JP2000086761A - ポリイミドの製造方法 - Google Patents

ポリイミドの製造方法

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JP2000086761A JP10261523A JP26152398A JP2000086761A JP 2000086761 A JP2000086761 A JP 2000086761A JP 10261523 A JP10261523 A JP 10261523A JP 26152398 A JP26152398 A JP 26152398A JP 2000086761 A JP2000086761 A JP 2000086761A
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桂三 塚本
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 テトラカルボン酸無水物とジアミンから、相
当するポリイミドを製造する。 【解決手段】 テトラカルボン酸無水物とジアミンを、
モル比1〜0.5:0.5〜1の割合で、溶媒中、不活
性ガス気流中で、9,10−ジヒドロ−9−オキサ−1
0−ホスファフェナンスレン−10−オキサイドの存在
下で反応させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ポリイミドを、特
定の触媒を用いて一段法で製造する方法に関する。
【0002】
【従来の技術】ポリイミドは、加工性、電気絶縁性、機
械的強度などに優れており、耐熱性が要求される各種分
野で期待されている材料である。従来、ポリイミドは、
テトラカルボン酸無水物とジアミンを反応させ、前駆体
のポリアミック酸をつくり、これを高温で長時間、加熱
脱水、環化させる方法により製造されてきた。しかし、
ポリアミック酸は不安定で、水分で容易に加水分解し、
保存安定性が良くないという欠点があった。これまで、
ポリアミック酸からポリイミドをつくる触媒として、無
水酢酸とトリエチルアミン、ピリジンと無水酢酸、ピリ
ジンと亜リン酸トリフェニルを使用する方法が提案され
ているが、実用的な方法ではなかった。また、一段法で
ポリイミドを製造する方法では、複合触媒を使用し、1
60〜180℃の高い温度で反応させる方法が提案され
ているにすぎない。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明、上記方法を改
善し、一段階でポリイミドを製造する実用的な方法を確
立することを課題とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明の方法は、テトラ
カルボン酸無水物とジアミンを、モル比1〜0.5:
0.5〜1の割合で、溶媒中、不活性ガス気流中で、触
媒として下記式Iの9,10−ジヒドロ−9−オキサ−
10−ホスファフェナンスレン−10−オキサイドの存
在下で反応させるポリイミドの製造方法である。
【0005】
【化1】
【0006】本発明のポリイミドの製造法の1例を反応
式で示すと次のようである。
【0007】
【化2】
【0008】前記触媒は、0.2〜10重量%の存在下
で、脱水閉環反応させることができる。反応温度は、1
30〜160℃で行うことができる。本発明に使用する
不活性ガスとしては、窒素ガス、アルゴンガスなどが適
当である。
【0009】溶媒としては、溶解度パラメーター8.5
〜9.5の芳香族溶媒と溶解度パラメーター9.0〜1
2.1の極性溶媒を、30〜70重量%:70〜30重
量%の混合溶媒として使用して脱水反応させ、相当する
ポリイミドを生成するのに必要な水が溜出したことを確
認した後、炭素数1〜4の分岐又は直鎖のアルコール、
含水アルコールなどの貧溶媒中又は水中で、ポリイミド
を沈殿させ、濾過し、必要により再度貧溶媒で洗浄、濾
過し、80〜150℃で乾燥することにより、相当する
ポリイミドを得ることができる。溶解度パラメーター
8.5〜9.5の芳香族溶媒としては、例えばトルエ
ン、キシレン、エチルベンゼン、クロルベンゼンなどが
挙げられ、単独又は混合して使用できる。また、溶解度
パラメーター9.0〜12.1の極性溶媒としては、例
えばジメチルアセトアミド、ジエチルアセトアミド、ジ
メチルホルムアミド、ジエチルホルムアミド、イソホロ
ン、N−メチルピロリドンなどが挙げられ、単独又は混
合して使用することができる。
【0010】本発明に使用するテトラカルボン酸無水物
は、炭素数4〜39の芳香族、脂環族、又は脂肪族テト
ラカルボン酸無水物であり、例えば次のものを単独で又
は2以上を混合して使用することができる。無水ピロメ
リット酸、ジフェニルエーテルテトラカルボン酸無水
物、ベンゾフェノンテトラカルボン酸無水物、マレイン
化シクロヘキセンテトラカルボン酸無水物、シクロブタ
ンテトラカルボン酸二無水物、3,3′,4,4′−ビ
フェニルテトラカルボン酸二無水物、4,4′−(1,
4−フェニレンジオキシ)フタリック無水物、2,2−
ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)ヘキサフロロプ
ロパン二無水物、テトラリンジアンハイドライド、ペリ
レンテトラカルボキシ二無水物、1,4−ジフロロ−
2,3,5,6−ベンゼンテトラカルボン酸二無水物、
2,3,5−トリカルボキシシクロペンチル酢酸二無水
物、ビシクロ(2,2,1)ヘプタンテトラカルボン酸
二無水物、ビシクロ(2,2,2)オクト−7−エン−
2,3,5,6−テトラカルボキシリック二無水物、ブ
タンテトラカルボン酸二無水物、ジフェニルスルホンテ
トラカルボン酸二無水物。
【0011】本発明に使用するジアミンは、炭素数4〜
39の芳香族、脂環族又は脂肪族アミンである。これら
のジアミンとしては、例えば次のものを、単独で又は2
以上を混合して使用することができる。2,2−ビス
〔4−(4−アミノフェノキシ)フェニル〕プロパン、
ジアミノジフェニルスルホン、o−トリジン、4,4′
−メチレンジアニリン、ジアミノジシクロヘキシルメタ
ン、4,4′−ジアミノジフェニルエーテル、3
(4),8(9)−ビス(アミノメチル)トリシクロ−
〔5,2,1,02 . 6〕デカン、2,4−トルエンジア
ミン、1,3−ビス(4−アミノフェノキシ)ベンゼ
ン、ビス〔4−(4−アミノフェノキシ)フェニル〕ス
ルホン、テトラデイン、4,4′−メチレン−ビス(2
−クロロアニリン)、3,3′−ジアミノベンゾフェノ
ン、ビスアミノプロピルポリジメチルシロキサン、2,
2−ビス(3−アミノ−4−ヒドロキシフェニル)ヘキ
サフロロプロパン、2,2′−ビス(トリフロロメチ
ル)−4,4′−ジアミノビフェニル、2,2′−ビス
〔4−(4−アミノフェノキシ)フェニル〕ヘキサフロ
ロプロパン、2,7−ジアミノ−9−フルオレン、1,
10−ジアミノデカン、9,9−ビス(4−アミノフェ
ニル)フルオレン。
【0012】
【実施例】以下に実施例を挙げて本発明を更に詳細に説
明するが、本発明はこれらの実施例によって限定される
ものではない。 実施例1 検水管を付けた冷却コンデンサー、温度計、撹拌機、滴
下ロート、ガス吹き込み管をセットした反応フラスコ
に、2,2′−ビス〔4−(4−アミノフェノキシ)フ
ェニル〕プロパン41g、9,10−ジヒドロ−9−オ
キサ−10−ホスファフェナンスレン−10−オキサイ
ド2.5g及びキシレン260gを入れ、窒素ガスをガ
ス吹き込み管より通入して撹拌した。次にo−ジフェニ
ルエーテルテトラカルボン酸無水物31gをジメチルア
セトアミド240gに溶解したものを、10〜30℃で
滴下した。130〜150℃で3時間反応させ、生成し
た水3.62gを(計算値3.6g)検水管より除い
た。溶媒250gを回収除去した反応生成物を、メタノ
ール500g中に注下し、固形物を濾別し、メタノール
250gで洗浄した後、80〜130℃で減圧乾燥し
た。収量67.4g(収率98.5%)、固有粘度 ηi
nh(0.5g/dl DMAC30℃)0.68dl/g、分解
温度548℃(Air)。
【0013】実施例2 実施例1と同様の装置に、4,4′−ジアミノジフェニ
ルエーテル20g及びo−キシレン120gを加えたも
のに、窒素ガスを通入し、無水ピロメリット酸21.8
gをジメチルホルムアミド100gに溶解したものを、
20〜40℃で加えた。これに9,10−ジヒドロ−9
−オキサ−10−ホスファフェナンスレン−10−オキ
サイド0.84gを加え、135〜140℃で3.5時
間反応させ、生成した水3.61g(計算量3.6g)
を検水管より除いた。反応生成物を10℃に冷却し、結
晶物を濾別した。結晶をメタノール100gで洗浄後、
135℃で熱風乾燥した。収量37.8g(収率99
%)、分解温度559℃(Air)。従来のポリアミック
酸を経由2段階法と比べると、低温(135〜148
℃)でポリイミドを得ることができた。
【0014】実施例3 実施例1と同様の装置に、ジフェニルスルホンテトラカ
ルボン酸二無水物17.9g、キシレン120g及びジ
メチルアセトアミド110gを仕込み、窒素ガスを通入
し、2,2′−ビス〔4−(4−アミノフェノキシ)フ
ェニル〕プロパン20.5gを20〜40℃で分割添加
した後、9,10−ジヒドロ−9−オキサ−10−ホス
ファフェナンスレン−10−オキサイド1.15gを加
え、140〜148℃で3時間反応させ、生成水1.8
5g(計算値1.8g)を分離した。溶媒70gを留去
した後、メタノール300g中に注下した。固形物を濾
別し、再度メタノール100gで洗浄後、分離した粉末
を80℃で1時間、140℃で5時間乾燥した。収量3
5.9g(収率98%)、ηinh(0.5g/dl DMA
C 30℃)0.51dl/g、分解温度527℃(Air)。
【0015】実施例4 実施例1と同様の装置に、次式のジアミン19.4g及
びモノクロロベンゼン150gを入れ、窒素ガス通入
し、これにジフェニルエーテルテトラカルボン酸無水物
31gをジメチルアセトアミド120gに溶解したもの
を、20〜40℃で加えた。
【0016】
【化3】
【0017】これに9,10−ジヒドロ−9−オキサ−
10−ホスファフェナンスレン−10−オキサイド2g
を加え、140〜150℃で3.5時間反応させ、生成
した水3.63g(計算値3.6g)を除去した。反応
系から溶媒90gを留去したものを、メタノール500
g中に加え、固体を分離し、更にメタノール200gで
洗浄した固体成分を、80℃で1時間、140℃で5時
間乾燥した。収量45.4g(収率97%)、ηinh
(0.5g/dl DMAC 30℃)0.32、分解温度
477℃(Air)。
【0018】実施例5 4,4′−ヘキサフロロイソプロピリデンジフタル酸無
水物22.2gに、キシレン100g及びジメチルホル
ムアミド80gを、実施例1と同様の装置に入れ、アル
ゴンガスを通入し、1,4−フェニレンジアミン5.5
gを30〜40℃で加えたものに、9,10−ジヒドロ
−9−オキサ−10−ホスファフェナンスレン−10−
オキサイド0.55gを加え、135〜143℃で4時
間反応させ、生成した留出水1.85g(計算値1.8
g)を除去し、溶媒80gを除いたものを20℃に冷却
し、メタノール300gを加え、析出した固形物を濾別
し、再度、メタノール100gで洗浄し、濾過した後、
140℃で5時間乾燥した。収量25g(収率97
%)、ηinh(0.5g/dl NMP 30℃)0.33、
分解温度554℃(Air)。
【0019】実施例1と同様の装置に、2,2′−ビス
〔4−(4−アミノフェノキシ)フェニル〕プロパン1
6.4g及びキシレン120gを仕込み、窒素ガスを通
入し、20〜80℃で、o−ジフェニルエーテルテトラ
カルボン酸無水物6.2gをジメチルアセトアミド80
gに溶解したものを加えた後、9,10−ジヒドロ−9
−オキサ−10−ホスファフェナンスレン−10−オキ
サイド0.6gを加え、140〜145℃で3時間反応
させ、生成した水0.74g(計算値0.72g)を除
き、溶媒130gを留去した。反応生成物を20℃に冷
却し、メタノール200ml中に加え、結晶化したものを
濾別し、メタノール50mlで洗浄濾別し、80℃で2時
間、130℃で3時間乾燥した。収量21.1g(収率
96.4%)、アミン価102.21(計算値102.
56)。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 塚本 桂三 広島県福山市箕沖町92番地 マナック株式 会社箕沖工場内 (72)発明者 森 勝 広島県福山市箕沖町92番地 マナック株式 会社箕沖工場内 Fターム(参考) 4J043 PA02 PC136 PC146 QB15 QB26 RA35 SA06 SB01 TA22 TB01 UA012 UA022 UA041 UA082 UA122 UA131 UA132 UA141 UA142 UA231 UA252 UA761 UA762 UB011 UB021 UB061 UB121 UB122 UB131 UB132 UB151 UB152 UB301 UB302 UB402 WA09 WA16 XA03 XA14 XA16 XA19 XB20 XB34 YA08 ZA12 ZA31

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 テトラカルボン酸無水物とジアミンを、
    モル比1〜0.5:0.5〜1の割合で、溶媒中、不活
    性ガス気流中で、9,10−ジヒドロ−9−オキサ−1
    0−ホスファフェナンスレン−10−オキサイドの存在
    下で反応させるポリイミドの製造方法。
  2. 【請求項2】 9,10−ジヒドロ−9−オキサ−10
    −ホスファフェナンスレン−10−オキサイドを、0.
    2〜10重量%の存在下で反応させる、請求項1記載の
    ポリイミドの製造方法。
  3. 【請求項3】 反応を、溶解度パラメーター8.5〜
    9.5の芳香族系溶媒と溶解度パラメーター9.0〜1
    2.1の極性溶媒の混合液中で行う、請求項1記載のポ
    リイミドの製造方法。
  4. 【請求項4】 反応を、130〜160℃の温度で行
    う、請求項1記載のポリイミドの製造方法。
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WO2008139720A1 (ja) * 2007-05-11 2008-11-20 Mitsui Chemicals, Inc. 樹脂組成物、ドライフィルム、およびそれから得られる加工品
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