JP2024015908A - Polyimide precursor solution and polyimide molding - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ポリイミド前駆体溶液及びポリイミド成形体に関する。 The present invention relates to a polyimide precursor solution and a polyimide molded article.
特許文献1には、「テトラカルボン酸二無水物に由来する成分およびジアミン化合物に由来する成分のうち、少なくとも一方の成分を2種類以上含有するポリイミド樹脂を含み、かつ、ウレア系溶媒、アルコキシ基含有アミド系溶媒、及びエステル基含有アミド系溶媒からなる溶媒群Aより選択された少なくとも1種の溶媒の含有量が50ppm以上2000ppm以下であるポリイミド樹脂層を有する無端ベルト。」が開示されている。 Patent Document 1 states, ``A polyimide resin containing two or more types of at least one of a component derived from a tetracarboxylic dianhydride and a component derived from a diamine compound, and a urea-based solvent and an alkoxy group. An endless belt having a polyimide resin layer containing at least one solvent selected from solvent group A consisting of amide-based solvents containing amide-based solvents and ester group-containing amide-based solvents in an amount of 50 ppm to 2000 ppm. .
特許文献2には、「β-アルコキシプロピオンアミド(b)およびアミド基含有3級アミン化合物(c)を少なくとも含有する溶剤中で酸成分とアミン成分とを反応させる工程を含む、ポリイミド、ポリベンゾオキサゾール、ポリアミドイミド、それらいずれかの前駆体及び又はそれらの2種以上から選択される共重合体を含むアルカリ可溶性樹脂溶液の製造方法であり、該β-アルコキシプロピオンアミド(b)およびアミド基含有3級アミン化合物(c)を少なくとも含有する溶剤中、β-アルコキシプロピオンアミド(b)に対してアミド基含有3級アミン化合物(c)を10~1800ppm含む、アルカリ可溶性樹脂溶液の製造方法。」が開示されている。 Patent Document 2 states, ``A process for reacting an acid component and an amine component in a solvent containing at least a β-alkoxypropionamide (b) and an amide group-containing tertiary amine compound (c). A method for producing an alkali-soluble resin solution containing oxazole, polyamideimide, a precursor thereof, and/or a copolymer selected from two or more thereof, wherein the β-alkoxypropionamide (b) and an amide group-containing A method for producing an alkali-soluble resin solution containing 10 to 1,800 ppm of an amide group-containing tertiary amine compound (c) based on β-alkoxypropionamide (b) in a solvent containing at least a tertiary amine compound (c). is disclosed.
従来のポリイミド前駆体及びβ-アルコキシプロピオンアミド溶剤のみを含有するポリイミド前駆体溶液を用いて成形されたポリイミド成形体は、熱伝導性及び引張破断強度が低い傾向にあった。
そこで本開示では、ポリイミド前駆体及びβ―アルコキシプロピオンアミド溶剤のみを含有するポリイミド前駆体溶液である場合に比べて、これを用いてポリイミド成形体としたときに、熱伝導性及び引張破断強度の両方に優れたポリイミド成形体が得られるポリイミド前駆体溶液を提供することを課題とする。
Polyimide molded articles molded using conventional polyimide precursor solutions containing only a polyimide precursor and a β-alkoxypropionamide solvent tend to have low thermal conductivity and tensile strength at break.
Therefore, in the present disclosure, compared to a polyimide precursor solution containing only a polyimide precursor and a β-alkoxypropionamide solvent, when a polyimide molded body is made using this solution, thermal conductivity and tensile strength at break are improved. It is an object of the present invention to provide a polyimide precursor solution that yields a polyimide molded article that is excellent in both aspects.
前記課題を解決するための具体的手段には、下記の態様が含まれる。
<1> ポリイミド前駆体と、
β―アルコキシプロピオンアミド溶剤と、
アミド基含有3級アミン化合物と、
炭素材料と、
を含有するポリイミド前駆体溶液。
<2> 前記β―アルコキシプロピオンアミド溶剤は、下記一般式(A)で表される化合物である、前記<1>に記載のポリイミド前駆体溶液。
(前記一般式(A)中、R1は、炭素数1以上6以下のアルキル基を表し、R2及びR3は、各々独立に、水素原子又は炭素数1以上6以下のアルキル基を表す。)
<3> 前記一般式(A)で表される化合物は、3-メトキシ-N,N-ジメチルプロピオンアミド及び3-n-ブトキシ-N,N-ジメチルプロピオンアミドの少なくとも一方である、前記<2>に記載のポリイミド前駆体溶液。
<4> 前記アミド基含有3級アミン化合物は、下記一般式(B)で表される化合物を含有する、前記<1>に記載のポリイミド前駆体溶液。
(前記一般式(B)中、R1及びR2は、各々独立に、アルデヒド基又は炭素数1以上5以下のアルキル基を表し、R3及びR4は、各々独立に、水素原子、又は、炭素数1以上5以下のアルキル基を有する1価の有機基を表す。)
<5> 前記一般式(B)で表される化合物は、3-ジメチルアミノ-N,N-ジメチルプロピオンアミド及びN-[2-(ジメチルアミノ)エチル]-N-メチルホルムアミドの少なくとも一方である、前記<4>に記載のポリイミド前駆体溶液。
<6> 前記アミド基含有3級アミン化合物は、ポリイミド前駆体溶液の総量に対する含有量が10ppm以上2000ppm以下である、前記<1>に記載のポリイミド前駆体溶液。
<7> 前記アミド基含有3級アミン化合物は、前記炭素材料に対する含有量が0.01質量%以上2質量%以下である、前記<1>に記載のポリイミド前駆体溶液。
<8> 前記炭素材料は、カーボンブラック、グラフェン及びカーボンナノチューブからなる群より選択される少なくとも1種を含む、前記<1>に記載のポリイミド前駆体溶液。
<9> 前記炭素材料は、粒状中空集合体又はグラフェンメソスポンジの構造を有する、前記<8>に記載のポリイミド前駆体溶液。
<10> 前記炭素材料は、前記ポリイミド前駆体に対する含有量が5体積%以上20体積%以下である、前記<1>に記載のポリイミド前駆体溶液。
<11> 前記炭素材料は、前記アミド基含有3級アミン化合物に対する含有量が2質量%以上1000質量%以下である、前記<1>に記載のポリイミド前駆体溶液。
<12> 前記β―アルコキシプロピオンアミド溶剤は、下記一般式(A)で表される化合物を含有し、
前記アミド基含有3級アミン化合物は、下記一般式(B)で表される化合物を含有する、前記<1>に記載のポリイミド前駆体溶液。
<13> 前記<1>に記載のポリイミド前駆体溶液の加熱硬化物で構成されたポリイミド成形体。
<14> 前記ポリイミド成形体が無端ベルトである、前記<13>に記載のポリイミド成形体。
Specific means for solving the above problems include the following aspects.
<1> Polyimide precursor,
β-alkoxypropionamide solvent,
an amide group-containing tertiary amine compound;
carbon material;
A polyimide precursor solution containing.
<2> The polyimide precursor solution according to <1>, wherein the β-alkoxypropionamide solvent is a compound represented by the following general formula (A).
(In the general formula (A), R 1 represents an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, and R 2 and R 3 each independently represent a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms. .)
<3> The compound represented by the general formula (A) is at least one of 3-methoxy-N,N-dimethylpropionamide and 3-n-butoxy-N,N-dimethylpropionamide, >The polyimide precursor solution described in >.
<4> The polyimide precursor solution according to <1>, wherein the amide group-containing tertiary amine compound contains a compound represented by the following general formula (B).
(In the general formula (B), R 1 and R 2 each independently represent an aldehyde group or an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and R 3 and R 4 each independently represent a hydrogen atom, or , represents a monovalent organic group having an alkyl group having 1 or more and 5 or less carbon atoms.)
<5> The compound represented by the general formula (B) is at least one of 3-dimethylamino-N,N-dimethylpropionamide and N-[2-(dimethylamino)ethyl]-N-methylformamide. , the polyimide precursor solution according to <4> above.
<6> The polyimide precursor solution according to <1>, wherein the amide group-containing tertiary amine compound has a content of 10 ppm or more and 2000 ppm or less based on the total amount of the polyimide precursor solution.
<7> The polyimide precursor solution according to <1>, wherein the content of the amide group-containing tertiary amine compound relative to the carbon material is 0.01% by mass or more and 2% by mass or less.
<8> The polyimide precursor solution according to <1>, wherein the carbon material includes at least one selected from the group consisting of carbon black, graphene, and carbon nanotubes.
<9> The polyimide precursor solution according to <8>, wherein the carbon material has a structure of a granular hollow aggregate or a graphene mesosponge.
<10> The polyimide precursor solution according to <1>, wherein the carbon material has a content of 5% by volume or more and 20% by volume or less with respect to the polyimide precursor.
<11> The polyimide precursor solution according to <1>, wherein the carbon material has a content of 2% by mass or more and 1000% by mass or less with respect to the amide group-containing tertiary amine compound.
<12> The β-alkoxypropionamide solvent contains a compound represented by the following general formula (A),
The polyimide precursor solution according to <1> above, wherein the amide group-containing tertiary amine compound contains a compound represented by the following general formula (B).
<13> A polyimide molded body made of a heat-cured product of the polyimide precursor solution according to <1>.
<14> The polyimide molded article according to <13>, wherein the polyimide molded article is an endless belt.
<1>、<2>、<3>、<4>、<5>、又は<12>に係る発明によれば、ポリイミド前駆体及びβ―アルコキシプロピオンアミド溶剤のみを含有するポリイミド前駆体溶液である場合に比べて、熱伝導性及び引張破断強度の両方に優れたポリイミド成形体が得られるポリイミド前駆体溶液が提供される。
<6>に係る発明によれば、前記アミド基含有3級アミン化合物が、ポリイミド前駆体溶液の総量に対する含有量が10ppm未満又は2000ppm超えである場合に比べて、熱伝導性及び引張破断強度の両方に優れたポリイミド成形体が得られるポリイミド前駆体溶液が提供される。
<7>に係る発明によれば、前記アミド基含有3級アミン化合物が、前記炭素材料に対する含有量が0.01質量%未満又は2質量%超えである場合に比べて、熱伝導性及び引張破断強度の両方に優れたポリイミド成形体が得られるポリイミド前駆体溶液が提供される。
<8>に係る発明によれば、前記炭素材料がグラファイトである場合に比べて、熱伝導性に優れたポリイミド成形体が得られるポリイミド前駆体溶液が提供される。
<9>に係る発明によれば、前記炭素材料がカーボンブラックである場合に比べて、熱伝導性に優れたポリイミド成形体が得られるポリイミド前駆体溶液が提供される。
<10>に係る発明によれば、前記炭素材料が、前記ポリイミド前駆体に対する含有量が5体積%未満又は20体積%超えである場合に比べて、熱伝導性及び引張破断強度の両方に優れたポリイミド成形体が得られるポリイミド前駆体溶液が提供される。
<11>に係る発明によれば、前記炭素材料は、前記アミド基含有3級アミン化合物に対する含有量が2質量%未満又は1000質量%超えである場合に比べて、熱伝導性及び引張破断強度の両方に優れたポリイミド成形体が得られるポリイミド前駆体溶液が提供される。
<13>に係る発明によれば、ポリイミド前駆体及びβ―アルコキシプロピオンアミド溶剤のみを含有するポリイミド前駆体溶液である場合に比べて、ポリイミド成形体としたときに、熱伝導性及び引張破断強度の両方に優れたポリイミド成形体が提供される。
According to the invention according to <1>, <2>, <3>, <4>, <5>, or <12>, a polyimide precursor solution containing only a polyimide precursor and a β-alkoxypropionamide solvent A polyimide precursor solution is provided that yields a polyimide molded article having better thermal conductivity and tensile strength at break than in other cases.
According to the invention according to <6>, the amide group-containing tertiary amine compound has lower thermal conductivity and tensile strength at break than when the content of the tertiary amine compound is less than 10 ppm or more than 2000 ppm based on the total amount of the polyimide precursor solution. A polyimide precursor solution from which a polyimide molded article excellent in both aspects can be obtained is provided.
According to the invention according to <7>, the amide group-containing tertiary amine compound has better thermal conductivity and tensile strength than when the content of the amide group-containing tertiary amine compound is less than 0.01% by mass or more than 2% by mass with respect to the carbon material. A polyimide precursor solution from which a polyimide molded article having both excellent breaking strength can be obtained is provided.
According to the invention according to <8>, there is provided a polyimide precursor solution that allows a polyimide molded body with excellent thermal conductivity to be obtained compared to a case where the carbon material is graphite.
According to the invention according to <9>, a polyimide precursor solution is provided that allows a polyimide molded article with excellent thermal conductivity to be obtained compared to a case where the carbon material is carbon black.
According to the invention according to <10>, the carbon material has excellent both thermal conductivity and tensile strength at break compared to a case where the content of the carbon material is less than 5% by volume or more than 20% by volume with respect to the polyimide precursor. A polyimide precursor solution from which a polyimide molded article can be obtained is provided.
According to the invention according to <11>, the carbon material has better thermal conductivity and tensile strength at break than when the content of the amide group-containing tertiary amine compound is less than 2% by mass or more than 1000% by mass. Provided is a polyimide precursor solution that yields a polyimide molded article that is excellent in both.
According to the invention according to <13>, compared to a polyimide precursor solution containing only a polyimide precursor and a β-alkoxypropionamide solvent, when formed into a polyimide molded article, thermal conductivity and tensile breaking strength are improved. A polyimide molded article excellent in both is provided.
以下に、本発明の実施形態について説明する。これらの説明及び実施例は実施形態を例示するものであり、実施形態の範囲を制限するものではない。 Embodiments of the present invention will be described below. These descriptions and examples are illustrative of the embodiments and do not limit the scope of the embodiments.
本明細書中に段階的に記載されている数値範囲において、一つの数値範囲で記載された上限値又は下限値は、他の段階的な記載の数値範囲の上限値又は下限値に置き換えてもよい。また、本開示中に記載されている数値範囲において、その数値範囲の上限値又は下限値は、実施例に示されている値に置き換えてもよい。 In the numerical ranges described step by step in this specification, the upper limit value or lower limit value described in one numerical range may be replaced with the upper limit value or lower limit value of another numerical range described step by step. good. Furthermore, in the numerical ranges described in this disclosure, the upper limit or lower limit of the numerical range may be replaced with the values shown in the Examples.
本明細書において各成分は該当する物質を複数種含んでいてもよい。 In this specification, each component may contain multiple types of corresponding substances.
本明細書において組成物中の各成分の量について言及する場合、組成物中に各成分に該当する物質が複数種存在する場合には、特に断らない限り、組成物中に存在する当該複数種の物質の合計量を意味する。 In this specification, when referring to the amount of each component in a composition, if there are multiple types of substances corresponding to each component in the composition, unless otherwise specified, the multiple types present in the composition means the total amount of substances.
本実施形態において、「膜」は、一般的に「膜」と呼ばれているものだけでなく、一般的に「フィルム」及び「シート」と呼ばれているものをも包含する概念である。 In this embodiment, the term "membrane" is a concept that includes not only what is generally called a "membrane" but also what is generally called a "film" and a "sheet."
<ポリイミド前駆体溶液>
本実施形態に係るポリイミド前駆体溶液は、ポリイミド前駆体と、β-アルコキシプロピオンアミド溶剤と、アミド基含有3級アミン化合物と、炭素材料と、を含有するポリイミド前駆体溶液である。
<Polyimide precursor solution>
The polyimide precursor solution according to this embodiment is a polyimide precursor solution containing a polyimide precursor, a β-alkoxypropionamide solvent, an amide group-containing tertiary amine compound, and a carbon material.
ポリイミド成形体は、画像形成装置に搭載される定着部材のベルト等に用いられる。
ポリイミド成形体は、ポリイミド前駆体を含むポリイミド前駆体溶液を、被塗布物上に塗布して形成した塗膜に加熱処理を施すことで得られる。
Polyimide molded bodies are used for belts and the like of fixing members installed in image forming apparatuses.
A polyimide molded article can be obtained by applying a polyimide precursor solution containing a polyimide precursor onto an object to be coated and heat-treating the coating film formed.
近年、環境低負荷を指向したモノづくりの観点から、ポリイミド前駆体溶液における溶剤として、β-アルコキシプロピオンアミド溶剤が用いられている。β-アルコキシプロピオンアミド溶剤には、その製造上の都合などから、アミド基含有3級アミン化合物が含まれていることが多い。従来のこのβ-アルコキシプロピオンアミド溶剤とアミド基含有3級アミン化合物とを含むポリイミド前駆体溶液では、ポリイミド成形体としたときに、熱伝導性及び引張破断強度の両方が低下する傾向にあった。この要因としては必ずしも明らかではないが以下のように推察される。 In recent years, from the viewpoint of manufacturing with low environmental impact, β-alkoxypropionamide solvents have been used as solvents in polyimide precursor solutions. β-alkoxypropionamide solvents often contain an amide group-containing tertiary amine compound for reasons of manufacturing convenience. Conventional polyimide precursor solutions containing this β-alkoxypropionamide solvent and an amide group-containing tertiary amine compound tended to have both thermal conductivity and tensile strength at break when formed into polyimide molded products. . The reason for this is not necessarily clear, but it is inferred as follows.
アミド基含有3級アミン化合物は、ポリイミド前駆体のイミド化を促進する作用を有する。そのため、成膜の際に比較的早い段階でイミド化が進行し、高次構造にムラのあるポリイミド成形体が得られやすい。その結果、ポリイミド成形体の熱伝導性が局所的に低下する部分が生じる傾向にある。また、高次構造にムラがあり局所的にもろい部分において引張破断強度が低下する傾向にある。 The amide group-containing tertiary amine compound has the effect of promoting imidization of the polyimide precursor. Therefore, imidization progresses at a relatively early stage during film formation, and a polyimide molded body with uneven higher-order structure is likely to be obtained. As a result, there tends to be a portion where the thermal conductivity of the polyimide molded article is locally reduced. Furthermore, the tensile strength at break tends to decrease in locally brittle portions where the higher-order structure is uneven.
これに対し、本実施形態に係るポリイミド前駆体溶液は、上記構成を有することにより、これを用いてポリイミド成形体としたときにも、熱伝導性と引張破断強度の両方に優れる。この作用機序は必ずしも明らかではないが、以下のように推察される。 On the other hand, since the polyimide precursor solution according to the present embodiment has the above-mentioned structure, even when it is used to form a polyimide molded article, it has excellent both thermal conductivity and tensile strength at break. Although this mechanism of action is not necessarily clear, it is inferred as follows.
本実施形態に係るポリイミド前駆体溶液は、ポリイミド前駆体と、β-アルコキシプロピオンアミド溶剤と、アミド基含有3級アミン化合物とに加えて、炭素材料を更に含有する。本発明者らの鋭意検討の結果、炭素材料が、非プロトン性極性溶剤であるβ-アルコキシプロピオンアミド溶剤の存在下、アミド基含有3級アミン化合物と混在すると、炭素材料がアミド基含有3級アミン化合物に対して親和性が高くなる傾向にあることがわかった。そのため、成膜の際にも、炭素材料がアミド基含有3級アミン化合物と相互作用することによりイミド化が適度に促進される傾向にある。また、ポリイミド成形体としたときも、そのポリイミドの高次構造の空隙に炭素材料が介在することで、局所的にもろい部分が生じることが抑制される。その結果、ポリイミド成形体としたときも、熱伝導性及び引張破断強度の両方に優れると考えられる。 The polyimide precursor solution according to this embodiment further contains a carbon material in addition to the polyimide precursor, the β-alkoxypropionamide solvent, and the amide group-containing tertiary amine compound. As a result of intensive studies by the present inventors, we found that when a carbon material is mixed with an amide group-containing tertiary amine compound in the presence of a β-alkoxypropionamide solvent, which is an aprotic polar solvent, the carbon material becomes an amide group-containing tertiary amine compound. It was found that the affinity for amine compounds tends to be higher. Therefore, also during film formation, imidization tends to be moderately promoted by the interaction of the carbon material with the amide group-containing tertiary amine compound. Furthermore, when a polyimide molded product is formed, the presence of carbon material in the voids of the higher-order structure of the polyimide suppresses the formation of locally brittle portions. As a result, it is thought that even when formed into a polyimide molded article, it is excellent in both thermal conductivity and tensile strength at break.
(β-アルコキシプロピオンアミド溶剤)
β-アルコキシプロピオンアミド溶剤とは、β位にアルコキシ基を有するプロピオンアミド化合物(つまり、*-CH2-CH2-C(=O)-N-RE1,RE2、*は連結部位、RE1及びRE2は各々独立に、水素原子又は1価の有機基を表す。)を指す。
β-アルコキシプロピオンアミド溶剤は、ポリイミド前駆体の溶解性が高いことから、ポリイミド前駆体溶液中に含まれるポリイミド前駆体の濃度等を好適に調整し得る。
β-アルコキシプロピオンアミド溶剤は、1種単独で用いてもよいし、2種以上組み合わせて併用してもよい。
(β-alkoxypropionamide solvent)
A β-alkoxypropionamide solvent is a propionamide compound having an alkoxy group at the β position (that is, *-CH 2 -CH 2 -C(=O)-N-R E1 ,R E2 , * is a linking site, R E1 and R E2 each independently represent a hydrogen atom or a monovalent organic group).
Since the β-alkoxypropionamide solvent has a high solubility of the polyimide precursor, it is possible to suitably adjust the concentration of the polyimide precursor contained in the polyimide precursor solution.
The β-alkoxypropionamide solvents may be used alone or in combination of two or more.
β-アルコキシプロピオンアミド溶剤は、下記一般式(A)で表される化合物であることが好ましい。
(前記一般式(A)中、R1は、炭素数1以上6以下のアルキル基を表し、R2及びR3は、各々独立に、水素原子又は炭素数1以上6以下のアルキル基を表す。) (In the general formula (A), R 1 represents an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, and R 2 and R 3 each independently represent a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms. .)
β-アルコキシプロピオンアミド溶剤が上記一般式(A)で表される化合物であると、β-アルコキシプロピオンアミド溶剤は、ポリイミド前駆体の溶解性により優れる。 When the β-alkoxypropionamide solvent is a compound represented by the above general formula (A), the β-alkoxypropionamide solvent has better solubility of the polyimide precursor.
前記一般式(A)中、R1で表される炭素数1以上6以下のアルキル基としては、炭素数1以上6以下の直鎖状又は分岐状のアルキル基が挙げられる。
炭素数1以上6以下の直鎖状アルキル基としては、メチル基、エチル基、n-プロピル基、n-ブチル基、n-ペンチル基、n-ヘキシル基が挙げられる。
炭素数1以上6以下の分岐状アルキル基としては、イソプロピル基、イソブチル基、sec-ブチル基、tert-ブチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基、tert-ペンチル基、イソヘキシル基、sec-ヘキシル基、tert-ヘキシル基が挙げられる。
In the general formula (A), the alkyl group having 1 to 6 carbon atoms represented by R 1 includes a linear or branched alkyl group having 1 to 6 carbon atoms.
Examples of the linear alkyl group having 1 to 6 carbon atoms include methyl group, ethyl group, n-propyl group, n-butyl group, n-pentyl group, and n-hexyl group.
Examples of branched alkyl groups having 1 to 6 carbon atoms include isopropyl group, isobutyl group, sec-butyl group, tert-butyl group, isopentyl group, neopentyl group, tert-pentyl group, isohexyl group, sec-hexyl group, tert-butyl group, -hexyl group.
前記一般式(A)中、R1は、各々独立に、水素原子又は炭素数1以上6以下のアルキル基を表し、炭素数1以上6以下の直鎖状のアルキル基を表すことが好ましく、炭素数1以上5以下の直鎖状のアルキル基を表すことがより好ましく、炭素数1以上4以下の直鎖状のアルキル基を表すことが更に好ましい。前記一般式(A)中、R1が上記基であると、ポリイミド前駆体の溶解性により優れる。 In the general formula (A), R 1 each independently represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, and preferably represents a linear alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, It is more preferable to represent a linear alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and even more preferably a linear alkyl group having 1 to 4 carbon atoms. In the general formula (A), when R 1 is the above group, the solubility of the polyimide precursor is better.
前記一般式(A)中、R2~R3で表される炭素数1以上6以下のアルキル基としては、炭素数1以上6以下の直鎖状又は分岐状のアルキル基が挙げられる。
炭素数1以上6以下の直鎖状アルキル基としては、メチル基、エチル基、n-プロピル基、n-ブチル基等が挙げられる。
炭素数1以上6以下の分岐状アルキル基としては、イソプロピル基、イソブチル基、sec-ブチル基、tert-ブチル基等が挙げられる。
In the general formula (A), the alkyl group having 1 to 6 carbon atoms represented by R 2 to R 3 includes a linear or branched alkyl group having 1 to 6 carbon atoms.
Examples of the linear alkyl group having 1 to 6 carbon atoms include methyl group, ethyl group, n-propyl group, n-butyl group, and the like.
Examples of the branched alkyl group having 1 to 6 carbon atoms include isopropyl group, isobutyl group, sec-butyl group, and tert-butyl group.
前記一般式(A)中、R2~R3は、各々独立に、水素原子又は炭素数1以上6以下のアルキル基を表し、炭素数1以上6以下の直鎖状又は分岐状のアルキル基を表すことが好ましく、炭素数1以上3以下の直鎖状のアルキル基を表すことがより好ましく、炭素数1以上2以下の直鎖状のアルキル基を表すことが更に好ましい。前記一般式(A)中、R2~R3が、各々独立に、上記基であると、ポリイミド前駆体の溶解性により優れる。 In the general formula (A), R 2 to R 3 each independently represent a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, and a linear or branched alkyl group having 1 to 6 carbon atoms. It is preferable to represent a linear alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, more preferably a linear alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, and even more preferably a linear alkyl group having 1 to 2 carbon atoms. In the general formula (A), when R 2 to R 3 are each independently the above groups, the solubility of the polyimide precursor is better.
前記一般式(A)で表される化合物は、3-メトキシ-N,N-ジメチルプロピオンアミド及び3-n-ブトキシ-N,N-ジメチルプロピオンアミドの少なくとも一方であることが好ましい。前記一般式(A)で表される化合物が上記2種の化合物の少なくとも一方であると、ポリイミド前駆体の溶解性により優れる。 The compound represented by the general formula (A) is preferably at least one of 3-methoxy-N,N-dimethylpropionamide and 3-n-butoxy-N,N-dimethylpropionamide. When the compound represented by the general formula (A) is at least one of the above two types of compounds, the solubility of the polyimide precursor is better.
以下、一般式(A)で表される化合物の例示を示すが、本開示はこれに限定されるものではない。 Examples of compounds represented by general formula (A) are shown below, but the present disclosure is not limited thereto.
・3-メトキシ-N,N-ジメチルプロピオンアミド
・3-メトキシ-N,N-ジエチルプロピオンアミド
・3-メトキシ-N,N-ジ-n-プロピルプロピオンアミド
・3-メトキシ-N,N-ジ-n-ブチルプロピオンアミド
・3-メトキシ-N,N-ジ-n-ブチルプロピオンアミド
・3-エトキシ-N,N-ジエチルプロピオンアミド
・3-エトキシ-N,N-ジメチルプロピオンアミド
・3-エトキシ-N,N-ジ-n-プロピルプロピオンアミド
・3-n-ブトキシ-N,N-ジメチルプロピオンアミド
・3-n-ブトキシ-N,N-ジエチルプロピオンアミド
・3-n-ブトキシ-N,N-ジ-n-プロピルプロピオンアミド
・3-n-ブトキシ-N,N-ジ-n-ブチルプロピオンアミド
・3-n-プロポキシ-N,N-ジメチルプロピオンアミド
・3-n-プロポキシ-N,N-ジエチルプロピオンアミド
・3-n-プロポキシ-N,N-モノメチルモノエチルプロピオンアミド
・3-n-プロポキシ-N,N-ジ-n-プロピルプロピオンアミド
・3-n-プロポキシ-N,N-ジ-n-ブチルプロピオンアミド
・3-n-ヘキシルオキシ-N,N-ジメチルプロピオンアミド
・3-n-ヘキシルオキシ-N,N-ジエチルプロピオンアミド
・3-tert-ブトキシ-N,N-ジ-n-プロピルプロピオンアミド
・3-tert-ブトキシ-N,N-ジ-n-ブチルプロピオンアミド
・3-tert-ブトキシ-N,N-ジメチルプロピオンアミド
・3-tert-ブトキシ-N,N-ジエチルプロピオンアミド
・3-iso-プロポキシ-N,N-ジメチルプロピオンアミド
・3-iso-プロポキシ-N,N-ジエチルプロピオンアミド
・3-iso-プロポキシ-N,N-ジ-n-プロピルプロピオンアミド
・3-iso-プロポキシ-N,N-ジ-n-ブチルプロピオンアミド
・3-オクタキシ-N,N-ジメチルプロピオンアミド
・3-methoxy-N,N-dimethylpropionamide ・3-methoxy-N,N-diethylpropionamide ・3-methoxy-N,N-di-n-propylpropionamide ・3-methoxy-N,N-di -n-Butylpropionamide/3-methoxy-N,N-di-n-butylpropionamide/3-ethoxy-N,N-diethylpropionamide/3-ethoxy-N,N-dimethylpropionamide/3-ethoxy -N,N-di-n-propylpropionamide/3-n-butoxy-N,N-dimethylpropionamide/3-n-butoxy-N,N-diethylpropionamide/3-n-butoxy-N,N -di-n-propylpropionamide, 3-n-butoxy-N,N-di-n-butylpropionamide, 3-n-propoxy-N,N-dimethylpropionamide, 3-n-propoxy-N,N -Diethylpropionamide/3-n-propoxy-N,N-monomethylmonoethylpropionamide/3-n-propoxy-N,N-di-n-propylpropionamide/3-n-propoxy-N,N-di -n-butylpropionamide/3-n-hexyloxy-N,N-dimethylpropionamide/3-n-hexyloxy-N,N-diethylpropionamide/3-tert-butoxy-N,N-di-n -Propylpropionamide/3-tert-butoxy-N,N-di-n-butylpropionamide/3-tert-butoxy-N,N-dimethylpropionamide/3-tert-butoxy-N,N-diethylpropionamide・3-iso-propoxy-N,N-dimethylpropionamide ・3-iso-propoxy-N,N-diethylpropionamide ・3-iso-propoxy-N,N-di-n-propylpropionamide ・3-iso -Propoxy-N,N-di-n-butylpropionamide/3-octoxy-N,N-dimethylpropionamide
(その他の溶剤)
本実施形態に係るポリイミド前駆体溶液は、本実施形態の効果が阻害されない範囲で、前記β-アルコキシプロピオンアミド溶剤以外のその他の溶剤を更に含んでいてもよい。
(Other solvents)
The polyimide precursor solution according to the present embodiment may further contain a solvent other than the β-alkoxypropionamide solvent to the extent that the effects of the present embodiment are not impaired.
本実施形態に係るポリイミド前駆体溶液は、本実施形態の効果が阻害されない範囲で、前記β-アルコキシプロピオンアミド溶剤以外のその他の溶剤(以下、「その他の溶剤」とも称す。)を更に含んでいてもよい。ただし、β-アルコキシプロピオンアミド溶剤が全溶剤に占める割合は90質量%以上が好ましく、95質量%以上がより好ましい。特に、その他の溶剤が後述するNMP等の非プロトン性極性溶剤である場合、生体への安全性等の観点から、上記範囲内であることが好ましい。 The polyimide precursor solution according to the present embodiment further contains a solvent other than the β-alkoxypropionamide solvent (hereinafter also referred to as "other solvent") to the extent that the effects of the present embodiment are not impaired. You can stay there. However, the proportion of the β-alkoxypropionamide solvent in the total solvent is preferably 90% by mass or more, more preferably 95% by mass or more. In particular, when the other solvent is an aprotic polar solvent such as NMP described below, it is preferably within the above range from the viewpoint of safety to living organisms.
その他の溶剤としては、例えば、水(例えば、蒸留水、イオン交換水、限外濾過水、純水等)、水溶性有機溶剤、非プロトン性極性溶剤が挙げられる。その他の溶剤は、1種単独で用いてもよいし、2種以上組み合わせて併用してもよい。 Examples of other solvents include water (eg, distilled water, ion-exchanged water, ultrafiltrated water, pure water, etc.), water-soluble organic solvents, and aprotic polar solvents. The other solvents may be used alone or in combination of two or more.
前記水溶性とは、25℃において、対象物質が水に対して1質量%以上溶解することを指す。 The term "water-soluble" refers to the fact that the target substance dissolves in water at 1% by mass or more at 25°C.
水溶性有機溶剤としては、水溶性エーテル系溶剤、水溶性ケトン系溶剤、水溶性アルコール系溶剤等が挙げられる。 Examples of the water-soluble organic solvent include water-soluble ether solvents, water-soluble ketone solvents, and water-soluble alcohol solvents.
水溶性エーテル系溶剤は、一分子中にエーテル結合を持つ水溶性の溶剤である。水溶性エーテル系溶剤としては、例えば、テトラヒドロフラン(THF)、ジオキサン、トリオキサン、1,2-ジメトキシエタン、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル等が挙げられる。これらの中でも、水溶性エーテル系溶剤としては、テトラヒドロフラン、ジオキサン等が好ましい。 A water-soluble ether solvent is a water-soluble solvent having an ether bond in one molecule. Examples of water-soluble ether solvents include tetrahydrofuran (THF), dioxane, trioxane, 1,2-dimethoxyethane, diethylene glycol dimethyl ether, and diethylene glycol diethyl ether. Among these, tetrahydrofuran, dioxane, etc. are preferable as the water-soluble ether solvent.
水溶性ケトン系溶剤は、一分子中にケトン基を持つ水溶性の溶剤である。水溶性ケトン系溶剤としては、例えば、アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン等が挙げられる。これらの中でも、水溶性ケトン系溶剤としては、アセトンが好ましい。 A water-soluble ketone solvent is a water-soluble solvent having a ketone group in one molecule. Examples of water-soluble ketone solvents include acetone, methyl ethyl ketone, and cyclohexanone. Among these, acetone is preferred as the water-soluble ketone solvent.
水溶性アルコール系溶剤は、一分子中にアルコール性水酸基を持つ水溶性の溶剤である。水溶性アルコール系溶剤は、例えば、メタノール、エタノール、1-プロパノール、2-プロパノール、tert-ブチルアルコール、エチレングリコール、エチレングリコールのモノアルキルエーテル、プロピレングリコール、プロピレングリコールのモノアルキルエーテル、ジエチレングリコール、ジエチレングリコールのモノアルキルエーテル、1,2-プロパンジオール、1,3-プロパンジオール、1,3-ブタンジオール、1,4-ブタンジオール、2,3-ブタンジオール、1,5-ペンタンジオール、2-ブテン-1,4-ジオール、2-メチル-2,4-ペンタンジオール、グリセリン、2-エチル-2-ヒドロキシメチル-1,3-プロパンジオール、1,2,6-ヘキサントリオール等が挙げられる。これらの中でも、水溶性アルコール系溶剤としては、メタノール、エタノール、2-プロパノール、エチレングリコール、エチレングリコールのモノアルキルエーテル、プロピレングリコール、プロピレングリコールのモノアルキルエーテル、ジエチレングリコール、ジエチレングリコールのモノアルキルエーテルが好ましい。 A water-soluble alcoholic solvent is a water-soluble solvent having an alcoholic hydroxyl group in one molecule. Examples of water-soluble alcoholic solvents include methanol, ethanol, 1-propanol, 2-propanol, tert-butyl alcohol, ethylene glycol, monoalkyl ether of ethylene glycol, propylene glycol, monoalkyl ether of propylene glycol, diethylene glycol, and diethylene glycol. Monoalkyl ether, 1,2-propanediol, 1,3-propanediol, 1,3-butanediol, 1,4-butanediol, 2,3-butanediol, 1,5-pentanediol, 2-butene- Examples include 1,4-diol, 2-methyl-2,4-pentanediol, glycerin, 2-ethyl-2-hydroxymethyl-1,3-propanediol, and 1,2,6-hexanetriol. Among these, preferred as the water-soluble alcoholic solvent are methanol, ethanol, 2-propanol, ethylene glycol, monoalkyl ether of ethylene glycol, propylene glycol, monoalkyl ether of propylene glycol, diethylene glycol, and monoalkyl ether of diethylene glycol.
非プロトン性極性溶剤としては、沸点150℃以上300℃以下で、双極子モーメントが3.0D以上5.0D以下の溶剤が挙げられる。非プロトン性極性溶剤として具体的には、例えば、N-メチル-2-ピロリドン(NMP)、N,N-ジメチルホルムアミド(DMF)、N,N-ジメチルアセトアミド(DMAc)、ジメチルスルホキシド(DMSO)、ヘキサメチレンホスホルアミド(HMPA)、N-メチルカプロラクタム、N-アセチル-2-ピロリドン、1,3-ジメチル-2-イミダゾリジノン(DMI)、N,N’-ジメチルプロピレン尿素、テトラメチル尿素、リン酸トリメチル、リン酸トリエチル等が挙げられる。 Examples of the aprotic polar solvent include solvents with a boiling point of 150°C or more and 300°C or less and a dipole moment of 3.0D or more and 5.0D or less. Specifically, the aprotic polar solvent includes, for example, N-methyl-2-pyrrolidone (NMP), N,N-dimethylformamide (DMF), N,N-dimethylacetamide (DMAc), dimethylsulfoxide (DMSO), Hexamethylene phosphoramide (HMPA), N-methylcaprolactam, N-acetyl-2-pyrrolidone, 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone (DMI), N,N'-dimethylpropylene urea, tetramethylurea, Examples include trimethyl phosphate and triethyl phosphate.
上記の中でも、その他の溶剤としては、ポリイミド前駆体の溶解性等の観点から、非プロトン性極性溶剤を含むことが好ましい。 Among the above solvents, it is preferable that the other solvents include aprotic polar solvents from the viewpoint of solubility of the polyimide precursor.
その他の溶剤が水溶性溶剤である場合、前記水溶性溶剤は、例えば、ポリイミド前駆体溶液の製造工程で準備される樹脂粒子分散液中で、テトラカルボン酸二無水物とジアミン化合物とを重合する際に用いた樹脂粒子分散液中の水溶性溶剤をそのまま利用してもよい。 When the other solvent is a water-soluble solvent, the water-soluble solvent may be used, for example, by polymerizing a tetracarboxylic dianhydride and a diamine compound in a resin particle dispersion prepared in the process of producing a polyimide precursor solution. The water-soluble solvent in the resin particle dispersion used at that time may be used as is.
その他の溶剤が水溶性溶剤である場合、水溶性溶剤は、例えば、ポリイミド前駆体溶液がその他の粒子として無機粒子を更に含む場合、前記製造工程で準備される無機粒子分散液中の水溶性溶剤をそのまま利用してもよい。 When the other solvent is a water-soluble solvent, for example, when the polyimide precursor solution further contains inorganic particles as other particles, the water-soluble solvent is the water-soluble solvent in the inorganic particle dispersion prepared in the manufacturing process. may be used as is.
(アミド基含有3級アミン化合物)
アミド基含有3級アミン化合物とは、アミド基と3級アミン骨格とを1分子中に有する化合物を指す。アミド基含有3級アミン化合物は、1種単独で用いてもよいし、2種以上組み合わせて併用してもよい。
(Tertiary amine compound containing amide group)
The tertiary amine compound containing an amide group refers to a compound having an amide group and a tertiary amine skeleton in one molecule. The amide group-containing tertiary amine compounds may be used alone or in combination of two or more.
アミド基含有3級アミン化合物1分子中に含まれるアミド基の数は、特に制限されないが、1つ以上2つ以下であることが好ましく、1つであることがより好ましい。
アミド基含有3級アミン化合物1分子中に含まれる3級アミン骨格の数は、特に制限されないが、1つ以上2つ以下であることが好ましく、1つであることがより好ましい。
The number of amide groups contained in one molecule of the amide group-containing tertiary amine compound is not particularly limited, but is preferably one or more and two or less, and more preferably one.
The number of tertiary amine skeletons contained in one molecule of the amide group-containing tertiary amine compound is not particularly limited, but is preferably one or more and two or less, and more preferably one.
アミド基含有3級アミン化合物1分子中に含まれるアミド基の種類は、特に制限されず、1種の基を単独で用いても、2種以上の基を組み合わせて用いてもよい。
アミド基含有3級アミン化合物1分子中に含まれる3級アミン骨格の種類は、特に制限されず、1種の骨格を単独で用いても、2種以上の骨格を組み合わせて用いてもよい。
The type of amide group contained in one molecule of the amide group-containing tertiary amine compound is not particularly limited, and one type of group may be used alone or two or more types of groups may be used in combination.
The type of tertiary amine skeleton contained in one molecule of the amide group-containing tertiary amine compound is not particularly limited, and one type of skeleton may be used alone or two or more types of skeletons may be used in combination.
アミド基含有3級アミン化合物は、下記一般式(B)で表される化合物を含有することが好ましい。
(前記一般式(B)中、R1及びR2は、各々独立に、アルデヒド基又は炭素数1以上5以下のアルキル基を表し、R3及びR4は、各々独立に、水素原子、又は、炭素数1以上5以下のアルキル基を有する1価の有機基を表す。)
The amide group-containing tertiary amine compound preferably contains a compound represented by the following general formula (B).
(In the general formula (B), R 1 and R 2 each independently represent an aldehyde group or an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and R 3 and R 4 each independently represent a hydrogen atom, or , represents a monovalent organic group having an alkyl group having 1 or more and 5 or less carbon atoms.)
アミド基含有3級アミン化合物が、上記一般式(B)で表される化合物を含有すると、成膜の際に、炭素材料との親和性がより高まることから、ポリイミド成形体としたときに、熱伝導性と引張破断強度の両方により優れる。 When the amide group-containing tertiary amine compound contains the compound represented by the above general formula (B), the affinity with the carbon material increases during film formation, so when formed into a polyimide molded article, Excellent in both thermal conductivity and tensile strength.
前記一般式(B)中、R1~R2で表される炭素数1以上5以下のアルキル基としては、炭素数1以上5以下の直鎖状又は分岐状のアルキル基が挙げられる。
炭素数1以上5以下の直鎖状アルキル基としては、メチル基、エチル基、n-プロピル基、n-ブチル基、n-ペンチル基が挙げられる。
炭素数1以上5以下の分岐状アルキル基としては、イソプロピル基、イソブチル基、sec-ブチル基、tert-ブチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基、tert-ペンチル基が挙げられる。
In the general formula (B), the alkyl group having 1 to 5 carbon atoms represented by R 1 to R 2 includes a linear or branched alkyl group having 1 to 5 carbon atoms.
Examples of the linear alkyl group having 1 to 5 carbon atoms include methyl group, ethyl group, n-propyl group, n-butyl group, and n-pentyl group.
Examples of the branched alkyl group having 1 to 5 carbon atoms include isopropyl group, isobutyl group, sec-butyl group, tert-butyl group, isopentyl group, neopentyl group, and tert-pentyl group.
前記一般式(B)中、R1~R2は、各々独立に、アルデヒド基又は炭素数1以上5以下のアルキル基を表し、アルデヒド基又は炭素数1以上5以下の直鎖状のアルキル基を表すことが好ましく、アルデヒド基又は炭素数1以上3以下の直鎖状のアルキル基を表すことがより好ましく、アルデヒド基又は炭素数1以上2以下のアルキル基を表すことが更に好ましい。前記一般式(B)中、R1~R2が上記基であると、成膜の際に、炭素材料との親和性がより高まることから、ポリイミド成形体としたときに、熱伝導性と引張破断強度の両方により優れる。 In the general formula (B), R 1 to R 2 each independently represent an aldehyde group or an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms; an aldehyde group or a linear alkyl group having 1 to 5 carbon atoms; It is preferable to represent an aldehyde group or a linear alkyl group having 1 or more and 3 or less carbon atoms, and even more preferably an aldehyde group or an alkyl group having 1 or more and 2 or less carbon atoms. In the general formula (B), when R 1 to R 2 are the above groups, the affinity with the carbon material increases during film formation, so that when formed into a polyimide molded product, thermal conductivity and Superior tensile strength.
前記一般式(B)中、R3~R4で表される炭素数1以上5以下のアルキル基としては、R1~R2で表される炭素数1以上5以下のアルキル基と同様の基が挙げられる。 In the general formula (B), the alkyl group having 1 to 5 carbon atoms represented by R 3 to R 4 is the same as the alkyl group having 1 to 5 carbon atoms represented by R 1 to R 2 . Examples include groups.
前記一般式(B)中、R3~R4は、各々独立に、水素原子、又は、炭素数1以上5以下のアルキル基を表し、炭素数1以上5以下の直鎖状のアルキル基を表すことが好ましく、炭素数1以上3以下の直鎖状のアルキル基を表すことがより好ましく、炭素数1以上2以下のアルキル基を表すことが更に好ましい。前記一般式(B)中、R3~R4が上記基であると、成膜の際に、炭素材料との親和性がより高まることから、ポリイミド成形体としたときに、熱伝導性と引張破断強度の両方により優れる。 In the general formula (B), R 3 to R 4 each independently represent a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and a linear alkyl group having 1 to 5 carbon atoms. It is preferable to represent a linear alkyl group having 1 or more and 3 or less carbon atoms, and even more preferably to represent an alkyl group having 1 or more and 2 or less carbon atoms. In the general formula (B), when R 3 to R 4 are the above groups, the affinity with the carbon material increases during film formation, so when formed into a polyimide molded product, thermal conductivity and Superior tensile strength.
一般式(B)で表される化合物は、3-ジメチルアミノ-N,N-ジメチルプロピオンアミド及びN-[2-(ジメチルアミノ)エチル]-N-メチルホルムアミドの少なくとも一方であることが好ましい。前記一般式(B)で表される化合物が上記化合物であると、成膜の際に、炭素材料との親和性がより高まることから、ポリイミド成形体としたときに、熱伝導性と引張破断強度の両方により優れる。 The compound represented by general formula (B) is preferably at least one of 3-dimethylamino-N,N-dimethylpropionamide and N-[2-(dimethylamino)ethyl]-N-methylformamide. When the compound represented by the general formula (B) is the above compound, the affinity with the carbon material increases during film formation, so when formed into a polyimide molded product, thermal conductivity and tensile rupture are improved. Superior in both strength.
以下、一般式(B)で表される化合物の例示を示すが、本開示はこれに限定されるものではない。 Examples of compounds represented by general formula (B) are shown below, but the present disclosure is not limited thereto.
・3-ジメチルアミノ-N,N-ジメチルプロピオンアミド
・3-ジエチルアミノ-N,N-ジメチルプロピオンアミド
・3-ジプロピルアミノ-N,N-ジメチルプロピオンアミド
・3-ジブチルアミノ-N,N-ジメチルプロピオンアミド
・3-ジペンチルアミノ-N,N-ジメチルプロピオンアミド
・3-メチルエチルアミノ-N,N-ジメチルプロピオンアミド
・3-エチルプロピルアミノ-N,N-ジメチルプロピオンアミド
・3-ジメチルアミノ-N,N-ジエチルプロピオンアミド
・3-ジメチルアミノ-N,N-ジプロピルプロピオンアミド
・3-ジメチルアミノ-N,N-ジブチルプロピオンアミド
・3-ジメチルアミノ-N,N-ジペンチルプロピオンアミド
・3-ジメチルアミノ-N,N-メチルエチルプロピオンアミド
・N-[2-(ジメチルアミノ)エチル]-N-メチルホルムアミド
・3-dimethylamino-N,N-dimethylpropionamide ・3-diethylamino-N,N-dimethylpropionamide ・3-dipropylamino-N,N-dimethylpropionamide ・3-dibutylamino-N,N-dimethyl Propionamide/3-dipentylamino-N,N-dimethylpropionamide/3-methylethylamino-N,N-dimethylpropionamide/3-ethylpropylamino-N,N-dimethylpropionamide/3-dimethylamino-N , N-diethylpropionamide, 3-dimethylamino-N,N-dipropylpropionamide, 3-dimethylamino-N,N-dibutylpropionamide, 3-dimethylamino-N,N-dipentylpropionamide, 3-dimethyl Amino-N,N-methylethylpropionamide/N-[2-(dimethylamino)ethyl]-N-methylformamide
アミド基含有3級アミン化合物は、ポリイミド前駆体溶液の総量に対する含有量が10ppm以上2000ppm以下であることが好ましく、20ppm以上1800ppm以下であることがより好ましく、50ppm以上1500ppm以下であることが更に好ましい。
アミド基含有3級アミン化合物の含有量が、ポリイミド前駆体溶液の総量に対して10ppm以上であると、成膜の際に、炭素材料との親和性がより高まり、かつ、イミド化が効率的に促進され易くなることから、ポリイミド成形体としたときに、熱伝導性と引張破断強度の両方により優れる。
アミド基含有3級アミン化合物の含有量が、ポリイミド前駆体溶液の総量に対して2000ppm以下であると、成膜の際に、イミド化が過度に促進し、高次構造にムラのあるポリイミド成形体となることが抑制され易く、引張破断強度により優れる。
The content of the amide group-containing tertiary amine compound relative to the total amount of the polyimide precursor solution is preferably 10 ppm or more and 2000 ppm or less, more preferably 20 ppm or more and 1800 ppm or less, and even more preferably 50 ppm or more and 1500 ppm or less. .
When the content of the amide group-containing tertiary amine compound is 10 ppm or more with respect to the total amount of the polyimide precursor solution, the affinity with the carbon material increases and imidization becomes more efficient during film formation. Therefore, when formed into a polyimide molded article, it has better thermal conductivity and tensile strength at break.
If the content of the amide group-containing tertiary amine compound is 2000 ppm or less based on the total amount of the polyimide precursor solution, imidization will be excessively promoted during film formation, resulting in polyimide molding with uneven higher order structure. It is easy to suppress the formation of a solid body, and has excellent tensile strength at break.
アミド基含有3級アミン化合物は、前記炭素材料に対する含有量が0.001質量%以上2.50質量%以下であることが好ましく、0.01質量%以上2.00質量%以下であることがより好ましく、0.015質量%以上1.50質量%以下であることが更に好ましい。
アミド基含有3級アミン化合物の含有量が、特に、炭素材料に対して0.01質量%以上であると、成膜の際に、炭素材料との親和性がより高まり、かつ、イミド化が効率的に促進され易くなることから、ポリイミド成形体としたときに、熱伝導性と引張破断強度の両方により優れる。
アミド基含有3級アミン化合物の含有量が、炭素材料に対して2.00質量%未満であると、成膜の際に、イミド化が過度に促進し、高次構造にムラのあるポリイミド成形体となることが抑制され易く、かつ、前記高次構造の隙間に炭素材料がより効率的に充填されやすいため、引張破断強度により優れる。
The content of the amide group-containing tertiary amine compound relative to the carbon material is preferably 0.001% by mass or more and 2.50% by mass or less, and preferably 0.01% by mass or more and 2.00% by mass or less. More preferably, it is 0.015% by mass or more and 1.50% by mass or less.
In particular, when the content of the amide group-containing tertiary amine compound is 0.01% by mass or more based on the carbon material, the affinity with the carbon material increases and imidization is improved during film formation. Since it is more likely to be promoted efficiently, when it is made into a polyimide molded article, it is superior in both thermal conductivity and tensile strength at break.
If the content of the amide group-containing tertiary amine compound is less than 2.00% by mass based on the carbon material, imidization will be excessively promoted during film formation, resulting in polyimide molding with uneven higher order structure. The carbon material is more likely to be inhibited from forming a body, and the gaps in the higher-order structure are more easily filled with the carbon material more efficiently, resulting in superior tensile strength at break.
(炭素材料)
炭素材料としては、例えば、ケッチェンブラック、オイルファーネスブラック、チャンネルブラック、アセチレンブラック等のカーボンブラック;熱分解カーボン;グラファイト;単層又は多層のグラフェン;短尺又は長尺のカーボンナノチューブ;単層又は多層のカーボンナノチューブ;フラーレン及びその誘導体;PAN系炭素繊維、ピッチ系炭素繊維等の炭素繊維;などが挙げられる。炭素材料は、1種単独で用いてもよいし、2種以上組み合わせて併用してもよい。
(carbon material)
Examples of the carbon material include carbon black such as Ketjen black, oil furnace black, channel black, and acetylene black; pyrolytic carbon; graphite; single-layer or multi-layer graphene; short or long carbon nanotubes; single-wall or multi-layer. carbon nanotubes; fullerenes and derivatives thereof; carbon fibers such as PAN-based carbon fibers and pitch-based carbon fibers; and the like. The carbon materials may be used alone or in combination of two or more.
上記の中でも、炭素材料は、カーボンブラック、グラフェン及びカーボンナノチューブからなる群より選択される少なくとも1種を含むことが好ましく、グラフェン及びカーボンナノチューブの少なくとも一方を含むことがより好ましい。
炭素材料が上記群より選択される少なくとも1種であると、成膜の際に、アミド基含有3級アミン化合物と炭素材料との親和性がより高まり易くなることから、ポリイミド成形体としたときに、熱伝導性と引張破断強度の両方により優れる。
Among the above, the carbon material preferably contains at least one selected from the group consisting of carbon black, graphene, and carbon nanotubes, and more preferably contains at least one of graphene and carbon nanotubes.
When the carbon material is at least one selected from the above group, the affinity between the amide group-containing tertiary amine compound and the carbon material is more likely to increase during film formation, so when formed into a polyimide molded article. Furthermore, it has excellent thermal conductivity and tensile strength at break.
炭素材料は、粒状中空集合体又はグラフェンメソスポンジの構造を有することが好ましい。
炭素材料が上記粒状中空集合体又はグラフェンメソスポンジの構造を有すると、成膜の際に、アミド基含有3級アミン化合物と炭素材料との親和性がより高まり易くなることから、ポリイミド成形体としたときに、熱伝導性と引張破断強度の両方により優れる。また、ポリイミドの高次構造の空隙に前記炭素材料が充填されることでポリイミド成形体に弾性が付与され易い。
The carbon material preferably has a structure of a granular hollow aggregate or a graphene mesosponge.
When the carbon material has the structure of the above-mentioned granular hollow aggregates or graphene mesosponges, the affinity between the amide group-containing tertiary amine compound and the carbon material is more likely to increase during film formation. When this happens, both thermal conductivity and tensile strength at break are superior. Moreover, elasticity is easily imparted to the polyimide molded body by filling the voids in the higher-order structure of the polyimide with the carbon material.
・グラフェンメソスポンジ
グラフェンメソスポンジは、メソ孔を有する多孔質炭素材料である。なお、国際純正及び応用化学連合(IUPAC)では、直径2nm以下の細孔をミクロ孔、直径2nm以上50nm以下の細孔をメソ孔、直径50nm以上の細孔をマクロ孔と定義している。そして、メソ孔を有する材料を総称してメソポーラス材料と称している。
・Graphene mesosponge Graphene mesosponge is a porous carbon material that has mesopores. The International Union of Pure and Applied Chemistry (IUPAC) defines pores with a diameter of 2 nm or less as micropores, pores with a diameter of 2 nm or more and 50 nm or less as mesopores, and pores with a diameter of 50 nm or more as macropores. Materials having mesopores are collectively referred to as mesoporous materials.
グラフェンメソスポンジは、例えば、メソ孔の形状に沿って三次元的に連続したグラフェンのシートから構成され、前記グラフェンのシートの積層数が数層以下である多孔質の炭素材料であり、好ましくは、欠陥のない単層のグラフェンのみから構成される多孔質の炭素材料である。 Graphene meso-sponge is, for example, a porous carbon material composed of graphene sheets that are three-dimensionally continuous along the shape of mesopores, and in which the number of laminated graphene sheets is several layers or less, and is preferably , a porous carbon material composed only of a single layer of graphene without defects.
グラフェンメソスポンジの基本骨格は、グラフェンである。グラフェンメソスポンジは、1枚のグラフェンのサイズが大きく、グラフェンが積層する積層数が少ない。そのため、グラフェンメソスポンジは、熱伝導性と共に高い弾性を有する、また、高い導電性も有する。 The basic skeleton of graphene mesosponges is graphene. In graphene mesosponges, each graphene sheet is large in size, and the number of stacked graphene layers is small. Therefore, graphene mesosponges have high elasticity as well as thermal conductivity, and also have high electrical conductivity.
・粒状中空集合体
炭素材料の粒状中空集合体とは、炭素材料同士が互いに組み合わさってなる粒状集合体であって、粒状中空集合体の中には、炭素材料と、炭素材料間の空隙部(即ち、中空状態を形成する空隙部)と、が存在する。炭素材料としては、炭素繊維、グラフェン、フラーレン等が挙げられる。炭素材料が炭素繊維であれば、炭素材料の粒状中空集合体としては、複数の繊維状炭素が互いに絡み合ってなる粒状中空集合体であることが好ましい。また、炭素繊維がグラフェンであれば、sp2結合で結合した炭素原子が平面的に並んだ1層からなるシート状構造体(即ち、グラフェン)が、複数組み合わさってなる粒状中空集合体であることが好ましい。
- Granular hollow aggregate A granular hollow aggregate of carbon material is a granular aggregate formed by combining carbon materials with each other, and in the granular hollow aggregate, there are carbon materials and voids between the carbon materials. (that is, a void forming a hollow state). Examples of the carbon material include carbon fiber, graphene, and fullerene. If the carbon material is carbon fiber, the granular hollow aggregate of the carbon material is preferably a granular hollow aggregate formed by a plurality of fibrous carbons intertwined with each other. In addition, if the carbon fiber is graphene, it is a granular hollow aggregate made up of a plurality of sheet-like structures (i.e., graphene) consisting of a single layer in which carbon atoms bonded by sp2 bonds are arranged in a plane. is preferred.
粒状中空集合体は、例えば、球状であってもよいし、楕円球状であってもよいし、不定形状であってもよい。 The granular hollow aggregate may be, for example, spherical, ellipsoidal, or irregularly shaped.
炭素材料の粒状中空集合体としては、複数の繊維状炭素が互いに絡み合ってなる粒状中空集合体、又は、グラフェンが複数組み合わさってなる粒状中空集合体であることが好ましく、入手容易性の観点、高い熱伝導性能が得られるという観点からは、複数の繊維状炭素が互いに絡み合ってなる粒状中空集合体(以下、「繊維集合体」ともいう。)であることがより好ましい。なお、繊維集合体に含まれる繊維状炭素の数は、複数(即ち、2本以上)であればよく、特に限定はされない。繊維集合体に含まれる繊維状炭素は、入手容易性、熱伝導性等の観点から、カーボンナノチューブであることが好ましい。 The granular hollow aggregate of the carbon material is preferably a granular hollow aggregate formed by a plurality of fibrous carbons intertwined with each other, or a granular hollow aggregate formed by a combination of a plurality of graphenes, from the viewpoint of availability, From the viewpoint of obtaining high thermal conductivity, it is more preferable to use a granular hollow aggregate (hereinafter also referred to as a "fiber aggregate") in which a plurality of fibrous carbons are entangled with each other. Note that the number of fibrous carbons contained in the fiber aggregate is not particularly limited as long as it is plural (ie, two or more). The fibrous carbon contained in the fiber aggregate is preferably carbon nanotubes from the viewpoint of availability, thermal conductivity, and the like.
炭素材料は、ポリイミド前駆体に対する含有量(炭素材料/ポリイミド前駆体)が5体積%以上20体積%以下であることが好ましく、7体積%以上18体積%以下であることがより好ましく、10体積%以上16体積%以下であることが更に好ましい。
特に、炭素材料がグラフェンメソスポンジである場合、炭素材料は、ポリイミド前駆体溶液の総量に対する含有量が、熱伝導性、導電性及び柔軟性向上の観点から、8体積%以上18体積%以下であることが好ましく、10体積%以上15体積%以下であることがより好ましい。
The content of the carbon material relative to the polyimide precursor (carbon material/polyimide precursor) is preferably 5% by volume or more and 20% by volume or less, more preferably 7% by volume or more and 18% by volume or less, and 10% by volume or less. % or more and 16 volume % or less is more preferable.
In particular, when the carbon material is graphene meso-sponge, the content of the carbon material with respect to the total amount of the polyimide precursor solution is 8% by volume or more and 18% by volume or less from the viewpoint of improving thermal conductivity, electrical conductivity, and flexibility. The content is preferably 10% by volume or more and 15% by volume or less.
炭素材料の含有量が、ポリイミド前駆体に対して5体積%以上であると、ポリイミド成形体内に炭素材料が一定量以上存在するため、熱伝導性にムラが生じることが抑制されやすい。また、ポリイミド成形体の高次構造の隙間に炭素材料がより効率的に充填されやすいため、引張破断強度により優れる。
炭素材料の含有量が、ポリイミド前駆体に対して20体積%以下であると、成膜の際に、ポリイミド成形体の硬度が高くなり過ぎてもろくなることが抑制されるため、引張破断強度により優れる。
When the content of the carbon material is 5% by volume or more based on the polyimide precursor, a certain amount or more of the carbon material is present in the polyimide molded body, so that unevenness in thermal conductivity is easily suppressed. Furthermore, since the carbon material is more likely to be filled into the gaps in the higher-order structure of the polyimide molded body more efficiently, the tensile strength at break is more excellent.
If the content of the carbon material is 20% by volume or less based on the polyimide precursor, the hardness of the polyimide molded body will be prevented from becoming too high and brittle during film formation, so that the tensile strength at break will increase. Excellent.
炭素材料は、前記アミド基含有3級アミン化合物に対する含有量(炭素材料/アミド基含有3級アミン化合物)が2質量%以上1000質量%以下であることが好ましく、5質量%以上500質量%以下であることがより好ましく、10質量%以上100質量%以下であることが更に好ましい。 The content of the carbon material relative to the amide group-containing tertiary amine compound (carbon material/amide group-containing tertiary amine compound) is preferably 2% by mass or more and 1000% by mass or less, and 5% by mass or more and 500% by mass or less. More preferably, it is 10% by mass or more and 100% by mass or less.
炭素材料の含有量が、アミド基含有3級アミン化合物に対して2質量%50倍以上であると、成膜の際に、アミド基含有3級アミン化合物との親和性がより高まり易くなることから、ポリイミド成形体としたときに、熱伝導性と引張破断強度の両方により優れる。
炭素材料の含有量が、アミド基含有3級アミン化合物に対して1000質量%50倍以下であると、成膜の際に、イミド化が過度に促進し、高次構造にムラのあるポリイミド成形体となることが抑制され易く、かつ、前記高次構造の隙間に炭素材料がより効率的に充填されやすいため、引張破断強度により優れる。
When the content of the carbon material is 2% by mass or more and 50 times that of the amide group-containing tertiary amine compound, the affinity with the amide group-containing tertiary amine compound is more likely to increase during film formation. Therefore, when made into a polyimide molded article, it has excellent both thermal conductivity and tensile strength at break.
If the content of the carbon material is 1000% by mass or less and 50 times that of the amide group-containing tertiary amine compound, imidization will be excessively promoted during film formation, resulting in polyimide molding with uneven higher-order structure. The carbon material is more likely to be inhibited from forming a body, and the gaps in the higher-order structure are more easily filled with the carbon material more efficiently, resulting in superior tensile strength at break.
(ポリイミド前駆体)
ポリイミド前駆体は、例えば、テトラカルボン酸二無水物とジアミン化合物との重合体である。ポリイミド前駆体は、例えば、一般式(I)で表される繰り返し単位を有する樹脂(ポリイミド前駆体)であってもよい。
(Polyimide precursor)
The polyimide precursor is, for example, a polymer of tetracarboxylic dianhydride and a diamine compound. The polyimide precursor may be, for example, a resin (polyimide precursor) having a repeating unit represented by general formula (I).
(一般式(I)中、Aは4価の有機基を示し、Bは2価の有機基を示す。)
ここで、一般式(I)中、Aが表す4価の有機基としては、原料となるテトラカルボン酸二無水物より4つのカルボキシル基を除いたその残基である。
(In general formula (I), A represents a tetravalent organic group, and B represents a divalent organic group.)
Here, in the general formula (I), the tetravalent organic group represented by A is the residue obtained by removing four carboxyl groups from the raw material tetracarboxylic dianhydride.
一方、Bが表す2価の有機基としては、原料となるジアミン化合物から2つのアミノ基を除いたその残基である。 On the other hand, the divalent organic group represented by B is a residue obtained by removing two amino groups from a diamine compound as a raw material.
つまり、一般式(I)で表される繰り返し単位を有するポリイミド前駆体は、テトラカルボン酸二無水物とジアミン化合物との重合体である。 That is, the polyimide precursor having a repeating unit represented by the general formula (I) is a polymer of a tetracarboxylic dianhydride and a diamine compound.
テトラカルボン酸二無水物としては、芳香族系テトラカルボン酸二無水物、脂肪族系テトラカルボン酸二無水物が挙げられるが、芳香族系テトラカルボン酸二無水物であることがよい。つまり、一般式(I)中、Aが表す4価の有機基は、芳香族系有機基であることがよい。
テトラカルボン酸二無水物としては、ピロメリット酸二無水物、3,3’,4,4’-ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、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、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’,4,4’-ビフェニルテトラカルボン酸ニ無水物、2,3,3’,4’-ビフェニルテトラカルボン酸ニ無水物、4,4’-(ヘキサフルオロイソプロピリデン)ジフタル酸無水物、2,2-ビス(3,4-ジカルボキシフェニル)プロパン二無水物、ビス(3,4-ジカルボキシフェニル)メタン二無水物、1,4-ビス(3,4-ジカルボキシフェノキシ)ベンゼン二無水物、1,4-ビス(2,3-ジカルボキシフェノキシ)ベンゼン二無水物、p-フェニレンビス(トリメリテート無水物)、m-フェニレンビス(トリメリテート無水物)、2,2-ビス[4-(3,4-ジカルボキシフェノキシ)フェニル]プロパン二無水物、ナフタレン-1,4,5,8-テトラカルボン酸二無水物、ナフタレン-2,3,6,7-テトラカルボン酸二無水物、9,9-ビス(3,4-ジカルボキシフェニル)フルオレン二無水物、4,4’-ジフェニルエーテルビス(トリメリテート無水物)、4,4’-ジフェニルメタンビス(トリメリテート無水物)、4,4’-ビス(3,4-ジカルボキシフェノキシ)ジフェニルスルフィド二無水物、4,4’-ビス(3,4-ジカルボキシフェノキシ)ジフェニルスルホン二無水物、4,4’-ビス(3,4-ジカルボキシフェノキシ)ジフェニルエーテル二無水物、2,2-ビス(4-ヒドロキシフェニル)プロパンビス(トリメリテート無水物)、p-ターフェニルテトラカルボン酸二無水物、m-ターフェニルテトラカルボン酸二無水物、等が挙げられる。
Examples of the tetracarboxylic dianhydride include aromatic tetracarboxylic dianhydride and aliphatic tetracarboxylic dianhydride, but aromatic tetracarboxylic dianhydride is preferable. That is, in general formula (I), the tetravalent organic group represented by A is preferably an aromatic organic group.
Examples of the tetracarboxylic dianhydride include pyromellitic dianhydride, 3,3',4,4'-benzophenonetetracarboxylic dianhydride, and 3,3',4,4'-diphenylsulfone tetracarboxylic dianhydride. Anhydride, 4,4'-oxydiphthalic dianhydride, 3,4'-oxydiphthalic dianhydride, 3,3',4,4'-biphenyltetracarboxylic dianhydride, 2,3,3', 4'-biphenyltetracarboxylic dianhydride, 4,4'-(hexafluoroisopropylidene) diphthalic anhydride, 2,2-bis(3,4-dicarboxyphenyl)propane dianhydride, bis(3, 4-dicarboxyphenyl)methane dianhydride, 1,4-bis(3,4-dicarboxyphenoxy)benzene dianhydride, 1,4-bis(2,3-dicarboxyphenoxy)benzene dianhydride, p -Phenylenebis(trimelitate anhydride), m-phenylenebis(trimelitate anhydride), 2,2-bis[4-(3,4-dicarboxyphenoxy)phenyl]propane dianhydride, naphthalene-1,4,5 , 8-tetracarboxylic dianhydride, naphthalene-2,3,6,7-tetracarboxylic dianhydride, 9,9-bis(3,4-dicarboxyphenyl)fluorene dianhydride, 4,4' -diphenyl ether bis(trimellitate anhydride), 4,4'-diphenylmethane bis(trimellitate anhydride), 4,4'-bis(3,4-dicarboxyphenoxy) diphenyl sulfide dianhydride, 4,4'-bis( 3,4-dicarboxyphenoxy) diphenylsulfone dianhydride, 4,4'-bis(3,4-dicarboxyphenoxy) diphenyl ether dianhydride, 2,2-bis(4-hydroxyphenyl)propane bis(trimellitate anhydride) p-terphenyltetracarboxylic dianhydride, m-terphenyltetracarboxylic dianhydride, and the like.
脂肪族テトラカルボン酸二無水物としては、例えば、ブタンテトラカルボン酸二無水物、1,2,3,4-シクロブタンテトラカルボン酸二無水物、1,3-ジメチル-1,2,3,4-シクロブタンテトラカルボン酸二無水物、1,2,3,4-シクロペンタンテ
トラカルボン酸二無水物、2,3,5-トリカルボキシシクロペンチル酢酸二無水物、3,5,6-トリカルボキシノルボナン-2-酢酸二無水物、2,3,4,5-テトラヒドロフランテトラカルボン酸二無水物、5-(2,5-ジオキソテトラヒドロフリル)-3-メチル-3-シクロヘキセン-1,2-ジカルボン酸二無水物、ビシクロ[2,2,2]-オクト-7-エン-2,3,5,6-テトラカルボン酸二無水物等の脂肪族又は脂環式テトラカルボン酸二無水物;1,3,3a,4,5,9b-ヘキサヒドロ-5-(テトラヒドロ-2,5-ジオキソ-3-フラニル)-ナフト[1,2-c]フラン-1,3-ジオン、1,3,3a,4,5,9b-ヘキサヒドロ-5-メチル-5-(テトラヒドロ-2,5-ジオキソ-3-フラニル)-ナフト[1,2-c]フラン-1,3-ジオン、1,3,3a,4,5,9b-ヘキサヒドロ-8-メチル-5-(テトラヒドロ-2,5-ジオキソ-3-フラニル)-ナフト[1,2-c]フラン-1,3-ジオン等の芳香環を有する脂肪族テトラカルボン酸二無水物等が挙げられる。
Examples of the aliphatic tetracarboxylic dianhydride include butanetetracarboxylic dianhydride, 1,2,3,4-cyclobutanetetracarboxylic dianhydride, 1,3-dimethyl-1,2,3,4 -Cyclobutanetetracarboxylic dianhydride, 1,2,3,4-cyclopentanetetracarboxylic dianhydride, 2,3,5-tricarboxycyclopentyl acetic acid dianhydride, 3,5,6-tricarboxynorbonane -2-acetic dianhydride, 2,3,4,5-tetrahydrofuran tetracarboxylic dianhydride, 5-(2,5-dioxotetrahydrofuryl)-3-methyl-3-cyclohexene-1,2-dicarvone Acid dianhydride, aliphatic or alicyclic tetracarboxylic dianhydride such as bicyclo[2,2,2]-oct-7-ene-2,3,5,6-tetracarboxylic dianhydride; 1 ,3,3a,4,5,9b-hexahydro-5-(tetrahydro-2,5-dioxo-3-furanyl)-naphtho[1,2-c]furan-1,3-dione, 1,3,3a ,4,5,9b-hexahydro-5-methyl-5-(tetrahydro-2,5-dioxo-3-furanyl)-naphtho[1,2-c]furan-1,3-dione, 1,3,3a , 4,5,9b-hexahydro-8-methyl-5-(tetrahydro-2,5-dioxo-3-furanyl)-naphtho[1,2-c]furan-1,3-dione, etc. Examples include aliphatic tetracarboxylic dianhydride.
これらの中でも、テトラカルボン酸二無水物としては、芳香族テトラカルボン酸二無水物がよく、具体的には、ピロメリット酸二無水物、3,3’,4,4’-ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、4,4’-オキシジフタル酸無水物、3,3’,4,4’-ビフェニルテトラカルボン酸ニ無水物、2,3,3’,4’- ビフェニルテトラカルボン酸ニ無水物、がよく、更に、ピロメリット酸二無水物、3,3’,4,4’-ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、3,3’,4,4’-ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物がよく、特に、3,3’,4,4’-ビフェニルテトラカルボン酸二無水物がよい。 Among these, aromatic tetracarboxylic dianhydrides are preferred as tetracarboxylic dianhydrides, specifically pyromellitic dianhydride, 3,3',4,4'-benzophenonetetracarboxylic acid dianhydride, 4,4'-oxydiphthalic anhydride, 3,3',4,4'-biphenyltetracarboxylic dianhydride, 2,3,3',4'-biphenyltetracarboxylic dianhydride, is preferred, and further preferred are pyromellitic dianhydride, 3,3',4,4'-biphenyltetracarboxylic dianhydride, and 3,3',4,4'-benzophenonetetracarboxylic dianhydride, Particularly preferred is 3,3',4,4'-biphenyltetracarboxylic dianhydride.
なお、テトラカルボン酸二無水物は、1種単独で用いてもよいし、2種以上組み合わせて併用してもよい。 In addition, one type of tetracarboxylic dianhydride may be used alone, or two or more types may be used in combination.
また、2種以上を組み合わせて併用する場合、芳香族テトラカルボン酸二無水物、又は脂肪族テトラカルボン酸を各々併用しても、芳香族テトラカルボン酸二無水物と脂肪族テトラカルボン酸二無水物とを組み合わせてもよい。 In addition, when using two or more types in combination, even if aromatic tetracarboxylic dianhydride or aliphatic tetracarboxylic acid is used in combination, aromatic tetracarboxylic dianhydride and aliphatic tetracarboxylic dianhydride You can also combine things.
一方、ジアミン化合物は、分子構造中に2つのアミノ基を有するジアミン化合物である。ジアミン化合物としては、芳香族ジアミン化合物、脂肪族ジアミン化合物が挙げられるが、芳香族ジアミン化合物であることがよい。つまり、一般式(I)中、Bが表す2価の有機基は、芳香族系有機基であることがよい。 On the other hand, a diamine compound is a diamine compound having two amino groups in its molecular structure. Examples of the diamine compound include aromatic diamine compounds and aliphatic diamine compounds, but aromatic diamine compounds are preferable. That is, in general formula (I), the divalent organic group represented by B is preferably an aromatic organic group.
ジアミン化合物としては、例えば、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メタン、4,4’-ジアミノジフェニルエタン、4,4’-ジアミノジフェニルエーテル、4,4’-ジアミノジフェニルスルフィド、4,4’-ジアミノジフェニルスルホン、1,5-ジアミノナフタレン、3,3-ジメチル-4,4’-ジアミノビフェニル、5-アミノ-1-(4’-アミノフェニル)-1,3,3-トリメチルインダン、6-アミノ-1-(4’-アミノフェニル)-1,3,3-トリメチルインダン、4,4’-ジアミノベンズアニリド、3,5-ジアミノ-3’-トリフルオロメチルベンズアニリド、3,5-ジアミノ-4’-トリフルオロメチルベンズアニリド、3,4’-ジアミノジフェニルエーテル、2,7-ジアミノフルオレン、2,2-ビス(4-アミノフェニル)ヘキサフルオロプロパン、4,4’-メチレン-ビス(2-クロロアニリン)、2,2’,5,5’-テトラクロロ-4,4’-ジアミノビフェニル、2,2’-ジクロロ-4,4’-ジアミノ-5,5’-ジメトキシビフェニル、3,3’-ジメトキシ-4,4’-ジアミノビフェニル、4,4’-ジアミノ-2,2’-ビス(トリフルオロメチル)ビフェニル、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[4-(4-アミノフェノキシ)フェニル]ヘキサフルオロプロパン、1,4-ビス(4-アミノフェノキシ)ベンゼン、4,4’-ビス(4-アミ
ノフェノキシ)-ビフェニル、1,3’-ビス(4-アミノフェノキシ)ベンゼン、9,9-ビス(4-アミノフェニル)フルオレン、4,4’-(p-フェニレンイソプロピリデン)ビスアニリン、4,4’-(m-フェニレンイソプロピリデン)ビスアニリン、2,2’-ビス[4-(4-アミノ-2-トリフルオロメチルフェノキシ)フェニル]ヘキサフルオロプロパン、4,4’-ビス[4-(4-アミノ-2-トリフルオロメチル)フェノキシ]-オクタフルオロビフェニル等の芳香族ジアミン;ジアミノテトラフェニルチオフェン等の芳香環に結合された2個のアミノ基と当該アミノ基の窒素原子以外のヘテロ原子を有する芳香族ジアミン;1,1-メタキシリレンジアミン、1,3-プロパンジアミン、テトラメチレンジアミン、ペンタメチレンジアミン、オクタメチレンジアミン、ノナメチレンジアミン、4,4-ジアミノヘプタメチレンジアミン、1,4-ジアミノシクロヘキサン、イソフォロンジアミン、テトラヒドロジシクロペンタジエニレンジアミン、ヘキサヒドロ-4,7-メタノインダニレンジメチレンジアミン、トリシクロ[6,2,1,02.7]-ウンデシレンジメチルジアミン、4,4’-メチレンビス(シクロヘキシルアミン)等の脂肪族ジアミン及び脂環式ジアミン等が挙げられる。
Examples of diamine compounds include p-phenylenediamine, m-phenylenediamine, 4,4'-diaminodiphenylmethane, 4,4'-diaminodiphenylethane, 4,4'-diaminodiphenyl ether, and 4,4'-diaminodiphenyl sulfide. , 4,4'-diaminodiphenylsulfone, 1,5-diaminonaphthalene, 3,3-dimethyl-4,4'-diaminobiphenyl, 5-amino-1-(4'-aminophenyl)-1,3,3 -Trimethylindane, 6-amino-1-(4'-aminophenyl)-1,3,3-trimethylindane, 4,4'-diaminobenzanilide, 3,5-diamino-3'-trifluoromethylbenzanilide , 3,5-diamino-4'-trifluoromethylbenzanilide, 3,4'-diaminodiphenyl ether, 2,7-diaminofluorene, 2,2-bis(4-aminophenyl)hexafluoropropane, 4,4' -Methylene-bis(2-chloroaniline), 2,2',5,5'-tetrachloro-4,4'-diaminobiphenyl, 2,2'-dichloro-4,4'-diamino-5,5' -dimethoxybiphenyl, 3,3'-dimethoxy-4,4'-diaminobiphenyl, 4,4'-diamino-2,2'-bis(trifluoromethyl)biphenyl, 2,2-bis[4-(4- aminophenoxy)phenyl]propane, 2,2-bis[4-(4-aminophenoxy)phenyl]hexafluoropropane, 1,4-bis(4-aminophenoxy)benzene, 4,4'-bis(4-amino phenoxy)-biphenyl, 1,3'-bis(4-aminophenoxy)benzene, 9,9-bis(4-aminophenyl)fluorene, 4,4'-(p-phenyleneisopropylidene)bisaniline, 4,4' -(m-phenyleneisopropylidene)bisaniline, 2,2'-bis[4-(4-amino-2-trifluoromethylphenoxy)phenyl]hexafluoropropane, 4,4'-bis[4-(4-amino) Aromatic diamines such as -2-trifluoromethyl)phenoxy]-octafluorobiphenyl; aromatic compounds having two amino groups bonded to an aromatic ring such as diaminotetraphenylthiophene and a heteroatom other than the nitrogen atom of the amino group Group diamine; 1,1-methaxylylenediamine, 1,3-propanediamine, tetramethylenediamine, pentamethylenediamine, octamethylenediamine, nonamethylenediamine, 4,4-diaminoheptamethylenediamine, 1,4-diaminocyclohexane , isophorone diamine, tetrahydrodicyclopentadienyl diamine, hexahydro-4,7-methanoindani dimethylene diamine, tricyclo[6,2,1,0 2.7 ]-undecylene dimethyl diamine, 4,4'- Examples include aliphatic diamines such as methylenebis(cyclohexylamine) and alicyclic diamines.
これらの中でも、ジアミン化合物としては、芳香族ジアミン化合物がよく、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、4,4’-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、4,4’-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ホンがよく、特に、4,4’-ジアミノジフェニルエーテル、p-フェニレンジアミンがよい。 Among these, aromatic diamine compounds are preferable as diamine compounds, and specifically, for example, p-phenylenediamine, m-phenylenediamine, 4,4'-diaminodiphenylmethane, 4,4'-diaminodiphenyl ether, 3 , 4'-diaminodiphenyl ether, 4,4'-diaminodiphenyl sulfide, and 4,4'-diaminodiphenylsulfone are preferred, and 4,4'-diaminodiphenyl ether and p-phenylenediamine are particularly preferred.
なお、ジアミン化合物は、1種単独で用いてもよいし、2種以上組み合わせて併用してもよい。また、2種以上を組み合わせて併用する場合、芳香族ジアミン化合物、又は脂肪族ジアミン化合物を各々併用しても、芳香族ジアミン化合物と脂肪族ジアミン化合物とを組み合わせてもよい。 Note that the diamine compounds may be used alone or in combination of two or more. Moreover, when using a combination of two or more types, an aromatic diamine compound or an aliphatic diamine compound may be used in combination, or an aromatic diamine compound and an aliphatic diamine compound may be combined.
また、得られるポリイミドの取扱い性や機械物性を調節するため、テトラカルボン酸二無水物および/またはジアミン化合物を2種以上用いて共重合することが好ましい場合もある。 Furthermore, in order to adjust the handling properties and mechanical properties of the obtained polyimide, it may be preferable to copolymerize two or more types of tetracarboxylic dianhydride and/or diamine compounds.
共重合の組み合わせとしては、例えば、化学構造中に芳香環を1つ有するテトラカルボン酸二無水物および/またはジアミン化合物と、化学構造中に芳香環を2つ以上有するテトラカルボン酸二無水物および/またはジアミン化合物との共重合や、芳香族テトラカルボン酸二無水物および/またはジアミン化合物と、アルキレン基、アルキレンオキシ基、及びシロキサン基などの柔軟な連結基を有するカルボン酸二無水物および/またはジアミン化合物との共重合などが挙げられる。 As a combination of copolymerization, for example, a tetracarboxylic dianhydride and/or diamine compound having one aromatic ring in its chemical structure, and a tetracarboxylic dianhydride and/or diamine compound having two or more aromatic rings in its chemical structure. Copolymerization with diamine compounds, aromatic tetracarboxylic dianhydrides and/or diamine compounds, and carboxylic dianhydrides and/or having flexible linking groups such as alkylene groups, alkyleneoxy groups, and siloxane groups. Alternatively, copolymerization with a diamine compound, etc. may be mentioned.
ポリイミド前駆体の数平均分子量は、好ましくは5000以上300000以下であり、より好ましくは10000以上150000以下である。 The number average molecular weight of the polyimide precursor is preferably 5,000 or more and 300,000 or less, more preferably 10,000 or more and 150,000 or less.
ポリイミド前駆体の数平均分子量を上記範囲とすると、ポリイミド前駆体の溶媒に対する溶解性の低下が抑制され、製膜性が確保され易くなる。 When the number average molecular weight of the polyimide precursor is within the above range, a decrease in the solubility of the polyimide precursor in a solvent is suppressed, and film formability is easily ensured.
ポリイミド前駆体の数平均分子量は、下記測定条件のゲル・パーミエーション・クロマトグラフィー(GPC)法で測定される。
・カラム:東ソーTSKgelα-M(7.8mm I.D×30cm)
・溶離液:DMF(ジメチルホルムアミド)/30mMLiBr/60mMリン酸
・流速:0.6mL/min
・注入量:60μL
・検出器:RI(示差屈折率検出器)
The number average molecular weight of the polyimide precursor is measured by gel permeation chromatography (GPC) under the following measurement conditions.
・Column: Tosoh TSKgelα-M (7.8mm I.D x 30cm)
・Eluent: DMF (dimethylformamide)/30mMLiBr/60mM phosphoric acid ・Flow rate: 0.6mL/min
・Injection volume: 60μL
・Detector: RI (differential refractive index detector)
ポリイミド前駆体の含有量(つまり、濃度)は、全ポリイミド前駆体溶液に対して、0.1質量%以上40質量%以下であることが好ましく、より好ましくは0.5質量%以上25質量%以下、さらに好ましくは1質量%以上20質量%以下である。 The content (that is, concentration) of the polyimide precursor is preferably 0.1% by mass or more and 40% by mass or less, more preferably 0.5% by mass or more and 25% by mass, based on the entire polyimide precursor solution. The content is preferably 1% by mass or more and 20% by mass or less.
(その他の添加剤)
本実施形態に係るポリイミド前駆体溶液には、ポリイミド前駆体、β-アルコキシプロピオンアミド溶剤、アミド基含有3級アミン化合物、炭素材料以外のその他の添加剤を含んでいてもよい。その他の添加剤としては、例えば、イミド化反応促進のための触媒や、製膜品質向上のためのレベリング材などが挙げられる。
(Other additives)
The polyimide precursor solution according to this embodiment may contain a polyimide precursor, a β-alkoxypropionamide solvent, an amide group-containing tertiary amine compound, and other additives other than the carbon material. Other additives include, for example, catalysts for promoting imidization reactions and leveling materials for improving film forming quality.
イミド化反応促進のための触媒には、酸無水物など脱水剤、フェノール誘導体、スルホン酸誘導体、安息香酸誘導体などの酸触媒などを使用してもよい。 As a catalyst for promoting the imidization reaction, a dehydrating agent such as an acid anhydride, an acid catalyst such as a phenol derivative, a sulfonic acid derivative, a benzoic acid derivative, etc. may be used.
また、ポリイミド前駆体溶液には、体積平均粒径が0.001μm以上0.2μm以下である無機粒子以外の材料として、使用目的に応じて、例えば、導電性付与のために添加される導電材料(導電性(例えば、体積抵抗率107Ω・cm未満)もしくは半導電性(例えば、体積抵抗率107Ω・cm以上1013Ω・cm以下))を含有していてもよい。 In addition, materials other than inorganic particles having a volume average particle diameter of 0.001 μm or more and 0.2 μm or less may be added to the polyimide precursor solution depending on the purpose of use, such as a conductive material added to impart conductivity. (Electroconductivity (for example, volume resistivity less than 10 7 Ω·cm) or semiconductivity (for example, volume resistivity 10 7 Ω·cm or more and 10 13 Ω·cm or less)) may be contained.
導電材料としては、例えば、カーボンブラック(例えばpH5.0以下の酸性カーボンブラック);金属(例えばアルミニウムやニッケル等);金属酸化物(例えば酸化イットリウム、酸化錫等);イオン導電性物質(例えばチタン酸カリウム、LiCl等);等が挙げられる。これら導電材料は、1種単独で用いてもよいし、2種以上併用してもよい。 Examples of conductive materials include carbon black (for example, acidic carbon black with a pH of 5.0 or lower); metals (for example, aluminum and nickel); metal oxides (for example, yttrium oxide, tin oxide, etc.); ionic conductive substances (for example, titanium potassium acid, LiCl, etc.); These conductive materials may be used alone or in combination of two or more.
(ポリイミド成形体)
本実施形態に係るポリイミド成形体は、本実施形態に係るポリイミド前駆体溶液の加熱硬化物で構成された成形体である。つまり、ポリイミド成形体は、ポリイミド前駆体溶液を加熱処理された硬化物で構成されている。具体的には、本実施形態に係るポリイミド成形体は、本実施形態に係るポリイミド前駆体溶液の塗膜を加熱処理により、乾燥およびイミド化された成形体である。
本実施形態によれば、熱伝導性及び引張破断強度の両方に優れるポリイミド成形体が得られる
(Polyimide molded body)
The polyimide molded article according to this embodiment is a molded article made of a heat-cured product of the polyimide precursor solution according to this embodiment. In other words, the polyimide molded body is composed of a cured product obtained by heating a polyimide precursor solution. Specifically, the polyimide molded article according to the present embodiment is a molded article in which a coating film of the polyimide precursor solution according to the present embodiment is dried and imidized by heat treatment.
According to this embodiment, a polyimide molded body having excellent both thermal conductivity and tensile strength at break can be obtained.
ポリイミド成形体の膜厚は、用途に応じて決定すればよい。膜厚の下限は、例えば、5m以上が挙げられる。なお、ポリイミド成形体の膜厚を5μm以上300μm以下の範囲にすると、面内均一性、膜厚均一性、物性の膜厚方向に対する均一性などが良好な成形体が得られ易くなる。 The film thickness of the polyimide molded body may be determined depending on the application. The lower limit of the film thickness is, for example, 5 m or more. In addition, when the film thickness of the polyimide molded body is in the range of 5 μm or more and 300 μm or less, a molded product with good in-plane uniformity, film thickness uniformity, uniformity of physical properties in the film thickness direction, etc. can be easily obtained.
なお、ポリイミド成形体としてのポリイミドフィルムは、フレキシブル電子基板フィルム、銅張積層フィルム、ラミネートフィルム、電気絶縁フィルム、燃料電池用多孔質フィルム、分離フィルム等が例示される。
また、ポリイミド成形体としてのポリイミド被膜は、絶縁被膜、耐熱性皮膜、ICパッケージ、接着膜、液晶配向膜、レジスト膜、平坦化膜、マイクロレンズアレイ膜、電線被覆膜、光ファイバー被覆膜等が例示される。
その他のポリイミド成形体としては、ベルト部材が挙げられる。ベルト部材としては、駆動ベルト(例えば、駆動ベルトの無端ベルト)、電子写真方式の画像形成装置用のベルト(例えば、中間転写ベルト、転写ベルト、定着ベルト、搬送ベルト等の無端ベルト)等が例示される。
Examples of the polyimide film as the polyimide molded product include a flexible electronic board film, a copper-clad laminate film, a laminate film, an electrical insulation film, a porous film for fuel cells, and a separation film.
In addition, polyimide coatings as polyimide molded products include insulating coatings, heat-resistant coatings, IC packages, adhesive films, liquid crystal alignment films, resist films, flattening films, microlens array films, electric wire coatings, optical fiber coatings, etc. is exemplified.
Other polyimide molded bodies include belt members. Examples of belt members include drive belts (for example, endless belts of drive belts), belts for electrophotographic image forming apparatuses (for example, endless belts such as intermediate transfer belts, transfer belts, fixing belts, conveyance belts, etc.). be done.
・ポリイミド成形体の製造方法
本実施形態に係るポリイミド成形体の製造方法は、本実施形態に係るポリイミド前駆体溶液を用いて成形する手法であれば特に制限されないが、例えば、本実施形態に係るポリイミド前駆体溶液を基材上に塗布して塗膜を形成した後、加熱処理して、ポリイミド成形体を得る方法が挙げられる。なお、ポリイミド前駆体溶液を用いて製造するポリイミド成形体は特に限定されない。
・Method for manufacturing polyimide molded object The method for manufacturing the polyimide molded object according to this embodiment is not particularly limited as long as it is a method of molding using the polyimide precursor solution according to this embodiment, but for example, the method for manufacturing the polyimide molded object according to this embodiment is An example of this method is to apply a polyimide precursor solution onto a base material to form a coating film, and then heat-treat the film to obtain a polyimide molded body. Note that the polyimide molded article manufactured using the polyimide precursor solution is not particularly limited.
以下、本実施形態に係るポリイミド成形体の製造方法の一例として、無端ベルトを製造する方法について詳細に説明する。 Hereinafter, a method for manufacturing an endless belt will be described in detail as an example of a method for manufacturing a polyimide molded body according to the present embodiment.
無端ベルトの製造方法は、例えば、ポリイミド前駆体溶液を円筒状の基材上に塗布して塗膜を形成する工程と、基材上に形成した塗膜を乾燥し、乾燥膜を形成する工程と、乾燥膜をイミド化処理(加熱処理)し、ポリイミド前駆体のイミド化を行って、ポリイミド樹脂層を形成する工程と、基材からポリイミド樹脂層を取り外し、無端ベルトとする工程と、を含む。具体的には、例えば、次の通りである。 The method for producing an endless belt includes, for example, a process of applying a polyimide precursor solution onto a cylindrical base material to form a coating film, and a process of drying the coating film formed on the base material to form a dry film. , a step of imidizing the dry film (heating treatment) and imidizing the polyimide precursor to form a polyimide resin layer, and a step of removing the polyimide resin layer from the base material to form an endless belt. include. Specifically, for example, it is as follows.
まず、ポリイミド前駆体溶液を円筒状の基材の内面又は外面に塗布して、塗膜を形成する。円筒状の基材としては、例えば、円筒状の金属製基材が好適に用いられる。金属製の代わりに、樹脂製、ガラス製、セラミック製など、他の素材の基材を用いてもよい。また、基材の表面に、ガラスコート、セラミックコート等を設けてもよく、シリコーン系、フッ素系等の剥離剤を塗布してもよい。 First, a polyimide precursor solution is applied to the inner or outer surface of a cylindrical base material to form a coating film. As the cylindrical base material, for example, a cylindrical metal base material is suitably used. Instead of metal, a base material made of other materials such as resin, glass, ceramic, etc. may be used. Further, a glass coat, a ceramic coat, etc. may be provided on the surface of the base material, and a silicone-based, fluorine-based, etc. release agent may be applied.
ここで、ポリイミド前駆体溶液を精度よく塗布するには、塗布する前にポリイミド前駆体溶液を脱泡する工程を実施することがよい。ポリイミド前駆体溶液を脱泡することで、塗布時の泡かみ及び塗膜の欠陥発生が抑制される。
ポリイミド前駆体溶液を脱泡する方法としては、減圧状態にする方法、遠心分離する方法などが挙げられるが、減圧状態とする脱泡が簡便で脱泡能が大きいため適している。
Here, in order to accurately apply the polyimide precursor solution, it is preferable to perform a step of defoaming the polyimide precursor solution before applying the polyimide precursor solution. By defoaming the polyimide precursor solution, bubble formation and defects in the coating film during coating are suppressed.
Examples of methods for defoaming the polyimide precursor solution include a method of reducing the pressure, a method of centrifugation, and the like. Defoaming by reducing the pressure is convenient and has a high defoaming ability, so it is suitable.
次に、ポリイミド前駆体溶液の塗膜が形成された円筒状の基材を、加熱又は真空環境に置いて、塗布膜を乾燥し、乾燥膜を形成する。含有溶媒の30質量%以上、好ましくは50質量%以上を揮発させる。 Next, the cylindrical base material on which the coating film of the polyimide precursor solution has been formed is placed in a heated or vacuum environment to dry the coating film and form a dry film. At least 30% by mass, preferably at least 50% by mass of the contained solvent is evaporated.
次に、乾燥膜に対して、イミド化処理(加熱処理)を行う。これにより、ポリイミド樹脂層が形成される。
イミド化処理の加熱条件としては、例えば150℃以上400℃以下(好ましくは200℃以上300℃以下)で、20分間以上60分間以下加熱することで、イミド化反応が起こり、ポリイミド樹脂層が形成される。加熱反応の際、加熱の最終温度に達する前に、温度を段階的、又は一定速度で徐々に上昇させて加熱することがよい。イミド化の温度は、例えば原料として用いたテトラカルボン酸二無水物及びジアミンの種類によって異なり、イミド化が不充分であると機械的特性及び電気的特性に劣るため、イミド化が完結する温度に設定する。
その後、円筒状の基材から、ポリイミド樹脂層を取り外し、無端ベルトを得る。
Next, the dried film is subjected to imidization treatment (heat treatment). This forms a polyimide resin layer.
The heating conditions for the imidization treatment are, for example, heating at 150°C or higher and 400°C or lower (preferably 200°C or higher and 300°C or lower) for 20 minutes or more and 60 minutes or less to cause an imidization reaction and form a polyimide resin layer. be done. During the heating reaction, the temperature may be gradually increased in steps or at a constant rate before the final heating temperature is reached. The imidization temperature varies depending on, for example, the type of tetracarboxylic dianhydride and diamine used as raw materials, and if the imidization is insufficient, the mechanical and electrical properties will be poor. Set.
Thereafter, the polyimide resin layer is removed from the cylindrical base material to obtain an endless belt.
以下、本発明を実施例に基づきさらに詳細に説明するが、本発明は下記実施例により限定されるものではない。以下の実施例に示す材料、使用量、割合、処理手順等は、本開示の趣旨を逸脱しない限り適宜変更することができる。なお、特に断りがない限り「部」は「質量部」を意味する。 EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be explained in more detail based on Examples, but the present invention is not limited to the Examples below. The materials, amounts used, proportions, processing procedures, etc. shown in the following examples can be changed as appropriate without departing from the spirit of the present disclosure. Note that unless otherwise specified, "parts" means "parts by mass."
<実施例1>
(ポリイミド前駆体溶液1の作製)
攪拌棒、温度計を取り付けたフラスコに、β-アルコキシプロピオンアミド溶剤である3-メトキシ-N,N-ジメチルプロピオンアミド:82部を充填した。ここに、ジアミン化合物であるp-フェニレンジアミン(以下、「PDA」とも称す。):10部と、テトラカルボン酸二無水物である3,3’,4,4’-ビフェニルテトラカルボン酸二無水物(以下、「BPDA」とも称す。):10部を添加し、反応温度50℃に保持しながら、15時間攪拌しながら反応させた。その後、アミド基含有3級アミン化合物である3-ジメチルアミノ-N,N-ジメチルプロピオンアミド:0.1部と、炭素材料であるカーボンブラック:5部とを、更に添加し、ポリイミド前駆体溶液1を得た。
<Example 1>
(Preparation of polyimide precursor solution 1)
A flask equipped with a stirring bar and a thermometer was filled with 82 parts of 3-methoxy-N,N-dimethylpropionamide, which is a β-alkoxypropionamide solvent. Here, 10 parts of p-phenylenediamine (hereinafter also referred to as "PDA"), which is a diamine compound, and 3,3',4,4'-biphenyltetracarboxylic dianhydride, which is tetracarboxylic dianhydride. (hereinafter also referred to as "BPDA"): 10 parts were added, and the mixture was reacted with stirring for 15 hours while maintaining the reaction temperature at 50°C. Thereafter, 0.1 part of 3-dimethylamino-N,N-dimethylpropionamide, which is an amide group-containing tertiary amine compound, and 5 parts of carbon black, which is a carbon material, are further added to the polyimide precursor solution. I got 1.
得られたポリイミド前駆体溶液は、ポリイミド前駆体の割合が、ポリイミド前駆体溶液全体に対して13質量部であった。また、ポリイミド前駆体溶液に含まれるポリイミド前駆体の重量平均分子量は40000であった。 In the obtained polyimide precursor solution, the proportion of the polyimide precursor was 13 parts by mass based on the entire polyimide precursor solution. Moreover, the weight average molecular weight of the polyimide precursor contained in the polyimide precursor solution was 40,000.
<実施例2~20、比較例1~3>
β-アルコキシプロピオンアミド溶剤、アミド基含有3級アミン化合物、炭素材料の種類及び量、その他の溶剤の種類及び量を表1に示す仕様とした以外は、実施例1と同様の手法とし、各例のポリイミド前駆体溶液を得た。
<Examples 2 to 20, Comparative Examples 1 to 3>
The same method as in Example 1 was used, except that the β-alkoxypropionamide solvent, the amide group-containing tertiary amine compound, the type and amount of carbon material, and the type and amount of other solvents were as shown in Table 1. An example polyimide precursor solution was obtained.
表1中の各材料の欄に記載された略称の、化合物名等の情報は下記の通りである。
・MdMPA :3-メトキシ-N,N-ジメチルプロピオンアミド
・BdMPA :3-n-ブトキシ-N,N-ジメチルプロピオンアミド
・OdMPA :3-オクタキシ-N,N-ジメチルプロピオンアミド
・EdMPA :3-エトキシ-N,N-ジメチルプロピオンアミド
Information such as abbreviations and compound names written in the column of each material in Table 1 is as follows.
・MdMPA: 3-methoxy-N,N-dimethylpropionamide ・BdMPA: 3-n-butoxy-N,N-dimethylpropionamide ・OdMPA: 3-octoxy-N,N-dimethylpropionamide ・EdMPA: 3-ethoxy -N,N-dimethylpropionamide
・2MAEFA :N-[2-(ジメチルアミノ)エチル]-N-メチルホルムアミド
・3dMAdPA:3-ジメチルアミノ-N,N-ジメチルプロピオンアミド
・CB :カーボンブラック(デンカブラック、電気化学工業(株)製、平均二次粒子径=200μm)
・短尺CNT :短尺カーボンナノチューブ(高圧ガス工業(株)製、平均長さ=3.0μm、平均直径=10nm)
・長尺CNT :長尺カーボンナノチューブ(高圧ガス工業(株)製、平均長さ=5.0μm、平均直径=10nm)
・粒状中空集合体(繊維状炭素であるカーボンナノチューブが複数互いに絡み合ってなり、かつ、球状を有する粒状中空集合体:綿球状CNT):下記の製造法によって作成した。
・グラフェンメソスポンジ:下記の製造法によって作成した。
・2MAEFA: N-[2-(dimethylamino)ethyl]-N-methylformamide ・3dMAdPA: 3-dimethylamino-N,N-dimethylpropionamide ・CB: Carbon black (Denka Black, manufactured by Denki Kagaku Kogyo Co., Ltd.) , average secondary particle diameter = 200 μm)
・Short CNT: Short carbon nanotube (manufactured by Kouki Gas Kogyo Co., Ltd., average length = 3.0 μm, average diameter = 10 nm)
・Long CNT: Long carbon nanotube (manufactured by Kouki Gas Kogyo Co., Ltd., average length = 5.0 μm, average diameter = 10 nm)
- Granular hollow aggregate (granular hollow aggregate made up of a plurality of carbon nanotubes, which are fibrous carbon, intertwined with each other and having a spherical shape: cotton spherical CNT): Created by the following manufacturing method.
・Graphene meso sponge: Created by the following manufacturing method.
(綿球状CNTの製造)
鋳型材CaCO3(白石工業株式会社)による粒子径20μmの鋳型内に、CVD装置(石川産業株式会社)でカーボンナノチューブを生成、堆積させた後に、塩酸にて洗浄することで鋳型を除去して、綿球状のカーボンナノチューブを得た。
(Manufacture of cotton ball-shaped CNTs)
After generating and depositing carbon nanotubes using a CVD device (Ishikawa Sangyo Co., Ltd.) in a mold with a particle size of 20 μm using the template material CaCO 3 (Shiraishi Industries Co., Ltd.), the template was removed by washing with hydrochloric acid. , cotton ball-shaped carbon nanotubes were obtained.
(グラフェンメソスポンジの製造)
(1)CVD(Chemical Vapor Depositio)法による炭素被覆したアルミナナノ粒子の調製
アルミナナノ粒子(大明化学工業社製TM300、結晶相:γ-アルミナ、平均粒径:7nm、比表面積:220m2/g)と、スペーサーとしての石英砂(仙台和光純薬社製)とを、重量比3:10(アルミナナノ粒子:石英砂)で混合した。この際、石英砂は、1M塩酸に12時間浸け、マッフル炉で、空気中で800℃2時間加熱し、180μm間隔のふるいにかけたものを使用した。上記で調製したアルミナナノ粒子と石英砂との混合物を反応管(内径57mm)に入れ、メタンを炭素源とするCVD(以下、「メタンCVD」)を行った。
(Manufacture of graphene meso sponge)
(1) Preparation of carbon-coated alumina nanoparticles by CVD (Chemical Vapor Depositio) method Alumina nanoparticles (TM300 manufactured by Daimei Kagaku Kogyo Co., Ltd., crystal phase: γ-alumina, average particle size: 7 nm, specific surface area: 220 m 2 /g) ) and quartz sand (manufactured by Sendai Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) as a spacer were mixed at a weight ratio of 3:10 (alumina nanoparticles: quartz sand). At this time, the quartz sand used was one that had been soaked in 1M hydrochloric acid for 12 hours, heated in air at 800° C. for 2 hours in a muffle furnace, and sieved at 180 μm intervals. The mixture of alumina nanoparticles and quartz sand prepared above was placed in a reaction tube (inner diameter 57 mm), and CVD using methane as a carbon source (hereinafter referred to as "methane CVD") was performed.
メタンCVDは、N2ガスの流量を400ml/分に調節した条件下で、アルミナナノ粒子を10℃/分の昇温速度で室温から900℃まで加熱し、900℃で30分間保持した。その後、キャリアガスとしてN2ガスを使用し、キャリアガスとメタンとの合計量に対して20体積%のメタンを反応管に導入し、900℃で4時間、化学気相成長(CVD)処理を行った。この際、メタンガスの流量を80ml/分、N2ガスの流量を320ml/分に調節した。その後、メタンガスの導入を停止し、N2ガスの流量を400ml/分に調節した条件下で、900℃で30分間保持した後、冷却して、炭素被覆したアルミナナノ粒子を得た。 In the methane CVD, the alumina nanoparticles were heated from room temperature to 900°C at a temperature increase rate of 10°C/min under conditions where the flow rate of N 2 gas was adjusted to 400ml/min, and the temperature was held at 900°C for 30 minutes. Thereafter, using N2 gas as a carrier gas, 20% by volume of methane based on the total amount of carrier gas and methane was introduced into the reaction tube, and chemical vapor deposition (CVD) treatment was performed at 900°C for 4 hours. Ta. At this time, the flow rate of methane gas was adjusted to 80 ml/min, and the flow rate of N 2 gas was adjusted to 320 ml/min. Thereafter, the introduction of methane gas was stopped and the flow rate of N 2 gas was adjusted to 400 ml/min, and the temperature was maintained at 900° C. for 30 minutes, followed by cooling to obtain carbon-coated alumina nanoparticles.
(2)鋳型の溶解除去
上記(1)で得られた炭素被覆したアルミナナノ粒子から、アルミナナノ粒子(つまり鋳型)の除去を行った。
炭素被覆したアルミナナノ粒子からの鋳型除去には、フッ化水素(HF)を用いた。テフロン(登録商標)製のビーカーに、炭素被覆したアルミナナノ粒子と、濃度46質量%
のHF水溶液を入れ、テフロン(登録商標)製の撹拌子で攪拌しながら、室温にて6時間保持した。その後、自然冷却した。サンプルは濾過によって回収し、150℃、6時間の真空加熱乾燥で乾燥させ、多孔質炭素材料を得た。
(2) Dissolving and removing the template The alumina nanoparticles (that is, the template) were removed from the carbon-coated alumina nanoparticles obtained in (1) above.
Hydrogen fluoride (HF) was used to remove the template from the carbon-coated alumina nanoparticles. Carbon-coated alumina nanoparticles and a concentration of 46% by mass were placed in a Teflon (registered trademark) beaker.
HF aqueous solution was added thereto, and the mixture was kept at room temperature for 6 hours while stirring with a Teflon (registered trademark) stirring bar. After that, it was naturally cooled. The sample was collected by filtration and dried by vacuum heating at 150° C. for 6 hours to obtain a porous carbon material.
(3)多孔質炭素材料の熱処理
上記(2)で得られた多孔質炭素材料を砕き、破片を数個集めて黒鉛製の容器に入れ、高温炉にセットした。高温部をオイルポンプで10Paまで減圧し、微量のArを流しながら熱処理を行って、多孔質炭素材料を得た。
なお、熱処理条件としては、はじめに室温から1800℃まで120分間かけて昇温した。そして、1800℃で60分間熱処理して、その後、室温まで自然冷却した。このようにして得られた多孔質炭素材料は、1800℃と高温での熱処理によって上記CMSの水素終端エッジが融合され、より連続性の高い三次元グラフェン骨格が形成されたグラフェンメソスポンジであった。
(3) Heat treatment of porous carbon material The porous carbon material obtained in (2) above was crushed, several pieces were collected, placed in a graphite container, and set in a high-temperature furnace. The pressure in the high temperature part was reduced to 10 Pa using an oil pump, and heat treatment was performed while flowing a small amount of Ar to obtain a porous carbon material.
As for the heat treatment conditions, the temperature was first raised from room temperature to 1800° C. over 120 minutes. Then, it was heat-treated at 1800° C. for 60 minutes, and then naturally cooled to room temperature. The porous carbon material thus obtained was a graphene mesosponge in which the hydrogen-terminated edges of the CMS were fused by heat treatment at a high temperature of 1800°C, forming a more continuous three-dimensional graphene skeleton. .
表1中、アミド基含有3級アミン化合物の項目における[含有量(対ポリイミド前駆体溶液)]とは、ポリイミド前駆体溶液の総量に対するアミド基含有3級アミン化合物の含有量を指す。
表1中、アミド基含有3級アミン化合物の項目における[含有量(対炭素材料)]とは、炭素材料に対するアミド基含有3級アミン化合物の含有量を指す。
表1中、炭素材料の項目における[含有量(対ポリイミド前駆体)]とは、ポリイミド前駆体に対する炭素材料の含有量を指す。
表1中、炭素材料の項目における[含有量(対3級アミン化合物)]とは、アミド基含有3級アミン化合物に対する炭素材料の含有量を指す。
表1中、各項目における「-」は、各材料を含まないことを示す。
In Table 1, [Content (vs. polyimide precursor solution)] in the item of amide group-containing tertiary amine compound refers to the content of the amide group-containing tertiary amine compound relative to the total amount of the polyimide precursor solution.
In Table 1, [content (relative to carbon material)] in the item of amide group-containing tertiary amine compound refers to the content of the amide group-containing tertiary amine compound relative to the carbon material.
In Table 1, [Content (vs. polyimide precursor)] in the carbon material section refers to the content of the carbon material relative to the polyimide precursor.
In Table 1, [content (versus tertiary amine compound)] in the carbon material section refers to the content of the carbon material relative to the amide group-containing tertiary amine compound.
In Table 1, "-" in each item indicates that each material is not included.
<熱伝導性の評価>
各例で得られたポリイミド前駆体溶液を、厚さ1.0mmのガラス基板上に、アプリケーターを用いて10cm×10cmの面積で塗布し、80℃のオーブンで30分乾燥することで皮膜を得た。なお、アプリケーターのギャップを、乾燥後の皮膜における膜厚の平均値が30μmになるように調整した。皮膜が形成されたガラス基板を、250℃に加熱したオーブンの中で30分静置することで皮膜を焼成した後、イオン交換水に浸漬してガラス基板から剥離し、乾燥することで、ポリイミド成形体を得た。
得られたポリイミド成形体について、熱伝導率を、ai-phase(株式会社アイフェイズ製)を用いた温度波分析法により、荷重50gの条件で測定し、熱伝導性を下記の評価基準で評価した。結果を表に示す。
-評価基準-
A+:1.3W/m・K以上
A :0.8以上1.3W/m・K未満
B :0.5以上0.8W/m・K未満
C :0.5W/m・K未満
<Evaluation of thermal conductivity>
The polyimide precursor solution obtained in each example was applied onto a 1.0 mm thick glass substrate in an area of 10 cm x 10 cm using an applicator, and a film was obtained by drying in an oven at 80°C for 30 minutes. Ta. The gap of the applicator was adjusted so that the average thickness of the film after drying was 30 μm. The glass substrate on which the film has been formed is baked by leaving it in an oven heated to 250°C for 30 minutes, then immersed in ion-exchanged water, peeled off from the glass substrate, and dried to form polyimide. A molded body was obtained.
The thermal conductivity of the obtained polyimide molded body was measured using a temperature wave analysis method using ai-phase (manufactured by Ai-phase Co., Ltd.) under a load of 50 g, and the thermal conductivity was evaluated using the following evaluation criteria. did. The results are shown in the table.
-Evaluation criteria-
A+: 1.3 W/m・K or more A: 0.8 or more and less than 1.3 W/m・K B: 0.5 or more and less than 0.8 W/m・K C: Less than 0.5 W/m・K
<引張破断強度の評価>
各例のポリイミド前駆体溶液を用いて、前記熱伝導性の評価と同様の手法でポリイミド成形体を得た。得られたポリイミド成形体を、引張試験機(東洋製機製作所社製のストログラフ)にて、短冊状の試験片(幅15mm、長さ50mm)を200mm/分の速度で引っ張り、前記試験片が破断した時点での引張強度(MPa)を、引張破断強度として求めた。なお、測定は、任意に切り出した第1の方向(例えばMD方向)と第1の方向に直交する第2の方向(例えばTD方向)とにおいて行い、強度が低い方の値を、引張破断強度とする。
-評価基準-
A+:230MPa以上
A :200以上230MPa未満
B :170以上200MPa未満
C :170MPa未満
<Evaluation of tensile breaking strength>
Using the polyimide precursor solution of each example, a polyimide molded body was obtained in the same manner as in the evaluation of thermal conductivity. The obtained polyimide molded body was pulled through a strip-shaped test piece (width 15 mm, length 50 mm) at a speed of 200 mm/min using a tensile testing machine (strograph manufactured by Toyo Seiki Seisakusho Co., Ltd.), and the test piece was The tensile strength (MPa) at the time of breakage was determined as the tensile strength at break. The measurement is performed in a first direction (e.g. MD direction) and a second direction perpendicular to the first direction (e.g. TD direction), and the value of the lower strength is calculated as the tensile breaking strength. shall be.
-Evaluation criteria-
A+: 230 MPa or more A: 200 or more and less than 230 MPa B: 170 or more and less than 200 MPa C: less than 170 MPa
表1に示された結果から、実施例のポリイミド前駆体溶液を用いて作製されたポリイミド成形体は、比較例のポリイミド前駆体溶液を用いて作製されたポリイミド成形体に比べて、熱伝導性と引張破断強度の両方に優れることがわかった。 From the results shown in Table 1, the polyimide molded body produced using the polyimide precursor solution of the example has a higher thermal conductivity than the polyimide molded body produced using the polyimide precursor solution of the comparative example. It was found to be excellent in both tensile strength and tensile strength.
(((1))) ポリイミド前駆体と、
β―アルコキシプロピオンアミド溶剤と、
アミド基含有3級アミン化合物と、
炭素材料と、
を含有するポリイミド前駆体溶液。
(((2))) 前記β―アルコキシプロピオンアミド溶剤は、下記一般式(A)で表される化合物である、前記(((1)))に記載のポリイミド前駆体溶液。
(前記一般式(A)中、R1は、炭素数1以上6以下のアルキル基を表し、R2及びR3は、各々独立に、水素原子又は炭素数1以上6以下のアルキル基を表す。)
(((3))) 前記一般式(A)で表される化合物は、3-メトキシ-N,N-ジメチルプロピオンアミド及び3-n-ブトキシ-N,N-ジメチルプロピオンアミドの少なくとも一方である、前記(((2)))に記載のポリイミド前駆体溶液。
(((4))) 前記アミド基含有3級アミン化合物は、下記一般式(B)で表される化合物を含有する、前記(((1)))~(((3)))のいずれか1つに記載のポリイミド前駆体溶液。
(前記一般式(B)中、R1及びR2は、各々独立に、アルデヒド基又は炭素数1以上5以下のアルキル基を表し、R3及びR4は、各々独立に、水素原子、又は、炭素数1以上5以下のアルキル基を有する1価の有機基を表す。)
(((5))) 前記一般式(B)で表される化合物は、3-ジメチルアミノ-N,N-ジメチルプロピオンアミド及びN-[2-(ジメチルアミノ)エチル]-N-メチルホルムアミドの少なくとも一方である、前記(((4)))に記載のポリイミド前駆体溶液。
(((6))) 前記アミド基含有3級アミン化合物は、ポリイミド前駆体溶液の総量に対する含有量が10ppm以上2000ppm以下である、前記(((1)))~(((5)))のいずれか1つに記載のポリイミド前駆体溶液。
(((7))) 前記アミド基含有3級アミン化合物は、前記炭素材料に対する含有量が0.01質量%以上2質量%以下である、前記(((1)))~(((6)))のいずれか1つに記載のポリイミド前駆体溶液。
(((8))) 前記炭素材料は、カーボンブラック、グラフェン及びカーボンナノチューブからなる群より選択される少なくとも1種を含む、前記(((1)))~(((7)))のいずれか1つに記載のポリイミド前駆体溶液。
(((9))) 前記炭素材料は、粒状中空集合体又はグラフェンメソスポンジの構造を有する、前記(((8)))に記載のポリイミド前駆体溶液。
(((10))) 前記炭素材料は、前記ポリイミド前駆体に対する含有量が5体積%以上20体積%以下である、前記(((1)))~(((9)))のいずれか1つに記載のポリイミド前駆体溶液。
(((11))) 前記炭素材料は、前記アミド基含有3級アミン化合物に対する含有量が2質量%以上1000質量%以下である、前記(((1)))~(((10)))のいずれか1つに記載のポリイミド前駆体溶液。
(((12))) 前記β―アルコキシプロピオンアミド溶剤は、下記一般式(A)で表される化合物を含有し、
前記アミド基含有3級アミン化合物は、下記一般式(B)で表される化合物を含有する、前記(((1)))~(((11)))のいずれか1つに記載のポリイミド前駆体溶液。
(((13))) 前記(((1)))~(((12)))のいずれか1つに記載のポリイミド前駆体溶液の加熱硬化物で構成されたポリイミド成形体。
(((14))) 前記ポリイミド成形体が無端ベルトである、前記(((13)))に記載のポリイミド成形体。
(((1))) Polyimide precursor,
β-alkoxypropionamide solvent,
an amide group-containing tertiary amine compound;
carbon material;
A polyimide precursor solution containing.
(((2))) The polyimide precursor solution according to the above (((1))), wherein the β-alkoxypropionamide solvent is a compound represented by the following general formula (A).
(In the general formula (A), R 1 represents an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, and R 2 and R 3 each independently represent a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms. .)
(((3))) The compound represented by the general formula (A) is at least one of 3-methoxy-N,N-dimethylpropionamide and 3-n-butoxy-N,N-dimethylpropionamide. , the polyimide precursor solution described in (((2))) above.
(((4))) The amide group-containing tertiary amine compound is any of the above (((1))) to (((3))) containing a compound represented by the following general formula (B). The polyimide precursor solution according to any one of the above.
(In the general formula (B), R 1 and R 2 each independently represent an aldehyde group or an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and R 3 and R 4 each independently represent a hydrogen atom, or , represents a monovalent organic group having an alkyl group having 1 or more and 5 or less carbon atoms.)
(((5))) The compound represented by the general formula (B) is a compound of 3-dimethylamino-N,N-dimethylpropionamide and N-[2-(dimethylamino)ethyl]-N-methylformamide. The polyimide precursor solution according to ((4)) above, which is at least one of the polyimide precursor solutions.
(((6))) The amide group-containing tertiary amine compound has a content of 10 ppm or more and 2000 ppm or less based on the total amount of the polyimide precursor solution, (((1))) to (((5))) The polyimide precursor solution according to any one of .
(((7))) The amide group-containing tertiary amine compound has a content of 0.01% by mass or more and 2% by mass or less with respect to the carbon material, (((1))) to (((6) The polyimide precursor solution according to any one of ))).
(((8))) The carbon material is any one of the above ((1)) to ((7))) containing at least one selected from the group consisting of carbon black, graphene, and carbon nanotubes. The polyimide precursor solution according to any one of the above.
(((9))) The polyimide precursor solution according to ((8)) above, wherein the carbon material has a structure of a granular hollow aggregate or a graphene meso-sponge.
(((10))) The carbon material has a content of 5% by volume or more and 20% by volume or less with respect to the polyimide precursor, any one of the above ((1)) to ((9))). 1. The polyimide precursor solution according to claim 1.
(((11))) The carbon material has a content of 2% by mass or more and 1000% by mass or less with respect to the amide group-containing tertiary amine compound, (((1))) to (((10)) ) The polyimide precursor solution according to any one of the above.
(((12))) The β-alkoxypropionamide solvent contains a compound represented by the following general formula (A),
The amide group-containing tertiary amine compound is a polyimide according to any one of (((1))) to (((11))) containing a compound represented by the following general formula (B). Precursor solution.
(((13))) A polyimide molded article comprising a heat-cured product of the polyimide precursor solution according to any one of the above (((1))) to (((12))).
(((14))) The polyimide molded article according to (((13))), wherein the polyimide molded article is an endless belt.
(((1)))、(((2)))、(((3)))、(((4)))、(((5)))、又は(((12)))に係る発明によれば、ポリイミド前駆体及びβ―アルコキシプロピオンアミド溶剤のみを含有するポリイミド前駆体溶液である場合に比べて、熱伝導性及び引張破断強度の両方に優れたポリイミド成形体が得られるポリイミド前駆体溶液が提供される。
(((6)))に係る発明によれば、前記アミド基含有3級アミン化合物が、ポリイミド前駆体溶液の総量に対する含有量が10ppm未満又は2000ppm超えである場合に比べて、熱伝導性及び引張破断強度の両方に優れたポリイミド成形体が得られるポリイミド前駆体溶液が提供される。
(((7)))に係る発明によれば、前記アミド基含有3級アミン化合物が、前記炭素材料に対する含有量が0.01質量%未満又は2質量%超えである場合に比べて、熱伝導性及び引張破断強度の両方に優れたポリイミド成形体が得られるポリイミド前駆体溶液が提供される。
(((8)))に係る発明によれば、前記炭素材料がグラファイトである場合に比べて、熱伝導性に優れたポリイミド成形体が得られるポリイミド前駆体溶液が提供される。
(((9)))に係る発明によれば、前記炭素材料がカーボンブラックである場合に比べて、熱伝導性に優れたポリイミド成形体が得られるポリイミド前駆体溶液が提供される。
(((10)))に係る発明によれば、前記炭素材料が、前記ポリイミド前駆体に対する含有量が5体積%未満又は20体積%超えである場合に比べて、熱伝導性及び引張破断強度の両方に優れたポリイミド成形体が得られるポリイミド前駆体溶液が提供される。
(((11)))に係る発明によれば、前記炭素材料は、前記アミド基含有3級アミン化合物に対する含有量が2質量%未満又は1000質量%超えである場合に比べて、熱伝導性及び引張破断強度の両方に優れたポリイミド成形体が得られるポリイミド前駆体溶液が提供される。
(((13)))に係る発明によれば、ポリイミド前駆体及びβ―アルコキシプロピオンアミド溶剤のみを含有するポリイミド前駆体溶液である場合に比べて、ポリイミド成形体としたときに、熱伝導性及び引張破断強度の両方に優れたポリイミド成形体が提供される。
(((1))), (((2))), (((3))), (((4))), (((5))), or (((12))) According to the invention, there is provided a polyimide precursor that allows a polyimide molded article to be obtained that is superior in both thermal conductivity and tensile strength at break compared to a polyimide precursor solution containing only a polyimide precursor and a β-alkoxypropionamide solvent. A body solution is provided.
According to the invention according to ((6))), the thermal conductivity and A polyimide precursor solution from which a polyimide molded article having both excellent tensile strength at break can be obtained is provided.
According to the invention according to ((7))), the amide group-containing tertiary amine compound has a higher thermal resistance than when the content of the amide group-containing tertiary amine compound is less than 0.01% by mass or more than 2% by mass with respect to the carbon material. A polyimide precursor solution from which a polyimide molded article having both excellent conductivity and tensile strength at break is obtained is provided.
According to the invention according to ((8))), there is provided a polyimide precursor solution that provides a polyimide molded body with excellent thermal conductivity compared to when the carbon material is graphite.
According to the invention according to ((9))), there is provided a polyimide precursor solution that provides a polyimide molded body with better thermal conductivity than when the carbon material is carbon black.
According to the invention according to ((10))), the carbon material has better thermal conductivity and tensile strength at break than when the content of the carbon material is less than 5% by volume or more than 20% by volume with respect to the polyimide precursor. Provided is a polyimide precursor solution that yields a polyimide molded article that is excellent in both.
According to the invention according to ((11))), the carbon material has a higher thermal conductivity than when the content of the amide group-containing tertiary amine compound is less than 2% by mass or more than 1000% by mass. Provided is a polyimide precursor solution from which a polyimide molded article having both excellent properties and tensile strength at break can be obtained.
According to the invention according to ((13))), when formed into a polyimide molded article, it has a higher thermal conductivity than a polyimide precursor solution containing only a polyimide precursor and a β-alkoxypropionamide solvent. A polyimide molded article having excellent both of strength and tensile strength at break is provided.
Claims (14)
β―アルコキシプロピオンアミド溶剤と、
アミド基含有3級アミン化合物と、
炭素材料と、
を含有するポリイミド前駆体溶液。 a polyimide precursor;
β-alkoxypropionamide solvent,
an amide group-containing tertiary amine compound;
carbon material;
A polyimide precursor solution containing.
(前記一般式(A)中、R1は、炭素数1以上6以下のアルキル基を表し、R2及びR3は、各々独立に、水素原子又は炭素数1以上6以下のアルキル基を表す。) The polyimide precursor solution according to claim 1, wherein the β-alkoxypropionamide solvent is a compound represented by the following general formula (A).
(In the general formula (A), R 1 represents an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, and R 2 and R 3 each independently represent a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms. .)
(前記一般式(B)中、R1及びR2は、各々独立に、アルデヒド基又は炭素数1以上5以下のアルキル基を表し、R3及びR4は、各々独立に、水素原子、又は、炭素数1以上5以下のアルキル基を有する1価の有機基を表す。) The polyimide precursor solution according to claim 1, wherein the amide group-containing tertiary amine compound contains a compound represented by the following general formula (B).
(In the general formula (B), R 1 and R 2 each independently represent an aldehyde group or an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and R 3 and R 4 each independently represent a hydrogen atom, or , represents a monovalent organic group having an alkyl group having 1 or more and 5 or less carbon atoms.)
前記アミド基含有3級アミン化合物は、下記一般式(B)で表される化合物を含有する、請求項1に記載のポリイミド前駆体溶液。 The β-alkoxypropionamide solvent contains a compound represented by the following general formula (A),
The polyimide precursor solution according to claim 1, wherein the amide group-containing tertiary amine compound contains a compound represented by the following general formula (B).
The polyimide molded article according to claim 13, wherein the polyimide molded article is an endless belt.
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