JP4915930B2 - Composition for forming borazine diamine polymer thin film and method for producing borazine diamine polymer thin film - Google Patents

Composition for forming borazine diamine polymer thin film and method for producing borazine diamine polymer thin film Download PDF

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  • Polymers With Sulfur, Phosphorus Or Metals In The Main Chain (AREA)

Description

本発明はコーティング膜として有用な、ボラジン・ジアミン系ポリマー薄膜を形成するのに用いられる組成物、及び該組成物を用いたボラジン・ジアミン系ポリマー薄膜の製造方法に関する。   The present invention relates to a composition useful for forming a borazine diamine polymer thin film useful as a coating film, and a method for producing a borazine diamine polymer thin film using the composition.

ボラジン・ジアミン系ポリマーは有機ボラジン系ポリマーの一種である。従来、有機ボラジン系ポリマーとしては、窒化ホウ素系セラミックスを製造するための前駆体として開発されたボラジン・アミン系ポリマーや、窒化ホウ素・炭化ケイ素系セラミックスを製造するための前駆体として開発されたボラジン・シラザン系ポリマーが多く知られる。これらのボラジン・アミン系ポリマーやボラジン・シラザン系ポリマーは、ボラジン環をイミノ基で結合したアミノボラジニル構造を有する(非特許文献1〜3参照)。また、ビニルボラジンをモノマーにしたポリビニルボラジンも窒化ホウ素系セラミックス前駆体として開発されている(非特許文献1〜2参照)。これらのポリマーを前駆体として焼成して製造される窒化ホウ素系セラミックスや窒化ホウ素・炭化ケイ素系セラミックスに、過剰の炭素成分を不純物として残さないために、前駆体ポリマーは、有機基を極力減らすように分子設計がなされてきた。これらのポリマーは加水分解性および酸化性の構造を有しているが、水分や酸素との反応性を低下させることに効果のある有機基を置換基としてほとんど持たないので、空気中での安定性は低い。また有機基を極力減らしているために、ポリマーの溶解度など加工性が低い。これらのポリマーは通常、セラミックス前駆体として脱酸素、脱水されたガス中で焼結され、その成形には粉体焼結法や溶融紡糸法が用いられるので、空気中での安定性や加工性などの改良がなされず、取り扱いにくいために、ポリマー自体を耐燃焼性材料や耐熱性材料として用いるような用途開発はほとんど行われてこなかった(非特許文献1〜3参照)。   A borazine diamine polymer is a kind of organic borazine polymer. Conventionally, as organic borazine polymers, borazine amine polymers developed as precursors for producing boron nitride ceramics and borazines developed as precursors for producing boron nitride / silicon carbide ceramics.・ Many silazane polymers are known. These borazine / amine polymers and borazine / silazane polymers have an aminoborazinyl structure in which a borazine ring is bonded by an imino group (see Non-Patent Documents 1 to 3). In addition, polyvinyl borazine using vinyl borazine as a monomer has been developed as a boron nitride ceramic precursor (see Non-Patent Documents 1 and 2). In order not to leave excessive carbon components as impurities in boron nitride ceramics and boron nitride / silicon carbide ceramics produced by firing these polymers as precursors, the precursor polymers should reduce organic groups as much as possible. The molecular design has been made. These polymers have hydrolyzable and oxidizable structures, but have few organic groups as substituents that are effective in reducing reactivity with moisture and oxygen, so they are stable in the air. The nature is low. Moreover, since organic groups are reduced as much as possible, processability such as polymer solubility is low. These polymers are usually sintered in a deoxygenated and dehydrated gas as a ceramic precursor, and powder molding and melt spinning are used to form them, which makes them stable and workable in air. Since such improvements are not made and it is difficult to handle, application development using the polymer itself as a flame resistant material or a heat resistant material has hardly been performed (see Non-Patent Documents 1 to 3).

また、ボラジン・アミン系ポリマーは一般に不溶性になるために、窒化ホウ素系セラミックス薄膜の前駆体として扱えないことが多い(非特許文献1参照)。可溶性で薄膜化が可能なボラジン・アミン系ポリマーの製造方法として、B−トリクロロボラジンとヘキサメチルジシラザンの反応が知られているが(非特許文献4参照)、この方法では、原料であるB−トリクロロボラジンは加水分解性が極めて高いために取り扱いにくく、副生成物としてトリメチルクロロシランを等量生成するので工業的に有利な方法ではない。   In addition, since borazine-amine polymers are generally insoluble, they cannot often be treated as precursors for boron nitride ceramic thin films (see Non-Patent Document 1). A reaction of B-trichloroborazine and hexamethyldisilazane is known as a method for producing a soluble and thin-film borazine-amine polymer (see Non-Patent Document 4). In this method, B, which is a raw material, is known. -Trichloroborazine is not an industrially advantageous method because it is very difficult to handle due to its extremely high hydrolyzability and produces an equal amount of trimethylchlorosilane as a by-product.

また、窒化ホウ素系セラミックス薄膜や窒化ホウ素・炭化ケイ素系セラミックス薄膜の製造法としては、空気中での安定性や加工性の低いポリマーの溶液塗布は困難なため、三塩化ホウ素、ボラン、ジボラン、ボラジンなどをホウ素源とする物理気相蒸着法や化学気相蒸着法により薄膜が製造されてきた。しかしこれらの薄膜製造方法は、真空チャンバーや熱源、プラズマ源などの大がかりな装置を用いるので工業的に有利な方法とは言えなかった。さらにこれらの方法は、立体的に凹凸のある表面を有する基板への薄膜形成は困難であるという問題点も有する。   In addition, as a manufacturing method of boron nitride ceramic thin film or boron nitride / silicon carbide ceramic thin film, it is difficult to apply a solution of a polymer having low stability and workability in air, so boron trichloride, borane, diborane, Thin films have been produced by physical vapor deposition or chemical vapor deposition using borazine or the like as a boron source. However, these thin-film manufacturing methods are not industrially advantageous because they use large-scale apparatuses such as a vacuum chamber, a heat source, and a plasma source. Furthermore, these methods also have a problem that it is difficult to form a thin film on a substrate having a three-dimensionally uneven surface.

これに対して、発明者らは、有機基を置換基として有するボラジンモノマーと、ヒドロカルボシランやヒドロポリシロキサンを共重合させることにより、空気中での取り扱い性や溶媒への溶解度などの加工性に優れたボラジン・ケイ素系ポリマーを開発し、耐熱材料としての用途開発を行うとともに、スピンコート法やキャスト法でポリマー溶液から薄膜を製造し、得られた薄膜について、高強度コーティング膜、絶縁膜、光透過膜などの用途開発を行ってきた(特許文献1〜5参照)。しかし、ボラジン・ケイ素系ポリマーの製造には白金触媒の存在が必須であり、製造されるポリマーから触媒は一部しか除去できないため、触媒成分が不純物として残るという問題があった。そこで、金属触媒を用いずに製造可能な新規な有機ボラジン系ポリマーおよびその薄膜の製造方法の開発が求められてきた。
ChemicalReviews、Vol. 90, 73〜91 (1990) Chemtech、29〜37 (1994) 「無機高分子2」、1993年産業図書発行、第4章第81〜94頁 Chemistry of Materials、Vol. 3, 88〜91 (1991) 特許第3041424号公報 特許第3459985号公報 特許第3458157号公報 特許第3840127号公報 特許第3713536号公報
In contrast to this, the inventors have copolymerized a borazine monomer having an organic group as a substituent with hydrocarbosilane or hydropolysiloxane, thereby enabling processability such as handleability in air and solubility in a solvent. In addition to developing borazine and silicon-based polymers that are superior in heat resistance and developing applications as heat-resistant materials, thin films are produced from polymer solutions by spin coating and casting methods. Development of applications such as light transmission films has been performed (see Patent Documents 1 to 5). However, the presence of a platinum catalyst is essential for the production of a borazine / silicon-based polymer, and since only a part of the catalyst can be removed from the polymer produced, there is a problem that the catalyst component remains as an impurity. Therefore, development of a novel organic borazine-based polymer that can be produced without using a metal catalyst and a method for producing the thin film has been demanded.
ChemicalReviews, Vol. 90, 73-91 (1990) Chemtech, 29-37 (1994) "Inorganic Polymer 2", 1993 Industrial Book, Chapter 4, pages 81-94 Chemistry of Materials, Vol. 3, 88-91 (1991) Japanese Patent No. 3041424 Japanese Patent No. 3459985 Japanese Patent No. 3458157 Japanese Patent No. 3840127 Japanese Patent No. 3713536

本発明は、以上のような事情に鑑みてなされたものであって、空気中での安定性や溶媒への溶解度など加工性に優れるポリマー薄膜を、金属触媒を用いずに、効率的に製造する方法を提供することを課題とする。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and efficiently produces a polymer thin film having excellent processability such as stability in air and solubility in a solvent without using a metal catalyst. It is an object of the present invention to provide a method for performing the above.

本発明者らは前記課題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、少なくとも2個以上のB−H結合を有するボラジン類と少なくとも2個以上のアミノ基を有するジアミン類との反応生成物を含有する組成物を用い、その溶液を基板上に塗布することによって、ボラジン類のB-H基とジアミン類のN-H基の脱水素縮合反応により生成するボラジン・ジアミン系ポリマーの薄膜が容易に得られるという新規な事実を見い出し、その知見に基づいて本発明を完成させるにいたった。   As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventors contain a reaction product of borazines having at least two BH bonds and diamines having at least two amino groups. A thin film of a borazine-diamine polymer produced by a dehydrogenative condensation reaction between the BH group of borazines and the NH group of diamines can be easily obtained by coating the solution on a substrate. Based on this knowledge, the present inventors have completed the present invention.

すなわち本発明によれば、以下の発明が提供される。
(1)下記の一般式(1)
(式中、R 1 はアルキル基、アリール基又はアラルキル基を示す)で表されるボラジン類(a)と、下記の一般式(2)
(式中、R 2 は置換基を有していても良いアルキレン基、アリーレン基、アラルキレン基の中から選ばれる2価の基を示す)で表されるジアミン類(b)との反応生成物を含有することを特徴とするボラジン・ジアミン系ポリマー薄膜形成用組成物。
(2)前記反応生成物が、下記の一般式(3)
で表されるボラジン骨格(但し、式中、Rはアルキル基、アリール基又はアラルキル基を示し、Rは置換基を有していても良いアルキレン基、アラルキレン基の中から選ばれる2価の基を示し、mは正の整数、nは0または正の整数を示す)を有することを特徴とする上記(1)のボラジン・ジアミン系ポリマー薄膜形成用組成物。
(3)下記の一般式(1)
(式中、R 1 はアルキル基、アリール基又はアラルキル基を示す)で表されるボラジン類(a)と、下記の一般式(2)
(式中、R 2 は置換基を有していても良いアルキレン基、アリーレン基、アラルキレン基の中から選ばれる2価の基を示す)で表されるジアミン類(b)との反応生成物を含有する溶液を基板上に塗布することを特徴とするボラジン・ジアミン系ポリマー薄膜の製造方法。
(4)前記反応生成物が、下記の一般式(3)
で表されるボラジン骨格(但し、式中、Rはアルキル基、アリール基又はアラルキル基を示し、Rは置換基を有していても良いアルキレン基、アラルキレン基の中から選ばれる2価の基を示し、mは正の整数、nは0または正の整数を示す)を有することを特徴とする上記()のボラジン・ジアミン系ポリマー薄膜の製造方法。
That is, according to the present invention, the following inventions are provided.
(1) The following general formula (1)
(Wherein R 1 represents an alkyl group, an aryl group or an aralkyl group ) and borazines (a) represented by the following general formula (2)
(Wherein R 2 represents a divalent group selected from an alkylene group, an arylene group, and an aralkylene group, which may have a substituent ), and a reaction product with a diamine (b) represented by A composition for forming a borazine / diamine-based polymer thin film, comprising:
(2) The reaction product is represented by the following general formula (3)
Wherein R 1 represents an alkyl group, an aryl group or an aralkyl group, and R 2 represents a divalent group selected from an alkylene group which may have a substituent and an aralkylene group. Wherein m is a positive integer and n is 0 or a positive integer). (1) The composition for forming a borazine-diamine polymer thin film according to (1) above.
(3) The following general formula (1)
(Wherein R 1 represents an alkyl group, an aryl group or an aralkyl group ) and borazines (a) represented by the following general formula (2)
(Wherein R 2 represents a divalent group selected from an alkylene group, an arylene group, and an aralkylene group, which may have a substituent ), and a reaction product with a diamine (b) represented by A method for producing a borazine-diamine polymer thin film, which comprises applying a solution containing a borazine onto a substrate.
(4) The reaction product is represented by the following general formula (3)
Wherein R 1 represents an alkyl group, an aryl group or an aralkyl group, and R 2 represents a divalent group selected from an alkylene group which may have a substituent and an aralkylene group. Wherein m is a positive integer and n is 0 or a positive integer). ( 3 ) The method for producing a borazine-diamine polymer thin film according to ( 3 ) above.

本発明のボラジン・ジアミン系ポリマー薄膜形成用組成物は、溶媒への溶解性及び空気中での安定性に優れているため、製造時および保存時にゲル化しにくい。また、本発明では、該組成物を用いることにより、金属触媒を用いることなく、耐熱性に優れたボラジン・ジアミン系ポリマー薄膜を、簡便かつ安全に製造することができる。   Since the composition for forming a borazine diamine-based polymer thin film of the present invention is excellent in solubility in a solvent and stability in air, it is difficult to gel during production and storage. Further, in the present invention, by using the composition, a borazine-diamine polymer thin film having excellent heat resistance can be easily and safely produced without using a metal catalyst.

本発明は、少なくとも2個以上のB−H結合を有するボラジン類(a)と、少なくとも2個以上のアミノ基を有するジアミン類(b)との反応生成物を含有する組成物を用い、該組成物の溶液を基板上に塗布することによりボラジン・ジアミン系ポリマー薄膜を形成するものである。   The present invention uses a composition containing a reaction product of a borazine (a) having at least two BH bonds and a diamine (b) having at least two amino groups, A borazine diamine polymer thin film is formed by applying a solution of the composition onto a substrate.

本発明においては、前記の少なくとも2個以上のB−H結合を有するボラジン類としては、下記の一般式(1)
で表されるものが用いられる。
In the present invention, the borazines having at least two or more B—H bonds are represented by the following general formula (1):
Are needed use in those represented is.

上記一般式(1)中、Rはアルキル基、アリール基又はアラルキル基を示す。アルキル基の炭素数は1〜12、好ましくは1〜6である。アリール基の炭素数は6〜20、好ましくは6〜10である。アラルキル基の炭素数は7〜24、好ましくは7〜12である。
前記Rを例示すると、メチル基、エチル基、イソプロピル基、t−ブチル基、オクチル基等のアルキル基、フェニル基、ナフチル基、ビ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等が挙げられる。
In the general formula (1), R 1 represents an alkyl group, an aryl group, or an aralkyl group . Carbon number of an alkyl group is 1-12, Preferably it is 1-6. The aryl group has 6 to 20 carbon atoms, preferably 6 to 10 carbon atoms. The aralkyl group has 7 to 24 carbon atoms, preferably 7 to 12 carbon atoms.
Examples of R 1 include alkyl groups such as methyl group, ethyl group, isopropyl group, t-butyl group, and octyl group, aryl groups such as phenyl group, naphthyl group, and biphenyl group, and aralkyl groups such as benzyl group and phenethyl group. Etc.

これらの置換基を有し、一般式(1)で表されるボラジン類の具体例としては、N,N’,N”−トリメチルボラジン、N,N’,N”−トリエチルボラジン、N,N’,N”−トリプロルボラジン、N,N’,N”−トリフェニルボラジン、N,N’,N”−トリベンジルボラジン、N,N’,N”−トリフェネチルボラジン、等が挙げられるが、これに限定されるものではない。また、1種類のボラジン類を単独で用いることもできるが、2種類以上のボラジン類を合わせて用いることも、本発明の有利な態様に含まれる。 Have these substituents, specific examples of the borazine compound represented by the general formula (1), N, N ' , N "- trimethyl borazine, N, N', N" - tri ethyl borazine, N, N ', N ″ -Triprolborazine, N, N ′, N ″ -triphenylborazine, N, N ′, N ″ -tribenzylborazine, N, N ′, N ″ -triphenethylborazine, and the like. However, the present invention is not limited to this. One kind of borazines can be used alone, but the use of two or more kinds of borazines in combination is also included in an advantageous aspect of the present invention.

本発明においては、前記の少なくとも2個以上のアミノ基を有するジアミン類としては、下記の一般式(2)
で表されるものが用いられる。
In the present invention, the diamine having at least two amino groups is represented by the following general formula (2).
Are needed use in those represented is.

上記一般式(2)中、R2は置換基を有していても良いアルキレン基、アラルキレン基の中から選ばれる2価の基を示す。アルキレン基およびアラルキレン基は環状を形成していてもよい。アルキレン基の炭素数は1〜24、好ましくは1〜12である。アラルキレン基の炭素数は7〜24、好ましくは7〜12である。アラルキレン基には酸素等のヘテロ原子を連結基として含むアラルキレン基が含まれる。また前記の2価の基に結合していても良い置換基としては、アルキル基、アラルキル基等が含まれる。
前記R2を例示すると、メチレン基、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基、へキシレン基、オクチレン基等のアルキレン基、フェニレンメチレン基、フェニレンエチレン基等のアラルキレン基等が挙げられる。
In the general formula (2), R 2 represents a divalent group selected from an alkylene group and an aralkylene group which may have a substituent. The alkylene group and the aralkylene group may form a ring. Carbon number of an alkylene group is 1-24, Preferably it is 1-12. The aralkylene group has 7 to 24 carbon atoms, preferably 7 to 12 carbon atoms. The aralkylene group includes an aralkylene group containing a hetero atom such as oxygen as a linking group. In addition, examples of the substituent which may be bonded to the divalent group include an alkyl group and an aralkyl group.
Examples of R 2 include alkylene groups such as methylene group, ethylene group, propylene group, butylene group, hexylene group and octylene group, aralkylene groups such as phenylenemethylene group and phenyleneethylene group, and the like.

これらの置換基を有し、一般式(2)で表されるジアミン類の具体例としては、エチレンジアミン、1,6-ジアミノヘキサン、1,12-ジアミノドデカン、1,2-シクロヘキサンジアミン、1,3-シクロヘキサンジアミン、1,4-シクロヘキサンジアミン、1,3-ジアミノアダマンタン等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。また、1種類のジアミン類を単独で用いることもできるが、2種類以上のジアミン類を合わせてもちいることも、本発明の有利な態様に含まれる。   Specific examples of diamines having these substituents and represented by the general formula (2) include ethylenediamine, 1,6-diaminohexane, 1,12-diaminododecane, 1,2-cyclohexanediamine, 1, Examples include, but are not limited to, 3-cyclohexanediamine, 1,4-cyclohexanediamine, and 1,3-diaminoadamantane. In addition, one kind of diamine can be used alone, but it is also included in an advantageous aspect of the present invention that two or more kinds of diamines may be combined.

本発明の、少なくとも2個以上のB−H結合を有するボラジン類(a)と、少なくとも2個以上のアミノ基を有するジアミン類(b)との反応における原料化合物の量関係は、ボラジン類とジアミン類のモル比で、1:0.1〜10の範囲、好ましくは1:0.3〜3の範囲である。
反応は、溶媒の有無に関わらず実施できるが、溶媒を用いる場合には、原料と反応するものを除いた種々の溶媒を用いることができる。それら溶媒としては、芳香族炭化水素系、飽和炭化水素系、脂肪族エーテル系、芳香族エーテル系等の溶媒が挙げられ、より具体的には、トルエン、ベンゼン、キシレン、ヘキサン、テトラヒドロフラン、ジフェニルエーテル等が挙げられる。
The quantitative relationship of the raw material compounds in the reaction of the borazines (a) having at least two or more B—H bonds and the diamines (b) having at least two or more amino groups of the present invention is as follows: The molar ratio of diamines is in the range of 1: 0.1 to 10, preferably 1: 0.3 to 3.
The reaction can be carried out with or without a solvent, but when a solvent is used, various solvents other than those that react with the raw material can be used. Examples of these solvents include aromatic hydrocarbon-based, saturated hydrocarbon-based, aliphatic ether-based, aromatic ether-based solvents, and more specifically, toluene, benzene, xylene, hexane, tetrahydrofuran, diphenyl ether, and the like. Is mentioned.

また、少なくとも2個以上のB−H結合を有するボラジン類(a)と、少なくとも2個以上のアミノ基を有するジアミン類(b)との反応は、一般的に室温もしくは百数十℃に加熱した状態で容易に進行する。また原料物質の構造により、好ましい速度を達するために−20℃から200℃の範囲で冷却または加熱することもできる。好ましい温度としては0℃から150℃、より好ましくは10℃から150℃の範囲で実施される。   The reaction between the borazines (a) having at least two or more B—H bonds and the diamines (b) having at least two or more amino groups is generally heated to room temperature or hundreds of degrees Centigrade. It progresses easily in the state. Further, depending on the structure of the raw material, it can be cooled or heated in the range of −20 ° C. to 200 ° C. in order to reach a preferable speed. A preferable temperature is 0 ° C to 150 ° C, more preferably 10 ° C to 150 ° C.

本発明における、少なくとも2個以上のB−H結合を有するボラジン類(a)と、少なくとも2個以上のアミノ基を有するジアミン類(b)との反応生成物を含有するボラジン・ジアミン系ポリマー薄膜形成用組成物は、溶媒への溶解性に優れているばかりでなく、空気中での安定性に優れているため、製造時および保存時にゲル化しにくいので、優れた保存性を有するものである。   A borazine diamine polymer thin film containing a reaction product of borazines (a) having at least two BH bonds and diamines (b) having at least two amino groups in the present invention. The composition for forming has not only excellent solubility in a solvent but also excellent stability in the air, so that it does not gel easily during production and storage, and therefore has excellent storage stability. .

本発明のボラジン・ジアミン系ポリマー薄膜は、前記の少なくとも2個以上のB−H結合を有するボラジン類(a)と、少なくとも2個以上のアミノ基を有するジアミン類(b)との反応生成物を含有する溶液を基板上に塗布することにより製造される。
本発明における基板上への塗布は、溶媒の有無に関わらず実施できるが、溶媒を用いる場合には、前記溶液中の化合物と反応するものを除いた種々の溶媒を用いることができる。それら溶媒としては、芳香族炭化水素系、飽和炭化水素系、脂肪族エーテル系、芳香族エーテル系等の溶媒が挙げられ、より具体的には、トルエン、ベンゼン、キシレン、ヘキサン、テトラヒドロフラン、ジフェニルエーテル等が挙げられる。
The borazine diamine polymer thin film of the present invention is a reaction product of the borazines (a) having at least two or more B—H bonds and the diamines (b) having at least two or more amino groups. It is manufactured by apply | coating the solution containing this on a board | substrate.
Application on the substrate in the present invention can be carried out regardless of the presence or absence of a solvent, but when a solvent is used, various solvents other than those that react with the compounds in the solution can be used. Examples of these solvents include aromatic hydrocarbon-based, saturated hydrocarbon-based, aliphatic ether-based, aromatic ether-based solvents, and more specifically, toluene, benzene, xylene, hexane, tetrahydrofuran, diphenyl ether, and the like. Is mentioned.

本発明において、ポリマー薄膜を形成するための基板としては、金属、ガラス、シリコンウエハ、アルミナ、或いはテフロン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレートなどの高分子材料等、各種の基板や膜材料を用いることができる。   In the present invention, as the substrate for forming the polymer thin film, various substrates and film materials such as metals, glass, silicon wafers, alumina, or polymer materials such as Teflon, polypropylene, and polyethylene terephthalate can be used.

本発明における基板への塗布方法としては、スピンコート法、キャスト法、ディップ法、インクジェット法など、一般的なポリマー薄膜形成に用いられる溶液塗布法を用いることができる。
また、塗布後の乾燥は、常圧の空気中又は不活性ガス中で、常温で、又は加熱することにより行うことができ、或いは減圧下で乾燥させることもできる。
As a coating method on the substrate in the present invention, a solution coating method used for forming a general polymer thin film, such as a spin coating method, a casting method, a dip method, and an ink jet method can be used.
Moreover, the drying after the application can be performed by heating at normal temperature in air or in an inert gas, or by heating, or can be performed under reduced pressure.

本発明の方法により、基板上に形成されるボラジン・ジアミン系ポリマー薄膜は、下記の一般式(3)
で表されるボラジン骨格を有し、耐熱性に優れたポリマー薄膜である。なお、式中のR及びR2は、それぞれ前記一般式(1)中のR及び一般式(2)中のRと、同じものを意味している。また、式中、mは正の整数であり、好ましくは1〜1000、より好ましくは1〜100である。また、nは0または正の整数であり、好ましくは0〜100、より好ましくは0〜20である。
The borazine-diamine polymer thin film formed on the substrate by the method of the present invention has the following general formula (3):
It is a polymer thin film having a borazine skeleton represented by Incidentally, R 1 and R 2 in the formula is meant a R 2 of each of the general formula (1) R 1 and the general formula in (2), the same thing. Moreover, in formula, m is a positive integer, Preferably it is 1-1000, More preferably, it is 1-100. N is 0 or a positive integer, preferably 0 to 100, more preferably 0 to 20.

次に本発明を実施例により更に詳細に説明するが、もとより本発明はこれら実施例に限定されるものではない。
(実施例1)
エチレンジアミン0.03モルを乾燥トルエン30mLに溶解し、N,N’,N”−トリメチルボラジン0.03モルを滴下した。得られた均一溶液を、反応容器に少量の窒素ガスをオーバーフローした状態で、3日間110℃で加熱攪拌した。得られた溶液について分析したところ、以下の結果が得られた。
EXAMPLES Next, although an Example demonstrates this invention still in detail, this invention is not limited to these Examples from the first.
Example 1
0.03 mol of ethylenediamine was dissolved in 30 mL of dry toluene, and 0.03 mol of N, N ′, N ″ -trimethylborazine was added dropwise. The obtained uniform solution was overflowed with a small amount of nitrogen gas in the reaction vessel. The mixture was heated and stirred for 3 days at 110 ° C. The obtained solution was analyzed, and the following results were obtained.

〈NMRスペクトル〉
H−NMR(C):δ 4.7−4.0、3.6−3.2、3.1−2.7、2.4−2.0 ppm
13C−NMR(C):δ 45.2−44.5、43.8−43.2、38.0、34.5−33.7 ppm
11B−NMR(C):δ 30.5、24.4、19.0 ppm
〈赤外吸収スペクトル(KBrペレット)〉
3201cm−1、2380cm−1、1602cm−1、1380cm−1、1068cm−1、712cm−1
〈ICP発光分析(C16)〉
B含量 理論値の104%
<NMR spectrum>
1 H-NMR (C 6 D 6 ): δ 4.7-4.0, 3.6-3.2, 3.1-2.7, 2.4-2.0 ppm
13 C-NMR (C 6 D 6 ): δ 45.2-44.5, 43.8-43.2, 38.0, 34.5-33.7 ppm
11 B-NMR (C 6 D 6 ): δ 30.5, 24.4, 19.0 ppm
<Infrared absorption spectrum (KBr pellet)>
3201 cm −1 , 2380 cm −1 , 1602 cm −1 , 1380 cm −1 , 1068 cm −1 , 712 cm −1
<ICP emission analysis (C 5 H 16 N 5 B 3)>
B content 104% of theoretical value

また、得られた溶液を、減圧下、濃縮したものについて、熱重量分析を行った結果、下記の結果を得た。この結果から、該溶液を塗布して得られる薄膜が耐熱性を有していることがわかる。
〈熱重量分析(アルゴン雰囲気下10℃/分の昇温速度で990℃まで加熱)〉
135℃ 残存率90%
990℃ 残存率58%
Moreover, as a result of performing a thermogravimetric analysis about what concentrated the obtained solution under reduced pressure, the following result was obtained. This result shows that the thin film obtained by apply | coating this solution has heat resistance.
<Thermogravimetric analysis (heated to 990 ° C. at a heating rate of 10 ° C./min under an argon atmosphere)>
135 ° C Residual rate 90%
990 ° C Residual rate 58%

得られた溶液の0.1mlをガラス基板上に塗布し、空気中で乾燥させることにより、無色透明の薄膜を得た。タリステップを用いて測定した薄膜の膜厚は2.1μmであった。   A colorless and transparent thin film was obtained by applying 0.1 ml of the obtained solution on a glass substrate and drying in air. The thickness of the thin film measured using the Taly step was 2.1 μm.

(実施例2)
実施例1の溶液0.1mlをシリコン基板上に塗布し、2500回/秒の回転数のスピンコート法で製膜したところ、透明均一の薄膜を得た。この薄膜塗布の基板をホットプレート上で150℃1時間加熱処理後、タリステップを用いて測定した薄膜の膜厚は1.3μmであった。この薄膜は実施例1と同様に優れた耐熱性を示した。
(Example 2)
When 0.1 ml of the solution of Example 1 was applied onto a silicon substrate and formed by spin coating at a rotational speed of 2500 times / second, a transparent uniform thin film was obtained. After the thin film-coated substrate was heat-treated on a hot plate at 150 ° C. for 1 hour, the film thickness of the thin film measured using a Taly step was 1.3 μm. This thin film showed excellent heat resistance as in Example 1.

本発明によれば、ボラジン・ジアミン系ポリマー薄膜は、優れた熱安定性を示し、耐熱性コーティング材料や、絶縁膜、透明膜等への有用性が期待できる。   According to the present invention, the borazine / diamine-based polymer thin film exhibits excellent thermal stability, and can be expected to be useful for a heat resistant coating material, an insulating film, a transparent film, and the like.

Claims (4)

下記の一般式(1)
(式中、R 1 はアルキル基、アリール基又はアラルキル基を示す)で表されるボラジン類と(a)、下記の一般式(2)
(式中、R 2 は置換基を有していても良いアルキレン基、アリーレン基、アラルキレン基の中から選ばれる2価の基を示す)で表されるジアミン類(b)との反応生成物を含有することを特徴とするボラジン・ジアミン系ポリマー薄膜形成用組成物。
The following general formula (1)
(Wherein R 1 represents an alkyl group, an aryl group or an aralkyl group) and (a) represented by the following general formula (2)
(Wherein R 2 represents a divalent group selected from an alkylene group, an arylene group, and an aralkylene group, which may have a substituent ), and a reaction product with a diamine (b) represented by A composition for forming a borazine / diamine-based polymer thin film, comprising:
前記反応生成物が、下記の一般式(3)The reaction product is represented by the following general formula (3)
で表されるボラジン骨格(但し、式中、RA borazine skeleton represented by the formula: 1 はアルキル基、アリール基又はアラルキル基を示し、RRepresents an alkyl group, an aryl group or an aralkyl group, and R 2 は置換基を有していても良いアルキレン基、アラルキレン基の中から選ばれる2価の基を示し、mは正の整数、nは0または正の整数を示す)を有することを特徴とする請求項1に記載のボラジン・ジアミン系ポリマー薄膜形成用組成物。Is a divalent group selected from an alkylene group and an aralkylene group which may have a substituent, m is a positive integer, and n is 0 or a positive integer) The composition for forming a borazine diamine-based polymer thin film according to claim 1.
下記の一般式(1)
(式中、R 1 はアルキル基、アリール基又はアラルキル基を示す)で表されるボラジン類と、下記の一般式(2)
(式中、R 2 は置換基を有していても良いアルキレン基、アリーレン基、アラルキレン基の中から選ばれる2価の基を示す)で表されるジアミン類(b)との反応生成物を含有する溶液を基板上に塗布することを特徴とするボラジン・ジアミン系ポリマー薄膜の製造方法。
The following general formula (1)
(Wherein R 1 represents an alkyl group, an aryl group or an aralkyl group) and the following general formula (2)
(Wherein R 2 represents a divalent group selected from an alkylene group, an arylene group, and an aralkylene group, which may have a substituent ), and a reaction product with a diamine (b) represented by A method for producing a borazine-diamine polymer thin film, which comprises applying a solution containing a borazine onto a substrate.
前記反応生成物が、下記の一般式(3)
で表されるボラジン骨格(但し、式中、Rはアルキル基、アリール基又はアラルキル基を示し、Rは置換基を有していても良いアルキレン基、アラルキレン基の中から選ばれる2価の基を示し、mは正の整数、nは0または正の整数を示す)を有することを特徴とする請求項に記載のボラジン・ジアミン系ポリマー薄膜の製造方法。
The reaction product is represented by the following general formula (3)
Wherein R 1 represents an alkyl group, an aryl group or an aralkyl group, and R 2 represents a divalent group selected from an alkylene group which may have a substituent and an aralkylene group. 4. The method for producing a borazine-diamine polymer thin film according to claim 3 , wherein m is a positive integer, and n is 0 or a positive integer.
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