JP3422434B2 - シリケート基含有ポリイミド - Google Patents

シリケート基含有ポリイミド

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ポリイミド樹脂、特に
ポリマー側鎖にアルキルシリケートを有するポリイミド
樹脂に関するものである。
【0002】
【従来の技術】ポリイミド系樹脂は、耐熱性、電気特
性、機械的特性に優れ、フィルム、コーティング剤、あ
るいは成形材料として幅広く利用されている。近年、ポ
リイミド樹脂の可撓性を利用し、接着材料としての応用
も検討されている(特開平3−177472号公報)。
また、ジアミノシロキサン等のソフトセグメントを共重
合させることも検討されている(特開平4−36321
号公報、特開平5−112760号公報)。しかし、こ
れらは、いずれも直鎖型の熱可塑性ポリイミドであり、
ガラス転移温度以上での強度が極度に低下し、耐溶剤性
に劣るという欠点を有していた。また、末端に架橋性基
を有する熱硬化型ポリイミドも開発されている(特開平
3−259980号公報)。しかし、これらは、低分子
量のオリゴマーであるためフィルム形成が困難であるた
めワニスとしての使用に限定され、また、高い硬化温度
を必要とするという欠点を有していた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記従来技
術の欠点を克服し機械的特性、耐熱特性、電気的特性に
優れ、しかもフィルム形成能に優れた新規なシリケート
基含有ポリイミド樹脂を提供すると供に、優れた耐溶剤
性、耐屈曲性、接着性を有するフィルム形成可能な耐熱
材料を提供するものである。
【0004】
【課題を解決するための手段】すなわち、本発明は、下
記一般式(1)
【化4】 で表される繰り返し単位を有するシリケート基含有ポリ
イミドであり、また、一般式(1)で表される繰り返し
単位1〜80モル%、下記一般式(2)
【化5】 で表される繰り返し単位20〜99モル%よりなるシリ
ケート基含有ポリイミドである。
【0005】前記一般式(1)で表される一般式のAr
を構成するための樹脂原料であるテトラカルボン酸無水
物として、具体的には、3,3’,4,4’−ジフェニ
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、3,3’,
4,4’−ジフェニルエ−テル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、2,2−ビス(3,3’,4,4’
−テトラカルボキシフェニル)テトラフルオロロパン二
無水物、2,3,3’,4’−ビフェニルテトラカルボ
ン酸二無水物、2,3,3’,4’−ビンゾフェノンテ
トラカルボン酸二無水物、2,3,3’,4’−ジフェ
ニルエ−テルテトラカルボン酸二無水物、2,3,
3’,4’−ジフェニルスルホンテトラカルボン酸二無
水物、2,2’−ビス(3,4−ジカルボキシフェノキ
シフェニル)プロパン二無水物、2,2’−ビス(3,
4−ジカルボキシフェノキシフェニル)スルホン二無水
物等の少なくとも2個の芳香環を有するテトラカルボン
酸二無水物が挙げられるが、ピロメリット酸無水物、
1,4,5,8−ナフタレンテトラカルボン酸無水物、
2,3,6,7−ナフタレンテトラカルボン酸無水物等
のテトラカルボン酸無水物を用いることもできる。
【0006】さらに本発明に用いる前記一般式(1)を
構成するためのジアミン成分として具体的には、
【化6】
【化7】 等が挙げられるが、側鎖置換基として少なくとも1個の
アルキルシリケート基を有していれば、これらに限定さ
れず用いることができる。さらにこれらは、1種または
それ以上を組み合わせて用いることができる。
【0007】また、前記一般式(1)で表される繰り返
し単位を構成する方法としては、下記一般式(4)
【化8】 で表されるビニル基含有ジアミノシロキサンとテトラカ
ルボン酸二無水物から、下記一般式(5)
【化9】 で表される繰り返し単位を構成させた後、下記一般式
(6)
【化10】 で表される化合物とのヒドロシリル化反応により製造す
ることもできる。
【0008】前記一般式(4)で表されるビニル基含有
ジアミノシロキサンの具体例としては、
【化11】 等が挙げられるが、側鎖置換基として少なくとも1個の
ビニル基を有していれば、これらに限定されず用いるこ
とができる。
【0009】また、前記一般式(6)で表されるヒドロ
アルキルシリケート化合物の具体例としては、
【化12】 等が挙げられるが、ヒドロアルキルシリケート基を含有
する化合物であれば、これらに限定されず使用すること
ができる。さらに、これらヒドロアルキルシリケートと
前記一般式(6)で表されるビニル基含有ポリマーと反
応させて、前記一般式(1)で示される繰り返し単位を
構成させる際、反応触媒として、塩化白金酸等を用いる
ことができる。さらに、前記一般式(5)で示される繰
り返し単位のビニル基と反応させる際、これらヒドロア
ルキルシリケート化合物は、ビニル基当量に対し、1.
0〜5.0モル当量の範囲で用いることが好ましい。
【0010】前記一般式(2)で示される繰り返し単位
を構成するために用いるジアミン成分としては、4,
4’−ジアミノジフェニルエ−テル、4,4’−ジアミ
ノジフェニルスルホン、4,4’−ジアミノジフェニル
スルフィド、2,2−ビス(4−アミノフェノキシフェ
ニル)プロパン、2,2−ビス(4−アミノフェノキシ
フェニル)スルホン、2,2−ビス(3−アミノフェノ
キシフェニル)スルホン、4,4’−ビス(4−アミノ
フェノキシ)ジフェニル、4,4’−ビス(4−アミノ
フェノキシ)ベンゼン、2,2−ビス(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−ジ
アミノベンゼン、2,5−ジアミノトルエン等が挙げら
れるが、少なくとも3個の芳香環を有するジアミノ化合
物を用いることが好ましい。
【0011】さらに、 (a)4−(3−ヒドロキシフェノキシカルボニル)−
1,3−ジアミノベンゼン (b)4−(2−ヒドロキシフェノキシカルボニル)−
1,3−ジアミノベンゼン (c)4−(3−ヒドロキシフェノキシカルボニル)−
1,3−ジアミノベンゼン (d)4−(4−ヒドロキシフェノキシカルボニル)−
1,3−ジアミノベンゼン (e)5−(2−ヒドロキシフェノキシカルボニル)−
1,3−ジアミノベンゼン (f)5−(3−ヒドロキシフェノキシカルボニル)−
1,3−ジアミノベンゼン (g)5−(4−ヒドロキシフェノキシカルボニル)−
1,3−ジアミノベンゼン (h)4−(2−アミノフェノキシ)−1,3−ジアミ
ノベンゼン (i)4−(3−アミノフェノキシ)−1,3−ジアミ
ノベンゼン (j)4−(4−アミノフェノキシ)−1,3−ジアミ
ノベンゼン (k)5−(2−アミノフェノキシ)−1,3−ジアミ
ノベンゼン (l)5−(3−アミノフェノキシ)−1,3−ジアミ
ノベンゼン (m)5−(4−アミノフェノキシ)−1,3−ジアミ
ノベンゼン (n)4−(3,5−アミノフェノキシ)−1,3−ジ
アミノベンゼン (o)4−(2−アミノフェノキシカルボニル)−1,
3−ジアミノベンゼン 等のヒドロキシ基、カルボキシル基、または、アミノ基
を有するジアミノ化合物を用いることもできる。
【0012】このようにして合成した前記一般式(1)
で示されるポリイミドは、シリケート基を側鎖に含有す
るため接着性能に優れ、しかも、加水分解反応、加熱加
水分解反応により架橋構造を構成させることができた
め、耐熱性、強度、耐溶剤性にすぐれた材料となる。さ
らにこの樹脂組成物中に添加剤として下記一般式(7)
【化13】 で示される化合物を用い、有機無機複合材料として用い
ることもできる。
【0013】前記一般式(7)で示される化合物の具体
例としては、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシ
ラン、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−ア
ミノプロピルトリエトキシシラン、メチルトリメトキシ
シラン、ジメチルジメトキシシラン、メチルトリエトキ
シシラン、ジメチルトリエトキシシラン、
【化14】 等が挙げられるが、上記具体例に限定されることなく、
これらの化合物は単独または二種以上を混合して用いる
ことができる。また、メトキシ基、エトキシ基等の加水
分解性の基を有するシリコン含有化合物であれば上記具
体例に限定されず使用することができる。
【0014】
【実施例】以下に実施例を示し、本発明を更に詳しく説
明する。なお、本実施例で用いた略号は、以下の化合物
を示し、表中の括弧付記号は本明細書中に記載した化合
物を示す。 化合物の略号 BTDA:3,3’,4,4’−ベンゾフェノンテトラカル
ボン酸二無水物 ODPA:3,3’,4,4’−ジフェニルエ−テルテトラ
カルボン酸二無水物 DSDA:3,3’,4,4’−ジフェニルスルホンテトラ
カルボン酸二無水物 PMDA:ピロメリット酸無水物 BAPP:2,2−ビス(4−アミノフェノキシフェニル)
プロパン BAPS:2,2−ビス(4−アミノフェノキシフェニル)
スルホン BAPSM :2,2−ビス(3−アミノフェノキシフェニ
ル)スルホン BAPB:4,4’−ビス(4−アミノフェノキシ)ジフェ
ニル NMP :N−メチル−2−ピロリドン DMAc:N,N−ジメチルアセトアミド PSX6:平均分子量800のジアミノポリジメチルシロキ
サン化合物 PSX7:平均分子量1200のジアミノポリジメチルシロ
キサン化合物
【0015】合成例1 乾燥NMP150ml中に、BAPP37.0g(0.
09mol)、架橋性官能基を有するジアミノ化合物
(a)8.5g(0.01mol)を加え溶解した。続
いて、溶液温度を30℃以下に保ちODPA31.1g
(0.10mol)を少量づつ加え、約5時間攪拌し重
合反応を行い、ポリアミック酸溶液を得た。この樹脂溶
液を、Dean-Shyutark 型の反応器で、合成したポリアミ
ック酸溶液中に、m−キシレン50gを添加し、180
℃に加熱し溶液イミド化を行った。反応終了後、室温ま
で冷却した後、ヒドロトリエトキシシラン(0.12m
ol)を少量ずつ添加した。全量添加した後、ヒドロシ
リル化触媒として、塩化白金酸(H2 PtCl6 ・H2
O)0.01gを加え、5時間反応させた。反応終了
後、室温まで冷却し、樹脂溶液の一部をガラス基板上に
キャストし、100℃(1時間)で乾燥し、ガラス基板
上から剥離し、金属枠にフィルムを固定した後、150
℃(30分)、200℃(10分)、にてポリイミドフ
ィルムを作成した。
【0016】実施例1 BTDA32.2g、BAPP37.0g、ジアミノシ
ロキサン(A)8.5gを原料として用い、合成例1の
方法で、シリケート基含有ポリイミドを合成した。その
赤外吸収スペクトルを図1に、また、TMA特性を図2
に示した。さらに200℃で(1時間)の熱処理を行
い、硬化後の樹脂特性を測定した。その結果を表1に示
した。
【0017】実施例2〜12 合成例1の方法を用い、重合反応を行なった。その重合
モノマー組成および重合結果を表1に示した。さらに、
ポリイミドフィルムを作成したのち、基本物性を測定し
た。その結果を表1に併せて示す。
【0018】比較例1〜4 アルキルシリケート基を有しないジアミノシロキサンを
用いる以外は、合成例1と同様に樹脂を合成した。その
組成及び基本物性を表1に示した。これらの樹脂は、1
50℃(30分)、200℃(10分)でフィルム作成
し、物性を測定した。また、さらに、このフィルムを2
00℃(1時間)処理した後、再度物性測定を行った
が、その物性の変化はほとんど無かった。
【0019】
【表1】
【表2】
【0020】
【発明の効果】上記各成分より成る本発明の樹脂組成物
は、フィルム状、粉体状あるいはワニス状で用いること
ができる。また、本発明による樹脂組成物は、ポリイミ
ド側鎖に、アルキルシリケート基を有するため、架橋反
応により耐熱性、耐薬品性を向上させることができる。
これらの具体的用途としては、耐熱性接着材料、エポキ
シ樹脂改質剤、耐熱性塗料、複合材料用樹脂、電子材料
用コーティング剤、プリント基板用接着フィルム、成型
材料等の幅広い用途が期待できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例1で得られたシリケート基含有ポリイミ
ドの赤外吸収スペクトル図である。
【図2】実施例1で得られたシリケート基含有ポリイミ
ドのTMA特性図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平1−204931(JP,A) 特開 平5−214100(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C08G 73/00 - 73/26 CAPLUS(STN) REGISTRY(STN)

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 下記一般式(1) 【化1】 で表される繰り返し単位を有するシリケート基含有ポリ
    イミド。
  2. 【請求項2】 一般式(1)で表される繰り返し単位1
    〜80モル%、下記一般式(2) 【化2】 で表される繰り返し単位20〜99モル%よりなること
    を特徴とする請求項1記載のシリケート基含有ポリイミ
    ド。
  3. 【請求項3】 一般式(1)で示される繰り返し単位の
    Ar1 が、下記一般式(3) 【化3】 で表されることを特徴とする請求項1記載のシリケート
    基含有ポリイミド樹脂。
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