JP2011116871A - Method for producing phosphorus-containing polyimide - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for producing a flame-retardant phosphorus-containing polyimide, and to provide a phosphorus-containing polyimide obtained by the method. <P>SOLUTION: A new phosphorus-containing polyimide excellent in flame retardancy is obtained by imidizing a polyamic acid having a benzophenone skeleton in the presence of a phosphorus compound expressed by general formula (1). In the formula, R<SB>1</SB>and R<SB>2</SB>each represents a substituted or unsubstituted phenyl or phenoxy group. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、難燃性の含リンポリイミドの製造方法、及びこの製造方法によって得られる難燃性の含リンポリイミドに関する。   The present invention relates to a method for producing a flame-retardant phosphorus-containing polyimide and a flame-retardant phosphorus-containing polyimide obtained by this production method.

一般にポリイミドは、難燃性、耐熱性、機械特性、電気特性等に優れている為、フレキシブルプリント配線板の基板材料、配線や半導体素子の保護膜、耐熱性接着剤、層間絶縁材料等として広く使用されている。   Generally, polyimide is excellent in flame retardancy, heat resistance, mechanical properties, electrical properties, etc., so it is widely used as a substrate material for flexible printed wiring boards, protective films for wiring and semiconductor elements, heat resistant adhesives, interlayer insulation materials, etc. in use.

近年、電気・電子機器等の軽薄短小化のニーズに応えるべく、電気・電子機器等に使用されるポリイミドの薄膜化が望まれている。しかしながら、ポリイミドの薄膜化に伴ってポリイミドの難燃性は低下する傾向がある。また、近年電子機器内の使用部品及び素子、CPUの高性能化に伴って、その発熱量が著しく増加し、機器内の平均温度も上昇する傾向にあり、より高度な難燃技術が望まれている。一方、環境問題の観点から電気・電子製品に要求される難燃性を付与する際にも、自然環境や人体に対する安全性を考慮した、より安全性の高い手段が求められている。   In recent years, it has been desired to reduce the thickness of polyimide used in electrical / electronic devices and the like in order to meet the needs for reduction in thickness and size of electrical / electronic devices. However, the flame retardancy of polyimide tends to decrease with decreasing polyimide film thickness. In recent years, with higher performance of components and elements used in electronic devices and CPUs, the amount of generated heat has increased remarkably and the average temperature in the devices has also increased, so a more advanced flame retardant technology is desired. ing. On the other hand, in order to impart flame retardancy required for electric and electronic products from the viewpoint of environmental problems, there is a demand for safer means in consideration of safety to the natural environment and the human body.

ポリイミドに難燃性を付与する技術としては、シロキサン変性されたポリイミドに水酸化マグネシウムなどの金属水和物を混合する方法が提案されている(例えば、特許文献1参照)。しかしながらこの方法では、別途水酸化マグネシウムにリン酸系界面活性剤による表面処理を施さなければならず、工程が煩雑になる。加えてこの方法では、ベースポリマーに使用するジアミン成分として、分子内に水酸基を2個以上有するジアミンが推奨されているが、このようなジアミンは容易に入手できるとは言えないものもある。   As a technique for imparting flame retardancy to polyimide, a method of mixing a metal hydrate such as magnesium hydroxide with siloxane-modified polyimide has been proposed (for example, see Patent Document 1). However, in this method, magnesium hydroxide must be separately subjected to a surface treatment with a phosphoric acid surfactant, and the process becomes complicated. In addition, in this method, a diamine having two or more hydroxyl groups in the molecule is recommended as a diamine component to be used for the base polymer, but such a diamine cannot be said to be easily available.

また、シリコンユニットを含有する特定のポリイミド樹脂とリン元素を含有する特定のエポキシ樹脂とを使用することで難燃性を発現させる方法が提案されている(例えば、特許文献2参照)。この方法では、リン化合物とエポキシ樹脂とを反応させ、目的とするリン含有エポキシ樹脂が得られるが、エポキシ樹脂としての機能を有するためには、好ましくは2つのエポキシ基が残るように反応を行わなければならず、リン含有率の上限値は5重量%に過ぎない。シリコンユニットを導入したポリイミド樹脂は燃え易い性質を持つために、この方法で得られるポリイミド樹脂組成物に十分な難燃性を付与するためには、耐熱性の低いエポキシ樹脂を多く混合しなければならない。   Moreover, the method of making a flame retardance express by using the specific polyimide resin containing a silicon unit and the specific epoxy resin containing a phosphorus element is proposed (for example, refer patent document 2). In this method, a phosphorus compound and an epoxy resin are reacted to obtain a target phosphorus-containing epoxy resin, but in order to have a function as an epoxy resin, the reaction is preferably performed so that two epoxy groups remain. The upper limit of the phosphorus content is only 5% by weight. Since the polyimide resin introduced with the silicon unit is flammable, in order to give sufficient flame retardancy to the polyimide resin composition obtained by this method, a lot of epoxy resin with low heat resistance must be mixed. Don't be.

さらには、樹脂組成物に難燃性を付与する方法としては、樹脂組成物にリン化合物を添加する方法が知られている(例えば、非特許文献1)。しかしながら、従来公知の技術で難燃性を発現させるためには、リン化合物を大量に添加する必要があった。   Furthermore, as a method for imparting flame retardancy to a resin composition, a method of adding a phosphorus compound to the resin composition is known (for example, Non-Patent Document 1). However, in order to express flame retardancy with a conventionally known technique, it is necessary to add a large amount of a phosphorus compound.

特開2008−63459号公報JP 2008-63459 A 特開2009−29982号公報JP 2009-29982 A

ノンハロゲン系難燃材料による難燃化技術 (エヌ・ティー・エス)、p.28(2001年発行)Flame retardant technology using non-halogen flame retardant materials (NTS), p. 28 (issued in 2001)

本発明は、難燃性の含リンポリイミドの製造方法、及びこの製造方法によって得られる含リンポリイミドを提供するものである。   The present invention provides a method for producing a flame-retardant phosphorus-containing polyimide and a phosphorus-containing polyimide obtained by this production method.

本発明者等は、特定の構造を有するリン化合物の存在下に、ベンゾフェノン骨格を有するポリアミド酸をイミド化することにより、難燃性に優れた、新規な含リンポリイミドが得られることを見出し、本発明を完成させた。本発明の製造方法によって得られる含リンポリイミドは、従来のポリイミドが有する性質を損なうことなく、優れた難燃性を発揮する。すなわち、本発明は、下記式(I):   The present inventors have found that a novel phosphorus-containing polyimide having excellent flame retardancy can be obtained by imidizing a polyamic acid having a benzophenone skeleton in the presence of a phosphorus compound having a specific structure, The present invention has been completed. The phosphorus-containing polyimide obtained by the production method of the present invention exhibits excellent flame retardancy without impairing the properties of conventional polyimide. That is, the present invention provides the following formula (I):

Figure 2011116871

(式中、Rは二価の有機基を表す)
で表わされるポリアミド酸を、下記式(1):
Figure 2011116871

(Wherein R 3 represents a divalent organic group)
A polyamic acid represented by the following formula (1):

Figure 2011116871

(式中、R及びRは、同一であっても異なっていてもよく、フェニル基又はフェノキシ基であり、ここでRとRのベンゼン環上の水素原子の少なくとも一つが、炭素数1〜6のアルキル基若しくはアルコキシル基で置換されていてもよく、及び/又はRとRそれぞれのベンゼン環上の炭素原子の一つが、とは互いに単結合で結ばれていてもよい)
で表わされるリン化合物の存在下、イミド化することによる、難燃性に優れた、新規な含リンポリイミドの製造方法、及びこの製造方法によって得られる含リンポリイミドに関する。
Figure 2011116871

(Wherein R 1 and R 2 may be the same or different and are a phenyl group or a phenoxy group, wherein at least one of the hydrogen atoms on the benzene ring of R 1 and R 2 is carbon May be substituted with an alkyl or alkoxyl group of 1 to 6 and / or one of the carbon atoms on each benzene ring of R 1 and R 2 may be bonded to each other by a single bond. )
The present invention relates to a novel method for producing a phosphorus-containing polyimide having excellent flame retardancy by imidization in the presence of a phosphorus compound, and a phosphorus-containing polyimide obtained by this production method.

本発明の製造方法は、リン化合物の存在下に、ベンゾフェノン骨格を有するポリアミド酸をイミド化するという簡便な方法で、ポリイミド骨格内にリン化合物を導入することができる、優れたものである。またこの製造方法により得られる含リンポリイミドは、難燃性を有する耐熱性接着剤、難燃性を有する電子回路基板の絶縁材料等として有用である。   The production method of the present invention is excellent in that a phosphorus compound can be introduced into a polyimide skeleton by a simple method of imidizing a polyamic acid having a benzophenone skeleton in the presence of a phosphorus compound. Further, the phosphorus-containing polyimide obtained by this production method is useful as a heat-resistant adhesive having flame retardancy, an insulating material for an electronic circuit board having flame retardancy, and the like.

以下に本発明の実施の形態について詳細に説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail.

本発明の含リンポリイミドは、下記式(I):   The phosphorus-containing polyimide of the present invention has the following formula (I):

Figure 2011116871

(式中、Rは二価の有機基を表す)
で表わされるポリアミド酸を、下記式(1):
Figure 2011116871

(Wherein R 3 represents a divalent organic group)
A polyamic acid represented by the following formula (1):

Figure 2011116871

(式中、R及びRは、同一であっても異なっていてもよく、フェニル基又はフェノキシ基であり、ここでRとRのベンゼン環上の水素原子の少なくとも一つが、炭素数1〜6のアルキル基若しくはアルコキシル基で置換されていてもよく、及び/又はRとRそれぞれのベンゼン環上の炭素原子の一つが、互いに単結合で結ばれていてもよい)
で表わされるリン化合物の存在下、熱的にイミド化することによって製造される。加熱することによって、イミド化すると同時にポリイミド骨格中に式(1)で表わされるリン化合物が導入され、本発明の含リンポリイミドが製造される。よって、本発明の含リンポリイミドは、まず対応するポリアミド酸溶液とリン化合物との混合物を製造する。
Figure 2011116871

(Wherein R 1 and R 2 may be the same or different and are a phenyl group or a phenoxy group, wherein at least one of the hydrogen atoms on the benzene ring of R 1 and R 2 is carbon (It may be substituted with an alkyl group or an alkoxyl group of 1 to 6 and / or one of carbon atoms on each of the benzene rings of R 1 and R 2 may be bonded to each other by a single bond)
It is produced by thermally imidizing in the presence of a phosphorus compound represented by: By heating, the phosphorus compound represented by the formula (1) is introduced into the polyimide skeleton simultaneously with imidization, and the phosphorus-containing polyimide of the present invention is produced. Therefore, the phosphorus-containing polyimide of the present invention first produces a mixture of a corresponding polyamic acid solution and a phosphorus compound.

「ポリアミド酸の製造方法」
本発明で使用するポリアミド酸は、ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物と式:HN−R−NHで表わされるジアミン成分とを反応させることにより得られる。この製造方法は、特に制限はなく公知の方法でよく、通常は溶媒中で5〜80重量%、好ましくは10〜50重量%の溶質濃度で行われる。反応終了後、反応溶液は、そのままポリアミド酸溶液(ワニス)として、続くイミド化反応で使用することができる。また、反応溶液からポリアミド酸を単離し、次いで適切な溶媒に再溶解し、リン含有ポリアミド酸溶液を調製してもよい。
"Production method of polyamic acid"
The polyamic acid used in the present invention is obtained by reacting a benzophenone tetracarboxylic dianhydride with a diamine component represented by the formula: H 2 N—R 3 —NH 2 . This production method is not particularly limited and may be a known method, and is usually carried out in a solvent at a solute concentration of 5 to 80% by weight, preferably 10 to 50% by weight. After completion of the reaction, the reaction solution can be used as it is as a polyamic acid solution (varnish) in the subsequent imidization reaction. Alternatively, the phosphoric acid-containing polyamic acid solution may be prepared by isolating the polyamic acid from the reaction solution and then re-dissolving it in a suitable solvent.

ポリアミド酸の製造に使用される溶媒は、反応に不活性な溶媒なら特に限定されず、例えば、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、N−メチル−2−ピロリドン、ジメチルスルホキシド、テトラメチルウレア、テトラヒドロフランなどを単独又は混合形態で使用することができる。特に好ましいのは、N,N−ジメチルアセトアミド、N−メチル−2−ピロリドンである。またこれらの溶媒にトルエン、キシレン、エチルベンゼン、アニソール、クロロベンゼン、ジクロロベンゼン、トリクロロベンゼン、ジグリム、トリグリム等の溶媒を任意の割合で混合して用いてもよい。これらの溶媒はまた、単離したポリアミド酸の再溶解によりポリアミド酸溶液を調製する際に使用してもよい。   The solvent used for producing the polyamic acid is not particularly limited as long as it is an inert solvent for the reaction. For example, N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide, N-methyl-2-pyrrolidone, dimethyl sulfoxide, Tetramethylurea, tetrahydrofuran and the like can be used alone or in a mixed form. Particularly preferred are N, N-dimethylacetamide and N-methyl-2-pyrrolidone. Further, these solvents may be used by mixing a solvent such as toluene, xylene, ethylbenzene, anisole, chlorobenzene, dichlorobenzene, trichlorobenzene, diglyme and triglyme in an arbitrary ratio. These solvents may also be used in preparing the polyamic acid solution by redissolving the isolated polyamic acid.

ここで用いられるベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物の具体例としては、3,3'、4,4'-ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、2,3'、3,4'-ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、2,2'、3,3'-ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物が挙げられる。   Specific examples of the benzophenone tetracarboxylic dianhydride used here include 3,3 ′, 4,4′-benzophenone tetracarboxylic dianhydride, 2,3 ′, 3,4′-benzophenone tetracarboxylic dianhydride. Anhydrous, 2,2 ′, 3,3′-benzophenone tetracarboxylic dianhydride.

ここで用いられる式:HN−R−NHで表わされるジアミン成分は、芳香族ジアミン、脂肪族ジアミン又は脂環式ジアミンであってよく、したがってRの例としては、炭素数6〜14の単環式若しくは縮合多環式芳香族化合物の二価の基(例えば、フェニレン、インデニレン、ナフチレン、フルオレニレン)、炭素数2〜12の脂肪族化合物の二価の基(例えば、炭素数2〜12のアルカンジイル、アルケニレン又はアルキニレン)又は炭素数3〜10の脂環式化合物の二価の基(例えば、炭素数3〜10のシクロアルキレン又はシクロアルケニレン)、あるいは同一であっても異なっていてもよい、2つ以上の前記二価の基が、直接もしくは架橋員(ここで架橋員とは、−O−、−CO−、−COO−、−OCO−、−SO−、−S−、−CH−、−C(CH−及び−C(CF−からなる群から選択される)により相互に連結されたもの(例えば、ビフェニル−4,4’−ジイル、ジフェニルエーテル−4,4’−ジイル、ジフェニルエーテル−3,4’−ジイル、ベンゾフェノン−4,4’−ジイル)を挙げることができる。これらの芳香族ジアミン、脂肪族ジアミン又は脂環式ジアミンは、炭素数1〜6のアルキル基、アルケニル基、アルキニル基若しくはアルコキシル基、又はハロゲン原子から選択される1つ以上の置換基を有していてもよい。 The diamine component represented by the formula H 2 N—R 3 —NH 2 used here may be an aromatic diamine, an aliphatic diamine or an alicyclic diamine. Therefore, examples of R 3 include 6 carbon atoms. A divalent group of -14 monocyclic or condensed polycyclic aromatic compounds (for example, phenylene, indenylene, naphthylene, fluorenylene), a divalent group of an aliphatic compound having 2 to 12 carbon atoms (for example, carbon number) 2 to 12 alkanediyl, alkenylene or alkynylene) or a divalent group of an alicyclic compound having 3 to 10 carbon atoms (for example, cycloalkylene or cycloalkenylene having 3 to 10 carbon atoms), or the same or different The two or more divalent groups which may be present may be directly or a cross-linking member (wherein the cross-linking member means —O—, —CO—, —COO—, —OCO—, —SO 2). Selected from the group consisting of —, —S—, —CH 2 —, —C (CH 3 ) 2 — and —C (CF 3 ) 2 — (for example, biphenyl-4, 4′-diyl, diphenyl ether-4,4′-diyl, diphenyl ether-3,4′-diyl, benzophenone-4,4′-diyl). These aromatic diamines, aliphatic diamines or alicyclic diamines have one or more substituents selected from alkyl groups having 1 to 6 carbon atoms, alkenyl groups, alkynyl groups or alkoxyl groups, or halogen atoms. It may be.

芳香族ジアミン成分の具体例としては、芳香族基を1つ有するもの:p−フェニレンジアミン、m−フェニレンジアミン、p−アミノベンジルアミン、m−アミノベンジルアミン、ジアミノトルエン類、ジアミノキシレン類、ジアミノナフタレン類、ジアミノアントラセン類など、芳香族基を2つ有するもの:4,4’−ジアミノビフェニル、3,4’−ジアミノビフェニル、3,3’−ジアミノビフェニル、o−トリジン、m−トリジン、o−ジアニシジン、4,4’−ジアミノジフェニルメタン、3,4’−ジアミノジフェニルメタン、3,3’−ジアミノジフェニルメタン、4,4’−ジアミノジフェニルエーテル、3,4’−ジアミノジフェニルエーテル、3,3’−ジアミノジフェニルエーテル、4,4’−ジアミノジフェニルスルホン、3,4’−ジアミノジフェニルスルホン、3,3’−ジアミノジフェニルスルホン、4,4’−ジアミノジフェニルケトン、3,4’−ジアミノジフェニルケトン、3,3’−ジアミノジフェニルケトン、3,4−ジアミノベンゾフェノン、2,2−ビス(4−アミノフェノキシ)プロパン、2,2−ビス(3−アミノフェノキシ)プロパン、2−(3−アミノフェニル)−2−(4−アミノフェニル)プロパンなど、芳香族基を3つ有するもの:1,4−ビス(4−アミノフェノキシ)ベンゼン、1,4−ビス(3−アミノフェノキシ)ベンゼン、1,3−ビス(4−アミノフェノキシ)ベンゼン、1,3−ビス(3−アミノフェノキシ)ベンゼン、1,4−ビス(4−アミノベンゾイル)ベンゼン、1,4−ビス(3−アミノベンゾイル)ベンゼン、1,3−ビス(4−アミノベンゾイル)ベンゼン、1,3−ビス(3−アミノベンゾイル)ベンゼン、9,9−ビス(4−アミノフェニル)フルオレンなど、芳香族基を4つ以上有するもの:2,2−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]プロパン、4,4’−ビス(4−アミノフェノキシ)ビフェニル、4,4’−ビス(3−アミノフェノキシ)ビフェニル、ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]スルホン、ビス[4−(3−アミノフェノキシ)フェニル]スルホン、ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]エーテル、ビス[4−(3−アミノフェノキシ)フェニル]エーテル、4,4’−ビス(4−アミノフェノキシ)ベンゾフェノン、4,4’−ビス(3−アミノフェノキシ)ベンゾフェノン、1,4−ビス[4−(2−,3−若しくは4−アミノフェノキシ)ベンゾイル]ベンゼン、1,3−ビス[4−(2−,3−若しくは4−アミノフェノキシ)ベンゾイル]ベンゼン、1,4−ビス[3−(2−,3−若しくは4−アミノフェノキシ)ベンゾイル]ベンゼン、1,3−ビス[3−(2−,3−若しくは4−アミノフェノキシ)ベンゾイル]ベンゼン、4,4’−ビス[4−(2−,3−若しくは4−アミノフェノキシ)ベンゾイル]ジフェニルエーテル、4,4’−ビス[3−(2−,3−若しくは4−アミノフェノキシ)ベンゾイル]ジフェニルエーテル、4,4’−ビス[4−(2−,3−若しくは4−アミノフェノキシ)ベンゾイル]ビフェニル、4,4’−ビス[3−(2−,3−若しくは4−アミノフェノキシ)ベンゾイル]ビフェニル、4,4’−ビス[4−(2−,3−若しくは4−アミノフェノキシ)ベンゾイル]ジフェニルスルホン、4,4’−ビス[3−(2−,3−若しくは4−アミノフェノキシ)ベンゾイル]ジフェニルスルホンなどが挙げられる。またこれらの芳香族環上の水素原子は、炭素数1〜6のアルキル基、アルケニル基、アルキニル基若しくはアルコキシル基又はハロゲン原子から選択される1つ以上の置換基で置換されていてもよい。入手の容易さを考慮に入れると、具体的にp−フェニレンジアミン、m−フェニレンジアミン、4,4’−ジアミノジフェニルエーテル、3,4’−ジアミノジフェニルエーテル、1,4−ビス(4−アミノフェノキシ)ベンゼン、1,4−ビス(3−アミノフェノキシ)ベンゼン、1,3−ビス(4−アミノフェノキシ)ベンゼン、1,3−ビス(3−アミノフェノキシ)ベンゼン、2,2−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]プロパン、4,4’−ビス(4−アミノフェノキシ)ビフェニル、4,4’−ビス(3−アミノフェノキシ)ビフェニル、ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]スルホン、ビス[4−(3−アミノフェノキシ)フェニル]スルホン、9,9−ビス(4−アミノフェニル)フルオレンの使用が好ましい。   Specific examples of the aromatic diamine component include those having one aromatic group: p-phenylenediamine, m-phenylenediamine, p-aminobenzylamine, m-aminobenzylamine, diaminotoluenes, diaminoxylenes, diamino Those having two aromatic groups such as naphthalenes and diaminoanthracenes: 4,4′-diaminobiphenyl, 3,4′-diaminobiphenyl, 3,3′-diaminobiphenyl, o-tolidine, m-tolidine, o -Dianisidine, 4,4'-diaminodiphenylmethane, 3,4'-diaminodiphenylmethane, 3,3'-diaminodiphenylmethane, 4,4'-diaminodiphenyl ether, 3,4'-diaminodiphenyl ether, 3,3'-diaminodiphenyl ether 4,4'-Diaminodiphenyls Hong, 3,4'-diaminodiphenyl sulfone, 3,3'-diaminodiphenyl sulfone, 4,4'-diaminodiphenyl ketone, 3,4'-diaminodiphenyl ketone, 3,3'-diaminodiphenyl ketone, 3,4 -Diaminobenzophenone, 2,2-bis (4-aminophenoxy) propane, 2,2-bis (3-aminophenoxy) propane, 2- (3-aminophenyl) -2- (4-aminophenyl) propane, etc. Those having three aromatic groups: 1,4-bis (4-aminophenoxy) benzene, 1,4-bis (3-aminophenoxy) benzene, 1,3-bis (4-aminophenoxy) benzene, 1, 3-bis (3-aminophenoxy) benzene, 1,4-bis (4-aminobenzoyl) benzene, 1,4-bis (3-aminobenzene) 4 aromatic groups such as zoyl) benzene, 1,3-bis (4-aminobenzoyl) benzene, 1,3-bis (3-aminobenzoyl) benzene, 9,9-bis (4-aminophenyl) fluorene Those having the above: 2,2-bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] propane, 4,4′-bis (4-aminophenoxy) biphenyl, 4,4′-bis (3-aminophenoxy) biphenyl, Bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] sulfone, bis [4- (3-aminophenoxy) phenyl] sulfone, bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] ether, bis [4- (3-amino Phenoxy) phenyl] ether, 4,4′-bis (4-aminophenoxy) benzophenone, 4,4′-bis (3-aminophenoxy) benzo Phenone, 1,4-bis [4- (2-, 3- or 4-aminophenoxy) benzoyl] benzene, 1,3-bis [4- (2-, 3- or 4-aminophenoxy) benzoyl] benzene, 1,4-bis [3- (2-, 3- or 4-aminophenoxy) benzoyl] benzene, 1,3-bis [3- (2-, 3- or 4-aminophenoxy) benzoyl] benzene, 4, 4′-bis [4- (2-, 3- or 4-aminophenoxy) benzoyl] diphenyl ether, 4,4′-bis [3- (2-, 3- or 4-aminophenoxy) benzoyl] diphenyl ether, 4, 4′-bis [4- (2-, 3- or 4-aminophenoxy) benzoyl] biphenyl, 4,4′-bis [3- (2-, 3- or 4-aminophen Xyl) benzoyl] biphenyl, 4,4′-bis [4- (2-, 3- or 4-aminophenoxy) benzoyl] diphenylsulfone, 4,4′-bis [3- (2-, 3- or 4- Aminophenoxy) benzoyl] diphenylsulfone and the like. Moreover, the hydrogen atom on these aromatic rings may be substituted with one or more substituents selected from an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, an alkenyl group, an alkynyl group, an alkoxyl group, or a halogen atom. In view of availability, specifically p-phenylenediamine, m-phenylenediamine, 4,4′-diaminodiphenyl ether, 3,4′-diaminodiphenyl ether, 1,4-bis (4-aminophenoxy) Benzene, 1,4-bis (3-aminophenoxy) benzene, 1,3-bis (4-aminophenoxy) benzene, 1,3-bis (3-aminophenoxy) benzene, 2,2-bis [4- ( 4-aminophenoxy) phenyl] propane, 4,4′-bis (4-aminophenoxy) biphenyl, 4,4′-bis (3-aminophenoxy) biphenyl, bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] sulfone , Bis [4- (3-aminophenoxy) phenyl] sulfone, 9,9-bis (4-aminophenyl) fluorene Preferred.

脂肪族又は脂環式ジアミン成分の具体例としては、1,2−ジアミノエタン、1,2−ジアミノプロパン、1,3−ジアミノプロパン、1,4−ジアミノブタン、1,3−ジアミノペンタン、1,5−ジアミノペンタン、1,6−ジアミノヘキサン、1,7−ジアミノヘプタン、1,8−ジアミノオクタン、1,9−ジアミノノナン、1,10−ジアミノデカン、1,11−ジアミノウンデカン、1,12−ジアミノドデカン、2−メチル−1,5−ジアミノペンタン、1,3−ビス(アミノメチル)シクロヘキサン、1,4−ビス(アミノメチル)シクロヘキサン、1,3−ジアミノシクロヘキサン、1,4−ジアミノシクロヘキサン、4,4’−ジアミノジシクロヘキシルメタン、イソホロンジアミンなどが挙げられる。入手の容易さを考慮に入れると、具体的に1,6−ジアミノヘキサン、1,3−ビス(アミノメチル)シクロヘキサン、1,4−ビス(アミノメチル)シクロヘキサン、1,4−ジアミノシクロヘキサン、4,4’−ジアミノジシクロヘキシルメタン、イソホロンジアミンの使用が好ましい。   Specific examples of the aliphatic or alicyclic diamine component include 1,2-diaminoethane, 1,2-diaminopropane, 1,3-diaminopropane, 1,4-diaminobutane, 1,3-diaminopentane, , 5-diaminopentane, 1,6-diaminohexane, 1,7-diaminoheptane, 1,8-diaminooctane, 1,9-diaminononane, 1,10-diaminodecane, 1,11-diaminoundecane, 1,12 -Diaminododecane, 2-methyl-1,5-diaminopentane, 1,3-bis (aminomethyl) cyclohexane, 1,4-bis (aminomethyl) cyclohexane, 1,3-diaminocyclohexane, 1,4-diaminocyclohexane 4,4′-diaminodicyclohexylmethane, isophoronediamine and the like. In view of availability, specifically, 1,6-diaminohexane, 1,3-bis (aminomethyl) cyclohexane, 1,4-bis (aminomethyl) cyclohexane, 1,4-diaminocyclohexane, 4 4,4′-diaminodicyclohexylmethane, isophoronediamine is preferably used.

上記のようなジアミン成分を単独又は2種類以上混合して使用してもよい。さらに下記式(2)   You may use the above diamine component individually or in mixture of 2 or more types. Furthermore, the following formula (2)

Figure 2011116871
Figure 2011116871

(式中、mは0〜20の整数の混合値であり、Rはメチル、イソプロピル、フェニル、ビニル基を示し、Rは、炭素数1〜7の炭化水素の二価の基、例えばトリメチレン、テトラメチレン、フェニレンなどを示す)で表されるシロキサンジアミンを、ジアミン成分の1〜50モル%の範囲で用いて共重合させてもよい。 (In the formula, m is an integer mixed value of 0 to 20, R 4 represents a methyl, isopropyl, phenyl, or vinyl group, and R 5 represents a divalent group of a hydrocarbon having 1 to 7 carbon atoms, for example, A siloxane diamine represented by (trimethylene, tetramethylene, phenylene, etc.) may be copolymerized in the range of 1 to 50 mol% of the diamine component.

本発明のベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物とジアミン成分とを反応させることにより得られるポリアミド酸は、一般式(I)で表される繰り返し単位のみからなるポリアミド酸のみを意味するものではなく、かかる繰り返し単位を主要構成単位として含むものも包含することを意味する。したがって、本発明の含リンポリイミドの目的や、その前駆体であるポリアミド酸の反応性を損なわない範囲で、ポリアミド酸の製造の際に、ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物以外のテトラカルボン酸二無水物を、部分的に使用することができる。   The polyamic acid obtained by reacting the benzophenone tetracarboxylic dianhydride of the present invention with the diamine component does not mean only the polyamic acid consisting only of the repeating unit represented by the general formula (I), and such It is meant to include those containing a repeating unit as a main constituent unit. Therefore, in the production of the polyamic acid, the purpose of the phosphorus-containing polyimide of the present invention and the reactivity of the polyamic acid that is the precursor thereof are not affected. Things can be used in part.

そのようなテトラカルボン酸二酸無水物としては、ピロメリト酸二無水物、3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、2,3’,3,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、2,2’,3,3’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、4,4’−オキシジフタル酸二無水物、3,4’−オキシジフタル酸二無水物、3,3’−オキシジフタル酸二無水物、4,4’−ジフェニルスルホンテトラカルボン酸二無水物、2,2−ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)プロパン二無水物、2,2−ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)ヘキサフルオロプロパン二無水物、1,2,7,8−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物等が挙げられる。本発明の目的である、優れた難燃特性を有する含リンポリイミドを提供するためには、用いるテトラカルボン酸二無水物成分中、ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物を30モル%以上使用することが好ましく、50モル%以上使用することがより好ましい。   Examples of such tetracarboxylic dianhydrides include pyromellitic dianhydride, 3,3 ′, 4,4′-biphenyltetracarboxylic dianhydride, 2,3 ′, 3,4′-biphenyltetracarboxylic acid. Acid dianhydride, 2,2 ′, 3,3′-biphenyltetracarboxylic dianhydride, 4,4′-oxydiphthalic dianhydride, 3,4′-oxydiphthalic dianhydride, 3,3′- Oxydiphthalic dianhydride, 4,4′-diphenylsulfonetetracarboxylic dianhydride, 2,2-bis (3,4-dicarboxyphenyl) propane dianhydride, 2,2-bis (3,4-di Carboxyphenyl) hexafluoropropane dianhydride, 1,2,7,8-naphthalene tetracarboxylic dianhydride, and the like. In order to provide a phosphorus-containing polyimide having excellent flame retardancy, which is an object of the present invention, it is necessary to use 30 mol% or more of benzophenone tetracarboxylic dianhydride in the tetracarboxylic dianhydride component to be used. Preferably, it is more preferable to use 50 mol% or more.

さらに分子量を調整する目的でモノアミン化合物やジカルボン酸無水物を添加してもよい。使用されるモノアミン化合物として、アニリン、4−アミノフェノール、3−アミノフェノール、4−アミノビフェニル、4−フェノキシアニリン、3−アミノフェニルアセチレン、4−アミノフェニルアセチレンなどであり、ジカルボン酸無水物として、マレイン酸無水物、無水フタル酸、4−フェニルエチニル無水フタル酸、4−エチニル無水フタル酸、トリメリト酸などである。モノアミン化合物やジカルボン酸無水物の添加量は、目的とするポリイミドの分子量によって異なるが、通常は使用するすべての酸二無水物とジアミン化合物とのモル数の差の1.0〜数倍のモル数であり、好ましくは1.5〜4.0倍である。酸二無水物が多い場合にはモノアミン化合物、ジアミン化合物が多い場合にはジカルボン酸無水物を加える。   Further, a monoamine compound or a dicarboxylic acid anhydride may be added for the purpose of adjusting the molecular weight. Examples of the monoamine compound used include aniline, 4-aminophenol, 3-aminophenol, 4-aminobiphenyl, 4-phenoxyaniline, 3-aminophenylacetylene, 4-aminophenylacetylene, and the like as dicarboxylic acid anhydrides. Maleic anhydride, phthalic anhydride, 4-phenylethynyl phthalic anhydride, 4-ethynyl phthalic anhydride, trimellitic acid and the like. The amount of monoamine compound or dicarboxylic acid anhydride added varies depending on the molecular weight of the target polyimide, but it is usually 1.0 to several times the mole difference between the number of moles of all acid dianhydrides used and the diamine compound. It is a number, preferably 1.5 to 4.0 times. When there are many acid dianhydrides, a monoamine compound is added, and when there are many diamine compounds, a dicarboxylic acid anhydride is added.

式(1)で表わされるリン化合物としては、R及びRが、共にフェニル基である(ここで、ベンゼン環上の水素原子の少なくとも一つが、炭素数1〜6のアルキル基又はアルコキシル基で置換されていてもよい)ものが好ましく、その具体例としては、下記式(1a): In the phosphorus compound represented by the formula (1), R 1 and R 2 are both phenyl groups (wherein at least one hydrogen atom on the benzene ring is an alkyl group or alkoxyl group having 1 to 6 carbon atoms). (Which may be substituted with the above) is preferred, and specific examples thereof include the following formula (1a):

Figure 2011116871

で表わされる9,10−ジヒドロ−9−オキサ−10−ホスファフェナントレン−10−オキシド(HCA)が挙げられる。
Figure 2011116871

9,10-dihydro-9-oxa-10-phosphaphenanthrene-10-oxide (HCA) represented by the formula:

同様に、式(1)で表わされるリン化合物としては、RとRの一方がフェニル基であり、他方がフェノキシ基であって、それぞれのベンゼン環上の炭素原子の一つが、互いに単結合で結ばれている(ここで、ベンゼン環上の水素原子の少なくとも一つが、炭素数1〜6のアルキル基又はアルコキシル基で置換されていてもよい)ものが好ましく、具体例としては、下記式(1b): Similarly, as the phosphorus compound represented by the formula (1), one of R 1 and R 2 is a phenyl group, the other is a phenoxy group, and one of the carbon atoms on each benzene ring is mutually simple. Preferred are those bonded by a bond (wherein at least one of the hydrogen atoms on the benzene ring may be substituted with an alkyl group or alkoxyl group having 1 to 6 carbon atoms). Formula (1b):

Figure 2011116871

で表わされるジフェニルホスフィンオキシド(DPO)が挙げられる。
Figure 2011116871

The diphenylphosphine oxide (DPO) represented by these is mentioned.

式(1)で表わされるリン化合物の使用量は、使用するベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物のモル数の0.5〜数倍のモル数であり、好ましくは0.8〜4.0倍モルである。   The amount of the phosphorus compound represented by the formula (1) is 0.5 to several times the number of moles of the benzophenone tetracarboxylic dianhydride used, preferably 0.8 to 4.0 times mole. It is.

「リン含有ポリイミドの製造方法」
本発明の含リンポリイミドは、式(1)で表わされるリン化合物の存在下、上記のようにして得られるポリアミド酸を、イミド化することによって製造される。例えば、上記のようにして得られるポリアミド酸の溶液に、式(1)で表わされるリン化合物を添加した後、イミド化を実施してもよい。あるいは、あらかじめ式(1)で表わされるリン化合物を添加した溶媒中で、ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物及びジアミン成分から上記のようにポリアミド酸を製造し、続いてイミド化を実施してもよい。
"Production method of phosphorus-containing polyimide"
The phosphorus-containing polyimide of the present invention is produced by imidizing the polyamic acid obtained as described above in the presence of the phosphorus compound represented by the formula (1). For example, imidization may be carried out after adding the phosphorus compound represented by the formula (1) to the polyamic acid solution obtained as described above. Alternatively, polyamic acid may be produced as described above from benzophenonetetracarboxylic dianhydride and a diamine component in a solvent to which a phosphorus compound represented by formula (1) has been added in advance, and then imidization may be performed. .

式(1)で表わされるリン化合物は、ポリアミド酸の溶液又は反応溶媒に直接加えてもよいが、反応に不活性な溶媒、例えば、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、N−メチル−2−ピロリドン、ジメチルスルホキシド、テトラメチルウレア、テトラヒドロフラン、トルエン、キシレン、エチルベンゼン、アニソール、クロロベンゼン、ジクロロベンゼン、トリクロロベンゼン、ジグリム、トリグリム等の溶媒に5〜90重量%、好ましくは10〜80重量%の溶質濃度で溶解させた後、加えてもよい。   The phosphorus compound represented by the formula (1) may be added directly to the solution of the polyamic acid or the reaction solvent, but is an inert solvent such as N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide, N -Methyl-2-pyrrolidone, dimethyl sulfoxide, tetramethylurea, tetrahydrofuran, toluene, xylene, ethylbenzene, anisole, chlorobenzene, dichlorobenzene, trichlorobenzene, diglyme, triglyme, etc., 5 to 90% by weight, preferably 10 to 80% You may add, after making it melt | dissolve in the solute concentration of a weight%.

続いて、このポリアミド酸及びリン化合物の混合溶液を、ガラス板、銅、アルミ、又はステンレス等の金属箔、あるいはポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート(PEN)、ポリフェニレンサルファイド(PPS)、ポリイミド、シリコン樹脂、又はフッ素樹脂等の樹脂フィルムなどの基材上に、乾燥後の厚みが0.1〜250μm、より好ましくは1.0〜100μmになるように塗布し、40〜500℃、より好ましくは70〜350℃で1分〜5時間、より好ましくは3分〜3時間乾燥させることによって、含リンポリイミドを得ることができる。得られたポリイミドは、基材から剥がしてフィルム形態として、又はそのまま積層体として使用することができる。   Subsequently, the mixed solution of the polyamic acid and the phosphorus compound is a glass plate, a metal foil such as copper, aluminum, or stainless steel, or polyethylene terephthalate (PET), polyethylene naphthalate (PEN), polyphenylene sulfide (PPS), polyimide, It is applied on a substrate such as a resin film such as a silicon resin or a fluororesin so that the thickness after drying is 0.1 to 250 μm, more preferably 1.0 to 100 μm, and more preferably 40 to 500 ° C. Can be obtained by drying at 70 to 350 ° C. for 1 minute to 5 hours, more preferably 3 minutes to 3 hours. The obtained polyimide can be peeled off from the substrate and used as a film or as a laminate.

また、このポリアミド酸及びリン化合物の混合溶液に、トルエン、キシレン、エチルベンゼン、クロロベンゼン、ジクロロベンゼン、トリクロロベンゼンのような水と共沸する溶媒を加え、100〜300℃、より好ましくは150〜250℃で加熱を行い、イミド化に伴い発生する水を系外に排出し熱イミド化を行うことにより、含リンポリイミドを得ることもできる。この時、ピリジン、ピコリン、イミダゾールのような含窒素複素環化合物やトリエチルアミンのようなトリ低級アルキルアミンなどを用いてもよい。あるいは、無水酢酸、トリフルオロ無水酢酸、N,N−ジシクロヘキシルカルボジイミドのような脱水剤とピリジン、ピコリン、イミダゾールのような含窒素複素環化合物やトリエチルアミンのようなトリ低級アルキルアミンなどとを加え、0〜200℃で1〜24時間脱水することによって化学イミド化を行うことにより、含リンポリイミドを得ることもできる。上記のように熱的あるいは化学的にイミド化が終了した溶液を、水、メタノール、エタノール、イソプロパノール、アセトン、トルエン、キシレンのような単独溶媒あるいはこれらの混合溶液に注入し、結晶を析出させ濾別し、乾燥、粉砕して粉状の形態として得ることが出来る。得られたポリイミドは、そのまま射出成型や圧縮成型に用いることができる。また別途、溶媒に溶解させ、ワニスとして使用することもでき、それを前述の基材上に塗布し、乾燥させフィルム形態として得ることもできる。   Further, a solvent azeotropic with water, such as toluene, xylene, ethylbenzene, chlorobenzene, dichlorobenzene, and trichlorobenzene, is added to the mixed solution of the polyamic acid and the phosphorus compound, and the temperature is 100 to 300 ° C, more preferably 150 to 250 ° C. It is possible to obtain a phosphorus-containing polyimide by heating with, discharging water generated by imidization out of the system and performing thermal imidization. At this time, a nitrogen-containing heterocyclic compound such as pyridine, picoline or imidazole, or a tri-lower alkylamine such as triethylamine may be used. Alternatively, a dehydrating agent such as acetic anhydride, trifluoroacetic anhydride, N, N-dicyclohexylcarbodiimide and a nitrogen-containing heterocyclic compound such as pyridine, picoline or imidazole, or a tri-lower alkylamine such as triethylamine are added. Phosphorus-containing polyimide can also be obtained by performing chemical imidation by dehydrating at ˜200 ° C. for 1 to 24 hours. The solution that has been imidized thermally or chemically as described above is poured into a single solvent such as water, methanol, ethanol, isopropanol, acetone, toluene, xylene or a mixed solution thereof to precipitate crystals and filter. Separately, it can be dried and pulverized to obtain a powder form. The obtained polyimide can be used for injection molding or compression molding as it is. Separately, it can be dissolved in a solvent and used as a varnish, or it can be applied on the aforementioned substrate and dried to obtain a film form.

以下に本発明の様態を明らかにするために、実施例と比較例とを示すが、本発明はここに示す実施例のみに限定されるわけではない。   In order to clarify the mode of the present invention, examples and comparative examples are shown below, but the present invention is not limited to the examples shown here.

実施例で得られた化合物における溶液粘度、ガラス転移温度、熱変形温度及び赤外線吸収スペクトルの測定方法、難燃性評価は以下の通りである。   The solution viscosity, glass transition temperature, heat distortion temperature and infrared absorption spectrum measurement method and flame retardancy evaluation for the compounds obtained in the examples are as follows.

溶液粘度:B型粘度計(東京計器製)を用いて、25℃の温度で測定した。 Solution viscosity: Measured at a temperature of 25 ° C. using a B-type viscometer (manufactured by Tokyo Keiki).

ガラス転移温度:示差走査熱量計(島津製作所製 DSC−60)にて、毎分10℃で40〜400℃まで昇温し、測定を行った。解析ソフトによりDSC曲線の外挿点からガラス転移温度を算出した。 Glass transition temperature: A differential scanning calorimeter (DSC-60, manufactured by Shimadzu Corporation) was heated to 40 to 400 ° C. at 10 ° C. per minute and measured. The glass transition temperature was calculated from the extrapolation point of the DSC curve by analysis software.

赤外線吸収スペクトル:IR測定装置(島津製作所製Prestage 21)で、ATR法によって測定した。 Infrared absorption spectrum: Measured by an ATR method using an IR measuring device (Prestage 21 manufactured by Shimadzu Corporation).

難燃性の評価:フィルムを200mm×50mmの大きさに切り、試験片とした。試験片を円筒状に巻き、クランプに垂直に固定し、サンプル下部にバーナーで3秒間接炎を2回行い、燃焼時間が10秒以内のものを○、10秒以上のものを×とした。 Evaluation of flame retardancy: The film was cut into a size of 200 mm × 50 mm to obtain a test piece. The test piece was wound in a cylindrical shape, fixed vertically to the clamp, and subjected to indirect flame twice for 3 seconds with a burner at the bottom of the sample.

実施例1
温度計、窒素導入管を備えた四つ口フラスコに、窒素気流中、4,4’−ジアミノジフェニルエーテル(4−ODA)(和歌山精化社製)10.0118g(0.05mol)、9,10−ジヒドロ−9−オキサ−10−ホスファフェナントレン−10−オキシド(HCA)(三光株式会社製)10.8086g(0.05mol)、N−メチル−2−ピロリドン(NMP)148.0gを仕込み、溶解させた。その後3,3’,4,4’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物(BTDA)(ダイセル化学社製)16.1113g(0.05mol)を仕込み、室温で12時間撹拌を行い、溶液粘度5,000mPa・s、溶質濃度20%のポリアミド酸とリン化合物との混合溶液を得た。得られた混合溶液をガラス板上に、乾燥後の厚みが20μmになるように塗布を行い、90℃、130℃、180℃各温度30分間乾燥を行ったのち、ガラス板から剥がし金属枠に固定して200℃、250℃各温度1時間熱処理を行い、繰り返し単位内にリン原子を4.4%(理論値)含有するポリイミドフィルムを得た。ポリイミドフィルムのIRを測定すると、1670cm−1のベンゾフェノンのカルボニル伸縮振動の吸収は消失していた。フィルムのガラス転移温度は255℃、難燃性評価は○であった。
Example 1
In a four-necked flask equipped with a thermometer and a nitrogen introduction tube, in a stream of nitrogen, 4,4′-diaminodiphenyl ether (4-ODA) (manufactured by Wakayama Seika Co., Ltd.) 10.118 g (0.05 mol), 9,10 -Dihydro-9-oxa-10-phosphaphenanthrene-10-oxide (HCA) (manufactured by Sanko Co., Ltd.) 10.8086 g (0.05 mol), N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) 148.0 g, Dissolved. Thereafter, 3,113 ′, 4,4′-benzophenonetetracarboxylic dianhydride (BTDA) (manufactured by Daicel Chemical) was charged with 16.11313 g (0.05 mol) and stirred at room temperature for 12 hours. A mixed solution of polyamic acid and a phosphorus compound having a 000 mPa · s and a solute concentration of 20% was obtained. The obtained mixed solution is coated on a glass plate so that the thickness after drying is 20 μm, dried at 90 ° C., 130 ° C., and 180 ° C. for 30 minutes, and then peeled off from the glass plate to form a metal frame. After fixing, heat treatment was performed at 200 ° C. and 250 ° C. for 1 hour to obtain a polyimide film containing 4.4% (theoretical value) of phosphorus atoms in the repeating unit. When the IR of the polyimide film was measured, the absorption of the carbonyl stretching vibration of benzophenone at 1670 cm −1 disappeared. The glass transition temperature of the film was 255 ° C., and the flame retardancy evaluation was ○.

比較例1
温度計、窒素導入管を備えた四つ口フラスコに、窒素気流中、4,4’−ジアミノジフェニルエーテル(4−ODA)(和歌山精化社製)10.0118g(0.05mol)、N−メチル−2−ピロリドン(NMP)148.0gを仕込み、溶解させた。その後3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物(BTDA)(ダイセル化学社製)16.1113g(0.05mol)を仕込み、室温で12時間撹拌を行い、溶液粘度12,500mPa・s、溶質濃度15%のポリアミド酸溶液を得た。得られたポリアミド酸溶液をガラス板上に、乾燥後の厚みが20μmになるように塗布を行い、90℃、130℃、180℃各温度30分間乾燥を行ったのち、ガラス板から剥がし金属枠に固定して200℃、250℃各温度1時間熱処理を行い、リンを含有しないポリイミドフィルムを得た。フィルムのガラス転移温度は263℃、難燃性評価は×であった。
Comparative Example 1
In a four-necked flask equipped with a thermometer and a nitrogen introducing tube, in a nitrogen stream, 4,4′-diaminodiphenyl ether (4-ODA) (manufactured by Wakayama Seika Co., Ltd.) 10.118 g (0.05 mol), N-methyl 148.0 g of 2-pyrrolidone (NMP) was charged and dissolved. Subsequently, 3,113 ′, 4,4′-biphenyltetracarboxylic dianhydride (BTDA) (manufactured by Daicel Chemical) was charged with 16.113 g (0.05 mol) and stirred at room temperature for 12 hours. A polyamic acid solution having 500 mPa · s and a solute concentration of 15% was obtained. The obtained polyamic acid solution was coated on a glass plate so that the thickness after drying was 20 μm, dried at 90 ° C., 130 ° C., and 180 ° C. for 30 minutes, and then peeled off from the glass plate. The polyimide film containing no phosphorus was obtained by heat treatment at 200 ° C. and 250 ° C. for 1 hour. The glass transition temperature of the film was 263 ° C., and the flame retardancy evaluation was x.

比較例2
温度計、窒素導入管を備えた四つ口フラスコに、窒素気流中、4,4’−ジアミノジフェニルエーテル(4−ODA)10.0118g(0.05mol)、9,10−ジヒドロ−9−オキサ−10−ホスファフェナントレン−10−オキシド(HCA)(三光株式会社製)21.6172g(0.10mol)、N−メチル−2−ピロリドン(NMP)188.6gを仕込み、溶解させた。その後4,4’−オキシジフタル酸二無水物15.5107g(0.05mol)(マナック株式会社製)を仕込み、室温で12時間撹拌を行い、溶液粘度7,800mPa・s、溶質濃度20%のポリアミド酸溶液とリン化合物との混合物を得た。得られた混合物をガラス板上に、乾燥後の厚みが20μmになるように塗布を行い、90℃、130℃、180℃各温度30分間乾燥を行ったのち、ガラス板から剥がし金属枠に固定して200℃、250℃各温度1時間熱処理を行い、ポリイミドフィルムを得た。ポリイミドフィルムのIRを測定すると、リンの存在は認められなかった。フィルムのガラス転移温度は228℃、難燃性評価は×であった。
Comparative Example 2
In a four-necked flask equipped with a thermometer and a nitrogen inlet tube, in a nitrogen stream, 4,118 ′ (0.05 mol) of 4,4′-diaminodiphenyl ether (4-ODA), 9,10-dihydro-9-oxa- 21.6172 g (0.10 mol) of 10-phosphaphenanthrene-10-oxide (HCA) (manufactured by Sanko Co., Ltd.) and 188.6 g of N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) were charged and dissolved. Thereafter, 15.5107 g (0.05 mol) (manac Co., Ltd.) of 4,4′-oxydiphthalic dianhydride was charged, and the mixture was stirred at room temperature for 12 hours to give a polyamide having a solution viscosity of 7,800 mPa · s and a solute concentration of 20%. A mixture of an acid solution and a phosphorus compound was obtained. The obtained mixture is applied onto a glass plate so that the thickness after drying is 20 μm, dried at 90 ° C., 130 ° C., and 180 ° C. for 30 minutes, and then peeled off from the glass plate and fixed to a metal frame. Then, heat treatment was performed at 200 ° C. and 250 ° C. for 1 hour to obtain a polyimide film. The presence of phosphorus was not observed when the IR of the polyimide film was measured. The glass transition temperature of the film was 228 ° C., and the flame retardancy evaluation was x.

実施例2〜4、比較例3
実施例1と同様に、各種成分を変更してポリイミドフィルムを作成した。その組成と結果を表1に示す。
Examples 2 to 4, Comparative Example 3
In the same manner as in Example 1, various components were changed to prepare a polyimide film. The composition and results are shown in Table 1.

Figure 2011116871
Figure 2011116871

表中の略号は、以下を示す。
BTDA:3,3’,4,4’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物
DSDA:3,3’,4,4’−ジフェニルスルホンテトラカルボン酸二無水物
APB:1,3−ビス(3−アミノフェノキシ)ベンゼン
BAPP:2,2−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]プロパン
BAPS:ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]スルホン
HCA:9,10−ジヒドロ−9−オキサ−10−ホスファフェナントレン−10−オキシド
DPO:ジフェニルホスフィンオキシド(アルドリッチ)
The abbreviations in the table indicate the following.
BTDA: 3,3 ′, 4,4′-benzophenone tetracarboxylic dianhydride DSDA: 3,3 ′, 4,4′-diphenylsulfone tetracarboxylic dianhydride APB: 1,3-bis (3-amino Phenoxy) benzene BAPP: 2,2-bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] propane BAPS: bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] sulfone HCA: 9,10-dihydro-9-oxa-10 -Phosphaphenanthrene-10-oxide DPO: Diphenylphosphine oxide (Aldrich)

本発明の製造方法を用いることによって、含リンポリイミドを特別な装置、工程を必要とすることなく簡便な方法で製造することができる。またこの製造方法を用いて製造された含リンポリイミドは、薄膜化及び難燃化が要求される耐熱性接着剤や電子回路基板の絶縁材料等として非常に有用である。 By using the production method of the present invention, the phosphorus-containing polyimide can be produced by a simple method without requiring a special apparatus or process. In addition, the phosphorus-containing polyimide produced by using this production method is very useful as a heat-resistant adhesive, an insulating material for an electronic circuit board, and the like that are required to be thinned and flame-retardant.

Claims (5)

ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物とジアミンを反応させて得られるポリアミド酸を、下記一般式(1)
Figure 2011116871

(式中、R及びRは、同一であっても異なっていてもよく、フェニル又はフェノキシ基であり、
ここで、RとRのベンゼン環上の水素原子の少なくとも一つが、炭素数1〜6のアルキル基若しくはアルコキシル基で置換されていてもよく、及び/又はRとRそれぞれのベンゼン環上の炭素原子の一つが、互いに単結合で結ばれていてもよい)
で表されるリン化合物の存在下、イミド化することを特徴とする、含リンポリイミドの製造方法。
Polyamic acid obtained by reacting benzophenonetetracarboxylic dianhydride and diamine is represented by the following general formula (1)
Figure 2011116871

Wherein R 1 and R 2 may be the same or different and are phenyl or phenoxy groups;
Here, at least one hydrogen atom on the benzene ring of R 1 and R 2 may be substituted with an alkyl group or alkoxyl group having 1 to 6 carbon atoms, and / or benzene of each of R 1 and R 2 One of the carbon atoms on the ring may be connected to each other by a single bond)
A method for producing a phosphorus-containing polyimide, wherein imidization is performed in the presence of a phosphorus compound represented by the formula:
前記一般式(1)のリン化合物が、R及びRが、共にフェニル基であるか、又はRとRの一方がフェニル基であり、他方がフェノキシ基であって、それぞれのベンゼン環上の炭素原子の一つが、互いに単結合で結ばれている(ここで、ベンゼン環上の水素原子の少なくとも一つが、炭素数1〜6のアルキル基若しくはアルコキシル基で置換されていてもよい)ものである、請求項1記載の含リンポリイミドの製造方法。 In the phosphorus compound of the general formula (1), R 1 and R 2 are both phenyl groups, or one of R 1 and R 2 is a phenyl group and the other is a phenoxy group, and each benzene One of the carbon atoms on the ring is bonded to each other by a single bond (wherein at least one of the hydrogen atoms on the benzene ring may be substituted with an alkyl group or alkoxyl group having 1 to 6 carbon atoms). The method for producing a phosphorus-containing polyimide according to claim 1. 前記一般式(1)記載のリン化合物が、下記式(1a)
Figure 2011116871

及び/又は下記式(1b)
Figure 2011116871

である、請求項1又は2記載の含リンポリイミドの製造方法。
The phosphorus compound described in the general formula (1) is represented by the following formula (1a)
Figure 2011116871

And / or the following formula (1b)
Figure 2011116871

The method for producing a phosphorus-containing polyimide according to claim 1 or 2.
前記ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物が、3,3’,4,4’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、2,3’,3,4’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、及び2,2’,3,3’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物からなる群より選ばれる一種または二種以上の化合物である、請求項1〜3のいずれか一項記載の製造方法。 The benzophenone tetracarboxylic dianhydride is 3,3 ′, 4,4′-benzophenone tetracarboxylic dianhydride, 2,3 ′, 3,4′-benzophenone tetracarboxylic dianhydride, and 2,2 The manufacturing method as described in any one of Claims 1-3 which is 1 type, or 2 or more types of compounds chosen from the group which consists of ', 3,3'- benzophenone tetracarboxylic dianhydride. 請求項1〜4のいずれか一項記載の製造方法により得られる含リンポリイミド。 The phosphorus-containing polyimide obtained by the manufacturing method as described in any one of Claims 1-4.
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