JP4590443B2 - 熱硬化性ポリイミドシリコーン樹脂組成物 - Google Patents
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Description
[上記式中、Xは下記の4価の有機基のいずれかであり、
Aは下記式(2)で表され、
(式(2)中、Dは、互いに独立に、下記の2価の有機基のいずれかであり、e、f、gは0又は1である)
Bは式(3)で表され、
(R1は、互いに独立に、炭素数1から8の置換または非置換の一価の炭化水素基であり、R2はラジカル重合性基であり、a及びbは、夫々、1以上100以下の整数である。)及び、
kは0≦k≦1、mは0<m≦1の数であり、k+m=1である。]
上記式は、一種の組成式である。即ち、k及びmはAを含む繰返し単位とBを含む繰返し単位が含まれている割合を示す。kは0≦k≦1、mは0<m≦1の数であり、k+m=1である。以下に説明するように、Bがシリコーン残基であり、ラジカル重合性基を有する。各構成単位は、ランダムに結合されていてよい。
式(3)において、R1は、互いに独立に、炭素数1から8の一価炭化水素基であり、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基等のアルキル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基等のシクロアルキル基、フェニル基等のアリール基、ベンジル基、フェネチル基等のアラルキル基などを挙げることが出来る。原料の入手の容易さの観点からメチル基、エチル基、フェニル基が好ましい。R2は上述のラジカル重合性基である。
ジアミン及びテトラカルボン酸二無水物の少なくとも一方を複数種使用する場合も、反応方法は特に限定されるものではなく、例えば原料を予め全て混合した後に共重縮合させる方法や、用いる2種以上のジアミン又はテトラカルボン酸二無水物を個別に反応させながら順次添加する方法等がある。
以下、実施例を示して本発明をさらに説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
ポリイミドシリコーン樹脂の合成
[合成例1]
撹拌機、温度計及び窒素置換装置を備えたフラスコ内に、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 71.6g(0.2モル)およびシクロヘキサノン350gを仕込んだ。ついで、下記式(4)で表されるジアミノビニルシロキサン87.6g(0.1 モル)および2,2−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]プロパン 41.1g(0.1モル)をシクロヘキサノン100gに溶解した溶液を反応系の温度が50℃を超えないように調節しながら、上記フラスコ内に滴下した。滴下終了後、さらに室温で10時間攪拌した。つぎに、該フラスコに水分受容器付き還流冷却器を取り付けた後、キシレン50gを加え、150℃に昇温させてその温度を6時間保持したところ、黄褐色の溶液が得られた。こうして得られた溶液を室温(25℃)まで冷却した後、メタノール中に投じ、得られた沈降物を乾燥したところ、下記式(5−1)及び(5−2)で表される繰返し単位からなるポリイミドシリコーン樹脂を得た。
得られた樹脂の赤外線吸収スペクトルを測定したところ、未反応のポリアミック酸に基づく吸収は現れず、1,780cm−1および1,720cm−1に、イミド基に基づく吸収を確認した。テトラヒドロフランを溶媒とするゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)により、この樹脂の重量平均分子量(ポリスチレン換算)を測定したところ、34000であった。この樹脂をポリイミドシリコーン樹脂(a)とする。
撹拌機、温度計及び窒素置換装置を備えたフラスコ内に、撹拌機、温度計及び窒素置換装置を備えたフラスコ内に、4,4‘−ヘキサフルオロプロピリデンビスフタル酸二無水物88.8g(0.2モル)およびシクロヘキサノン500gを仕込んだ。ついで、下記式(6)で表されるジアミノビニルシロキサン192.2g(0.06 モル)および1,3−ビス(3−アミノフェノキシ)ベンゼン40.9g(0.14モル)をシクロヘキサノン200gに溶解した溶液を反応系の温度が50℃を超えないように調節しながら、上記フラスコ内に滴下した。滴下終了後、さらに室温で10時間攪拌した。つぎに、該フラスコに水分受容器付き還流冷却器を取り付けた後、キシレン70gを加え、150℃に昇温させてその温度を6時間保持したところ、黄褐色の溶液が得られた。こうして得られた溶液を室温(25℃)まで冷却した後、メタノール中に投じ、得られた沈降物を乾燥したところ、下記式(7−1)及び(7−2)で表される繰返し単位からなるポリイミドシリコーン樹脂を得た。
得られた樹脂の赤外線吸収スペクトルを測定したところ、未反応のポリアミック酸に基づく吸収は現れず、1,780cm−1および1,720cm−1に、イミド基に基づく吸収を確認した。合成例1と同様に、この樹脂の重量平均分子量を測定したところ、42000であった。この樹脂をポリイミドシリコーン樹脂(b)とする。
撹拌機、温度計及び窒素置換装置を備えたフラスコ内に、オキシジフタル酸二無水物 62.0g(0.2 モル)およびn−メチル−2−ピロリドン400gを仕込んだ。ついで、下記式(8)で表されるジアミノビニルシロキサン102g(0.06モル)および2,2−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]プロパン57.5(0.14モル)をシクロヘキサノン100gに溶解した溶液を反応系の温度が50℃を超えないように調節しながら、上記フラスコ内に滴下した。滴下終了後、さらに室温で10時間攪拌した。つぎに、該フラスコに水分受容器付き還流冷却器を取り付けた後、キシレン70gを加え、150℃に昇温させてその温度を6時間保持したところ、黄褐色の溶液が得られた。こうして得られた溶液を室温(25℃)まで冷却した後、メタノール中に投じて得られた沈降物を乾燥したところ、下記式(9−1)及び(9−2)で表されるポリイミドシリコーン樹脂を得た。
得られた樹脂の赤外線吸収スペクトルを測定したところ、未反応のポリアミック酸に基づく吸収は現れず、1,780cm−1および1,720cm−1に、イミド基に基づく吸収を確認した。合成例1と同様に、この樹脂の重量平均分子量を測定したところ、35000であった。この樹脂をポリイミドシリコーン樹脂(c)とする。
比較用に、ラジカル重合性基を有しないポリイミドシリコーン樹脂を調製した。
撹拌機、温度計及び窒素置換装置を備えたフラスコ内に、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 71.6g(0.2 モル)およびシクロヘキサノン350gを仕込んだ。ついで、下記式(10)で表されるジアミノシロキサン84.0g(0.6モル)および2,2−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]プロパン 50g(0.1モル)をシクロヘキサノン100gに溶解した溶液を反応系の温度が50℃を超えないように調節しながら、上記フラスコ内に滴下した。滴下終了後、さらに室温で10時間攪拌した。つぎに、該フラスコに水分受容器付き還流冷却器を取り付けた後、キシレン50gを加え、150℃に昇温させてその温度を6時間保持したところ、黄褐色の溶液が得られた。こうして得られた溶液を室温(25℃)まで冷却した後、メタノール中に投じ、得られた沈降物を乾燥したところ、下記式(11−1)及び(11−2)で表される繰返し単位からなる、ポリイミドシリコーン樹脂を得た。
得られた樹脂の赤外線吸収スペクトルを測定したところ、未反応のポリアミック酸に基づく吸収は現れず、1,780cm−1および1,720cm−1に、イミド基に基づく吸収を確認した。合成例1と同様に、この樹脂の重量平均分子量を測定したところ、30000であった。この樹脂をポリイミドシリコーン樹脂(d)とする。
表1に示すポリイミドシリコーン樹脂、硬化剤及び溶剤を同表に示す配合比率で混合し、樹脂組成物を調製した。なお表1中の「部」は全て「質量部」を表す。また、表1中の硬化剤の欄の記号は、夫々下記の硬化剤を表す。
(I)t−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキシルカーボネート
(II)1,6−ビス(t−ブチルパーオキシカルボニロキシ)ヘキサン
(III)t−アミルパーオキシ2−エチルヘキシルカーボネート
(IV)ビス(4−t−ブチルシクロへキシル)パーオキシジカーボネート
(V)1,1−ビス(t−ブチルパーオキシ)−3,3,5−トリメチルシクロヘキサン
(VI)シクロヘキサノンパーオキサイド
(VII)ベンゾイルパーオキサイド
(VIII)t−ブチルパーオキシアセテート
(IX)1,1,3,3−テトラメチルブチルハイドロパーオキサイド
(1)耐溶剤性
得られた各熱硬化性樹脂組成物を、フッ素樹脂がコートされた板上に乾燥後の厚さが約0.1mmになるように塗布し、80℃で30分、さらに150℃で1時間加熱し、ポリイミド樹脂硬化皮膜を形成した。得られた硬化皮膜を常温のN−メチル−2−ピロリドン(NMP)に30分浸漬した後、皮膜の膨潤の有無を目視観察した。結果を表2に示す。
樹脂組成物を銅基板上に塗布し、80℃で30分、さらに、表1に示す各最終硬化温度で1時間加熱し、硬化皮膜を形成した。得られた硬化皮膜付きの銅基板を、150℃の乾燥機に360時間放置した後の接着性(「耐熱接着性」とする)、又は、120℃、2気圧の飽和水蒸気中に168時間放置した後の接着性(「高温高湿接着性」とする)を、碁盤目剥離テスト(JISK5400)により評価した。結果を表2に示す。なお表2中の数値(分子/分母)は、分画数 100(分母)当たり、剥離しない分画数(分子)を表す。即ち、100/100の場合は全く剥離せず、0/100の場合はすべて剥離したことを示す。
実施例2、4及び比較例1の組成物を、夫々、80℃で30分、さらに150℃で1時間加熱し、得られた硬化物について、JIS K7113に準拠して、引張り伸び及び引張り強度の測定を行なった。結果を表3に示す。
Claims (4)
- 下記式(1)で表される2種の繰返し単位からなり、5,000〜150,000の重量平均分子量(ポリスチレン換算)を有するポリイミドシリコーン樹脂を100質量部、パーオキシカーボネート硬化剤を0.1〜20質量部、及び溶剤を含む熱硬化性ポリイミドシリコーン樹脂組成物、ただし、前記樹脂組成物において樹脂成分は前記ポリイミドシリコーン樹脂からなる。
[上記式中、Xは下記の4価の有機基のいずれかであり、
Aは下記式(2)で表され、
(式(2)中、Dは、互いに独立に、下記の2価の有機基のいずれかであり、e、f、gは0又は1である)
Bは式(3)で表され、
(R1は、互いに独立に、炭素数1から8の置換または非置換の一価の炭化水素基であり、R2はラジカル重合性基であり、a及びbは、夫々、1以上100以下の整数である。)及び、
kは0≦k≦1、mは0<m≦1の数であり、k+m=1である。] - R2がビニル基である、請求項1記載の熱硬化性ポリイミドシリコーン樹脂組成物。
- パーオキシカーボネート硬化剤が、t-ブチルパーオキシ2−エチルヘキシルカーボネート、t-アミルパーオキシ2-エチルヘキシルカーボネート、1,6-ビス(t-ブチルパーオキシカルボニロキシ)ヘキサン、ビス(4-t-ブチルシクロへキシル)パーオキシジカーボネートからなる群より選ばれる、請求項1又は2記載の熱硬化性ポリイミドシリコーン樹脂組成物。
- 前記溶剤が、ケトン系溶剤、エステル系溶剤及びセロソルブ系溶剤からなる群より選ばれる、請求項1〜3のいずれか1項記載の熱硬化性ポリイミドシリコーン樹脂組成物。
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