JP2016166336A - Dihydrofuran derivative composition, polyimide precursor composition and method for producing polyimide resin - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ジヒドロフラン誘導体組成物、ポリイミド前駆体組成物およびポリイミド樹脂の製造方法に関する。 The present invention relates to a dihydrofuran derivative composition, a polyimide precursor composition, and a method for producing a polyimide resin.
ポリイミドはスーパーエンジニアリング・プラスチックの一つであり、他の高分子材料に比べて高い耐熱性を誇るうえ、機械強度や耐薬品性の面でも極めて優れた性能を持っている。また、低誘電率であり電気絶縁性に優れ、伸び特性に富み、熱膨張係数が小さいため、従来から電子回路の絶縁層、導電材を担持するバインダーなど、工業製品に多く利用されている。 Polyimide is one of the super engineering plastics. It boasts higher heat resistance than other polymer materials, and has extremely excellent performance in terms of mechanical strength and chemical resistance. In addition, since it has a low dielectric constant, excellent electrical insulation, excellent elongation characteristics, and a low thermal expansion coefficient, it has been widely used in industrial products such as an insulating layer of an electronic circuit and a binder carrying a conductive material.
一般に、ポリイミドは溶媒への溶解性に乏しく加工が困難なため、前駆体を含有する組成物の状態で使用して所望の形状に成形加工し、その後、加熱を行うことでポリイミドとする場合が多い。 In general, polyimide has poor solubility in a solvent and is difficult to process, so it may be used in a composition containing a precursor and molded into a desired shape, and then heated to form a polyimide. Many.
このような組成物は、通常、塗工を介して扱われることが多く、経時で塗工時の造膜性に支障をきたす粘度変性や析出を避けるため、高極性で溶解力の高い溶媒が必要となり、N−メチル−2−ピロリドン、ジメチルスルホキシド、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミドなどが広く使用されている。一方、これら溶媒には生殖毒性や焼却時に窒素酸化物や硫黄酸化物を生じるなど環境負荷の大きさが指摘され、特殊な設備や防護装備がないと取り扱えない、という問題が内在されている。 Such a composition is usually often handled through coating, and in order to avoid viscosity modification and precipitation that hinder the film-forming property during coating over time, a solvent with high polarity and high dissolving power is used. N-methyl-2-pyrrolidone, dimethyl sulfoxide, dimethylformamide, dimethylacetamide and the like are widely used. On the other hand, these solvents are pointed out as having large environmental burdens such as reproductive toxicity and generation of nitrogen oxides and sulfur oxides during incineration, and the problem is that they cannot be handled without special equipment and protective equipment.
ポリイミド前駆体は水に対し不安定な場合が多いため、溶媒または分散媒として水を用いた水系組成物とした場合、ゲル化や析出を起こさずに塗工に適した性状を保つことが難しく、組成物を塗工、乾燥する際の加工性や貯蔵安定性に問題が生じてしまう。 Since polyimide precursors are often unstable to water, it is difficult to maintain properties suitable for coating without causing gelation or precipitation when water-based compositions using water as a solvent or dispersion medium are used. Problems arise in processability and storage stability when the composition is applied and dried.
しかし、ポリイミド前駆体を含有する組成物の媒体として用いられるN−メチル−2−ピロリドン、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキシド等の非プロトン性極性溶媒は、極性基に由来した皮膚浸透性の高さがあり生体毒性を有する、燃焼時に窒素酸化物を生じるなど、環境負荷の高い溶媒にあたる。また、これらの有機溶媒は比較的高価な溶媒であるために、製造コストを上昇させる原因ともなる。 However, aprotic polar solvents such as N-methyl-2-pyrrolidone, N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide, dimethylsulfoxide and the like used as a medium for a composition containing a polyimide precursor are polar groups. It is a solvent with high environmental load, such as high skin permeability derived from, having biotoxicity, and generating nitrogen oxides upon combustion. Moreover, since these organic solvents are relatively expensive solvents, they also cause an increase in production cost.
そのため、ポリイミド前駆体を水性媒体に溶解または分散させて水系組成物とすることが検討されてきた。例えば、特許文献1〜3には、ポリイミド前駆体(ポリアミック酸)と特定のアミンとの塩を形成させてポリイミド前駆体の水性樹脂組成物を製造する手段が開示されているが、常温で長時間放置すると凝集物や沈殿物、ゲルが生じ、良好な塗工ができないなど、十分な貯蔵安定性が得られない。 Therefore, it has been studied to dissolve or disperse a polyimide precursor in an aqueous medium to obtain an aqueous composition. For example, Patent Documents 1 to 3 disclose means for producing an aqueous resin composition of a polyimide precursor by forming a salt of a polyimide precursor (polyamic acid) and a specific amine. If left for a long period of time, aggregates, precipitates, and gels are formed, and satisfactory coating stability cannot be obtained, such as inability to perform good coating.
一方、特許文献4には、ポリイミド前駆体であるポリアミック酸のカルボキシ基と2級のビニルエーテル化合物との反応により、ヘミアセタールエステル結合を介して保護基を導入することが開示されているが、ヘミアセタールエステル結合は、水分子の存在下では、たとえ室温であっても容易に分解が進み、アセトアルデヒドとアルコールへの変質が起こるため、実用レベルの貯蔵安定性が得られない。 On the other hand, Patent Document 4 discloses that a protective group is introduced via a hemiacetal ester bond by a reaction between a carboxy group of a polyamic acid that is a polyimide precursor and a secondary vinyl ether compound. In the presence of water molecules, the acetal ester bond is easily decomposed even at room temperature, and changes to acetaldehyde and alcohol, so that storage stability at a practical level cannot be obtained.
そこで、本発明は、塗工性および貯蔵安定性に優れるとともに、硬化物の耐溶剤性および耐水性にも優れるポリイミド前駆体の水性組成物、ならびにポリイミド樹脂(硬化物)の製造方法を提供することを課題とする。
また、本発明は、ジヒドロフラン誘導体組成物を提供することも目的とする。
Therefore, the present invention provides an aqueous composition of a polyimide precursor that is excellent in coating property and storage stability, and also excellent in solvent resistance and water resistance of a cured product, and a method for producing a polyimide resin (cured product). This is the issue.
Another object of the present invention is to provide a dihydrofuran derivative composition.
本発明者は、上記課題を解決すべく鋭意検討を重ねたところ、特定のジヒドロフラン化合物の五員環の二重結合に特定のテトラカルボン酸を付加させて得られるジヒドロフラン誘導体(上記五員環はテトラヒドロフラン骨格となる。)と、特定のポリアミンとを水性媒体中で混合して得られるポリイミド前駆体の水性組成物(ポリイミド前駆体組成物)は、塗工性および貯蔵安定性が優れるとともに、硬化させて得られるポリイミド樹脂の耐溶剤性および耐水性にも優れることを知得し、本発明を完成させるに至った。
すなわち、本発明は以下の(1)〜(4)である。
The present inventor has made extensive studies to solve the above problems, and as a result, dihydrofuran derivatives obtained by adding a specific tetracarboxylic acid to a double bond of a five-membered ring of a specific dihydrofuran compound (the above five-membered). The ring is a tetrahydrofuran skeleton.) And a polyimide precursor aqueous composition (polyimide precursor composition) obtained by mixing a specific polyamine in an aqueous medium has excellent coating properties and storage stability. It has been found that the polyimide resin obtained by curing is excellent in solvent resistance and water resistance, and has completed the present invention.
That is, this invention is the following (1)-(4).
(1)下記式(1)で表されるジヒドロフラン誘導体と水性媒体とを含有するジヒドロフラン誘導体組成物。
(2)下記式(1)で表されるジヒドロフラン誘導体と、下記式(C)で表されるポリアミンと、水性媒体とを含有するポリイミド前駆体組成物。
(3)下記式(A)で表されるジヒドロフラン化合物と、下記式(B)で表されるテトラカルボン酸と、水性媒体とを混合し、撹拌するジヒドロフラン誘導体組成物製造工程、
前記ジヒドロフラン誘導体組成物製造工程で得られたジヒドロフラン誘導体と、下記式(C)で表されるポリアミンと、水性媒体とを混合し、撹拌するポリイミド前駆体組成物製造工程、および
前記ポリイミド前駆体組成物製造工程で得られたポリイミド前駆体と水性媒体とを含有するポリイミド前駆体組成物を加熱処理して、硬化させるポリイミド樹脂製造工程
を備えるポリイミド樹脂の製造方法。
(4)上記(3)の製造方法によって得られるポリイミド樹脂。
(1) A dihydrofuran derivative composition containing a dihydrofuran derivative represented by the following formula (1) and an aqueous medium.
(2) A polyimide precursor composition containing a dihydrofuran derivative represented by the following formula (1), a polyamine represented by the following formula (C), and an aqueous medium.
(3) A dihydrofuran derivative composition manufacturing process in which a dihydrofuran compound represented by the following formula (A), a tetracarboxylic acid represented by the following formula (B), and an aqueous medium are mixed and stirred.
A polyimide precursor composition manufacturing step in which the dihydrofuran derivative obtained in the dihydrofuran derivative composition manufacturing step, a polyamine represented by the following formula (C), and an aqueous medium are mixed and stirred, and the polyimide precursor The manufacturing method of a polyimide resin provided with the polyimide resin manufacturing process which heat-processes and cures the polyimide precursor composition containing the polyimide precursor and aqueous medium which were obtained at the body composition manufacturing process.
(4) A polyimide resin obtained by the production method of (3) above.
本発明によれば、塗工性および貯蔵安定性が優れるとともに、ポリイミド樹脂の耐溶剤性および耐水性にも優れる、ポリイミド前駆体の水性組成物、ならびにポリイミド樹脂の製造方法を提供することができる。また、本発明は、ジヒドロフラン誘導体組成物を提供することもできる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, while being excellent in coating property and storage stability, the polyimide resin aqueous composition excellent in the solvent resistance and water resistance of a polyimide resin, and the manufacturing method of a polyimide resin can be provided. . The present invention can also provide a dihydrofuran derivative composition.
本発明の特徴の一つは、ポリイミド前駆体において、テトラカルボン酸に由来するカルボキシ基が、ジヒドロフラン化合物との付加反応によりヘミアセタールエステル結合が形成されている点にある。 One of the characteristics of the present invention is that in the polyimide precursor, a carboxy group derived from tetracarboxylic acid has a hemiacetal ester bond formed by an addition reaction with a dihydrofuran compound.
ジヒドロフラン化合物とカルボキシ基との反応により形成されたヘミアセタールエステル結合は、加水分解への耐性を有し、カルボキシ基の保護基が脱離することによる脱保護が起きにくいため、水性媒体中でのポリイミド前駆体の安定性が高く、ポリイミド前駆体組成物の保存安定性が優れる。発明者は、このような加水分解への耐性について、特許文献4に記載されているようなビニルエーテル化合物とカルボキシ基との反応により形成されたヘミアセタールエステル結合は平面構造をとることができ、水が付加しやすいことにより加水分解への耐性が低いが、ジヒドロフラン化合物とカルボキシ基との反応により形成されたヘミアセタールエステル結合は、ジヒドロフラン化合物の五員環による立体障害のため、ヘミアセタールエステル結合が平面構造をとることができず、水が付加しにくいことにより加水分解への耐性が高くなっていると推定している。さらには、水性媒体中での安定性が高いのみならず、有機溶媒中での安定性も高くなっていると考えている。 The hemiacetal ester bond formed by the reaction between a dihydrofuran compound and a carboxy group has resistance to hydrolysis, and deprotection due to elimination of the protective group of the carboxy group hardly occurs. The stability of the polyimide precursor is high, and the storage stability of the polyimide precursor composition is excellent. The inventor has found that the hemiacetal ester bond formed by the reaction of a vinyl ether compound and a carboxy group as described in Patent Document 4 can have a planar structure for resistance to hydrolysis. Is less resistant to hydrolysis, but the hemiacetal ester bond formed by the reaction of the dihydrofuran compound with the carboxy group is a hemiacetal ester due to steric hindrance due to the five-membered ring of the dihydrofuran compound. It is presumed that the bond cannot take a planar structure and the resistance to hydrolysis is increased due to the difficulty of adding water. Furthermore, it is considered that not only the stability in an aqueous medium is high, but also the stability in an organic solvent is high.
また、ジヒドロフラン化合物とカルボキシ基との反応により形成されたヘミアセタールエステル結合は、170℃以上に加熱することによって速やかに分解され、ジヒドロフラン化合物が脱離するため、200℃以上で加熱するイミド化処理の直前までカルボキシ基を保護することができる。さらに、脱離したジヒドロフラン化合物は加熱中に気化するため、イミド化後のポリイミドにジヒドロフラン化合物の残存が極めて少なく、ポリイミド樹脂の耐溶剤性および耐水性を損なわない。 In addition, the hemiacetal ester bond formed by the reaction between the dihydrofuran compound and the carboxy group is rapidly decomposed by heating to 170 ° C. or higher, and the dihydrofuran compound is eliminated, so that the imide is heated at 200 ° C. or higher. The carboxy group can be protected until immediately before the conversion treatment. Furthermore, since the detached dihydrofuran compound is vaporized during heating, the polyimide after imidation has very little residual dihydrofuran compound, and does not impair the solvent resistance and water resistance of the polyimide resin.
これにより、保存時はカルボキシ基が保護され安定な状態であるにもかかわらず、イミド化後にはほぼ純粋なポリイミド樹脂となるポリイミド前駆体を得ることができる。
以下、本発明について詳しく説明する。
As a result, it is possible to obtain a polyimide precursor that becomes a substantially pure polyimide resin after imidization even though the carboxy group is protected and in a stable state during storage.
The present invention will be described in detail below.
本発明のポリイミド樹脂の製造方法は、ジヒドロフラン誘導体組成物製造工程、ポリイミド前駆体組成物製造工程およびポリイミド樹脂製造工程を備える。
ジヒドロフラン誘導体組成物製造工程において、ジヒドロフラン誘導体と水性媒体とを含有するジヒドロフラン誘導体組成物が製造され、ポリイミド前駆体組成物製造工程において、ジヒドロフラン誘導体組成物とポリアミンと水性媒体とを含有するポリイミド前駆体組成物が製造される。
The manufacturing method of the polyimide resin of this invention is equipped with the dihydrofuran derivative composition manufacturing process, the polyimide precursor composition manufacturing process, and the polyimide resin manufacturing process.
In the dihydrofuran derivative composition production process, a dihydrofuran derivative composition containing a dihydrofuran derivative and an aqueous medium is produced. In the polyimide precursor composition production process, the dihydrofuran derivative composition, polyamine and an aqueous medium are contained. A polyimide precursor composition is produced.
1.ジヒドロフラン誘導体組成物製造工程
ジヒドロフラン誘導体組成物製造工程は、ジヒドロフラン化合物と、テトラカルボン酸と、水性媒体とを混合し、撹拌してジヒドロフラン誘導体の水性組成物(ジヒドロフラン誘導体組成物)を製造する工程である。上記工程によって本発明のジヒドロフラン誘導体組成物を製造することができる。
1. Dihydrofuran derivative composition production process The dihydrofuran derivative composition production process comprises mixing an adihydrofuran compound, a tetracarboxylic acid, and an aqueous medium, stirring them, and stirring the aqueous composition of the dihydrofuran derivative (dihydrofuran derivative composition). Is a process of manufacturing. The dihydrofuran derivative composition of the present invention can be produced by the above process.
〈ジヒドロフラン化合物およびテトラカルボン酸〉
ジヒドロフラン誘導体組成物製造工程において使用されるジヒドロフラン化合物は下記式(A)で表されるものであり、テトラカルボン酸は下記式(B)で表されるものである。
<Dihydrofuran compound and tetracarboxylic acid>
The dihydrofuran compound used in the dihydrofuran derivative composition production process is represented by the following formula (A), and the tetracarboxylic acid is represented by the following formula (B).
式(A)中、R1、R2、R3およびR4は、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子または1価の有機基であり、R2、R3およびR4は、それぞれ互いに結合して環状構造を示していてもよい。R1、R2、R3およびR4は、ジヒドロフラン化合物に依存して定まる。 In formula (A), R 1 , R 2 , R 3 and R 4 are each independently a hydrogen atom, a halogen atom or a monovalent organic group, and R 2 , R 3 and R 4 are each bonded to each other Thus, a ring structure may be shown. R 1 , R 2 , R 3 and R 4 are determined depending on the dihydrofuran compound.
1価の有機基としては、例えば、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、シクロアルキル基、シクロアルケニル基、アリール基等が挙げられる。これらの中でもアルキル基が好ましく、メチル基、エチル基、プロピル基およびイソプロピル基から選択されるC1−3アルキル基がより好ましく、メチル基がさらに好ましい。これら1価の有機基は、任意の水素原子がハロゲン原子や水酸基によって置換されていてもよい。ハロゲン原子としては、フッ素原子が好ましい。しかし、これらに限定されるものではない。
式(A)中、R2、R3およびR4は、それぞれ互いに結合して環状構造を示していてもよい。上記環状構造は特に制限されない。なお、R3、R4が互いに結合して環状構造を形成する場合、上記環状構造はベンゼン環を含まないことが好ましい態様の1つとして挙げられる(以下同様)。つまり、本発明は、式(1)で表されるテトラヒドロフラン骨格とベンゼン環とが縮環したベンゾフラン骨格を含まないことが好ましい態様の1つとして挙げられる。R3、R4が互いに結合して環状構造を形成する場合、形成された環状構造としては例えば、脂環式炭化水素が挙げられる。
Examples of the monovalent organic group include an alkyl group, an alkenyl group, an alkynyl group, a cycloalkyl group, a cycloalkenyl group, and an aryl group. Among these, an alkyl group is preferable, a C 1-3 alkyl group selected from a methyl group, an ethyl group, a propyl group, and an isopropyl group is more preferable, and a methyl group is more preferable. In these monovalent organic groups, an arbitrary hydrogen atom may be substituted with a halogen atom or a hydroxyl group. As the halogen atom, a fluorine atom is preferable. However, it is not limited to these.
In formula (A), R 2 , R 3 and R 4 may be bonded to each other to represent a cyclic structure. The ring structure is not particularly limited. In addition, when R < 3 >, R < 4 > mutually couple | bonds and forms a cyclic structure, it is mentioned as one of the preferable aspects that the said cyclic structure does not contain a benzene ring (hereinafter the same). That is, the present invention includes one preferred embodiment that does not include a benzofuran skeleton in which a tetrahydrofuran skeleton represented by the formula (1) and a benzene ring are condensed. When R 3 and R 4 are bonded to each other to form a cyclic structure, examples of the formed cyclic structure include alicyclic hydrocarbons.
上記1価の有機基からは、アミノ基またはカルボキシ基と反応性を有する基を含むものを除く。アミノ基と反応性を有する基としては、例えば、カルボキシ基、カルボン酸無水物基、カルボニル基、アルデヒド基、ハロゲノカルボニル基等が挙げられるがこれらに限定されない。また、カルボキシ基と反応性を有する基としては、例えば、アミノ基、ヒドロキシ基、カルボキシ基、ビニルオキシ基等が挙げられるがこれらに限定されない。 From the monovalent organic group, those containing a group reactive with an amino group or a carboxy group are excluded. Examples of the group having reactivity with an amino group include, but are not limited to, a carboxy group, a carboxylic anhydride group, a carbonyl group, an aldehyde group, and a halogenocarbonyl group. Examples of the group having reactivity with a carboxy group include, but are not limited to, an amino group, a hydroxy group, a carboxy group, and a vinyloxy group.
ジヒドロフラン化合物としては、具体的には、例えば、2,3−ジヒドロフラン、2,3−ジヒドロ−5−メチルフラン等が挙げられる。これらの中でも、2,3−ジヒドロフランが好ましい。 Specific examples of the dihydrofuran compound include 2,3-dihydrofuran and 2,3-dihydro-5-methylfuran. Among these, 2,3-dihydrofuran is preferable.
ジヒドロフラン化合物は、1種類を単独で、または2種類以上を組み合わせて使用することができる。 A dihydrofuran compound can be used individually by 1 type or in combination of 2 or more types.
式(B)中、Xは4価の有機基である。Xはテトラカルボン酸に依存して定まる。 In formula (B), X is a tetravalent organic group. X is determined depending on the tetracarboxylic acid.
4価の有機基としては、例えば、エチレン、プロパン等の鎖式炭化水素を基本骨格に有する化合物、シクロヘキサン等の環式炭化水素を基本骨格に有する化合物、ベンゼン、ナフタレン等の芳香族炭化水素を基本骨格に有する化合物、ベンゾフェノン等のベンゾフェノン骨格を有する化合物、ジフェニルエーテル等のジフェニルエーテル骨格を有する化合物、ジフェニルスルホン等のジフェニルスルホン骨格を有する化合物、ビフェニル等のビフェニル骨格を有する化合物などから任意の4個の水素原子を除去した基が挙げられる。しかし、これらに限定されるものではない。 Examples of the tetravalent organic group include a compound having a chain hydrocarbon such as ethylene and propane in the basic skeleton, a compound having a cyclic hydrocarbon such as cyclohexane in the basic skeleton, and an aromatic hydrocarbon such as benzene and naphthalene. Any four compounds from a compound having a basic skeleton, a compound having a benzophenone skeleton such as benzophenone, a compound having a diphenyl ether skeleton such as diphenyl ether, a compound having a diphenyl sulfone skeleton such as diphenyl sulfone, a compound having a biphenyl skeleton such as biphenyl, etc. Examples include a group from which a hydrogen atom has been removed. However, it is not limited to these.
上記4価の有機基からは、アミノ基と反応性を有する基を含むものを除く。アミノ基と反応性を有する基としては、例えば、カルボキシ基、カルボン酸無水物基、カルボニル基、アルデヒド基、ハロゲノカルボニル基等が挙げられるがこれらに限定されない。 From the tetravalent organic group, those containing a group reactive with an amino group are excluded. Examples of the group having reactivity with an amino group include, but are not limited to, a carboxy group, a carboxylic anhydride group, a carbonyl group, an aldehyde group, and a halogenocarbonyl group.
テトラカルボン酸としては、具体的には、例えば、1,2,4,5−ベンゼンテトラカルボン酸(ピロメリット酸)、1,2,3,4−ベンゼンテトラカルボン酸(メロファン酸)、2,3,6,7−ナフタレンテトラカルボン酸、1,4,5,8−ナフタレンテトラカルボン酸、1,2,5,6−ナフタレンテトラカルボン酸、3,4,9,10−ぺリレンテトラカルボン酸、2,3,6,7−アントラセンテトラカルボン酸、1,2,7,8−フェナントレンテトラカルボン酸、3,3’,4,4’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸、2,2’,3,3’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸、ビス{4−〔4−(1,2−ジカルボキシ)フェノキシ〕フェニル}ケトン、ビス{4−〔3−(1,2−ジカルボキシ)フェノキシ〕フェニル}ケトン、ビス{4−〔4−(1,2−ジカルボキシ)フェノキシ〕フェニル}ケトン、ビス{4−〔3−(1,2−ジカルボキシ)フェノキシ〕フェニル}ケトン、2,3,3’,4’−ビフェニルテトラカルボン酸、3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸、2,2’,3,3’−ビフェニルテトラカルボン酸、2,2’,6,6’−ビフェニルテトラカルボン酸、ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)エーテル、4,4’−ビス〔4−(1,2−ジカルボキシ)フェノキシ〕ビフェニル、4,4’−ビス〔3−(1,2−ジカルボキシ)フェノキシ〕ビフェニル、ビス(2,3−ジカルボキシフェニル)メタン、ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)メタン、1,1−ビス(2,3−ジカルボキシフェニル)エタン、2,2−ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)プロパン、2,2−ビス(2,3−ジカルボキシフェニル)プロパン、2,2−ビス{4−〔4−(1,2−ジカルボキシ)フェノキシ〕フェニル}プロパン、2,2−ビス{4−〔3−(1,2−ジカルボキシ)フェノキシ〕フェニル}プロパン、2,2−ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)−1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロパン、2,2−ビス(2,3−ジカルボキシフェニル)−1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロパン、2,2−ビス{4−〔4−(1,2−ジカルボキシ)フェノキシ〕フェニル}−1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロパン、2,2−ビス{4−〔3−(1,2−ジカルボキシ)フェノキシ〕フェニル}−1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロパン、1,3−ビス〔(3,4−ジカルボキシ)ベンゾイル〕ベンゼン、1,4−ビス〔(3,4−ジカルボキシ)ベンゾイル〕ベンゼン、ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)スルホン、ビス{4−〔4−(1,2−ジカルボキシ)フェノキシ〕フェニル}スルホン、ビス{4−〔3−(1,2−ジカルボキシ)フェノキシ〕フェニル}スルホン、ビス{4−〔4−(1,2−ジカルボキシ)フェノキシ〕フェニル}スルフィド、ビス{4−〔3−(1,2−ジカルボキシ)フェノキシ〕フェニル}スルフィド等が挙げられる。 Specific examples of the tetracarboxylic acid include 1,2,4,5-benzenetetracarboxylic acid (pyromellitic acid), 1,2,3,4-benzenetetracarboxylic acid (merophanoic acid), 2, 3,6,7-naphthalenetetracarboxylic acid, 1,4,5,8-naphthalenetetracarboxylic acid, 1,2,5,6-naphthalenetetracarboxylic acid, 3,4,9,10-perylenetetracarboxylic acid 2,3,6,7-anthracenetetracarboxylic acid, 1,2,7,8-phenanthrenetetracarboxylic acid, 3,3 ′, 4,4′-benzophenonetetracarboxylic acid, 2,2 ′, 3,3 '-Benzophenone tetracarboxylic acid, bis {4- [4- (1,2-dicarboxy) phenoxy] phenyl} ketone, bis {4- [3- (1,2-dicarboxy) phenoxy] pheny } Ketone, bis {4- [4- (1,2-dicarboxy) phenoxy] phenyl} ketone, bis {4- [3- (1,2-dicarboxy) phenoxy] phenyl} ketone, 2,3,3 ', 4'-biphenyltetracarboxylic acid, 3,3', 4,4'-biphenyltetracarboxylic acid, 2,2 ', 3,3'-biphenyltetracarboxylic acid, 2,2', 6,6'- Biphenyltetracarboxylic acid, bis (3,4-dicarboxyphenyl) ether, 4,4′-bis [4- (1,2-dicarboxy) phenoxy] biphenyl, 4,4′-bis [3- (1, 2-dicarboxy) phenoxy] biphenyl, bis (2,3-dicarboxyphenyl) methane, bis (3,4-dicarboxyphenyl) methane, 1,1-bis (2,3-dicarboxyphenyl) ethane, , 2-bis (3,4-dicarboxyphenyl) propane, 2,2-bis (2,3-dicarboxyphenyl) propane, 2,2-bis {4- [4- (1,2-dicarboxy) Phenoxy] phenyl} propane, 2,2-bis {4- [3- (1,2-dicarboxy) phenoxy] phenyl} propane, 2,2-bis (3,4-dicarboxyphenyl) -1,1, 1,3,3,3-hexafluoropropane, 2,2-bis (2,3-dicarboxyphenyl) -1,1,1,3,3,3-hexafluoropropane, 2,2-bis {4 -[4- (1,2-dicarboxy) phenoxy] phenyl} -1,1,1,3,3,3-hexafluoropropane, 2,2-bis {4- [3- (1,2-di Carboxy) phenoxy] phenyl} -1,1,1,3,3 3-hexafluoropropane, 1,3-bis [(3,4-dicarboxy) benzoyl] benzene, 1,4-bis [(3,4-dicarboxy) benzoyl] benzene, bis (3,4-dicarboxy Phenyl) sulfone, bis {4- [4- (1,2-dicarboxy) phenoxy] phenyl} sulfone, bis {4- [3- (1,2-dicarboxy) phenoxy] phenyl} sulfone, bis {4- [4- (1,2-dicarboxy) phenoxy] phenyl} sulfide, bis {4- [3- (1,2-dicarboxy) phenoxy] phenyl} sulfide, and the like.
テトラカルボン酸としては、ポリイミド前駆体組成物を乾燥、硬化させて得られるポリイミド樹脂の耐熱性、線熱膨張係数などの観点から、芳香族テトラカルボン酸が好ましく、1,2,4,5−ベンゼンテトラカルボン酸(ピロメリット酸)、1,2,3,4−ベンゼンテトラカルボン酸(メロファン酸)、2,3,6,7−ナフタレンテトラカルボン酸、3,3’,4,4’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸、3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸、2,3,3’,4’−ビフェニルテトラカルボン酸、2,3,2’,3’−ビフェニルテトラカルボン酸、2,2’,6,6’−ビフェニルテトラカルボン酸、ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)エーテル、2,2−ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)−1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロパン、またはビス(3,4−ジカルボキシフェニル)エーテルが好ましい。 The tetracarboxylic acid is preferably an aromatic tetracarboxylic acid from the viewpoint of the heat resistance and linear thermal expansion coefficient of a polyimide resin obtained by drying and curing the polyimide precursor composition, and 1,2,4,5- Benzenetetracarboxylic acid (pyromellitic acid), 1,2,3,4-benzenetetracarboxylic acid (melophanoic acid), 2,3,6,7-naphthalenetetracarboxylic acid, 3,3 ′, 4,4′- Benzophenone tetracarboxylic acid, 3,3 ′, 4,4′-biphenyltetracarboxylic acid, 2,3,3 ′, 4′-biphenyltetracarboxylic acid, 2,3,2 ′, 3′-biphenyltetracarboxylic acid, 2,2 ′, 6,6′-biphenyltetracarboxylic acid, bis (3,4-dicarboxyphenyl) ether, 2,2-bis (3,4-dicarboxyphenyl) -1,1, , 3,3,3 hexafluoropropane or bis (3,4-carboxyphenyl) ether, are preferred.
テトラカルボン酸としては、ヘミアセタールエステル結合の安定性の観点から、3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸、2,3,3’,4’−ビフェニルテトラカルボン酸、2,3,2’,3’−ビフェニルテトラカルボン酸、またはビス(3,4−ジカルボキシフェニル)エーテルが好ましい。 As the tetracarboxylic acid, from the viewpoint of stability of the hemiacetal ester bond, 3,3 ′, 4,4′-biphenyltetracarboxylic acid, 2,3,3 ′, 4′-biphenyltetracarboxylic acid, 2,3 2,2 ′, 3′-biphenyltetracarboxylic acid or bis (3,4-dicarboxyphenyl) ether is preferred.
テトラカルボン酸は、1種類を単独で、または2種類以上を組み合わせて使用することができる。 Tetracarboxylic acid can be used individually by 1 type or in combination of 2 or more types.
〈水性媒体〉
水性媒体は水を主成分とする媒体である。水は、イオン交換水、蒸留水、脱イオン蒸留水、RO水(逆浸透膜で処理された水)等を使用することができる。ここで、水を主成分とするとは、水を60質量%以上、好ましくは75質量%以上、より好ましくは90質量%以上含むことをいう。
水性媒体を使用することにより、環境負荷を低減することができる。
<Aqueous medium>
The aqueous medium is a medium mainly composed of water. As the water, ion-exchanged water, distilled water, deionized distilled water, RO water (water treated with a reverse osmosis membrane) or the like can be used. Here, “having water as a main component” means containing 60 mass% or more, preferably 75 mass% or more, more preferably 90 mass% or more of water.
By using an aqueous medium, environmental load can be reduced.
水性媒体には、基材への濡れ性の付与、防腐効果を目的に、環境負荷が小さく水の揮発性、乾燥性に悪影響を与えない公知のアルコールまたはエーテルが含まれていてもよい。例えば、メタノール、エタノール、n−プロパノール、2−プロパノール(イソプロピルアルコール)、n−ブタノール、イソブタノール、t−ブタノール、ブチルセロソルブ、プロピレングリコールモノメチルエーテル、1−(2−ヒドロキシエチル)−2−ピロリドンなどが挙げられる。
これらのアルコールまたはエーテルは、1種類を単独で、または2種類以上を組み合わせて使用することができる。
The aqueous medium may contain a known alcohol or ether that has a small environmental load and does not adversely affect the volatility and drying of water for the purpose of imparting wettability to the substrate and preserving effect. For example, methanol, ethanol, n-propanol, 2-propanol (isopropyl alcohol), n-butanol, isobutanol, t-butanol, butyl cellosolve, propylene glycol monomethyl ether, 1- (2-hydroxyethyl) -2-pyrrolidone, etc. Can be mentioned.
These alcohols or ethers can be used singly or in combination of two or more.
水性媒体にアルコールを添加する場合の水性媒体中のアルコールの比率は、1質量%以上40質量%以下とすることが好ましく、5質量%以上25質量%以下とすることがより好ましい。アルコールの比率が1質量%以上であると、塗工組成物の基材に対する濡れ性の改善効果が発揮され基材上で塗工組成物のハジキが抑制される。また、アルコールの比率が40質量%以下であると、ポリイミド前駆体組成物に結晶が析出したりせず、塗工組成物を基材上に膜状に配することが容易となる。アルコールの比率が1質量%未満であると、アルコールを添加することによる改善効果が不十分となる場合がある。また、アルコールの比率が40質量%超であると、ポリイミド前駆体組成物に結晶が析出することがあり、塗工組成物を基材上に膜状に配することが困難となるおそれがある。 When the alcohol is added to the aqueous medium, the ratio of the alcohol in the aqueous medium is preferably 1% by mass or more and 40% by mass or less, and more preferably 5% by mass or more and 25% by mass or less. When the alcohol ratio is 1% by mass or more, the effect of improving the wettability of the coating composition with respect to the substrate is exhibited, and the repellency of the coating composition on the substrate is suppressed. Further, when the alcohol ratio is 40% by mass or less, crystals do not precipitate on the polyimide precursor composition, and it becomes easy to dispose the coating composition on the substrate in the form of a film. If the ratio of alcohol is less than 1% by mass, the improvement effect by adding alcohol may be insufficient. In addition, if the alcohol ratio is more than 40% by mass, crystals may be deposited on the polyimide precursor composition, which may make it difficult to dispose the coating composition on the substrate. .
〈ジヒドロフラン誘導体組成物の製造方法〉
ジヒドロフラン化合物と、テトラカルボン酸と、水性媒体とを混合し、撹拌することにより、ジヒドロフラン誘導体の水性組成物を製造することができる。
この方法によれば、環境負荷の高い有機溶媒を使用する必要がなく、しかも水性媒体中でジヒドロフラン化合物とテトラカルボン酸とが反応してジヒドロフラン誘導体の水性組成物を得ることができるため、反応生成物であるジヒドロフラン誘導体を回収して水性媒体中に混合する必要がなく、工程数を削減できる。
ジヒドロフラン化合物のモル数は、通常、テトラカルボン酸のモル数に対し、0.5〜4倍のモル数とすることが好ましく、さらには、1〜2倍のモル数とすることが好ましい。
ジヒドロフラン化合物と、テトラカルボン酸と、水性媒体とを混合する方法は特に限定されず、例えば、ジヒドロフラン化合物と水性媒体とを含有する水性組成物と、テトラカルボン酸と水性媒体とを含有する水性組成物とを混合し、撹拌する方法、テトラカルボン酸と水性媒体とを含有する水性組成物にジヒドロフラン化合物を添加し、撹拌する方法、ジヒドロフラン化合物と水性媒体とを含有する水性組成物にテトラカルボン酸を添加し、撹拌する方法などが挙げられる。
混合および撹拌をする際の温度(反応温度)は、付加反応を行うことができる温度であれば特に限定されないが、5〜45℃が好ましく、20〜30℃がより好ましく、約25℃がさらに好ましい。
撹拌時間は、付加反応が十分に行われる時間であれば特に限定されないが、30分間〜6時間が好ましく、1時間〜3時間がより好ましく、約2時間がさらに好ましい。
ジヒドロフラン誘導体組成物の製造の際の雰囲気は、特に限定されず、大気雰囲気、窒素雰囲気、不活性ガス雰囲気等の雰囲気を用いることができる。
また、ジヒドロフラン誘導体組成物を製造するための形式は、連続式であってもよいし、バッチ式であってもよい。
<Method for producing dihydrofuran derivative composition>
An aqueous composition of a dihydrofuran derivative can be produced by mixing and stirring a dihydrofuran compound, a tetracarboxylic acid, and an aqueous medium.
According to this method, it is not necessary to use an organic solvent with a high environmental load, and an aqueous composition of a dihydrofuran derivative can be obtained by reacting a dihydrofuran compound and a tetracarboxylic acid in an aqueous medium. The reaction product dihydrofuran derivative need not be recovered and mixed in an aqueous medium, and the number of steps can be reduced.
In general, the number of moles of the dihydrofuran compound is preferably 0.5 to 4 times, more preferably 1 to 2 times the number of moles of tetracarboxylic acid.
The method for mixing the dihydrofuran compound, the tetracarboxylic acid, and the aqueous medium is not particularly limited, and includes, for example, an aqueous composition containing the dihydrofuran compound and the aqueous medium, and containing the tetracarboxylic acid and the aqueous medium. A method of mixing and stirring an aqueous composition, a method of adding and stirring a dihydrofuran compound to an aqueous composition containing a tetracarboxylic acid and an aqueous medium, and an aqueous composition containing a dihydrofuran compound and an aqueous medium Examples of the method include adding tetracarboxylic acid to the mixture and stirring.
The temperature at the time of mixing and stirring (reaction temperature) is not particularly limited as long as it is a temperature at which an addition reaction can be performed, preferably 5 to 45 ° C, more preferably 20 to 30 ° C, and further about 25 ° C. preferable.
The stirring time is not particularly limited as long as the addition reaction is sufficiently performed, but is preferably 30 minutes to 6 hours, more preferably 1 hour to 3 hours, and further preferably about 2 hours.
The atmosphere during the production of the dihydrofuran derivative composition is not particularly limited, and an atmosphere such as an air atmosphere, a nitrogen atmosphere, an inert gas atmosphere, or the like can be used.
Moreover, the continuous type may be sufficient as the format for manufacturing a dihydrofuran derivative composition, and a batch type may be sufficient as it.
〈触媒〉
ジヒドロフラン化合物と、テトラカルボン酸と、水性媒体とを混合した混合液中に、さらに、ジヒドロフラン化合物とテトラカルボン酸との反応を促進するための触媒を含有させてもよい。
ジヒドロフラン化合物とテトラカルボン酸との反応を促進するための触媒としては、例えば、ジヒドロフラン化合物の五員環の二重結合とテトラカルボン酸のカルボキシ基との付加反応を促進するための触媒が挙げられる。このような触媒は、特に限定されないが、具体例としては、カルボン酸より酸性度の高い四塩化チタン、四塩化錫などのエノール形成を促すものを挙げることができる。
触媒は、1種類を単独で、または2種類以上を組み合わせて使用することができる。
<catalyst>
A catalyst for promoting the reaction between the dihydrofuran compound and the tetracarboxylic acid may be further contained in the mixed liquid obtained by mixing the dihydrofuran compound, the tetracarboxylic acid, and the aqueous medium.
Examples of the catalyst for promoting the reaction between the dihydrofuran compound and the tetracarboxylic acid include a catalyst for promoting the addition reaction between the double bond of the five-membered ring of the dihydrofuran compound and the carboxy group of the tetracarboxylic acid. Can be mentioned. Such a catalyst is not particularly limited, and specific examples include those that promote enol formation such as titanium tetrachloride and tin tetrachloride, which have higher acidity than carboxylic acid.
A catalyst can be used individually by 1 type or in combination of 2 or more types.
〈ジヒドロフラン誘導体組成物〉
本発明のジヒドロフラン誘導体組成物は、下記式(1)で表されるジヒドロフラン誘導体と水性媒体とを含有する組成物である。本発明のジヒドロフラン誘導体組成物は更に触媒を含有することができる。触媒は上記と同義である。
上述したジヒドロフラン誘導体組成物の製造方法により、下記式(1)で表されるジヒドロフラン誘導体と水性媒体とを含有するジヒドロフラン誘導体組成物(本発明のジヒドロフラン誘導体組成物)を製造することができる。
<Dihydrofuran derivative composition>
The dihydrofuran derivative composition of the present invention is a composition containing a dihydrofuran derivative represented by the following formula (1) and an aqueous medium. The dihydrofuran derivative composition of the present invention can further contain a catalyst. The catalyst is as defined above.
Production of a dihydrofuran derivative composition (dihydrofuran derivative composition of the present invention) containing a dihydrofuran derivative represented by the following formula (1) and an aqueous medium by the method for producing a dihydrofuran derivative composition described above. Can do.
式(1)中、R1、R2、R3およびR4は、それぞれ、式(A)におけるR1、R2、R3およびR4と同義であり、Xは、式(B)におけるXと同義である。
ジヒドロフラン誘導体組成物は、式(1)で表されるジヒドロフラン誘導体および水性媒体の他に、更に、未反応のジヒドロフラン化合物やテトラカルボン酸、テトラカルボン酸1分子に対してジヒドロフラン化合物が2〜4分子付加したジヒドロフラン誘導体などが含有されていてもよい。
Wherein (1), R 1, R 2, R 3 and R 4 are each the same meaning as R 1, R 2, R 3 and R4 in formula (A), X is X in formula (B) It is synonymous with.
In addition to the dihydrofuran derivative represented by the formula (1) and the aqueous medium, the dihydrofuran derivative composition further contains an unreacted dihydrofuran compound, tetracarboxylic acid, and one molecule of tetracarboxylic acid. A dihydrofuran derivative added with 2 to 4 molecules may be contained.
2.ポリイミド前駆体組成物製造工程
ポリイミド前駆体組成物製造工程は、ジヒドロフラン誘導体と、ポリアミンと、水性媒体とを混合し、撹拌してポリイミド前駆体の水性組成物(ポリイミド前駆体組成物)を製造する工程である。上記工程によって本発明のポリイミド前駆体組成物を製造することができる。
2. Polyimide precursor composition manufacturing process A polyimide precursor composition manufacturing process mixes a dihydrofuran derivative, a polyamine, and an aqueous medium, and stirs to manufacture an aqueous composition (polyimide precursor composition) of a polyimide precursor. It is a process to do. The polyimide precursor composition of this invention can be manufactured according to the said process.
〈ジヒドロフラン誘導体/水性媒体〉
ジヒドロフラン誘導体は、ジヒドロフラン誘導体組成物製造工程で合成されたものであり、水性媒体中で反応を行った場合には、水性組成物となっている。
水性媒体は、前述したものである。
上記ジヒドロフラン誘導体組成物製造工程で製造したジヒドロフラン誘導体の水性組成物(ジヒドロフラン誘導体組成物)を、ポリイミド前駆体組成物製造工程に使用される、ジヒドロフラン誘導体及び水性媒体として使用することができる。
<Dihydrofuran derivative / aqueous medium>
The dihydrofuran derivative is synthesized in the dihydrofuran derivative composition manufacturing process, and is an aqueous composition when the reaction is performed in an aqueous medium.
The aqueous medium is as described above.
The aqueous composition (dihydrofuran derivative composition) of the dihydrofuran derivative produced in the dihydrofuran derivative composition production process may be used as a dihydrofuran derivative and an aqueous medium used in the polyimide precursor composition production process. it can.
〈ポリアミン〉
ポリイミド前駆体組成物製造工程において使用されるポリアミンは下記式(C)で表されるものである。
<Polyamine>
The polyamine used in the polyimide precursor composition manufacturing process is represented by the following formula (C).
式(C)中、Yはm価の有機基であり、mは2以上の整数である。mの上限値は特に限定されないが、好ましくは2000以下、より好ましくは600以下である。Yおよびmは、ポリアミンに依存して定まる。 In formula (C), Y is an m-valent organic group, and m is an integer of 2 or more. The upper limit of m is not particularly limited, but is preferably 2000 or less, more preferably 600 or less. Y and m are determined depending on the polyamine.
m価の有機基としては、例えば、エチレン、プロパン等の鎖式炭化水素を基本骨格に有する化合物、シクロヘキサン等の環式炭化水素を基本骨格に有する化合物、ベンゼン、ナフタレン等の芳香族炭化水素を基本骨格に有する化合物、ベンゾフェノン等のベンゾフェノン骨格を有する化合物、ジフェニルエーテル等のジフェニルエーテル骨格を有する化合物、ジフェニルスルホン等のジフェニルスルホン骨格を有する化合物、又は、ビフェニル等のビフェニル骨格を有する化合物などから任意のm個の水素原子を除去した基などが挙げられる。しかし、これらに限定されるものではない。 Examples of m-valent organic groups include compounds having a chain hydrocarbon such as ethylene and propane in the basic skeleton, compounds having a cyclic hydrocarbon such as cyclohexane in the basic skeleton, and aromatic hydrocarbons such as benzene and naphthalene. Any m from a compound having a basic skeleton, a compound having a benzophenone skeleton such as benzophenone, a compound having a diphenyl ether skeleton such as diphenyl ether, a compound having a diphenyl sulfone skeleton such as diphenyl sulfone, or a compound having a biphenyl skeleton such as biphenyl Examples include groups from which a single hydrogen atom has been removed. However, it is not limited to these.
上記m価の有機基からは、カルボキシ基と反応性を有する基を含むものを除く。カルボキシ基と反応性を有する基としては、例えば、アミノ基、ヒドロキシ基、カルボキシ基、ビニルオキシ基等が挙げられるが、これらに限定されない。 From the m-valent organic group, those containing a group reactive with a carboxy group are excluded. Examples of the group having reactivity with a carboxy group include, but are not limited to, an amino group, a hydroxy group, a carboxy group, and a vinyloxy group.
ポリアミンとしては、具体的には、例えば、p−フェニレンジアミン、m−フェニレンジアミン、o−フェニレンジアミン、3,3’−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、4,4’−ジアミノジフェニルエーテル、3,3’−ジアミノジフェニルスルフィド、3,4’−ジアミノジフェニルスルフィド、4,4’−ジアミノジフェニルスルフィド、3,3’−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、4,4’−ジアミノジフェニルスルホン、3,3’−ジアミノベンゾフェノン、4,4’−ジアミノベンゾフェノン、3,4’−ジアミノベンゾフェノン、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メタン、3,4’−ジアミノジフェニルメタン、2,2−ジ(3−アミノフェニル)プロパン、2,2−ジ(4−アミノフェニル)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、2,2−ジ(3−アミノフェニル)−1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロパン、2,2−ジ(4−アミノフェニル)−1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロパン、2−(3−アミノフェニル)−2−(4−アミノフェニル)−1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロパン、1,1−ジ(3−アミノフェニル)−1−フェニルエタン、1,1−ジ(4−アミノフェニル)−1−フェニルエタン、1−(3−アミノフェニル)−1−(4−アミノフェニル)−1−フェニルエタン、1,3−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、1,4−ビス(3−アミノフェノキシ)ベンゼン、1,4−ビス(4−アミノフェノキシ)ベンゼン、1,3−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、1,4−ビス(3−アミノベンゾイル)ベンゼン、1,4−ビス(4−アミノベンゾイル)ベンゼン、1,3−ビス(3−アミノ−α,α−ジメチルベンジル)ベンゼン、1,3−ビス(4−アミノ−α,α−ジメチルベンジル)ベンゼン、1,4−ビス(3−アミノ−α,α−ジメチルベンジル)ベンゼン、1,4−ビス(4−アミノ−α,α−ジメチルベンジル)ベンゼン、1,3−ビス(3−アミノ−α,α−ジトリフルオロメチルベンジル)ベンゼン、1,3−ビス(4−アミノ−α,α−ジトリフルオロメチルベンジル)ベンゼン、1,4−ビス(3−アミノ−α,α−ジトリフルオロメチルベンジル)ベンゼン、1,4−ビス(4−アミノ−α,α−ジトリフルオロメチルベンジル)ベンゼン、2,6−ビス(3−アミノフェノキシ)ベンゾニトリル、2,6−ビス(3−アミノフェノキシ)ピリジン、4,4’−ビス(3−アミノフェノキシ)ビフェニル、4,4’−ビス(4−アミノフェノキシ)ビフェニル、ビス[4−(3−アミノフェノキシ)フェニル]ケトン、ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]ケトン、ビス[4−(3−アミノフェノキシ)フェニル]スルフィド、ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]スルフィド、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]スルホン、ビス[4−(3−アミノフェノキシ)フェニル]エーテル、ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]エーテル、2,2−ビス[4−(3−アミノフェノキシ)フェニル]プロパン、2,2−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]プロパン、2,2−ビス[3−(3−アミノフェノキシ)フェニル]−1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロパン、2,2−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]−1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロパン、1,3−ビス[4−(3−アミノフェノキシ)ベンゾイル]ベンゼン、1,3−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)ベンゾイル]ベンゼン、1,4−ビス[4−(3−アミノフェノキシ)ベンゾイル]ベンゼン、1,4−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)ベンゾイル]ベンゼン、1,3−ビス[4−(3−アミノフェノキシ)−α,α−ジメチルベンジル]ベンゼン、1,3−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)−α,α−ジメチルベンジル]ベンゼン、1,4−ビス[4−(3−アミノフェノキシ)−α,α−ジメチルベンジル]ベンゼン、1,4−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)−α,α−ジメチルベンジル]ベンゼン、4,4’−ビス[4−(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−(4−アミノ−α,α−ジメチルベンジル)フェノキシ]ベンゾフェノン、4,4’−ビス[4−(4−アミノ−α,α−ジメチルベンジル)フェノキシ]ジフェニルスルホン、4,4’−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェノキシ]ジフェニルスルホン、3,3’−ジアミノ−4,4’−ジフェノキシベンゾフェノン、3,3’−ジアミノ−4,4’−ジビフェノキシベンゾフェノン、3,3’−ジアミノ−4−フェノキシベンゾフェノン、3,3’−ジアミノ−4−ビフェノキシベンゾフェノン、6,6’−ビス(3−アミノフェノキシ)−3,3,3’,3’−テトラメチル−1,1’−スピロビインダン、6,6’−ビス(4−アミノフェノキシ)−3,3,3’,3’−テトラメチル−1,1’−スピロビインダン、1,3−ビス(3−アミノプロピル)テトラメチルジシロキサン、1,3−ビス(4−アミノブチル)テトラメチルジシロキサン、α,ω−ビス(3−アミノプロピル)ポリジメチルシロキサン、α,ω−ビス(3−アミノブチル)ポリジメチルシロキサン、ビス(アミノメチル)エーテル、ビス(2−アミノエチル)エーテル、ビス(3−アミノプロピル)エーテル、ビス[2−(アミノメトキシ)エチル]エーテル、ビス[2−(2−アミノエトキシ)エチル]エーテル、ビス[2−(3−アミノプロポキシ)エチル]エーテル、1,2−ビス(アミノメトキシ)エタン、1,2−ビス(2−アミノエトキシ)エタン、1,2−ビス[2−(アミノメトキシ)エトキシ]エタン、1,2−ビス[2−(2−アミノエトキシ)エトキシ]エタン、エチレングリコールビス(3−アミノプロピル)エーテル、ジエチレングリコールビス(3−アミノプロピル)エーテル、トリエチレングリコールビス(3−アミノプロピル)エーテル、エチレンジアミン、1,3−ジアミノプロパン、1,4−ジアミノブタン、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、1,2−ジアミノシクロヘキサン、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、1,2−ジ(2−アミノエチル)シクロヘキサン、1,3−ジ(2−アミノエチル)シクロヘキサン、1,4−ジ(2−アミノエチル)シクロヘキサン、ビス(4−アミノシクロへキシル)メタン、2,6−ビス(アミノメチル)ビシクロ[2.2.1]ヘプタン、2,5−ビス(アミノメチル)ビシクロ[2.2.1]ヘプタン等が挙げられる。 Specific examples of the polyamine include p-phenylenediamine, m-phenylenediamine, o-phenylenediamine, 3,3′-diaminodiphenyl ether, 3,4′-diaminodiphenyl ether, 4,4′-diaminodiphenyl ether, 3,3′-diaminodiphenylsulfide, 3,4′-diaminodiphenylsulfide, 4,4′-diaminodiphenylsulfide, 3,3′-diaminodiphenylsulfone, 3,4′-diaminodiphenylsulfone, 4,4′- Diaminodiphenyl sulfone, 3,3′-diaminobenzophenone, 4,4′-diaminobenzophenone, 3,4′-diaminobenzophenone, 3,3′-diaminodiphenylmethane, 4,4′-diaminodiphenylmethane, 3,4′-diamino Diphenyl meta 2,2-di (3-aminophenyl) propane, 2,2-di (4-aminophenyl) propane, 2- (3-aminophenyl) -2- (4-aminophenyl) propane, 2,2- Di (3-aminophenyl) -1,1,1,3,3,3-hexafluoropropane, 2,2-di (4-aminophenyl) -1,1,1,3,3,3-hexafluoro Propane, 2- (3-aminophenyl) -2- (4-aminophenyl) -1,1,1,3,3,3-hexafluoropropane, 1,1-di (3-aminophenyl) -1- Phenylethane, 1,1-di (4-aminophenyl) -1-phenylethane, 1- (3-aminophenyl) -1- (4-aminophenyl) -1-phenylethane, 1,3-bis (3 -Aminophenoxy) benzene, 1,3-bis (4 Aminophenoxy) benzene, 1,4-bis (3-aminophenoxy) benzene, 1,4-bis (4-aminophenoxy) benzene, 1,3-bis (3-aminobenzoyl) benzene, 1,3-bis ( 4-aminobenzoyl) benzene, 1,4-bis (3-aminobenzoyl) benzene, 1,4-bis (4-aminobenzoyl) benzene, 1,3-bis (3-amino-α, α-dimethylbenzyl) Benzene, 1,3-bis (4-amino-α, α-dimethylbenzyl) benzene, 1,4-bis (3-amino-α, α-dimethylbenzyl) benzene, 1,4-bis (4-amino-) α, α-dimethylbenzyl) benzene, 1,3-bis (3-amino-α, α-ditrifluoromethylbenzyl) benzene, 1,3-bis (4-amino-α, α-ditrifluoro) Methylbenzyl) benzene, 1,4-bis (3-amino-α, α-ditrifluoromethylbenzyl) benzene, 1,4-bis (4-amino-α, α-ditrifluoromethylbenzyl) benzene, 2,6 -Bis (3-aminophenoxy) benzonitrile, 2,6-bis (3-aminophenoxy) pyridine, 4,4'-bis (3-aminophenoxy) biphenyl, 4,4'-bis (4-aminophenoxy) Biphenyl, bis [4- (3-aminophenoxy) phenyl] ketone, bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] ketone, bis [4- (3-aminophenoxy) phenyl] sulfide, bis [4- (4 -Aminophenoxy) phenyl] sulfide, bis [4- (3-aminophenoxy) phenyl] sulfone, bis [4- (4-aminophen Xyl) phenyl] sulfone, bis [4- (3-aminophenoxy) phenyl] ether, bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] ether, 2,2-bis [4- (3-aminophenoxy) phenyl] Propane, 2,2-bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] propane, 2,2-bis [3- (3-aminophenoxy) phenyl] -1,1,1,3,3,3-hexa Fluoropropane, 2,2-bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] -1,1,1,3,3,3-hexafluoropropane, 1,3-bis [4- (3-aminophenoxy) Benzoyl] benzene, 1,3-bis [4- (4-aminophenoxy) benzoyl] benzene, 1,4-bis [4- (3-aminophenoxy) benzoyl] benzene, 1,4-bis [4- (4-aminophenoxy) benzoyl] benzene, 1,3-bis [4- (3-aminophenoxy) -α, α-dimethylbenzyl] benzene, 1,3-bis [4- (4-aminophenoxy) ) -Α, α-dimethylbenzyl] benzene, 1,4-bis [4- (3-aminophenoxy) -α, α-dimethylbenzyl] benzene, 1,4-bis [4- (4-aminophenoxy)- α, α-dimethylbenzyl] benzene, 4,4′-bis [4- (4-aminophenoxy) benzoyl] diphenyl ether, 4,4′-bis [4- (4-amino-α, α-dimethylbenzyl) phenoxy Benzophenone, 4,4′-bis [4- (4-amino-α, α-dimethylbenzyl) phenoxy] diphenylsulfone, 4,4′-bis [4- (4-aminophenoxy) f Noxy] diphenylsulfone, 3,3′-diamino-4,4′-diphenoxybenzophenone, 3,3′-diamino-4,4′-dibiphenoxybenzophenone, 3,3′-diamino-4-phenoxybenzophenone, 3, , 3′-Diamino-4-biphenoxybenzophenone, 6,6′-bis (3-aminophenoxy) -3,3,3 ′, 3′-tetramethyl-1,1′-spirobiindane, 6,6′- Bis (4-aminophenoxy) -3,3,3 ′, 3′-tetramethyl-1,1′-spirobiindane, 1,3-bis (3-aminopropyl) tetramethyldisiloxane, 1,3-bis ( 4-aminobutyl) tetramethyldisiloxane, α, ω-bis (3-aminopropyl) polydimethylsiloxane, α, ω-bis (3-aminobutyl) polydimethyl Tylsiloxane, bis (aminomethyl) ether, bis (2-aminoethyl) ether, bis (3-aminopropyl) ether, bis [2- (aminomethoxy) ethyl] ether, bis [2- (2-aminoethoxy) Ethyl] ether, bis [2- (3-aminopropoxy) ethyl] ether, 1,2-bis (aminomethoxy) ethane, 1,2-bis (2-aminoethoxy) ethane, 1,2-bis [2- (Aminomethoxy) ethoxy] ethane, 1,2-bis [2- (2-aminoethoxy) ethoxy] ethane, ethylene glycol bis (3-aminopropyl) ether, diethylene glycol bis (3-aminopropyl) ether, triethylene glycol Bis (3-aminopropyl) ether, ethylenediamine, 1,3-diaminopropane, 1,4-diaminobutane, 1,5-diaminopentane, 1,6-diaminohexane, 1,7-diaminoheptane, 1,8-diaminooctane, 1,9-diaminononane, 1,10-diaminodecane, 1, 11-diaminoundecane, 1,12-diaminododecane, 1,2-diaminocyclohexane, 1,3-diaminocyclohexane, 1,4-diaminocyclohexane, 1,2-di (2-aminoethyl) cyclohexane, 1,3- Di (2-aminoethyl) cyclohexane, 1,4-di (2-aminoethyl) cyclohexane, bis (4-aminocyclohexyl) methane, 2,6-bis (aminomethyl) bicyclo [2.2.1] And heptane, 2,5-bis (aminomethyl) bicyclo [2.2.1] heptane, and the like.
ポリアミンとしては、また、上記したポリアミンの芳香環上の水素原子の一部または全部をフッ素原子、メチル基、メトキシ基、トリフルオロメチル基およびトリフルオロメトキシ基からなる群から選択される少なくとも1種の置換基で置換したポリアミンを使用することもできる。 As the polyamine, at least one selected from the group consisting of a fluorine atom, a methyl group, a methoxy group, a trifluoromethyl group, and a trifluoromethoxy group is used as a part or all of the hydrogen atoms on the aromatic ring of the polyamine. Polyamines substituted with the above substituents can also be used.
ポリアミンとしては、上記したポリアミンのほか、1分子中に2個以上の第一級アミノ基(−NH2)を有するポリマー(第一級アミノ基で、カルボキシ基と反応性を有する基を含むものを除く)を使用してもよい。このようなポリアミンとしては、例えば、ポリスチレン、ポリアクリル酸、ポリウレタン、ポリアミド、ポリイミド等の主鎖または側鎖が2個以上の第一級アミノ基により修飾されたものが挙げられる。より具体的には、ポリマー側鎖のカルボキシ基とエチレンイミンとの反応性を利用して、アクリル酸系コポリマーの側鎖にポリエチレンイミンをグラフトした第一級アミノ基含有アクリル系ポリマー、テトラカルボン酸二無水物を過剰量のジアミンやトリアミンで伸長したポリアミック酸樹脂、ウレタンプレポリマーを過剰量のジアミンやトリアミンで伸長したポリウレタンウレア樹脂、エポキシ樹脂を過剰量のジアミンやトリアミンで伸長した変性エポキシ樹脂などが挙げられる。 As the polyamine, in addition to the above-described polyamine, a polymer having two or more primary amino groups (—NH 2 ) in one molecule (a primary amino group containing a group reactive with a carboxy group) May be used. Examples of such polyamines include those in which the main chain or side chain of polystyrene, polyacrylic acid, polyurethane, polyamide, polyimide or the like is modified with two or more primary amino groups. More specifically, a primary amino group-containing acrylic polymer or tetracarboxylic acid obtained by grafting polyethyleneimine to the side chain of an acrylic acid copolymer by utilizing the reactivity of the carboxy group of the polymer side chain with ethyleneimine. Polyamic acid resin with dianhydride extended with excess diamine or triamine, polyurethane urea resin with urethane prepolymer extended with excess diamine or triamine, modified epoxy resin with epoxy resin extended with excess diamine or triamine, etc. Is mentioned.
上記1分子中に2個以上の第一級アミノ基を有するポリマーからは、第一級アミノ基以外にカルボキシ基と反応性を有する基を含むものを除く。カルボキシ基と反応性を有する基としては、例えば、ヒドロキシ基、カルボキシ基、ビニルオキシ基等が挙げられるが、これらに限定されない。 From the polymer having two or more primary amino groups in one molecule, those containing a group having reactivity with a carboxy group in addition to the primary amino group are excluded. Examples of the group having reactivity with a carboxy group include, but are not limited to, a hydroxy group, a carboxy group, and a vinyloxy group.
ポリアミンには、さらに目的に応じ、ポリイミド生成後に架橋反応を行う際の架橋点となるエチニル基、ベンゾシクロブテン−4’−イル基、ビニル基、アリル基、シアノ基、及びイソプロペニル基のいずれか1種又は2種以上を、上記ポリアミンの芳香環上水素原子の一部若しくは全てに置換基として導入しても使用することができる。 Depending on the purpose, the polyamine may be any of ethynyl group, benzocyclobuten-4′-yl group, vinyl group, allyl group, cyano group, and isopropenyl group that serve as a crosslinking point when a crosslinking reaction is performed after polyimide formation. One kind or two or more kinds can be used even if they are introduced as a substituent into some or all of the hydrogen atoms on the aromatic ring of the polyamine.
ポリアミンは、目的の物性によって適宜選択することができる。
ポリアミンとしてp−フェニレンジアミンなどの剛直なジアミンを用いる場合、最終的に得られるポリイミドは低膨張率となることができる。剛直なジアミンとしては、同一の芳香環に2つアミノ基が結合しているジアミン(芳香族ジアミン)として、p−フェニレンジアミン、m−フェニレンジアミン、1,4−ジアミノナフタレン、1,5−ジアミノナフタレン、2、6−ジアミノナフタレン、2,7−ジアミノナフタレン、1,4−ジアミノアントラセンなどが挙げられる。また、ポリアミンのデンドリマーを用いてもよい。
The polyamine can be appropriately selected depending on the desired physical properties.
When a rigid diamine such as p-phenylenediamine is used as the polyamine, the finally obtained polyimide can have a low expansion coefficient. As rigid diamines, p-phenylenediamine, m-phenylenediamine, 1,4-diaminonaphthalene, 1,5-diamino are diamines (aromatic diamines) in which two amino groups are bonded to the same aromatic ring. Naphthalene, 2,6-diaminonaphthalene, 2,7-diaminonaphthalene, 1,4-diaminoanthracene and the like can be mentioned. Polyamine dendrimers may also be used.
さらに、ポリアミンとして、2つ以上の芳香族環が単結合により結合し、2つ以上のアミノ基がそれぞれ別々の芳香族環上に直接又は置換基の一部として結合しているポリアミンが挙げられ、具体例としては、ベンジジン、トルイジン等が挙げられる。 Further, polyamines include polyamines in which two or more aromatic rings are bonded by a single bond, and two or more amino groups are each bonded directly or as part of a substituent on a separate aromatic ring. Specific examples include benzidine and toluidine.
さらに、ポリアミンとして、ベンゼン環に置換基を有するポリアミンも用いることができる。これら置換基は、1価の有機基であるがそれらは互いに結合していてもよい。具体例としては、2,2’−ジメチル−4,4’−ジアミノビフェニル、2,2’−ジトリフルオロメチル−4,4’−ジアミノビフェニル、3,3’−ジクロロ−4,4’−ジアミノビフェニル、3,3’−ジメトキシ−4,4’−ジアミノビフェニル、3,3’−ジメチル−4,4’−ジアミノビフェニル等が挙げられる。 Furthermore, a polyamine having a substituent on the benzene ring can also be used as the polyamine. These substituents are monovalent organic groups, but they may be bonded to each other. Specific examples include 2,2′-dimethyl-4,4′-diaminobiphenyl, 2,2′-ditrifluoromethyl-4,4′-diaminobiphenyl, 3,3′-dichloro-4,4′-diamino. Biphenyl, 3,3′-dimethoxy-4,4′-diaminobiphenyl, 3,3′-dimethyl-4,4′-diaminobiphenyl and the like can be mentioned.
一方、ポリアミンとして、1,3−ビス(3−アミノプロピル)テトラメチルジシロキサンなどのシロキサン骨格を有する化合物(シロキサン系ポリアミン)を用いると、最終的に得られる樹脂組成物の弾性率が低下し、ガラス転移温度を低下させることができる。 On the other hand, when a compound having a siloxane skeleton such as 1,3-bis (3-aminopropyl) tetramethyldisiloxane (siloxane polyamine) is used as the polyamine, the elastic modulus of the finally obtained resin composition is lowered. The glass transition temperature can be lowered.
ここで、選択されるポリアミンは耐熱性の観点より芳香族ポリアミンが好ましく、芳香族ジアミンがより好ましい。
目的の物性に応じてポリアミンとして、芳香族ジアミンと、エチレンジアミンのような脂肪族ジアミン及びシロキサン系ジアミンからなる群から選ばれる少なくとも1種の芳香族以外のジアミンとを併用することができる。
このような場合、上記芳香族以外のジアミンの量は、ポリアミンの全体の60モル%を超えない範囲が好ましく、40モル%を超えない範囲がより好ましい。
Here, the selected polyamine is preferably an aromatic polyamine from the viewpoint of heat resistance, and more preferably an aromatic diamine.
Depending on the desired physical properties, an aromatic diamine and at least one non-aromatic diamine selected from the group consisting of an aliphatic diamine such as ethylene diamine and a siloxane diamine can be used in combination as the polyamine.
In such a case, the amount of the diamine other than the aromatic is preferably within a range not exceeding 60 mol% of the whole polyamine, and more preferably within a range not exceeding 40 mol%.
ポリアミンとしては、例えば、アミノエチル化アクリルポリマー等を使用することができる。 As the polyamine, for example, an aminoethylated acrylic polymer can be used.
ポリアミンは、1種類を単独で、または2種類以上を組み合わせて使用することができる。 A polyamine can be used individually by 1 type or in combination of 2 or more types.
〈ポリイミド前駆体組成物の製造方法〉
ジヒドロフラン誘導体と、ポリアミンと、水性媒体とを混合し、撹拌することにより、ポリイミド前駆体の水性組成物を製造することができる。
この方法によれば、ジヒドロフラン誘導体組成物の製造方法と同様に、環境負荷の高い有機溶媒を使用する必要がなく、しかも工程数を削減できる。
ジヒドロフラン誘導体と、ポリアミンと、水性媒体とを混合する方法は特に限定されず、例えば、ジヒドロフラン誘導体と水性媒体とを含有する水性組成物と、ポリアミンと水性媒体とを含有する水性組成物とを混合し、撹拌する方法、ジヒドロフラン誘導体と水性媒体とを含有する水性組成物にポリアミンを添加し、撹拌する方法などが挙げられる。
ポリイミド前駆体組成物が後述する任意成分を更に含有する場合、上記任意成分を適宜使用することができる。
混合および撹拌をする際の温度は、特に限定されないが、5〜45℃が好ましく、20〜30℃がより好ましく、約25℃がさらに好ましい。
撹拌時間は、特に限定されないが、30分間〜6時間が好ましく、1時間〜3時間がより好ましく、約2時間がさらに好ましい。
ポリイミド前駆体組成物の製造の際の雰囲気は、特に限定されず、大気雰囲気、窒素雰囲気、不活性ガス雰囲気等の雰囲気を用いることができる。
また、ポリイミド前駆体組成物を製造するための形式は、連続式であってもよいし、バッチ式であってもよい。
<Method for producing polyimide precursor composition>
By mixing and stirring the dihydrofuran derivative, the polyamine, and the aqueous medium, an aqueous composition of the polyimide precursor can be produced.
According to this method, similarly to the method for producing a dihydrofuran derivative composition, it is not necessary to use an organic solvent having a high environmental load, and the number of steps can be reduced.
A method for mixing the dihydrofuran derivative, the polyamine, and the aqueous medium is not particularly limited. For example, an aqueous composition containing the dihydrofuran derivative and the aqueous medium, and an aqueous composition containing the polyamine and the aqueous medium And a method of mixing and stirring, a method of adding a polyamine to an aqueous composition containing a dihydrofuran derivative and an aqueous medium, and stirring.
When the polyimide precursor composition further contains an optional component described later, the optional component can be appropriately used.
Although the temperature at the time of mixing and stirring is not specifically limited, 5-45 degreeC is preferable, 20-30 degreeC is more preferable, About 25 degreeC is further more preferable.
The stirring time is not particularly limited, but is preferably 30 minutes to 6 hours, more preferably 1 hour to 3 hours, and further preferably about 2 hours.
The atmosphere at the time of manufacturing the polyimide precursor composition is not particularly limited, and an atmosphere such as an air atmosphere, a nitrogen atmosphere, an inert gas atmosphere, or the like can be used.
The form for producing the polyimide precursor composition may be a continuous type or a batch type.
〈ポリイミド前駆体組成物〉
本発明のポリイミド前駆体組成物は、上記式(1)で表されるジヒドロフラン誘導体と上記式(C)で表されるポリアミンと水性媒体とを含有するものである。本発明のポリイミド前駆体組成物は、これらの混合物であればよい。本発明のポリイミド前駆体組成物において上記ジヒドロフラン誘導体と上記ポリアミンとは、例えば、カルボキシラートとアンモニウムを対とした下記式(2)のような塩構造を形成してもよい。
<Polyimide precursor composition>
The polyimide precursor composition of the present invention contains a dihydrofuran derivative represented by the above formula (1), a polyamine represented by the above formula (C), and an aqueous medium. The polyimide precursor composition of this invention should just be a mixture of these. In the polyimide precursor composition of the present invention, the dihydrofuran derivative and the polyamine may form, for example, a salt structure represented by the following formula (2) in which carboxylate and ammonium are paired.
(揮発性アミン)
ポリイミド前駆体組成物は、水中での組成物の安定性を補う目的で、揮発性アミンを更に含有していてもよい。
揮発性アミンとしては、例えばアンモニア、トリメチルアミン、トリエチルアミン、トリブチルアミン、N−メチルモルホリンなどが好ましい。
揮発性アミンは、1種類を単独で、または2種類以上を組み合わせて使用することができる。
このような揮発性アミンは、ジヒドロフラン化合物とテトラカルボン酸との付加反応に使用されないカルボキシ基のモル数を越えない量とすることが望ましい。
(Volatile amine)
The polyimide precursor composition may further contain a volatile amine for the purpose of supplementing the stability of the composition in water.
As the volatile amine, for example, ammonia, trimethylamine, triethylamine, tributylamine, N-methylmorpholine and the like are preferable.
A volatile amine can be used individually by 1 type or in combination of 2 or more types.
Such a volatile amine is desirably an amount that does not exceed the number of moles of carboxy groups that are not used in the addition reaction between the dihydrofuran compound and the tetracarboxylic acid.
(その他含有してもよい成分)
ポリイミド前駆体組成物は、必要に応じてさらに補強材、充填剤、老化防止剤、酸化防止剤、光安定剤、スコーチ防止剤、他の架橋遅延剤、可塑剤、加工助剤、滑剤、粘着剤、潤滑剤、難燃剤、防黴剤、帯電防止剤、着色剤、界面活性剤などの添加剤を配合することができる。
さらに、ポリイミド前駆体組成物の特性を損なわない限り、ポリイミド以外の高分子やエラストマーなどのポリマー成分を必要に応じて配合することもできる。
本発明のポリイミド前駆体組成物においては、前記各成分を、ロール混合、バンバリー混合、スクリュー混合、撹拌混合などの適宜の混合方法により配合することによって調製することができる。
(Other components that may be included)
The polyimide precursor composition may further comprise reinforcing materials, fillers, anti-aging agents, antioxidants, light stabilizers, anti-scorch agents, other cross-linking retarders, plasticizers, processing aids, lubricants, adhesives as necessary. Additives such as an agent, a lubricant, a flame retardant, an antifungal agent, an antistatic agent, a colorant, and a surfactant can be blended.
Furthermore, as long as the characteristics of the polyimide precursor composition are not impaired, polymer components such as a polymer other than polyimide and an elastomer can be blended as necessary.
In the polyimide precursor composition of this invention, it can prepare by mix | blending each said component with appropriate | suitable mixing methods, such as roll mixing, Banbury mixing, screw mixing, stirring mixing.
(有機溶媒)
ポリイミド前駆体組成物は、水性媒体に含まれるアルコール、エーテル等の有機溶媒、揮発性アミンに含まれる有機溶媒、および不可避的に混入する微量の有機溶媒を除き、有機溶媒を実質的に含有しないことが好ましい態様の1つとして挙げられる。このような有機溶媒としては、例えば、N−メチル−2−ピロリドン、1−(2−ヒドロキシエチル)−2−ピロリドン、ジメチルスルホキシド、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−メチルカプロラクタム、アセトン、γ−ブチロラクトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等の環境負荷の高い有機溶媒が挙げられる。
本発明において、有機溶媒を実質的に含有しないとは、上記有機溶媒の含有量が、ポリイミド前駆体組成物全体に対して、0〜0.1質量%であることをいう。
(Organic solvent)
The polyimide precursor composition is substantially free of organic solvents except for organic solvents such as alcohols and ethers contained in aqueous media, organic solvents contained in volatile amines, and trace amounts of organic solvents inevitably mixed in. It is mentioned as one of the preferable embodiments. Examples of such organic solvent include N-methyl-2-pyrrolidone, 1- (2-hydroxyethyl) -2-pyrrolidone, dimethyl sulfoxide, N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide, N- Examples include organic solvents with high environmental loads such as methyl caprolactam, acetone, γ-butyrolactone, methyl ethyl ketone, and methyl isobutyl ketone.
In the present invention, substantially not containing an organic solvent means that the content of the organic solvent is 0 to 0.1% by mass with respect to the entire polyimide precursor composition.
(ポリイミド前駆体組成物の粘度)
本発明に係るポリイミド前駆体組成物の粘度は、塗工性を損なわない範囲内であれば特に限定されるものではないが、20℃における粘度は50mPa・s以上200Pa・s以下の範囲に、22℃における粘度は10mPa・s以上200Pa・s以下の範囲に調製することが、実用上好適である。
(Viscosity of polyimide precursor composition)
The viscosity of the polyimide precursor composition according to the present invention is not particularly limited as long as the coating property is not impaired, but the viscosity at 20 ° C. is in the range of 50 mPa · s to 200 Pa · s, It is practically preferable to adjust the viscosity at 22 ° C. to a range of 10 mPa · s to 200 Pa · s.
3.ポリイミド樹脂製造工程
ポリイミド樹脂製造工程は、ポリイミド前駆体と水性媒体とを含有するポリイミド前駆体組成物を加熱処理して、硬化させ、ポリイミド樹脂を製造する工程である。
3. Polyimide resin production process The polyimide resin production process is a process of producing a polyimide resin by heat-treating and curing a polyimide precursor composition containing a polyimide precursor and an aqueous medium.
〈ポリイミド前駆体/水性媒体〉
ポリイミド前駆体は、ポリイミド前駆体組成物製造工程で得られたものであり、水性媒体中で混合、撹拌を行った場合には、水性組成物となっている。
水性媒体は、前述したものである。上記水性媒体は、ポリイミド前駆体組成物製造工程で製造したポリイミド前駆体組成物が含有する水性媒体であってもよい。
上記ポリイミド前駆体組成物製造工程で製造したポリイミド前駆体の水性組成物(ポリイミド前駆体組成物)を、ポリイミド樹脂製造工程に使用される、ポリイミド前駆体及び水性媒体として使用することができる。
<Polyimide precursor / aqueous medium>
The polyimide precursor is obtained in the polyimide precursor composition manufacturing process, and becomes an aqueous composition when mixed and stirred in an aqueous medium.
The aqueous medium is as described above. The aqueous medium may be an aqueous medium contained in the polyimide precursor composition produced in the polyimide precursor composition production process.
The polyimide precursor aqueous composition (polyimide precursor composition) produced in the polyimide precursor composition production process can be used as a polyimide precursor and an aqueous medium used in the polyimide resin production process.
〈加熱処理/硬化〉
加熱処理により、ポリイミド前駆体組成物の乾燥、ジヒドロフラン誘導体のカルボキシ基の脱保護(すなわち、ジヒドロフラン誘導体からのジヒドロフラン化合物の脱離)およびテトラカルボン酸とポリアミンのイミド化(ポリアミド酸生成と脱水閉環によるポリイミド生成)による硬化を行う。
加熱処理は、ポリイミド前駆体組成物の乾燥を行う段階と、ジヒドロフラン誘導体のカルボキシ基の脱保護、およびテトラカルボン酸とポリアミンのイミド化(ポリアミド酸生成と脱水閉環によるポリイミド生成)による硬化を行う段階との2段階、またはポリイミド前駆体組成物の乾燥を行う段階と、ジヒドロフラン誘導体のカルボキシ基の脱保護を行う段階と、テトラカルボン酸とポリアミンのイミド化(脱水閉環)による硬化を行う段階との3段階とすることが好ましい。
ポリイミド前駆体組成物の乾燥を行う段階では、加熱温度は、通常80℃以上であり、80〜100℃が好ましい。加熱時間は数分〜1時間が好ましく、15分間〜45分間がより好ましい。乾燥を行うことにより、組成物の成形性を高めることができる。
ジヒドロフラン誘導体のカルボキシ基の脱保護を行う段階では、加熱温度は、170℃以上200℃未満が好ましい。加熱時間は数分〜1時間が好ましく、15分間〜45分間がより好ましい。
ジヒドロフラン誘導体のカルボキシ基の脱保護とテトラカルボン酸とポリアミンのイミド化(脱水閉環)による硬化とを行う段階、またはテトラカルボン酸とポリアミンのイミド化(脱水閉環)による硬化を行う段階では、200〜400℃が好ましい。加熱時間は数分〜数時間が好ましく、10〜50分間がより好ましい。
加熱方法としては、プレス加熱、蒸気加熱、オーブン加熱、熱風加熱などの適宜の方法を採用することができるが、通常、所定形状でプレス加熱して反応させたのち、蒸気加熱、オーブン加熱、熱風加熱などによりさらに反応させる。
<Heat treatment / curing>
By heat treatment, drying of the polyimide precursor composition, deprotection of the carboxy group of the dihydrofuran derivative (that is, elimination of the dihydrofuran compound from the dihydrofuran derivative) and imidation of tetracarboxylic acid and polyamine (polyamide acid formation and Curing by polyimide formation by dehydration ring closure).
The heat treatment is performed by drying the polyimide precursor composition, deprotecting the carboxy group of the dihydrofuran derivative, and curing by imidation of tetracarboxylic acid and polyamine (polyamide acid generation and polyimide generation by dehydration ring closure). A step of drying the polyimide precursor composition, a step of deprotecting the carboxy group of the dihydrofuran derivative, and a step of curing by imidization (dehydration ring closure) of a tetracarboxylic acid and a polyamine. It is preferable to use three stages.
In the stage of drying the polyimide precursor composition, the heating temperature is usually 80 ° C. or higher, and preferably 80 to 100 ° C. The heating time is preferably several minutes to 1 hour, more preferably 15 minutes to 45 minutes. By performing drying, the moldability of the composition can be enhanced.
In the stage of deprotecting the carboxy group of the dihydrofuran derivative, the heating temperature is preferably 170 ° C. or higher and lower than 200 ° C. The heating time is preferably several minutes to 1 hour, more preferably 15 minutes to 45 minutes.
In the stage of deprotecting the carboxy group of the dihydrofuran derivative and curing by imidization (dehydration ring closure) of a tetracarboxylic acid and a polyamine, or the stage of curing by imidization (dehydration ring closure) of a tetracarboxylic acid and a polyamine, -400 degreeC is preferable. The heating time is preferably several minutes to several hours, more preferably 10 to 50 minutes.
As a heating method, an appropriate method such as press heating, steam heating, oven heating, hot air heating and the like can be adopted. Usually, after heating and reacting in a predetermined shape, steam heating, oven heating, hot air is performed. Further reaction by heating or the like.
本発明は、ジヒドロフラン化合物とカルボキシ基との反応によって形成されるヘミアセタールエステル結合を介して保護基が導入されたジヒドロフラン誘導体とポリアミンをポリイミド原料として使用することにより、貯蔵安定性を向上させる点、およびこれらを加熱することにより、ジヒドロフラン誘導体のカルボキシ基の脱保護(すなわち、ジヒドロフラン誘導体からのジヒドロフラン化合物の脱離)およびテトラカルボン酸とポリアミンのイミド化(脱水閉環:すなわち、ポリアミド酸生成後のポリイミド生成)による硬化を行い最終的に、ジヒドロフラン化合物が脱離したポリイミド樹脂を得る点に特徴がある。 The present invention improves storage stability by using, as a polyimide raw material, a dihydrofuran derivative in which a protecting group is introduced via a hemiacetal ester bond formed by a reaction between a dihydrofuran compound and a carboxy group, and a polyamine. And by heating them, deprotection of the carboxy group of the dihydrofuran derivative (ie elimination of the dihydrofuran compound from the dihydrofuran derivative) and imidation of the tetracarboxylic acid and the polyamine (dehydration ring closure: ie polyamide) It is characterized in that a polyimide resin from which the dihydrofuran compound is eliminated is finally obtained by curing by polyimide generation after acid generation).
本発明の製造方法により製造されるポリイミド樹脂は、例えば自動車などの輸送機械、一般機器・装置、電子・電気、建築などの幅広い分野において、シール材、緩衝・保護材、電線被覆材、工業用ベルト類、ホース類、シート類などとして有用である。 Polyimide resin produced by the production method of the present invention is used in a wide range of fields such as transportation equipment such as automobiles, general equipment / devices, electronics / electricity, and architecture, sealing materials, buffering / protecting materials, wire coating materials, industrial use. Useful as belts, hoses, sheets and the like.
以下に実施例および比較例を挙げて、本発明をさらに具体的に説明する。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples and Comparative Examples.
[実施例1]
(1)ポリイミド前駆体組成物の製造
撹拌機を備えたセパラブルフラスコ(200mL;筒型)に、1,2,4,5−ベンゼンテトラカルボン酸(11.1g)および水(45.9g)を加え、25℃にて10分間撹拌混合した後、2,3−ジヒドロフラン(3.8g)を加え、さらに25℃にて30分間撹拌混合し、ジヒドロフラン誘導体の水分散液を得た。
得られたジヒドロフラン誘導体の水分散液に、スチレンアクリル型ポリアミン(日本触媒社製,ポリメント(R)NK−200PM;不揮発残分 56質量%,アミン価 2.55mmol/g−solid;m=60)(71.6g)を加え、25℃にて2時間撹拌混合し、ポリイミド前駆体の水分散液(ポリイミド前駆体組成物)を得た。なお、上記アミン価は上記製品の固形分1gに含まれるアミンのmmol数であり、上記mは上記式(C)中のmを表す(以下同様)。
[Example 1]
(1) Production of polyimide precursor composition In a separable flask (200 mL; cylinder type) equipped with a stirrer, 1,2,4,5-benzenetetracarboxylic acid (11.1 g) and water (45.9 g) After stirring for 10 minutes at 25 ° C., 2,3-dihydrofuran (3.8 g) was added, and further stirred and mixed at 25 ° C. for 30 minutes to obtain an aqueous dispersion of a dihydrofuran derivative.
To an aqueous dispersion of the obtained dihydrofuran derivative, styrene acrylic polyamine (manufactured by Nippon Shokubai Co., Ltd., Poliment (R) NK-200PM; non-volatile residue 56% by mass, amine value 2.55 mmol / g-solid; m = 60 ) (71.6 g) was added, and the mixture was stirred and mixed at 25 ° C. for 2 hours to obtain a polyimide precursor aqueous dispersion (polyimide precursor composition). The amine value is the number of mmols of amine contained in 1 g of the solid content of the product, and m represents m in the formula (C) (the same applies hereinafter).
(2)粘度測定
得られたポリイミド前駆体組成物の製造直後の22℃における粘度を、E型粘度計(東機産業株式会社製,型番TV−22)を用いて測定した。
測定結果を表1の「初期粘度(22℃)」の欄に示す。
(2) Viscosity measurement The viscosity at 22 degreeC immediately after manufacture of the obtained polyimide precursor composition was measured using the E-type viscosity meter (the Toki Sangyo Co., Ltd. make, model number TV-22).
The measurement results are shown in the column of “Initial viscosity (22 ° C.)” in Table 1.
(3)貯蔵安定性試験
製造直後のポリイミド前駆体組成物(30.0g)をガラス瓶に採取し、直ちに25℃の恒温室内に静置した。静置した日から起算して1日後、3日後、および7日後に、22℃における粘度を測定するとともに、目視により外観を観察した。
粘度の測定結果を表2の「貯蔵安定性(25℃)」の「粘度(22℃)」の欄に、外観の観察結果を表2の「貯蔵安定性(25℃)」の「外観(目視)」の欄に、それぞれ示す。
(3) Storage stability test The polyimide precursor composition (30.0 g) immediately after manufacture was extract | collected to the glass bottle, and was left still in a 25 degreeC thermostat. The viscosity at 22 ° C. was measured after 1 day, 3 days, and 7 days from the day of standing, and the appearance was visually observed.
The measurement results of the viscosity are shown in the column of “Viscosity (22 ° C.)” of “Storage stability (25 ° C.)” in Table 2, and the observation results of the appearance are “Appearance ( It is shown in the column of “Visual”).
(4)耐溶剤性試験
製造直後のポリイミド前駆体組成物をガラス瓶に採取し、直ちに25℃の恒温室内に静置した。静置した日から起算して1日後、3日後、および7日後のポリイミド前駆体組成物を使用して、以下の手順により硬化膜付きガラス基材を作製し、耐溶剤性試験を行った。
ガラス基材の一方の表面上に、ポリイミド前駆体組成物を、乾燥塗膜の厚みが40μmとなるように塗布した。塗布後、ホットプレートを用いて、90℃にて30分間の加熱処理を行った後、恒温乾燥炉を使用して、250℃にて30分間の加熱処理行い、ガラス基材の一方の表面上にポリイミド樹脂からなる硬化膜を形成した。
硬化膜の表面を、NMP(N−メチル−2−ピロリドン)を含ませた布でラビングし、硬化膜の耐溶剤性を以下の評価基準に基づいて評価した。評価結果を表3の「耐溶剤性試験」の欄に示す。
(評価基準)
A:変化なし
B:硬化膜に膨潤や浸食が発生している
C:ガラス基材の少なくとも一部が剥き出しになっている、または塗工不良である
(4) Solvent resistance test Immediately after production, the polyimide precursor composition was collected in a glass bottle and immediately placed in a thermostatic chamber at 25 ° C. A glass substrate with a cured film was prepared by the following procedure using the polyimide precursor composition 1 day, 3 days, and 7 days after the standing day, and a solvent resistance test was performed.
On one surface of the glass substrate, the polyimide precursor composition was applied so that the dry coating film had a thickness of 40 μm. After coating, heat treatment is performed at 90 ° C. for 30 minutes using a hot plate, and then heat treatment is performed at 250 ° C. for 30 minutes using a constant temperature drying oven, on one surface of the glass substrate. A cured film made of polyimide resin was formed.
The surface of the cured film was rubbed with a cloth containing NMP (N-methyl-2-pyrrolidone), and the solvent resistance of the cured film was evaluated based on the following evaluation criteria. The evaluation results are shown in the column of “Solvent resistance test” in Table 3.
(Evaluation criteria)
A: No change B: Swelling or erosion occurs in the cured film C: At least a part of the glass substrate is exposed or the coating is poor
(5)耐水性試験(熱水含浸試験)
製造直後のポリイミド前駆体組成物をガラス瓶に採取し、直ちに25℃の恒温室内に静置した。静置した日から起算して1日後、3日後、および7日後のポリイミド前駆体組成物を使用して、以下の手順により硬化膜付きガラス基材を作製し、耐水性試験を行った。
ガラス基材の一方の表面上に、ポリイミド前駆体組成物を、乾燥塗膜の厚みが40μmとなるように塗布した。塗布後、ホットプレートを用いて、90℃にて30分間の加熱処理を行った後、恒温乾燥炉を使用して、250℃にて30分間の加熱処理行い、ガラス基材の一方の表面上にポリイミド樹脂からなる硬化膜を形成した。
硬化膜を形成したガラス基材を90℃の熱水に浸して10分間放置した後、硬化膜を目視にて観察し、硬化膜の耐水性を以下の評価基準に基づいて評価した。評価結果を表3の「耐水性試験」の欄に示す。
(評価基準)
A:変化なし
B:硬化膜に白化または膨潤が発生している
C:ガラス基材の少なくとも一部が剥き出しになっている、または塗工不良である
(5) Water resistance test (hot water impregnation test)
Immediately after production, the polyimide precursor composition was collected in a glass bottle and immediately left in a thermostatic chamber at 25 ° C. A glass substrate with a cured film was prepared according to the following procedure using the polyimide precursor composition after 1 day, 3 days, and 7 days from the day of standing, and a water resistance test was performed.
On one surface of the glass substrate, the polyimide precursor composition was applied so that the dry coating film had a thickness of 40 μm. After coating, heat treatment is performed at 90 ° C. for 30 minutes using a hot plate, and then heat treatment is performed at 250 ° C. for 30 minutes using a constant temperature drying oven, on one surface of the glass substrate. A cured film made of polyimide resin was formed.
The glass substrate on which the cured film was formed was immersed in hot water at 90 ° C. and allowed to stand for 10 minutes, then the cured film was visually observed, and the water resistance of the cured film was evaluated based on the following evaluation criteria. The evaluation results are shown in the column of “Water resistance test” in Table 3.
(Evaluation criteria)
A: No change B: Whitening or swelling occurs in the cured film C: At least a part of the glass substrate is exposed or coating is poor
[実施例2]
(1)撹拌機を備えたセパラブルフラスコ(200mL;筒型)に、2,3,3’,4’−ビフェニルテトラカルボン酸(10.5g)および水(36.6g)を加え、25℃にて10分間撹拌混合した後、2,3−ジヒドロフラン(2.7g)を加え、さらに25℃にて30分間撹拌混合し、ジヒドロフラン誘導体の水分散液を得た。
得られたジヒドロフラン誘導体の水分散液に、スチレンアクリル型ポリアミン(日本触媒社製,ポリメント(R)NK−200PM;不揮発残分 56質量%,アミン価 2.55mmol/g−solid;m=60)(50.2g)を加え、25℃にて2時間撹拌混合し、ポリイミド前駆体の水分散液(ポリイミド前駆体組成物)を得た。
(2)粘度測定、貯蔵安定性試験、耐溶剤性試験、耐水性試験
得られたポリイミド前駆体組成物を用いて、実施例1と同様にして、粘度測定、貯蔵安定性試験、耐溶剤性試験、耐水性試験を行った。結果を表1、表2、表3に示す。
[Example 2]
(1) 2,3,3 ′, 4′-biphenyltetracarboxylic acid (10.5 g) and water (36.6 g) were added to a separable flask (200 mL; cylinder type) equipped with a stirrer, and 25 ° C. After stirring for 10 minutes, 2,3-dihydrofuran (2.7 g) was added, and further stirred and mixed at 25 ° C. for 30 minutes to obtain an aqueous dispersion of a dihydrofuran derivative.
To an aqueous dispersion of the obtained dihydrofuran derivative, styrene acrylic polyamine (manufactured by Nippon Shokubai Co., Ltd., Poliment (R) NK-200PM; non-volatile residue 56% by mass, amine value 2.55 mmol / g-solid; m = 60 ) (50.2 g) was added and stirred and mixed at 25 ° C. for 2 hours to obtain an aqueous dispersion of polyimide precursor (polyimide precursor composition).
(2) Viscosity measurement, storage stability test, solvent resistance test, water resistance test Using the obtained polyimide precursor composition, in the same manner as in Example 1, viscosity measurement, storage stability test, solvent resistance A test and a water resistance test were conducted. The results are shown in Table 1, Table 2, and Table 3.
[実施例3]
(1)撹拌機を備えたセパラブルフラスコ(200mL;筒型)に、2,3,3’,4’−ビフェニルテトラカルボン酸(5.3g)、2,3,6,7−ナフタレンテトラカルボン酸(4.9g)および水(36.2g)を加え、25℃にて10分間撹拌混合した後、2,3−ジヒドロフラン(2.7g)を加え、さらに25℃にて30分間撹拌混合し、ジヒドロフラン誘導体の水分散液を得た。
得られたジヒドロフラン誘導体の水分散液に、スチレンアクリル型ポリアミン(日本触媒社製,ポリメント(R)NK−200PM;不揮発残分 56質量%,アミン価 2.55mmol/g−solid;m=60)(50.8g)を加え、25℃にて2時間撹拌混合し、ポリイミド前駆体の水分散液(ポリイミド前駆体組成物)を得た。
(2)粘度測定、貯蔵安定性試験、耐溶剤性試験、耐水性試験
得られたポリイミド前駆体組成物を用いて、実施例1と同様にして、粘度測定、貯蔵安定性試験、耐溶剤性試験、耐水性試験を行った。結果を表1、表2、表3に示す。
[Example 3]
(1) In a separable flask (200 mL; cylindrical shape) equipped with a stirrer, 2,3,3 ′, 4′-biphenyltetracarboxylic acid (5.3 g), 2,3,6,7-naphthalenetetracarboxylic Add acid (4.9 g) and water (36.2 g), stir and mix at 25 ° C. for 10 minutes, add 2,3-dihydrofuran (2.7 g), and stir and mix at 25 ° C. for 30 minutes. An aqueous dispersion of a dihydrofuran derivative was obtained.
To an aqueous dispersion of the obtained dihydrofuran derivative, styrene acrylic polyamine (manufactured by Nippon Shokubai Co., Ltd., Poliment (R) NK-200PM; non-volatile residue 56% by mass, amine value 2.55 mmol / g-solid; m = 60 ) (50.8 g) was added and mixed with stirring at 25 ° C. for 2 hours to obtain an aqueous dispersion of polyimide precursor (polyimide precursor composition).
(2) Viscosity measurement, storage stability test, solvent resistance test, water resistance test Using the obtained polyimide precursor composition, in the same manner as in Example 1, viscosity measurement, storage stability test, solvent resistance A test and a water resistance test were conducted. The results are shown in Table 1, Table 2, and Table 3.
[比較例1]
(1)撹拌機を備えたセパラブルフラスコ(200mL;筒型)に、1,2,4,5−ベンゼンテトラカルボン酸(11.1g)および水(50.0g)を加え、25℃にて10分間撹拌混合した後、スチレンアクリル型ポリアミン(日本触媒社製,ポリメント(R)NK−200PM;不揮発残分 56%,アミン価 2.55mmol/g−solid;m=60)(71.6g)を加え、25℃にて2時間撹拌混合し、ポリイミド前駆体の水分散液(ポリイミド前駆体組成物)を得た。
[Comparative Example 1]
(1) 1,2,4,5-Benzenetetracarboxylic acid (11.1 g) and water (50.0 g) were added to a separable flask (200 mL; cylindrical shape) equipped with a stirrer at 25 ° C. After stirring and mixing for 10 minutes, a styrene acrylic polyamine (Nippon Shokubai Co., Ltd., Poliment (R) NK-200PM; nonvolatile residue 56%, amine value 2.55 mmol / g-solid; m = 60) (71.6 g) And stirred and mixed at 25 ° C. for 2 hours to obtain an aqueous polyimide precursor dispersion (polyimide precursor composition).
(2)粘度測定、貯蔵安定性試験、耐溶剤性試験、耐水性試験
得られたポリイミド前駆体組成物は流動性を失っていたため、粘度測定、貯蔵安定性試験、耐溶剤性試験、および耐水性試験のいずれも行わなかった。
(2) Viscosity measurement, storage stability test, solvent resistance test, water resistance test Since the obtained polyimide precursor composition had lost fluidity, viscosity measurement, storage stability test, solvent resistance test, and water resistance None of the sex tests were performed.
[比較例2]
(1)ポリイミド前駆体組成物
撹拌機を備えたセパラブルフラスコ(200mL;筒型)に、1,2,4,5−ベンゼンテトラカルボン酸(11.1g)および水(45.9g)を加え、25℃にて10分間撹拌混合した後、ブチルビニルエーテル(4.1g)を加え、さらに25℃にて30分間撹拌混合し、ブチルビニルエーテル誘導体の水分散液を得た。
得られたブチルビニルエーテル誘導体の水分散液に、スチレンアクリル型ポリアミン(日本触媒社製,ポリメント(R)NK−200PM;不揮発残分 56質量%,アミン価 2.55mmol/g−solid;m=60)(71.6g)を加え、25℃にて2時間撹拌混合し、ポリイミド前駆体の水分散液(ポリイミド前駆体組成物)を得た。
[Comparative Example 2]
(1) Polyimide precursor composition 1,2,4,5-benzenetetracarboxylic acid (11.1 g) and water (45.9 g) were added to a separable flask (200 mL; cylindrical type) equipped with a stirrer. After stirring and mixing at 25 ° C. for 10 minutes, butyl vinyl ether (4.1 g) was added, and stirring and mixing was further performed at 25 ° C. for 30 minutes to obtain an aqueous dispersion of a butyl vinyl ether derivative.
To an aqueous dispersion of the obtained butyl vinyl ether derivative, a styrene acrylic polyamine (manufactured by Nippon Shokubai Co., Ltd., Poliment (R) NK-200PM; non-volatile residue 56% by mass, amine value 2.55 mmol / g-solid; m = 60 ) (71.6 g) was added, and the mixture was stirred and mixed at 25 ° C. for 2 hours to obtain a polyimide precursor aqueous dispersion (polyimide precursor composition).
(2)粘度測定および貯蔵安定性試験
得られたポリイミド前駆体組成物を用いて、実施例1と同様にして粘度測定および貯蔵安定性試験を行った。ただし、貯蔵安定性試験の恒温室内静置後7日目に、ポリイミド前駆体組成物がゲル化したため、粘度測定を行うことができなかった。
得られたポリイミド前駆体組成物の製造直後の粘度の測定結果を表1の「初期粘度(22℃)」の欄に、貯蔵安定試験における粘度の測定結果を表2の「貯蔵安定性(25℃)」の「粘度(22℃)」の欄に、外観の観察結果を表2の「貯蔵安定性(25℃)」の「外観(目視)」の欄に、それぞれ示す。
(2) Viscosity measurement and storage stability test Viscosity measurement and storage stability test were conducted in the same manner as in Example 1 using the obtained polyimide precursor composition. However, since the polyimide precursor composition gelled on the seventh day after standing in a temperature-controlled room in the storage stability test, the viscosity measurement could not be performed.
The viscosity measurement results immediately after production of the obtained polyimide precursor composition are shown in the column of “Initial viscosity (22 ° C.)” in Table 1, and the viscosity measurement results in the storage stability test are shown in “Storage stability (25 In the column of “Viscosity (22 ° C.)” of “° C.)”, the observation results of the appearance are shown in the “Appearance (visual)” column of “Storage stability (25 ° C.)” of Table 2.
(3)耐溶剤性試験および耐水性試験
得られたポリイミド前駆体組成物を用いて、実施例1と同様にして耐溶剤性試験および耐水性試験を行った。耐溶剤性の評価結果を表3の「耐溶剤性試験」の欄に、耐水性の評価結果を表3の「耐水性試験」の欄に、それぞれ示す。
(3) Solvent Resistance Test and Water Resistance Test A solvent resistance test and a water resistance test were conducted in the same manner as in Example 1 using the obtained polyimide precursor composition. The evaluation results of the solvent resistance are shown in the “Solvent Resistance Test” column of Table 3, and the evaluation results of the water resistance are shown in the “Water Resistance Test” column of Table 3, respectively.
[比較例3]
(1)ポリイミド前駆体の製造
(1)ポリイミド前駆体の製造
攪拌機を備えたセパラブルフラスコ(200mL;筒型)に、1,2,4,5−ベンゼンテトラカルボン酸(11.1g)およびN−メチル−2−ピロリドン(50.0g)を加え、25℃にて10分間撹拌混合した後、スチレンアクリル型ポリアミン(日本触媒社製,ポリメント(R)NK−200PM;不揮発分 56質量%,アミン価 2.55mmol/g−solid;m=60)(71.6g)を加え、25℃にて2時間撹拌混合し、ポリイミド前駆体のN−メチル−2−ピロリドン溶液(ポリイミド前駆体組成物)を得た。
(2)粘度測定、貯蔵安定性試験、耐溶剤性試験、耐水性試験
得られたポリイミド前駆体組成物を用いて、実施例1と同様にして、粘度測定、貯蔵安定性試験、耐溶剤性試験、耐水性試験を行った。結果を表1、表2、表3に示す。
[Comparative Example 3]
(1) Manufacture of polyimide precursor (1) Manufacture of polyimide precursor In a separable flask (200 mL; cylinder type) equipped with a stirrer, 1,2,4,5-benzenetetracarboxylic acid (11.1 g) and N -After adding methyl-2-pyrrolidone (50.0 g) and stirring and mixing at 25 ° C. for 10 minutes, styrene acrylic polyamine (manufactured by Nippon Shokubai Co., Ltd., Polyment (R) NK-200PM; nonvolatile content 56% by mass, amine) 2.55 mmol / g-solid; m = 60) (71.6 g) was added and stirred and mixed at 25 ° C. for 2 hours to obtain an N-methyl-2-pyrrolidone solution of polyimide precursor (polyimide precursor composition). Got.
(2) Viscosity measurement, storage stability test, solvent resistance test, water resistance test Using the obtained polyimide precursor composition, in the same manner as in Example 1, viscosity measurement, storage stability test, solvent resistance A test and a water resistance test were conducted. The results are shown in Table 1, Table 2, and Table 3.
表1に示す結果から明らかなように、本発明のポリイミド前駆体組成物は低粘度で塗工性に優れた。
比較例2の、ジヒドロフラン化合物ではなく、ビニルエーテル化合物を付加したポリイミド前駆体を含むポリイミド前駆体組成物も低粘度で塗工性に優れた。
As is clear from the results shown in Table 1, the polyimide precursor composition of the present invention was low in viscosity and excellent in coatability.
The polyimide precursor composition containing the polyimide precursor which added the vinyl ether compound instead of the dihydrofuran compound of the comparative example 2 was also low viscosity, and was excellent in coating property.
表2に示す結果から明らかなように、本発明のポリイミド前駆体組成物は、貯蔵安定性に優れ、製造後期間を経過しても低粘度で塗工性が損なわれなかった。
一方、比較例2の、ジヒドロフラン化合物ではなく、ビニルエーテル化合物を付加したポリイミド前駆体を含むポリイミド前駆体組成物は、貯蔵安定性に劣った。また、比較例2は、上記表1のとおり初期粘度は低く塗工性に優れるものの、製造後期間を経過すると、外観が変化するとともに、粘度が上昇し、塗工性が損なわれた。
As is clear from the results shown in Table 2, the polyimide precursor composition of the present invention was excellent in storage stability, and even after a period after production, the coating property was not impaired due to low viscosity.
On the other hand, the polyimide precursor composition containing the polyimide precursor which added the vinyl ether compound instead of the dihydrofuran compound of the comparative example 2 was inferior in storage stability. In Comparative Example 2, the initial viscosity was low and the coating property was excellent as shown in Table 1, but after the post-manufacturing period, the appearance changed, the viscosity increased, and the coating property was impaired.
表3に示す結果から明らかなように、本発明のポリイミド前駆体組成物は、貯蔵安定性に優れ、製造後期間を経過しても、加熱処理して得られたポリイミド樹脂は、耐溶剤性および耐水性に優れた。
一方、比較例2の、ジヒドロフラン化合物ではなく、ビニルエーテル化合物を付加したポリイミド前駆体を含むポリイミド前駆体組成物は、貯蔵安定性に劣った。また、製造後期間を経過した後、比較例2の組成物を加熱処理して得られたポリイミド樹脂は、耐溶剤性および耐水性が劣った。
また、比較例3の、ポリイミド前駆体の水分散液ではなく、N−メチル−2−ピロリドン溶液としたポリイミド前駆体組成物について、調製1日後の組成物を加熱処理して得られたポリイミド樹脂は、耐溶剤性および耐水性に優れた。しかし、調製3日後には比較例3のポリイミド組成物中に結晶が析出してしまい、使用に耐えられなくなった。このため比較例3について調製3日後及び7日後の耐溶剤性および耐水性を評価することができなかった。
As is clear from the results shown in Table 3, the polyimide precursor composition of the present invention is excellent in storage stability, and the polyimide resin obtained by heat treatment even after a period after production is solvent resistant. Excellent water resistance.
On the other hand, the polyimide precursor composition containing the polyimide precursor which added the vinyl ether compound instead of the dihydrofuran compound of the comparative example 2 was inferior in storage stability. Moreover, after the period after manufacture passed, the polyimide resin obtained by heat-processing the composition of the comparative example 2 was inferior in solvent resistance and water resistance.
Moreover, about the polyimide precursor composition made into the N-methyl-2- pyrrolidone solution instead of the aqueous dispersion of the polyimide precursor of the comparative example 3, the polyimide resin obtained by heat-processing the composition one day after preparation Was excellent in solvent resistance and water resistance. However, after 3 days from the preparation, crystals were precipitated in the polyimide composition of Comparative Example 3, and it became unusable. For this reason, it was not possible to evaluate the solvent resistance and water resistance of Comparative Example 3 after 3 days and 7 days after preparation.
Claims (4)
前記ジヒドロフラン誘導体組成物製造工程で得られたジヒドロフラン誘導体と、下記式(C)で表されるポリアミンと、水性媒体とを混合し、撹拌するポリイミド前駆体組成物製造工程、および
前記ポリイミド前駆体組成物製造工程で得られたポリイミド前駆体と水性媒体とを含有するポリイミド前駆体組成物を加熱処理して、硬化させるポリイミド樹脂製造工程
を備えるポリイミド樹脂の製造方法。
A polyimide precursor composition manufacturing step in which the dihydrofuran derivative obtained in the dihydrofuran derivative composition manufacturing step, a polyamine represented by the following formula (C), and an aqueous medium are mixed and stirred, and the polyimide precursor The manufacturing method of a polyimide resin provided with the polyimide resin manufacturing process which heat-processes and cures the polyimide precursor composition containing the polyimide precursor and aqueous medium which were obtained at the body composition manufacturing process.
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