JP2001064508A - ポリアミドイミド樹脂組成物及びそれを含む被膜形成材料 - Google Patents
ポリアミドイミド樹脂組成物及びそれを含む被膜形成材料Info
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Abstract
に加えて、非含窒素系極性溶媒に可溶で低温硬化可能な
ポリアミドイミド樹脂組成物及びそれを含む被膜形成材
料を提供する。 【解決手段】 (A)一般式(I) 【化2】 [式中、R1及びR2は、同一又は異なっていてもよく、
水素原子、炭素数1〜6のアルキル基又は炭素数1〜6
のアルコキシ基を示す]で表される芳香族ジイソシアネ
ート化合物のジイソシアネート成分中に占める割合が、
10〜90モル%の範囲であるジイソシアネート成分及
び酸無水物基を有するポリカルボン酸又はその誘導体の
混合物を、有機溶媒中で反応させて得られたポリアミド
イミド樹脂100重量部並びに(B)エポキシ樹脂1〜
50重量部を含有してなるポリアミドイミド樹脂組成
物、及びそれを含む被膜形成材料。
Description
リアミドイミド樹脂組成物及びこれを含む被膜形成材料
に関する。
化、薄型化、高速化への対応から、耐熱性、電気特性及
び耐湿性に優れる樹脂として、エポキシ樹脂の代わりに
ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリアミド樹
脂が使用されている。しかし、ワニス化のための溶媒と
してN−メチル−2−ピロリドン等の高沸点含窒素系極
性溶媒が用いられているため、電子部材へワニスを塗工
した後、放置が長くなった場合、吸湿による塗膜の白化
及びボイドが生じ、作業条件が煩雑になる問題がある。
更に、硬化時には、250℃以上の高温硬化が必要とな
り、電子部材の熱劣化が生じる問題がある。また、耐熱
性塗料の分野においても同様に、生産性の向上や硬化時
に生じる基材の寸法変動の低下を図るため、硬化温度の
低下が望まれている。
技術の問題点を解消し、ポリアミドイミド樹脂が本来有
する耐熱性等に加えて、非含窒素系極性溶媒に可溶で低
温硬化可能なポリアミドイミド樹脂組成物及びそれを含
む被膜形成材料を提供するものである。
(I)
水素原子、炭素数1〜6のアルキル基又は炭素数1〜6
のアルコキシ基を示す]で表される芳香族ジイソシアネ
ート化合物のジイソシアネート成分中に占める割合が、
10〜90モル%の範囲であるジイソシアネート成分及
び酸無水物基を有するポリカルボン酸又はその誘導体の
混合物を、有機溶媒中で反応させて得られたポリアミド
イミド樹脂100重量部並びに(B)エポキシ樹脂1〜
50重量部を含有してなるポリアミドイミド樹脂組成物
を提供するものである。
組成物を含む被膜形成材料を提供するものである。
成物は、前記のような(A)ポリアミドイミド樹脂10
0重量部、(B)エポキシ樹脂1〜50重量部を必須成
分として含有する。
樹脂の製造に用いられる、前記一般式(I)で表される
芳香族ジイソシアネート化合物としては、例えば、ジフ
ェニルメタン−2,4′−ジイソシアネート、3,2′
−又は3,3′−又は4,2′−又は4,3′−又は
5,2′−又は5,3′−又は6,2′−又は6,3′
−ジメチルジフェニルメタン−2,4′−ジイソシアネ
ート、3,2′−又は3,3′−又は4,2′−又は
4,3′−又は5,2′−又は5,3′−又は6,2′
−又は6,3′−ジエチルジフェニルメタン−2,4′
−ジイソシアネート、3,2′−又は3,3′−又は
4,2′−又は4,3′−又は5,2′−又は5,3′
−又は6,2′−又は6,3′−ジメトキシジフェニル
メタン−2,4′−ジイソシアネートなどが挙げられ、
これらを単独で又は2種類以上を組み合わせて使用する
ことができる。
でも、耐熱性、入手のしやすさ及びコスト等の点で下記
の式(II)で表されるジフェニルメタン−2,4′−
ジイソシアネートが最も好ましい。
芳香族ジイソシアネート化合物と併用されるジイソシア
ネートとしては、例えば、ジフェニルメタン−4,4′
−ジイソシアネート、ジフェニルメタン−3,3′−ジ
イソシアネート、ジフェニルメタン−3,4′−ジイソ
シアネート、ジフェニルエーテル−4,4′−ジイソシ
アネート、ベンゾフェノン−4,4′−ジイソシアネー
ト、ジフェニルスルホン−4,4′−ジイソシアネー
ト、トリレン−2,4−ジイソシアネート、トリレン−
2,6−ジイソシアネート、m−キシリレンジイソシア
ネート、p−キシリレンジイソシアネート、ナフタレン
−2,6−ジイソシアネート、4,4′−[2,2−ビ
ス(4−フェノキシフェニル)プロパン]ジイソシアネ
ート、テトラメチレン−1,4−ジイソシアネート、ヘ
キサメチレン−1,6−ジイソシアネートなどが挙げら
れ、これらを単独で又は2種類以上組み合わせて使用す
ることができる。予め合成しておいたポリイソシアネー
トを用いてもよく、経日変化を避けるために適当なブロ
ック剤で安定化したものを使用してもよい。
ミド樹脂の原料としてのジイソシアネート成分のうち、
前記一般式(I)で表される芳香族ジイソシアネート化
合物のジイソシアネート成分中に占める割合は、10〜
90モル%、好ましくは20〜80モル%、より好まし
くは30〜70モル%とされる。前記一般式(I)で表
される芳香族ジイソシアネート化合物の割合が10モル
%未満であると、非含窒素系極性溶媒に対する溶解性の
向上効果が低下し、90モル%を超えると、機械的強度
及び密着性が低下する。
ミド樹脂は、ジイソシアネート成分と酸無水物基を有す
るポリカルボン酸又はその誘導体とを反応させて得られ
る。ジイソシアネート成分と反応させる、酸無水物基を
有するポリカルボン酸又はその誘導体としては、イソシ
アネート基又はアミノ基と反応する酸無水物基を有する
3価以上のポリカルボン酸又はその誘導体であればよ
く、特に制限はないが、例えば、一般式(III)及び
(IV)
基又はフェニル基を示し、Yは−CH2−、−CO−、
−SO2−又は−O−を示す]で表される化合物を使用
することができる。耐熱性、コスト面等を考慮すれば、
トリメリット酸無水物が特に好ましい。
ン酸又はその誘導体の一部を、必要に応じてピロメリッ
ト酸二無水物、ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水
物、ブ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−
テトラカルボン酸二無水物等のテトラカルボン酸二無水
物、脂肪族又は芳香族二塩基酸などに置き換えてもよ
い。
イソシアネート成分の使用量は、カルボキシル基又はそ
の誘導基及び酸無水物基に対するイソシアネート基の比
が0.7〜1.5となるように選定することが好まし
く、高分子量の樹脂を得るためには、カルボキシル基又
はその誘導基及び酸無水物基に対するイソシアネート基
の比を1.0付近にすることがより好ましい。0.7未
満及び1.5を超えると成膜性が低下する傾向がある。
いられる、ポリアミドイミド樹脂の製造における反応
は、有機溶媒、好ましくは非含窒素系極性溶媒の存在下
に、遊離発生してくる炭酸ガスを反応系より除去しなが
ら加熱縮合させることにより行うことができる。
ル系溶媒、例えば、ジエチレングリコールジメチルエー
テル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、トリエ
チレングリコールジメチルエーテル、トリエチレングリ
コールジエチルエーテル、含硫黄系溶媒、例えば、ジメ
チルスルホキシド、ジエチルスルホキシド、ジメチルス
ルホン、スルホラン、エステル系溶媒、例えば、γ−ブ
チロラクトン、酢酸セロソルブ、ケトン系溶媒、例え
ば、シクロヘキノサン、メチルエチルケトン、芳香族炭
化水素系溶媒、例えば、トルエン、キシレン等が挙げら
れ、これらは単独で又は2種類以上組み合わせて使用す
ることができる。生成する樹脂を溶解する溶剤を選択し
て使用するのが好ましい。合成後、そのままワニスの溶
媒として好適なものを使用することが好ましい。高揮発
性であって、低温硬化性を付与でき、かつ効率よく均一
系で反応を行うためには、γ−ブチロラクトンが最も好
ましい。
ド樹脂の0.8〜5.0倍(重量比)とすることが好ま
しい。0.8倍未満では、合成時の粘度が高すぎて、撹
拌不能により合成が困難となる傾向があり、5.0倍を
超えると、反応速度が低下する傾向がある。
好ましく、100〜190℃とすることがより好まし
く、120〜180℃とすることが特に好ましい。80
℃未満では、反応時間が長くなりすぎ、210℃を超え
ると、反応中に三次元反応が生じてゲル化が起こり易
い。反応時間は、バッチの規模、採用される反応条件に
より適宜選択することができる。また、必要に応じて、
三級アミン類、アルカリ金属、アルカリ土類金属、錫、
亜鉛、チタニウム、コバルト等の金属又は半金属化合物
等の触媒の存在下に反応を行ってもよい。
樹脂の数平均分子量(GPC法で測定し、標準ポリスチ
レンによる検量線を用いて算出)は、4,000〜4
0,000であることが好ましく、5,000〜35,
000であることがより好ましく、6,000〜30,
000であることが特に好ましい。数平均分子量が4,
000未満であると、耐熱性等の膜特性が低下する傾向
があり、30,000を超えると、非含窒素系極性溶媒
に溶解しにくくなり、合成中に不溶化しやすい。また、
作業性に劣る傾向がある。
ート基をアルコール類、ラクタム類、オキシム類等のブ
ロック剤でブロックすることもできる。
樹脂としては、例えば、油化シェルエポキシ(株)製の
商品名エピコート828等のビスフェノールA型エポキ
シ樹脂、東都化成(株)製の商品名YDF−170等の
ビスフェノールF型エポキシ樹脂、油化シェルエポキシ
(株)製の商品名エピコート152、154、日本化薬
(株)製の商品名EPPN−201、ダウケミカル社製
の商品名DEN−438等のフェノールノボラック型エ
ポキシ樹脂、日本化薬(株)製の商品名EOCN−12
5S、103S、104S等のo−クレゾールノボラッ
ク型エポキシ樹脂、油化シェルエポキシ(株)製の商品
名Epon1031S、チバ・スペシャルティ・ケミカ
ルズ(株)製の商品名アラルダイト0163、ナガセ化
成(株)製の商品名デナコールEX−611、EX−6
14、EX−614B、EX−622、EX−512、
EX−521、EX421、E−411、EX−321
等の多官能エポキシ樹脂、油化シェルエポキシ(株)製
の商品名エピコート604、東都化成(株)製の商品名
YH−434、三菱ガス化学(株)製の商品名TETR
AD−X、TETRAD−C、日本化薬(株)製の商品
名GAN、住友化学(株)製の商品名ELM−120等
のアミン型エポキシ樹脂、チバ・スペシャルティ・ケミ
カルズ(株)製の商品名アラルダイトPT810等の複
素環含有エポキシ樹脂、UCC社製のERL4234、
4299、4221、4206等の脂環式エポキシ樹脂
などが挙げられ、これらを単独で又は2種類以上組み合
わせて使用することができる。
性、密着性及び耐屈曲性の点でYDF−8170C、Y
DF−170、YDF−175S、YDF−2001、
YDF−2004等のビスフェノールF型エポキシ樹脂
がより好ましく、エポキシ当量155〜500のYDF
−8170C、YDF−170、YDF−175S、Y
DF−2001に代表されるビスフェノールF型エポキ
シ樹脂が特に好ましい。
量は、(A)ポリアミドイミド樹脂100重量部に対し
て、1〜50重量部、好ましくは2〜40重量部、より
好ましくは3〜30重量部とされる。エポキシ樹脂の配
合量が1重量部未満では、硬化性、機械的特性、密着性
及び耐屈曲性が低下し、50重量部を超えると耐熱性や
塗料の保存安定性が低下する。
るエポキシ樹脂を予めポリアミドイミド樹脂に含まれる
溶媒と同一の溶媒に溶解してから添加してもよく、ま
た、直接ポリアミドイミド樹脂に添加してもよい。
粘度が1〜100Pa・sの範囲のものが好ましく、1
0〜80Pa・sものがより好ましく用いられる。
は、塗工時の作業性及び被膜形成前後の膜特性を向上さ
せるため、必要に応じて、有機又は無機のフィラー類、
消泡剤、レベリング剤等の界面活性剤類、染料又は顔料
等の着色剤類、硬化促進剤、熱安定剤、酸化防止剤、難
燃剤、滑剤などを添加することができる。
例えば、半導体素子や各種電子部品用オーバーコート
剤、リジット又はフレキ基板分野などにおける層間絶縁
膜、表面保護膜、ソルダレジスト層、接着層などや、液
状封止剤、耐熱塗料、エナメル線用ワニス、電気絶縁用
含浸ワニス、注型ワニス、マイカ、ガラスクロス等の基
材と組み合わせたシート用ワニス、MCL積層板用ワニ
ス、摩擦材料用ワニスにも使用でき、被膜形成材料とし
て好適に用いられる。
脂組成物は、180〜220℃の低温での硬化が可能で
あり、耐熱性塗料の分野においても、生産性の向上や硬
化時に生じる基材の寸法変動を低下させる。ここで、硬
化とは、熱硬化反応及び溶媒の揮発を意味する。
物は、前記した(A)成分の芳香族ジイソシアネート化
合物を用いて得られるポリアミドイミド樹脂を用いるこ
と及びさらにエポキシ樹脂を用いることにより、所期の
目的の効果を得ることができる。
て本発明を更に具体的に説明するが、本発明はこれらの
実施例に限定されるものではない。
トルの四つ口フラスコに、ジフェニルメタン−2,4′
−ジイソシアネート227.5g(0.909モル)、
ジフェニルメタン−4,4′−ジイソシアネート22
7.5g(0.909モル)、無水トリメリット酸34
5.8g(1.8モル)及びγ−ブチロラクトン98
1.3gを仕込み、170℃まで昇温した後、6時間反
応させて、数平均分子量が18,000の樹脂を得た。
得られた樹脂をγ−ブチロラクトンで希釈し、さらに、
2−ブタノンオキシム22.8gを添加して、90℃で
3時間加熱し、不揮発分40重量%のポリアミドイミド
樹脂を得た。
分100重量部に対してYDF−170(東都化成
(株)製ビスフェノールF型エポキシ樹脂の商品名、エ
ポキシ当量約160〜180)5重量部を加え、γ−ブ
チロラクトンで希釈して、粘度28Pa・s、不揮発分
40重量%のポリアミドイミド樹脂組成物を得た。
に、エピコート828(油化シェルエポキシ(株)製ビ
スフェノールA型エポキシ樹脂の商品名、エポキシ当量
約189)5重量部を用いた以外は、実施例1と全く同
様の操作を行い、粘度29Pa・s、不揮発分40重量
%の樹脂組成物を得た。
全く同様の操作を行い、粘度37Pa・s、不揮発分4
0重量%の樹脂組成物を得た。
ソシアネート227.5g(0.909モル)の代わり
に、ジフェニルメタン−4,4′−ジイソシアネート2
27.5g(0.909モル)を用いた以外は、実施例
1と全く同様の操作を行い、樹脂組成物を得た。
4′−ジイソシアネート382.9g(1.53モ
ル)、無水トリメリット酸288.2g(1.50モ
ル)及びN−メチル−2−ピロリドン1006.7gを
仕込み、130℃まで昇温した後、5時間反応させて、
数平均分子量が19,000の樹脂を得た。得られた樹
脂をキシレンで希釈して、粘度18Pa・s、不揮発分
37重量%のポリアミドイミド樹脂溶液を得た。
ミドイミド樹脂溶液及びポリアミドイミド樹脂組成物の
物性を下記の方法で測定し、結果を表1に示した。 (1)ワニス外観 目視にて25℃における樹脂溶液の外観を観察した。 ○:濁りなし △:濁り有り ×:固形化 (2)塗膜白化時間 温度23℃、湿度56%RHの雰囲気下でアルミ基材に
樹脂組成物溶液を塗布し、塗布液が白化するまでの時間
を評価した。 ○:4時間以上 △:4時間以下 ×:10分以下 (3)密着性(クロスカット試験) 樹脂組成物溶液をJIS H−4000に規定されたア
ルミニウム板A1050P(寸法1mm×50mm×1
50mm)上に塗布した後、190℃で60分加熱硬化
し、膜厚が約20μmの塗膜を形成した。得られた塗膜
板を用いてJIS D0202に準じて試験した。 ○:剥離していない碁盤目の数=100/100 △:剥離していない碁盤目の数=50/100以上 ×:剥離していない碁盤目の数=50/100以下 (4)屈曲性 樹脂組成物溶液をJIS H−4000に規定されたア
ルミニウム板A1050P(寸法1mm×50mm×1
50mm)上に塗布した後、190℃で60分加熱硬化
し、膜厚が約20μmの塗膜を形成する。得られた塗膜
板を塗布面が外側になるように1.0Rで180°折り
曲げ、折り曲げ部の亀裂の有無を評価した。 ○:亀裂無し ×:亀裂有り (5)機械的特性 樹脂組成物溶液を190℃で60分加熱硬化し、膜厚約
30μm、幅10mm、長さ60mmの塗膜を形成し
た。得られた塗膜を用いて、チャック間長さ20mm、
引張り速度5mm/分の条件で引張り試験を行い、弾性
率及び伸び率を求めた。 (6)5%重量減少温度 樹脂溶組成物溶液を190℃で60分加熱硬化し塗膜を
形成した。得られた塗膜を用いて、TG−DTA法によ
り、5%重量減少温度を測定した。
は、非含窒素系極性溶媒に可溶で低温硬化可能なポリア
ミドイミド樹脂組成物であり、吸湿性、密着性、屈曲
性、機械的特性及び耐熱性に優れるものである。
れた特性を有する被膜を形成することができ、半導体素
子や各種電子部品用オーバーコート材、リジット又はフ
レキ基板分野などにおける層間絶縁膜、表面保護膜、ソ
ルダレジスト層、接着層などや、液状封止材、耐熱塗
料、エナメル線用ワニス、電気絶縁用含浸ワニス、注型
ワニス、マイカ、ガラスクロス等の基材と組み合わせた
シート用ワニス、MCL積層板用ワニス、摩擦材料用ワ
ニスに好適に用いられる。
Claims (4)
- 【請求項1】 (A)一般式(I) 【化1】 (式中、R1及びR2は、同一又は異なっていてもよく、
水素原子、炭素数1〜6のアルキル基又は炭素数1〜6
のアルコキシ基を示す)で表される芳香族ジイソシアネ
ート化合物のジイソシアネート成分中に占める割合が、
10〜90モル%の範囲であるジイソシアネート成分及
び酸無水物基を有するポリカルボン酸又はその誘導体の
混合物を有機溶媒中で反応させて得られたポリアミドイ
ミド樹脂100重量部並びに(B)エポキシ樹脂1〜5
0重量部を含有してなるポリアミドイミド樹脂組成物。 - 【請求項2】 エポキシ樹脂がエポキシ当量155〜5
00のビスフェノールF型エポキシ樹脂である請求項1
記載のポリアミドイミド樹脂組成物。 - 【請求項3】 有機溶媒として非含窒素系極性溶媒を含
む請求項1又は2記載のポリアミドイミド樹脂組成物。 - 【請求項4】 請求項1、2又は3記載のポリアミドイ
ミド樹脂組成物を含む被膜形成材料。
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JP4341113B2 (ja) | 2009-10-07 |
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