1μm的球状熔融二氧化硅(电化株式会社(デンカ社)制的“SFP级”等)、用多元醇和无机物被覆处理过的平均粒径在0.5μm以下的金红石型氧化钛(石原产业株式会社(石原産業社)制的“TIPAQUE(タイペーク)”系列等)、用烷基硅烷表面处理过的平均粒径在0.1μm以下的金红石型氧化钛(Tayca株式会社(テイカ社)制的“JMT”系列等)。
本组合物(2)中的F聚合物的含量(比例)优选等于或大于PI(2)的含量(比例)。在该情况下,不仅能够平衡良好地赋予所得的成形品以基于F聚合物的特性和基于PI(2)的特性,还容易高度表现出F聚合物的物性。
具体而言,本组合物(2)中的F聚合物的含量优选在10质量%以上,更优选15质量%以上,进一步优选20质量%。上述含量优选在50质量%以下,更优选45质量%以下,进一步优选40质量%以下。在该情况下,容易形成电特性和对基材的密合性优异的成形品。
本组合物(2)中的PI(2)的含量优选在0.01质量%以上,更优选0.1质量%以上,进一步优选1质量%以上。上述含量优选在50质量%以下,更优选25质量%以下,进一步优选10质量%以下。该情况下,容易形成UV加工性进一步提高的成形品。
此外,本组合物(2)中的PI(2)的含量(比例)相对于F聚合物的含量(比例)的比优选在1以下,更优选0.5以下,进一步优选0.1以下。
本组合物(2)中的非质子性极性液态分散介质的含量(比例)优选为40~90质量%,更优选50~80质量%。
本组合物(2)包含表面活性剂的情况下,本组合物(2)中的表面活性剂的含量(比例)优选为1~15质量%。该情况下,成形品中的F聚合物原来具有的物性容易进一步提高。
如果将本组合物(2)涂布在基材的表面上并加热,形成包含F聚合物的聚合物层(F层),则可得到依次具有基材和F层的层叠体。
在该层叠体的制造中,在基材的表面涂布本组合物(2)以形成液态被膜,将该液态被膜加热、干燥后,进一步烧成,形成F层。即,F层是包含F聚合物和芳族聚酰亚胺(PI)的层。F层中的PI可以是本组合物(2)中所含的PI(2)自身,也可以是通过F层的形成时的加热,进一步进行酰亚胺化反应而得的PI。
层叠体的制造中的本组合物(2)的涂布方法和加热方法,包括它们的优选形态,与上述的本组合物(1)的那些涂布方法和加热方法相同。
作为涂布本组合物(2)的基材,优选金属箔或耐热性树脂膜。
该金属箔的定义,包括其优选的形态和范围,与上述的本组合物(1)的相同。
耐热性树脂膜是含有1种以上耐热性树脂的膜,可以是单层膜,也可以是多层膜。耐热性树脂膜中可以埋设有玻璃纤维或碳纤维等。
基材是耐热性树脂膜的情况下,优选在基材的两面形成F层。在该情况下,由于在耐热性树脂膜的两面形成F层,所以层叠体的线膨胀系数显著降低,不易发生翘曲。具体而言,该形态中的层叠体的线膨胀系数的绝对值优选为1~25ppm/℃。
作为耐热性树脂,可列举聚酰亚胺、聚芳酯、聚砜、聚芳砜、芳族聚酰胺、芳族聚醚酰胺、聚苯硫醚、聚芳醚酮、聚酰胺酰亚胺、液晶性聚酯、液晶性聚酯酰胺,优选聚酰亚胺(特别是芳族聚酰亚胺)。
在该情况下,由于F层的PI具有的芳环及耐热性树脂膜(基材)的芳族聚酰亚胺具有的芳环堆叠,因此认为F层对耐热性树脂膜的密合性提高。此外,在该情况下,由于F层和耐热性树脂膜不是相容的一体化物,而是作为相互独立的层存在,所以认为F聚合物的低吸水性弥补芳族聚酰亚胺的高吸水性,层叠体发挥低吸水性(高防水性)。
在两面具有F层的耐热性树脂膜、即层叠体中,其厚度(总厚度)优选为25μm以上,更优选50μm以上。上述厚度优选在150μm以下。
在该构成中,两个F层的合计厚度相对于耐热性树脂膜的厚度的比优选为0.5以上,更优选0.8以上。上述比优选为5以下。
在该情况下,可以平衡良好地发挥耐热性树脂膜的特性(高屈服强度、不易塑性变形性)和F层的特性(低吸水性)。
作为由本组合物(2)形成的层叠体、且基材是耐热性树脂膜的层叠体的优选形态,可例举耐热性树脂膜是厚度为20~100μm的聚酰亚胺膜、且F层、聚酰亚胺膜、F层依该顺序直接接触并层叠而得的三层构成的膜。该形态中的两个F层的厚度优选相同,为15~50μm。此外,两个F层的合计厚度相对于聚酰亚胺膜的厚度的比优选为0.5~5。该形态的层叠体最容易表现出上述的层叠体的效果。
对于层叠体的F层的最外表面,为了进一步提高其热膨胀性及粘合性,还可以进行表面处理。作为表面处理方法,可例举上述的与由本组合物(1)形成的带聚合物层的金属箔的F层的表面处理方法相同的方法。
在由本组合物(2)形成的层叠体的F层的最外表面还可以层叠其他基板。
其他基板的定义及层叠方法,包括其优选的形态和范围,与由本组合物(1)形成的带聚合物层的金属箔中的定义和层叠方法相同。
当使本组合物(2)含浸于织造布中并加热时,可得到含浸有F聚合物和PI的含浸织造布。
本组合物(2)的加热条件,包括其优选的形态和范围,都与上述的本组合物(1)的加热条件相同。
作为织造布,优选耐加热的耐热性织造布,更优选玻璃纤维织造布、碳纤维织造布、芳纶纤维织造布或金属纤维织造布,进一步优选玻璃纤维织造布或碳纤维织造布。
特别是从提高含浸织造布的电绝缘性的角度考虑,作为织造布,优选由JIS R3410:2006中规定的电绝缘用E玻璃纱构成的平织的玻璃纤维织造布。此时,如果用硅烷偶联剂处理织造布,则与F聚合物的密合性进一步提高。
作为本组合物的第三形态(以下也记为本组合物(3)),可例举下述形态:包含F聚合物的粉末(F粉末)、选自芳族聚酰胺酰亚胺、芳族聚酰亚胺和芳族聚酯的至少一种芳族聚合物或其前体(以下也记为“AR(3)”)、具有羟基和氧化烯基的表面活性剂、和非质子性极性液态分散介质,F聚合物的含量等于或大于芳族聚合物或其前体的含量,表面活性剂的羟值为100mgKOH/g以下且上述氧化烯基的含量为10质量%以上。
本组合物(3)中,F粉末的分散性优异。其原因虽然不是很明确,但认为是以下原因。
包含低极性的F粉末和作为芳族性化合物的AR(3)的液态组合物的液态分散介质是非质子性极性液态分散介质的情况下,找出促进各成分彼此间的相互作用且具有高度分散作用的表面活性剂是不容易的。例如,如果使用疏水性高的表面活性剂,则F粉末自身的分散性虽然上升,但也认为AR(3)和液态分散介质的相互作用降低。本发明人发现了液态组合物中的F聚合物的含量增加的情况下,该现象变得明显,容易发生F粉末的沉降、凝聚和相分离。
此外,本发明人进行了认真研究,结果发现了该情况下的表面活性剂需要具有一定的亲水性,具体而言,需要分别以规定量含有羟基和AO基。即,发现了如果表面活性剂以规定范围分别含有强亲水性的羟基和适度亲水性的AO基,则其亲水性取得平衡,促进各成分的分散和相互作用。
也可以说,本组合物(3)中的表面活性剂通过调整AO含量来抑制由羟基量的变化引起的亲水性的极端变动。由此,认为表面活性剂对F聚合物和AR(3)双方的亲和性取得平衡,在本组合物(3)整体中的分散性提高。
其结果是,在由本组合物(3)形成的成形品(F层(涂膜)等)中,认为通过F聚合物和AR(3)的高度相互作用,高度表现出各聚合物的物性。例如,上述成形品由于包含AR(3),所以其线膨胀系数低,因此不容易发生翘曲、密合粘接性优异。此外,由于AR(3)具有的芳环的良好的UV吸收性,基于UV-YAG激光等的加工性也优异。此外,上述成形品包含F聚合物,F聚合物的物性(特别是低介电常数、低介电损耗角正切等电特性)显著优异。
以上效果在后述的本发明优选形态中得到显著呈现。
本组合物(3)中的F聚合物和F粉末的定义,包括优选的形态,与本组合物(1)或(2)中的那些定义相同。另外,本组合物(3)中的F聚合物优选为包含TFE单元和PAVE单元的、熔融温度为260~320℃的PFA。
本组合物(3)中的AR(3)是F聚合物以外的材料,可以是选自芳族聚酰胺酰亚胺、芳族聚酰亚胺和芳族聚酯的至少一种的在主链具有芳环的聚合物,或者形成上述聚合物的预聚物。
AR(3)更优选为芳族聚酰亚胺或其前体、或者液晶性的芳族聚酯,进一步优选芳族聚酰亚胺或其前体。
作为芳族聚酰亚胺的形态,与上述的本组合物(2)中的PI(2)的形态相同。
作为芳族聚酯的形态,可例举液晶聚酯。作为液晶聚酯,可例举日本专利特开2000-248056号公报的段落[0010]~[0015]中记载的聚合物。作为芳族聚酯的具体例,可例举二羧酸(对苯二甲酸、间苯二甲酸、二苯基醚-4,4’-二羧酸、乙酸酐等)、二羟基化合物(4,4’-联苯酚等)、芳族羟基羧酸(4-羟基苯甲酸、6-羟基-2-萘甲酸、2-羟基-6-萘甲酸等)、芳香族二胺、芳族羟基胺、芳族氨基羧酸等的聚合物。作为芳族聚酯的更具体的例子,可例举4-羟基苯甲酸和6-羟基-2-萘甲酸的反应物、6-羟基-2-萘甲酸、对苯二甲酸和乙酰氨基酚的反应物、4-羟基苯甲酸、对苯二甲酸和4,4’-联苯酚的反应物。
本组合物(3)中的非质子性极性液态分散介质的形态与上述的本组合物(2)中的相同。
本组合物(3)中的表面活性剂中,表面活性剂的羟值在100mgKOH/g以下且氧化烯基的含量在10质量%以上。
表面活性剂的羟值优选在100mgKOH/g以下,更优选75mgKOH/g以下,进一步优选50mgKOH/g以下。羟值的下限优选在10mgKOH/g以上。
表面活性剂的氧化烯基的含量优选在10质量%以上,更优选15质量%以上,进一步优选20质量%以上。氧化烯基的含量的上限优选在50质量%以下。
此外,表面活性剂中的作为亲水部分的羟基和氧化烯基的形态,包括其优选的范围,与本组合物(1)中的表面活性剂相同。
此外,表面活性剂中,作为疏水部分,优选具有全氟烷基或全氟链烯基。
作为本组合物(3)中的表面活性剂,优选由下式(F)表示的化合物和由下式(H)表示的化合物的共聚物,基于由式(F)表示的化合物的单元相对于下述共聚物中所含的全部单元的量优选为60~90摩尔%,更优选70~90摩尔%。
基于由式(H)表示的化合物的单元相对于下述共聚物中所含的全部单元的量优选为10~40摩尔%,更优选10~30摩尔%。
基于由式(F)表示的化合物的单元和基于由式(H)表示的化合物的单元的合计相对于下述共聚物中所含的全部单元的量优选为90~100摩尔%,更优选100摩尔%。
CH2=CHRF-C(O)O-QF-XF…(F)
CH2=CHRH-C(O)O-(QH)m-OH…(H)
RF表示氢原子或甲基。
QF表示碳数1~4的亚烷基或碳数1~4的氧化烯基。
XF表示碳数4~6的全氟烷基或碳数4~12的全氟链烯基。
RH表示氢原子或甲基。
QH表示碳数2~4的氧化烯基。
m表示1~120的整数。
本组合物(3)中的粘度、触变比、水的含量的定义,包括优选的形态,与本组合物(1)或(2)中的那些定义相同。
本组合物(3)可包含F聚合物和AR(3)以外的聚合物、无机填料、触变性赋予剂、消泡剂、硅烷偶联剂、脱水剂、增塑剂、耐候剂、抗氧化剂、热稳定剂、润滑剂、抗静电剂、增白剂、着色剂、导电剂、脱模剂、表面处理剂、粘度调节剂、阻燃剂。
本组合物(3)中的无机填料的优选形态和范围与本组合物(2)中的无机填料的优选形态和范围相同。
本组合物(3)中的F聚合物的含量(比例)优选等于或大于AR(3)的含量(比例)。在该情况下,不仅能够平衡良好地赋予所得的成形品以基于F聚合物的特性和基于AR(3)的特性,还容易高度表现出F聚合物的物性。
具体而言,本组合物(3)中的F聚合物的含量优选在10质量%以上,更优选15质量%以上,进一步优选20质量%以上。上述含量优选在50质量%以下,更优选45质量%以下,进一步优选40质量%以下。在该情况下,容易形成电特性和对基材的密合性优异的成形品。
本组合物(3)中的AR(3)的含量优选在0.01质量%以上,更优选0.1质量%以上,进一步优选1质量%以上。上述含量优选在50质量%以下,更优选25质量%以下,进一步优选10质量%以下。该情况下,容易形成UV加工性进一步提高的成形品。
此外,本组合物(3)中的AR(3)的含量(比例)相对于F聚合物的含量(比例)的质量比优选在1以下,更优选0.5以下,进一步优选0.1以下。
本组合物(3)中的非质子性极性液态分散介质的含量(比例)优选为40~90质量%,更优选50~80质量%。
本组合物(3)中的表面活性剂的含量(比例)优选为1~15质量%。该情况下,成形品中的F聚合物原来具有的物性容易进一步提高。
如果将本组合物(3)涂布在基材的表面上并加热,形成包含F聚合物和芳族聚合物(AR)的聚合物层(F层),则可获得依次具有基材和F层的层叠体。
此外,当使本组合物(3)含浸于织造布并加热时,可得到含浸有F聚合物和芳族聚合物(AR)的含浸织造布。
F层或含浸织造布中的AR可以是本组合物(3)中所含的AR(3)自身,也可以是通过F层或含浸织造布的形成中的加热,进行结构改变(例如酰亚胺化反应)后的AR。
由本组合物(3)形成的层叠体或含浸织造布、及其制造方法相关的形态,包括其优选形态,与本组合物(2)的那些相同。
作为本组合物的第四形态(以下也记为本组合物(4)),可例举下述形态:包含F聚合物的粉末(F粉末)、芳族聚酰亚胺或其前体(以下也记为“PI(4)”)、和非水系液态分散介质(非水系液态介质),F聚合物的含量为10质量%以上,且水的含量(含水量)为1000~50000ppm。
如果使用本组合物(4),则可抑制孔等缺陷,同时致密地(以高密度)包含F聚合物和芳族聚酰亚胺,F聚合物的含量高,容易形成比较薄的F层。其原因虽然不是很明确,但认为是以下原因。
认为在由本组合物(4)形成F层的过程中,通过加热,F粉末的堆积及熔融烧成和PI(4)的反应同时进行。这里,PI(4)的反应是指,PI(4)的末端基团彼此之间的反应(末端基所含的氨基和末端基所含的酸酐基或羧酸基的酰亚胺反应等)、及聚酰亚胺或其前体中的酰胺酸单元的闭环反应,且是伴随脱水的反应。伴随PI(4)的反应产生的水量(水的蒸发量)依赖于反应基质量和加热温度,在加热初期特别多,导致在上述过程中大幅变动。特别是,认为加热初期时的水的急剧蒸发阻碍F粉末的堆积,造成F层的缺陷增大。
于是,在本组合物(4)中,特意含有规定量的水。即,通过含有规定量的水,抑制加热初期的PI(4)的反应进行,随着通过加热而水蒸发,PI(4)的反应渐增,从而使加热过程中的水的蒸发量取得平衡。由此,认为所形成的F层中不会产生缺陷。此外,伴随PI(4)反应的发热及体积变化也在加热过程中取得平衡,可形成形状稳定性高的F层,因此认为可抑制F层的缺陷。
此外,本组合物(4)因为含有规定量的水,所以在其保管时,可抑制由PI(4)的反应引起的变质,因此认为分散稳定性也优异。
具体而言,本组合物(4)即使含有较多量的PI(4),也保持其粘度或触变性,可抑制各成分的沉降、凝聚和相分离。其结果是,认为在由本组合物(4)形成的F层(成形品)中,F聚合物和聚酰亚胺的各自的物性高度呈现。例如,F层因为包含芳族聚酰亚胺,所以其线膨胀系数低,因此不易发生翘曲,也有利于厚膜化。此外,由于芳族聚酰亚胺所具有的芳族环的良好的UV吸收性,基于UV-YAG激光等的加工性也优异。此外,F层高度表现出F聚合物的物性(特别是低介电常数、低介电损耗角正切等电特性)。
如上所述的效果在后述的本组合物(4)的优选形态中更显著地呈现。
本组合物(4)中的F聚合物的定义,包括其优选的形态,与本组合物(1)中的定义相同。另外,本组合物(4)中的F聚合物优选包含TFE单元和PAVE单元的PFA。
特别是,本组合物(4)中的F聚合物的熔融温度优选为280~325℃,更优选285~320℃。
此外,F聚合物的玻璃化温度优选为75~125℃,更优选80~100℃。
本组合物(4)中的F粉末的定义,包括优选的形态和范围,与本组合物(2)的定义相同。
PI(4)优选为芳族聚酰亚胺或芳族聚酰胺酸。
芳族聚酰亚胺具有基于羧酸二酐和二胺的单元,即通过两化合物的酰亚胺化反应形成的单元(具有酰亚胺结构的单元;以下也记为“酰亚胺单元”)。另外,芳族聚酰亚胺可以仅由酰亚胺单元构成,也可以具有酰亚胺单元和通过上述两者的化合物的酰胺化反应形成的单元(具有酰胺酸结构的单元;以下也记为“酰胺酸单元”)。另一方面,芳族聚酰胺酸是指仅由酰胺酸单元构成的聚合物。
上述PI(4)中,羧酸二酐和二胺中的至少一方、且其至少一部分是芳族性的化合物。此外,羧酸二酐和二胺可分别使用1种化合物,也可分别使用多种化合物。作为羧酸二酐,优选使用至少1种芳族羧酸二酐。
但是,PI(4)优选为酰亚胺化率低于99%的芳族聚酰亚胺或聚酰胺酸。该PI类由于反应基质浓度高,通过加热而反应急剧进行,所以更容易表现出含有规定量的水的本组合物(4)的反应缓和效果。
另外,本组合物(4)中的PI(4)的酰亚胺化率的定义、其控制方法及其测定方法与上述的PI(2)中的那些相同。
PI(4)的酰亚胺化率更优选10~95%,进一步优选25~90%,特别优选50~80%。规定的酰亚胺化率的PI(4)中,伴随着酰亚胺化反应而(闭环)形成酰亚胺基,其极性(解离性质子)降低,所以存在在本组合物(4)中的溶解性(或分散性)降低的倾向,另一方面,存在与F聚合物的亲和性上升的倾向。因此,认为该PI(4)起到分散剂的作用,促进F粉末的分散。此外,通过含有该PI(4),可保持本组合物(4)的粘度或触变性,且更容易控制各成分的沉降、凝聚及相分离。
另外,芳族聚酰胺酸的酰亚胺化率为0%。
PI(4)优选包含基于芳族四羧酸的酸二酐、和芳香族二胺或脂肪族二胺的单元,其中芳香族二胺具有2个以上的亚芳基通过连接基团连接而成的连接结构。该PI(4)显示与F聚合物的亲和性进一步提高的倾向,不仅进一步提高本组合物(4)的分散性,还容易提高由其形成的F层的粘接性。即,该PI(4)还容易在本组合物(4)中作为分散剂和作为F层中的粘接成分发挥作用。
PI(4)中的芳族四羧酸的酸二酐、芳香族二胺、脂肪族二胺的优选形态与上述的本组合物(2)中的那些优选形态相同。
本组合物(4)中的非水系液态分散介质优选为选自酰胺、酮和酯的至少一种的液态化合物。非水系液态分散介质可以单独使用1种,也可以混合2种以上。
非水系液态分散介质的沸点优选为125~250℃。该情况下,在将基于本组合物(4)的液态被膜干燥并形成干燥被膜时,伴随非水系液态分散介质的挥发的、F粉末的流动高效地进行,F粉末容易致密地堆积。
本组合物(4)中的非水系液态分散介质的优选具体例与本组合物(2)中的非质子性极性液态分散介质相同。
本组合物(4)优选含有具有羟基或氧化烯基作为亲水部分的表面活性剂。
本组合物(4)中的表面活性剂的定义,包括优选的形态,与本组合物(1)中的定义相同。
本组合物(4)的含水量是1000~50000ppm。
本组合物(4)的含水量优选大于5000ppm,更优选7500ppm以上。本组合物(4)的含水量优选在30000ppm以下,更优选在20000ppm以下。本组合物(4)的含水量如果在上述范围内,则在不损害PI(4)的反应自身的情况下,使加热过程中的水的蒸发量更加平衡,可进一步降低在所形成的聚合物层中的缺陷。此外,本组合物(4)容易形成分散稳定性和操作性优异的液态组合物。
本组合物(4)的粘度优选在10000mPa·s以下,更优选10~1000mPa·s。
本组合物(4)的触变比优选1~2。
本组合物(4)的粘度、触变比的定义,包括优选的形态和范围,与本组合物(2)中的那些定义相同。
本组合物(4)可包含F聚合物和PI(4)以外的聚合物、无机填料、触变性赋予剂、消泡剂、硅烷偶联剂、脱水剂、增塑剂、耐候剂、抗氧化剂、热稳定剂、润滑剂、抗静电剂、增白剂、着色剂、导电剂、脱模剂、表面处理剂、粘度调节剂、阻燃剂。
本组合物(4)中的无机填料的优选形态和范围与本组合物(2)中的无机填料的优选形态和范围相同。
本组合物(4)中的F聚合物的含量优选等于或大于PI(4)的含量。在该情况下,容易获得高度具备F聚合物的物性的致密的F层,而且,相对于所得的F层,容易以良好的平衡赋予基于F聚合物的特性和基于PI(4)的特性。
具体而言,本组合物(4)中的F聚合物的含量在10质量%以上,优选15质量%以上,更优选20质量%以上。上述含量优选在50质量%以下,更优选45质量%以下,进一步优选40质量%以下。在该情况下,容易形成电特性和对基材的密合性优异的F层。
本组合物(4)中的PI(4)的含量优选在10质量%以上,更优选15质量%以上,进一步优选20质量%以上。上述含量优选在50质量%以下,更优选45质量%以下,进一步优选40质量%以下。该情况下,容易形成UV加工性进一步提高的F层。
本组合物(4)中的非水系液态分散介质的含量优选为40~90质量%,更优选50~80质量%。
本组合物(4)包含表面活性剂的情况下,其含量优选为1~15质量%。该情况下,F层中的F聚合物原来具有的物性容易进一步提高。
如果将本组合物(4)涂布在基材的表面上并加热,形成包含F聚合物和芳族聚酰胺(PI)的F层,则可获得依次具有基材和F层的层叠体。
F层中的PI可以是本组合物(4)中所含的PI(4)自身,也可以是通过F层的形成时的加热,进一步进行酰亚胺化反应而得的PI。
由本组合物(4)形成的层叠体的定义,包括优选的形态和范围,与由本组合物(2)形成的层叠体的定义相同。
以上,对本发明的液态组合物、和由该液态组合物获得的本发明的层叠体或含浸织造布进行了说明,但本发明并不限定于上述的实施方式的构成。
例如,本发明的液态组合物、和由该液态组合物获得的本发明的层叠体或含浸织造布,在上述实施方式的构成中,分别可追加具有其他任意的构成,也可替换成产生同样作用的任意构成。
实施例
以下,通过实施例对本发明进行具体说明,但是本发明不限于这些实施例。
1.液态组合物的制造例及其评价例(其一)
1-1.各成分的准备
[粉末]
粉末11:由以98.0摩尔%、0.1摩尔%、1.9摩尔%的顺序依次包含TFE单元、NAH单元和PPVE单元的F聚合物11(熔融温度:300℃)构成的粉末(D50:1.7μm)。
粉末12:由以97.5摩尔%、2.5摩尔%的顺序依次包含TFE单元和PPVE单元的F聚合物12(熔融温度:305℃)构成的粉末(D50:1.3μm)。
[溶剂(液态分散介质)]
NMP:N-甲基-2-吡咯烷酮
[粘合树脂]
粘合树脂11:非反应型热塑性聚酰亚胺(三菱气体化学株式会社制,“Neopulim”;20%重量减少温度:300℃以上,5%重量减少温度:300℃以上,玻璃化温度:260℃)
粘合树脂12:非反应型热塑性聚酰亚胺(Somar株式会社(ソマール社)制,“SPIXAREA”;20%重量减少温度:300℃以上,5%重量减少温度:300℃以上)
粘合树脂13:脱水缩合反应型热固性聚酰亚胺(包含聚酰胺酸的聚酰亚胺前体;20%重量减少温度:300℃以上,5%重量减少温度:300℃以上)
粘合树脂14:非反应型热塑性丙烯酸树脂(20%重量减少温度:低于260℃)
上述粘合树脂均为可溶于NMP的树脂。
[分散剂(表面活性剂)]
分散剂11:在侧链上分别具有全氟链烯基、聚氧乙烯基和醇性羟基的非离子性的(甲基)丙烯酸酯类聚合物(钟化株式会社制,“FTERGENT 710FL”)。
[金属箔]
铜箔11:低粗糙化电解铜箔(厚度:12μm,表面的十点平均粗糙度:0.08μm)。
1-2.液态组合物的制造
将NMP(66.7质量份)和分散剂11(3质量份)投入釜中制成溶液后,投入粉末11(30质量份)和粘合树脂11(0.3质量份)。然后,投入锆珠,以150rpm转动釜1小时,制造了分散有粉末11的液态组合物11。
另外,液态组合物11在25℃下的粘度为1000mPa·s以下(25mPa·s),即使在25℃下静置也没有发生显著的沉降物,分散性优异。
(液态组合物12~15)
除了如以下的表1所示改变成分的种类和成分的量以外,与液态组合物11同样地操作,制造了液态组合物12~15。
各液态组合物的成分的种类和量汇总示于表1中。另外,表1中,括号内的数值表示使用的量(质量份),“粘合树脂/F聚合物”表示液态组合物中的粘合树脂的含量相对于F聚合物的含量的质量比。
[表1]
Figure BDA0003275638520000381
1-3.带聚合物层的铜箔的制造
(带聚合物层的铜箔11)
通过小径凹版反转法以辊对辊的方式在铜箔11的表面上涂布液态组合物11,形成液态被膜。接着,使该铜箔通过干燥炉,以100℃、120℃、130℃的顺序共计加热5分钟,使其干燥。之后,在氮气气氛下的远红外线炉中将干燥被膜在340℃下加热3分钟。藉此,制造了在铜箔11的表面上形成有F层11(厚度:4μm)的带聚合物层的铜箔11。
(带聚合物层的铜箔12~15)
除了分别使用液态组合物12~15代替液态组合物11以外,与带聚合物层的铜箔11同样地操作,制造了带聚合物层的铜箔12~15。
对所得的带聚合物层的铜箔进行了以下的评价。
1-4.带聚合物层的铜箔的评价
<密合性>
通过SEM观察带聚合物层的铜箔的截面,按照以下的基准评价了铜箔和F层的界面状态。
A:在界面整面致密地密合。
B:虽然在界面整面密合,但也有存在空隙的部分。
C:在界面的整面存在空隙。
<剥离强度>
从带聚合物层的铜箔切割出矩形(长100mm、宽10mm)的试验片。接着,将离试验片的长度方向的一端50mm的位置固定,以50mm/分钟的拉伸速度从长度方向的一端相对于试验片成90°将铜箔和F层剥离。将此时的最大负荷作为剥离强度(N/cm)进行测定,按照以下的基准进行了评价。
A:剥离强度为12N/cm以上。
B:剥离强度在8N/cm以上且小于12N/cm。
C:剥离强度小于8N/cm。
<焊料耐热性>
在将带聚合物层的铜箔供于在288℃的焊料浴中悬浮5秒的焊料耐热性试验时,通过目视确认是否发生铜箔自F层浮起的现象,按照以下的基准进行了评价。
A:即使重复进行试验,也没有发生上述现象。
B:在一次试验时没有发生上述现象,但重复进行试验时发生了上述现象。
C:在一次试验时发生了上述现象。
<翘曲性>
在带聚合物层的铜箔的F层的表面上重叠聚酰亚胺膜,通过真空热压法(加压温度:340℃,加压压力:4MPa,加压时间:60分钟)进行层叠,按照以下的基准进行了评价。
A:能够无问题地将带聚合物层的铜箔和聚酰亚胺膜层叠。
B:带聚合物层的铜箔虽然部分发生卷曲,但能够与聚酰亚胺膜无问题地层叠。
C:带聚合物层的铜箔大幅卷曲,无法与聚酰亚胺膜层叠。
[表2]
Figure BDA0003275638520000401
带聚合物层的铜箔11中的铜箔11和F层11的界面致密,没有确认到空隙。此外,通过SEM观察了带聚合物层的铜箔11的F层11的最外表面,结果是其表面的平滑性高,没有确认到缺陷。此外,通过目视从F层11侧确认了带聚合物层的铜箔11的铜箔11的光泽,结果是与使用的原来的铜箔11的光泽相比,没有变化。此外,具有对带聚合物层的铜箔11的铜箔11进行蚀刻处理而形成的传输电路的印刷基板在加热中不易翘曲。
带聚合物层的铜箔11由分散液11(使用了F聚合物及粘合树脂的分散液,其中粘合树脂的玻璃化温度比F聚合物的熔融温度低)制造,其F层11显示出良好的UV吸收性,介电常数和介电损耗角正切(测定频率:10GHz)依次为2.0、0.0061,电特性优异。
另外,根据表2的结果,确认随着F聚合物和粘合数值的种类的改变,各评价的结果发生变动。
2.液态组合物的制造例及其评价例(其二)
2-1.各成分的准备
[F聚合物]
F聚合物21:以98.0摩尔%、0.1摩尔%、1.9摩尔%的顺序依次包含TFE单元、NAH单元和PPVE单元、且具有极性官能团的聚合物(熔融温度:300℃,玻璃化温度:95℃)。
F聚合物22:以97.5摩尔%、2.5摩尔%的顺序依次包含TFE单元和PPVE单元、且不具有极性官能团的聚合物(熔融温度:305℃,玻璃化温度:85℃)。
[粉末]
粉末21:由F聚合物21构成的粉末(D50:1.7μm)
粉末22:由F聚合物22构成的粉末(D50:3.2μm)
[PI或聚酰胺酸]
PI21:包含基于由上述式AN1表示的化合物、和由上述式DA5表示的化合物的单元的聚酰亚胺(酰亚胺化率:50%以上)
PI22:包含基于由上述式AN6表示的化合物、和脂肪族二胺的单元的聚酰亚胺(酰亚胺化率:50%以上)
PI23:包含基于由上述式AN1表示的化合物、和由上述式DA5表示的化合物的单元的聚酰亚胺(酰亚胺化率:5%)
PA21:包含基于由上述式AN1表示的化合物、和由上述式DA5表示的化合物的单元的聚酰胺酸(酰亚胺化率:0%)
[非质子性极性液态分散介质]
NMP:N-甲基-2-吡咯烷酮
[表面活性剂]
表面活性剂21:具有全氟烷基的甲基丙烯酸酯和具有羟基及氧亚甲基的甲基丙烯酸酯的共聚物
另外,PI或聚酰胺酸的酰亚胺化率根据以下的方法测定。
使用二甲亚砜-d6作为溶剂,测定各PI溶液或聚酰胺酸溶液的1H-NMR,根据芳族质子的峰的积分值和羧酸质子的峰的积分值的比,按照下式(I)算出了酰亚胺化率。
酰亚胺化率(%)={1-(Y/Z)×(1/X)}×100……(I)
X:根据单体的投入量求出的酰亚胺化率为0%时的羧酸质子峰的积分值/芳族质子峰的积分值
Y:根据1H-NMR测定获得的羧酸质子峰的积分值
Z:根据1H-NMR测定获得的芳族质子峰的积分值
2-2.液态组合物的制造
(例21)
将NMP(64质量份)和表面活性剂21(3质量份)投入釜中制成溶液后,投入粉末21(30质量份)和PI21(3质量份)。然后,投入锆珠,以150rpm转动釜1小时,制造了分散有粉末21的液态组合物21。
(例22)
在将NMP和表面活性剂21投入釜中制成溶液后,投入粉末21,以150rpm转动釜1小时,制备了分散有粉末21的分散液。将该分散液与PI22的清漆混合,制造了分别包含30质量%的粉末21和PI22的、分散有粉末21的液态组合物22。
(例23)
除了使用PI23代替PI21以外,与液态组合物21同样地操作,得到了液态组合物23。
(例24)
除了使用粉末22代替粉末21以外,与液态组合物21同样地操作,得到了液态组合物24。
(例25)
除了使用PA21代替PI21以外,与液态组合物24同样地操作,得到了液态组合物25。
将各液态组合物长期保存后,通过目视确认其分散状态,按照下述基准评价了分散性。
A:仅轻轻搅拌,就均匀地再分散。
B:当施加剪切进行搅拌时,则均匀地再分散。
C:在施加剪切进行搅拌时,均匀地再分散,但是不均。
将结果汇总示于以下的表3。
[表3]
Figure BDA0003275638520000431
2-3.层叠体的制造
准备厚50μm的芳族聚酰亚胺膜(SKC Kolon PI公司(SKC Kolon PI社)制,型号“FS-200”)。通过小径凹版反转法在该膜的一个面上涂布液态组合物21,使其在通风干燥炉(炉温:150℃)中以3分钟通过,除去NMP,形成干燥被膜。此外,在膜的另一面上同样地涂布液态组合物21,进行干燥,形成了干燥被膜。
接着,使两面形成有干燥被膜的膜以20分钟通过远红外线炉(炉温:380℃),将粉末(F聚合物)熔融烧成。藉此,得到在两面形成有包含F聚合物21和PI21的F层(厚度:25μm)的芳族聚酰亚胺膜、即层叠体21。层叠体21的线膨胀系数的绝对值为25ppm/℃以下,具备粘接性和电特性(低介电常数性和低介电损耗角正切性)。
在层叠体21的两面配置铜箔21(厚度为12μm且表面的十点平均粗糙度为0.08μm的低粗糙化电解铜箔),在340℃、真空下加压20分钟后,得到了两面覆铜层叠体21。两面覆铜层叠体21的各层牢固地粘接,即使供于在288℃的焊料浴中以60秒悬浮10次的回流焊试验,在上述层的界面也没有发生膨胀和剥离的任一种。
对于两面覆铜层叠体21,如果照射UV-YAG激光(激光输出功率:1.5W、激光焦点径:25μm、圆周上的回旋次数:16次、起振频率:40kHz),则可形成良好的圆形贯通孔。
即使使用液态组合物22来代替液态组合物21,也可获得同等的两面覆铜层叠体。
此外,如果在铜箔21的表面涂布液态组合物22并进行加热,则可得到依次具有铜箔21和F层的层叠体。该层叠体中,在铜箔21的表面牢固地粘接层叠聚合物层,并且可抑制翘曲的发生,具备高粘接性和优异的电特性(低介电常数性和低介电损耗角正切性)。
3.液态组合物的制造例及其评价例(其三)
3-1.各成分的准备
[F聚合物]
F聚合物31:以98.0摩尔%、0.1摩尔%、1.9摩尔%的顺序依次包含TFE单元、NAH单元和PPVE单元、且具有极性官能团的聚合物(熔融温度:300℃,玻璃化温度:95℃)。
F聚合物32:以97.5摩尔%、2.5摩尔%的顺序依次包含TFE单元和PPVE单元、且不具有极性官能团的聚合物(熔融温度:305℃,玻璃化温度:85℃)。
[粉末]
粉末31:由F聚合物31构成的粉末(D50:1.7μm)
粉末32:由F聚合物32构成的粉末(D50:3.2μm)
[AR类]
PI31:包含基于由上述式AN1表示的化合物、和由上述式DA5表示的化合物的单元的聚酰亚胺(酰亚胺化率:50%以上)
PI32:包含基于由上述式AN6表示的化合物、和脂肪族二胺的单元的聚酰亚胺(酰亚胺化率:50%以上)
PA31:包含基于由上述式AN1表示的化合物、和由上述式DA5表示的化合物的单元的聚酰胺酸(酰亚胺化率:0%)
PES31:使2-羟基-6-萘甲酸(HNA)、4-羟基乙酰苯胺(APAP)、间苯二甲酸(IPA)、二苯醚-4,4’-二羧酸(DEDA)和乙酸酐反应而得的芳族性聚酯(液晶聚酯)
[非质子性极性液态分散介质]
NMP:N-甲基-2-吡咯烷酮
[无机填料]
填料31:用氨基硅烷偶联剂表面处理过的平均粒径为0.5μm的二氧化硅填料(雅都玛科技公司(アドマテックス社)制,商品名“admafin SO-C2”)
[表面活性剂]
CH2=C(CH3)C(O)OCH2CH2(CF2)6F、和由式
CH2=C(CH3)C(O)(OCH2CH2)xOH表示的化合物(其中,x为1、10或23)的至少一种的共聚物,且是具有下表4中示出的氟含量、羟值和氧化烯基的含量的3种表面活性剂
[表4]
Figure BDA0003275638520000451
另外,PI或聚酰胺酸的酰亚胺化率通过与2-1同样的方法测定。
此外,PES31通过以下的方法制备。
向氮气气氛下的反应器中依次以21摩尔%、13摩尔%、2摩尔%、11摩尔%、52摩尔%的比例投入HNA、APAP、IPA、DEDA及乙酸酐(1.1摩尔),在搅拌下进行回流保持(150℃、3小时)。接着,在蒸馏除去低沸点组分(副产物乙酸、未反应的乙酸酐等)的同时在320℃下继续反应(升温时间:170分钟)。当反应器内的扭矩上升时终止反应,取出其内容物,进行冷却、粉碎。将粉碎物进一步在氮气气氛下、于240℃保持3小时,进行固相反应,得到PES31。
3-2.液态组合物的制造
(例31)
将NMP(64质量份)和表面活性剂31(3质量份)投入釜中制成溶液后,投入粉末31(30质量份)和PI31(3质量份)。然后,投入锆珠,以150rpm转动釜1小时,制造了分散有粉末31的液态组合物31。
(例32)
在将NMP和表面活性剂31投入釜中制成溶液后,投入粉末31,以150rpm转动釜1小时,制备了分散有粉末31的分散液。将该分散液、PI32的清漆和填料31混合,制造了以30质量%、30质量%、1质量%的顺序包含粉末31、PI32和填料31的、分散有粉末31的液态组合物2。
(例33)
在将NMP和表面活性剂31投入釜中制成溶液后,投入粉末31,以150rpm转动釜1小时,制备了分散有粉末31的分散液。将该分散液、PES31的清漆(包含10质量%的PES31的NMP溶液)和填料31混合,制造了分别包含15质量%的粉末31、PES31和填料31的、分散有粉末31的液态组合物33。
(例34)
除了使用粉末32代替粉末31以外,与液态组合物31同样地操作,得到了液态组合物34。
(例35)
除了使用PA31代替PI31以外,与液态组合物34同样地操作,得到了液态组合物35。
(例36)
除了将粉末32的量改为30质量份、将PI31的量改为30质量份以外,与液态组合物34同样地操作,得到了液态组合物36。
(例37)
除了将粉末32的量改为20质量份、将PI31的量改为40质量份以外,与液态组合物36同样地操作,得到了液态组合物37。
(例38)
除了使用表面活性剂32代替表面活性剂31以外,与液态组合物35同样地操作,得到了液态组合物38。
(例39)
除了使用表面活性剂33代替表面活性剂31以外,与液态组合物35同样地操作,得到了液态组合物39。
将各液态组合物长期保存后,通过目视确认其分散状态,按照下述基准评价了分散性。
A:仅轻轻搅拌,就均匀地再分散。
B:当施加剪切进行搅拌时,则均匀地再分散。
C:在施加剪切进行搅拌时,均匀地再分散,但是不均。
D:在施加了剪切的搅拌下,均匀地再分散,但是变稠、不均。
E:在施加了剪切的搅拌下变成了硬块,难以再分散。
将结果汇总示于以下的表5。
[表5]
Figure BDA0003275638520000471
3-3.剥离强度的测定
准备厚50μm的芳族聚酰亚胺膜(SKC Kolon PI公司制,型号“FS-200”)。通过小径凹版反转法在该膜的一个面上涂布液态组合物31,使其在通风干燥炉(炉温:150℃)中以3分钟通过,除去NMP,形成干燥被膜。此外,在膜的另一面上同样地涂布液态组合物31,进行干燥,形成了干燥被膜。
接着,使两面形成有干燥被膜的膜以20分钟通过远红外线炉(炉温:380℃),将粉末(F聚合物)熔融烧成。藉此,得到在两面形成有包含F聚合物31和PI31的F层(厚度:25μm)的芳族聚酰亚胺膜、即层叠体31。层叠体31的线膨胀系数的绝对值为25ppm/℃以下,具备粘接性和电特性(低介电常数性和低介电损耗角正切性)。
在层叠体31的两面配置铜箔31(厚度为12μm且表面的十点平均粗糙度为0.08μm的低粗糙化电解铜箔),在340℃、真空下加压20分钟后,得到了两面覆铜层叠体31。两面覆铜层叠体31的各层牢固地粘接,即使供于在288℃的焊料浴中以60秒悬浮10次的回流焊试验,在上述层的界面也没有发生膨胀和剥离的任一种。
对于两面覆铜层叠体31,如果照射UV-YAG激光(激光输出功率:1.5W、激光焦点径:25μm、圆周上的回旋次数:16次、起振频率:40kHz),则可形成良好的圆形贯通孔。
即使使用液态组合物32来代替液态组合物31,也可获得同等的两面覆铜层叠体。
此外,如果在铜箔31的表面涂布液态组合物32并进行加热,则可得到依次具有铜箔31和F层的层叠体。该层叠体中,在铜箔31的表面牢固地粘接层叠聚合物层,并且可抑制翘曲的发生,具备高粘接性和优异的电特性(低介电常数性和低介电损耗角正切性)。
4.液态组合物的制造例及其评价例(其四)
4-1.各成分的准备
[F聚合物]
F聚合物41:以98.0摩尔%、0.1摩尔%、1.9摩尔%的顺序依次包含TFE单元、NAH单元和PPVE单元、且具有极性官能团的聚合物(熔融温度:300℃,玻璃化温度:95℃)。
F聚合物42:以97.5摩尔%、2.5摩尔%的顺序依次包含TFE单元和PPVE单元、且不具有极性官能团的聚合物(熔融温度:305℃,玻璃化温度:85℃)。
[粉末]
粉末41:由F聚合物1构成的粉末(D50:1.7μm)
粉末42:由F聚合物2构成的粉末(D50:3.2μm)
[PI类]
PI41:包含基于由上述式AN1表示的化合物、和由上述式DA5表示的化合物的单元的聚酰亚胺
PA41:包含基于由上述式AN1表示的化合物、和由上述式DA5表示的化合物的单元的聚酰胺酸
[非水系液态分散介质]
NMP:N-甲基-2-吡咯烷酮
[表面活性剂]
表面活性剂41:CH2=C(CH3)C(O)OCH2CH2(CF2)6F和
CH2=C(CH3)C(O)(OCH2CH2)23OH的共聚物
4-2.液态组合物的制造
(例41)
将NMP和表面活性剂41投入釜中制成溶液后,投入粉末41和PI41的清漆(溶剂:NMP)。然后,投入锆珠,以150rpm转动釜1小时,制造了以57质量份、3质量份、25质量份、15质量份的顺序包含NMP、表面活性剂41、粉末41和PI41的、分散有粉末41的液态组合物41。另外,液态组合物41中的含水量调整为8000ppm。
(例42)
除了将粉末41改为粉末42以外,与例41同样地操作,得到了液态组合物42。另外,液态组合物42中的含水量调整为8000ppm。
(例43)
除了不使用表面活性剂41以外,与例42同样地操作,制造了以60质量份、25质量份、15质量份的顺序依次包含NMP、粉末42和PI41的、分散有粉末42的液态组合物43。另外,液态组合物43中的含水量调整为8000ppm。
(例44)
除了将含水量调整为60000ppm以外,与例42同样地操作,得到了液态组合物44。
(例45)
除了将含水量调整为800ppm以外,与例42同样地操作,得到了液态组合物45。
(例46)
除了将PI41改为PA41以外,与例41同样地操作,得到了液态组合物46。另外,液态组合物46中的含水量为20000ppm。
4-3.液态组合物的评价
将各液态组合物长期保存后,通过目视确认其分散状态,按照下述基准评价了分散性。
A:仅轻轻搅拌,就均匀地再分散。
B:当施加剪切进行搅拌时,则均匀地再分散。
C:在施加剪切进行搅拌时,均匀地再分散,但是不均。
将结果汇总示于以下的表6。
[表6]
Figure BDA0003275638520000501
4-4.层叠体的制造
准备厚50μm的芳族聚酰亚胺膜(SKC Kolon PI公司制,型号“FS-200”)。通过小径凹版反转法在该膜的一个面上涂布各液态组合物,使其在通风干燥炉(炉温:150℃)中以3分钟通过,除去NMP,形成干燥被膜。此外,在膜的另一面上同样地涂布液态组合物,进行干燥,形成了干燥被膜。
接着,使两面形成有干燥被膜的膜以20分钟通过远红外线炉(炉温:380℃),将粉末(F聚合物)熔融烧成。藉此,得到了在两面形成有聚合物层(厚度:8μm)的芳族性聚酰亚胺膜、即层叠体41。
4-5.层叠体的评价
对于各层叠体具有的聚合物层的表面,通过目视对10cm×10cm的范围内存在的孔的数量进行计数,按照下述的基准评价了缺陷的程度。
A:孔的数量小于10个。
B:孔的数量在10个以上且小于25个。
C:孔的数量在25个以上。
将结果汇总示于以下的表7。
[表7]
Figure BDA0003275638520000511
产业上利用的可能性
本发明的液态组合物的分散性优异,可形成基于四氟乙烯类聚合物及主链具有酰胺结构、酰亚胺结构或酯结构和芳环结构的聚合物的特性(电特性、UV加工性、低吸水率等)优异的成形物。本发明的液态组合物适合作为印刷基板材料。

Claims (15)

1.液态组合物,其包含四氟乙烯类聚合物的粉末,液态分散介质,以及主链具有酰胺结构、酰亚胺结构或酯结构且可溶于所述液态分散介质的芳族聚合物。
2.液态组合物,其包含四氟乙烯类聚合物的粉末、粘合树脂和液态分散介质,所述粘合树脂是可溶于所述液态分散介质且20%重量减少温度为260℃以上的芳族聚酰胺酰亚胺或芳族聚酰亚胺。
3.如权利要求2所述的液态组合物,其特征在于,所述粘合树脂的含量相对于所述四氟乙烯类聚合物的含量的质量比为0.05以下。
4.如权利要求2或3所述的液态组合物,其特征在于,所述四氟乙烯类聚合物是热熔融性的四氟乙烯类聚合物、且所述粘合树脂的玻璃化温度在所述四氟乙烯类聚合物的熔融温度以下。
5.液态组合物,其包含四氟乙烯类聚合物的粉末、酰亚胺化率为1%以上的芳族聚酰亚胺、和非质子性极性液态分散介质。
6.如权利要求5所述的液态组合物,其特征在于,所述四氟乙烯类聚合物的含量为10~50质量%,所述芳族聚酰亚胺的含量为0.01~50质量%。
7.如权利要求5或6所述的液态组合物,其特征在于,所述四氟乙烯类聚合物是包含基于四氟乙烯的单元和基于全氟(烷基乙烯基醚)的单元的熔融温度为260~320℃的四氟乙烯类聚合物。
8.如权利要求5~7中任一项所述的液态组合物,其特征在于,所述芳族聚酰亚胺包含基于芳族四羧酸的酸二酐、和芳香族二胺或脂肪族二胺的单元,其中所述芳香族二胺具有2个以上的亚芳基通过连接基团连接而成的结构。
9.液态组合物,其包含四氟乙烯类聚合物的粉末,选自芳族聚酰胺酰亚胺、芳族聚酰亚胺和芳族聚酯的至少一种芳族聚合物或其前体,具有羟基和氧化烯基的表面活性剂,和非质子性极性液态分散介质,所述四氟乙烯类聚合物的含量等于或大于所述芳族聚合物或其前体的含量,所述表面活性剂的羟值为100mgKOH/g以下且所述氧化烯基的含量为10质量%以上。
10.如权利要求9所述的液态组合物,其特征在于,所述四氟乙烯类聚合物的含量为10~50质量%,所述芳族聚合物或其前体的含量为0.01~50质量%。
11.如权利要求9或10所述的液态组合物,其特征在于,所述四氟乙烯类聚合物是包含基于四氟乙烯的单元和基于全氟(烷基乙烯基醚)的单元的熔融温度为260~320℃的四氟乙烯类聚合物。
12.如权利要求9~11中任一项所述的液态组合物,其特征在于,所述表面活性剂还具有全氟烷基或全氟链烯基。
13.液态组合物,其包含四氟乙烯类聚合物的粉末、芳族聚酰亚胺或其前体、和非水系液态分散介质,所述四氟乙烯类聚合物的含量为10质量%以上,且所述液态组合物的含水量为1000~50000ppm。
14.如权利要求13所述的液态组合物,其特征在于,所述芳族聚酰亚胺或其前体的含量为10质量%以上。
15.如权利要求13或14所述的液态组合物,其特征在于,所述四氟乙烯类聚合物是包含基于全氟(烷基乙烯基醚)的单元的四氟乙烯类聚合物。
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GR01 Patent grant
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