JP6848916B2 - シリコーン変性ポリイミド樹脂組成物 - Google Patents
シリコーン変性ポリイミド樹脂組成物 Download PDFInfo
- Publication number
- JP6848916B2 JP6848916B2 JP2018064756A JP2018064756A JP6848916B2 JP 6848916 B2 JP6848916 B2 JP 6848916B2 JP 2018064756 A JP2018064756 A JP 2018064756A JP 2018064756 A JP2018064756 A JP 2018064756A JP 6848916 B2 JP6848916 B2 JP 6848916B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- formula
- group
- silicone
- carbon atoms
- polyimide resin
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L79/00—Compositions of macromolecular compounds obtained by reactions forming in the main chain of the macromolecule a linkage containing nitrogen with or without oxygen or carbon only, not provided for in groups C08L61/00 - C08L77/00
- C08L79/04—Polycondensates having nitrogen-containing heterocyclic rings in the main chain; Polyhydrazides; Polyamide acids or similar polyimide precursors
- C08L79/08—Polyimides; Polyester-imides; Polyamide-imides; Polyamide acids or similar polyimide precursors
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G73/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming a linkage containing nitrogen with or without oxygen or carbon in the main chain of the macromolecule, not provided for in groups C08G12/00 - C08G71/00
- C08G73/06—Polycondensates having nitrogen-containing heterocyclic rings in the main chain of the macromolecule
- C08G73/10—Polyimides; Polyester-imides; Polyamide-imides; Polyamide acids or similar polyimide precursors
- C08G73/1057—Polyimides containing other atoms than carbon, hydrogen, nitrogen or oxygen in the main chain
- C08G73/106—Polyimides containing other atoms than carbon, hydrogen, nitrogen or oxygen in the main chain containing silicon
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G73/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming a linkage containing nitrogen with or without oxygen or carbon in the main chain of the macromolecule, not provided for in groups C08G12/00 - C08G71/00
- C08G73/06—Polycondensates having nitrogen-containing heterocyclic rings in the main chain of the macromolecule
- C08G73/10—Polyimides; Polyester-imides; Polyamide-imides; Polyamide acids or similar polyimide precursors
- C08G73/1057—Polyimides containing other atoms than carbon, hydrogen, nitrogen or oxygen in the main chain
- C08G73/1064—Polyimides containing other atoms than carbon, hydrogen, nitrogen or oxygen in the main chain containing sulfur
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G73/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming a linkage containing nitrogen with or without oxygen or carbon in the main chain of the macromolecule, not provided for in groups C08G12/00 - C08G71/00
- C08G73/06—Polycondensates having nitrogen-containing heterocyclic rings in the main chain of the macromolecule
- C08G73/10—Polyimides; Polyester-imides; Polyamide-imides; Polyamide acids or similar polyimide precursors
- C08G73/12—Unsaturated polyimide precursors
- C08G73/123—Unsaturated polyimide precursors the unsaturated precursors comprising halogen-containing substituents
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G73/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming a linkage containing nitrogen with or without oxygen or carbon in the main chain of the macromolecule, not provided for in groups C08G12/00 - C08G71/00
- C08G73/06—Polycondensates having nitrogen-containing heterocyclic rings in the main chain of the macromolecule
- C08G73/10—Polyimides; Polyester-imides; Polyamide-imides; Polyamide acids or similar polyimide precursors
- C08G73/12—Unsaturated polyimide precursors
- C08G73/125—Unsaturated polyimide precursors the unsaturated precursors containing atoms other than carbon, hydrogen, oxygen or nitrogen in the main chain
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G73/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming a linkage containing nitrogen with or without oxygen or carbon in the main chain of the macromolecule, not provided for in groups C08G12/00 - C08G71/00
- C08G73/06—Polycondensates having nitrogen-containing heterocyclic rings in the main chain of the macromolecule
- C08G73/10—Polyimides; Polyester-imides; Polyamide-imides; Polyamide acids or similar polyimide precursors
- C08G73/12—Unsaturated polyimide precursors
- C08G73/126—Unsaturated polyimide precursors the unsaturated precursors being wholly aromatic
- C08G73/127—Unsaturated polyimide precursors the unsaturated precursors being wholly aromatic containing oxygen in the form of ether bonds in the main chain
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G77/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming a linkage containing silicon with or without sulfur, nitrogen, oxygen or carbon in the main chain of the macromolecule
- C08G77/04—Polysiloxanes
- C08G77/20—Polysiloxanes containing silicon bound to unsaturated aliphatic groups
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G77/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming a linkage containing silicon with or without sulfur, nitrogen, oxygen or carbon in the main chain of the macromolecule
- C08G77/04—Polysiloxanes
- C08G77/22—Polysiloxanes containing silicon bound to organic groups containing atoms other than carbon, hydrogen and oxygen
- C08G77/26—Polysiloxanes containing silicon bound to organic groups containing atoms other than carbon, hydrogen and oxygen nitrogen-containing groups
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
- C09D179/00—Coating compositions based on macromolecular compounds obtained by reactions forming in the main chain of the macromolecule a linkage containing nitrogen, with or without oxygen, or carbon only, not provided for in groups C09D161/00 - C09D177/00
- C09D179/04—Polycondensates having nitrogen-containing heterocyclic rings in the main chain; Polyhydrazides; Polyamide acids or similar polyimide precursors
- C09D179/08—Polyimides; Polyester-imides; Polyamide-imides; Polyamide acids or similar polyimide precursors
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
- C09D179/00—Coating compositions based on macromolecular compounds obtained by reactions forming in the main chain of the macromolecule a linkage containing nitrogen, with or without oxygen, or carbon only, not provided for in groups C09D161/00 - C09D177/00
- C09D179/04—Polycondensates having nitrogen-containing heterocyclic rings in the main chain; Polyhydrazides; Polyamide acids or similar polyimide precursors
- C09D179/08—Polyimides; Polyester-imides; Polyamide-imides; Polyamide acids or similar polyimide precursors
- C09D179/085—Unsaturated polyimide precursors
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
- C09D7/00—Features of coating compositions, not provided for in group C09D5/00; Processes for incorporating ingredients in coating compositions
- C09D7/40—Additives
- C09D7/60—Additives non-macromolecular
- C09D7/61—Additives non-macromolecular inorganic
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09J—ADHESIVES; NON-MECHANICAL ASPECTS OF ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES
- C09J11/00—Features of adhesives not provided for in group C09J9/00, e.g. additives
- C09J11/02—Non-macromolecular additives
- C09J11/04—Non-macromolecular additives inorganic
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09J—ADHESIVES; NON-MECHANICAL ASPECTS OF ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES
- C09J179/00—Adhesives based on macromolecular compounds obtained by reactions forming in the main chain of the macromolecule a linkage containing nitrogen, with or without oxygen, or carbon only, not provided for in groups C09J161/00 - C09J177/00
- C09J179/04—Polycondensates having nitrogen-containing heterocyclic rings in the main chain; Polyhydrazides; Polyamide acids or similar polyimide precursors
- C09J179/08—Polyimides; Polyester-imides; Polyamide-imides; Polyamide acids or similar polyimide precursors
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09J—ADHESIVES; NON-MECHANICAL ASPECTS OF ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES
- C09J179/00—Adhesives based on macromolecular compounds obtained by reactions forming in the main chain of the macromolecule a linkage containing nitrogen, with or without oxygen, or carbon only, not provided for in groups C09J161/00 - C09J177/00
- C09J179/04—Polycondensates having nitrogen-containing heterocyclic rings in the main chain; Polyhydrazides; Polyamide acids or similar polyimide precursors
- C09J179/08—Polyimides; Polyester-imides; Polyamide-imides; Polyamide acids or similar polyimide precursors
- C09J179/085—Unsaturated polyimide precursors
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Macromolecular Compounds Obtained By Forming Nitrogen-Containing Linkages In General (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
- Adhesives Or Adhesive Processes (AREA)
- Paints Or Removers (AREA)
Description
しかし、エポキシ樹脂は、防湿性が低く、硬化物が高硬度であるため、半導体素子の封止工程で線膨張係数の差により接着しないことがあり、また、後の工程でも接着不良で剥離するということが多く見られ、パッケージとしての信頼性の低下を招くという問題がある。
しかし、ポリイミド樹脂は限られた溶剤にしか溶解しないため、一般的には種々の有機溶剤に比較的溶解しやすいポリイミド前駆体であるポリアミック酸を基材に塗布し、高温処理により脱水環化してポリイミド樹脂からなる硬化物を得る方法が採られている。
1. (A)下記式(1)で示されるシリコーン変性ポリイミド樹脂:100質量部、
Ee−Ff−Gg (1)
{式(1)中、E、FおよびGは、ランダムに結合する繰り返し単位であり、Eは、式(2)で示されるジアミノ変性シリコーン由来の2価の基であり、Fは、式(3)で示されるテトラカルボン酸二無水物由来の2価の基であり、Gは、ジアミン由来の2価の基である。ただし、f+e+g=100mol%であり、f/(e+g)のmol比は、0.9〜1.1であり、前記eとgの和を100とすると前記eは30〜90である。
−Im−X−Im− (3)
〔式(3)中、Imは、環状イミド構造を端に含む環状の基を表し、Xは、単結合、−O−、−S−、−S(→O)−、−S(=O)2−、−C(=O)−、−NRN−(RNは、炭素原子数1〜12の1価炭化水素基を表す。)、−CRB 2−(RBは、互いに独立して、水素原子またはハロゲン原子を含んでいてもよい炭素原子数1〜12の1価炭化水素基を表す。)、−RAr h−(RArは、炭素原子数6〜12の2価のアリーレン基を表し、hは、1〜6の整数を表す。hが2以上のとき、RArは互いに同一でも異なっていてもよい。)、−RAr h−(ORAr)i−(RArおよびhは、前記と同じ意味を表し、iは、1〜5の整数を表す。)、炭素原子数1〜12の直鎖状または分岐状アルキレン基、炭素原子数5〜12のシクロアルキレン基、および炭素原子数7〜12のアリーレンアルキレン基から選択される2価の基を表す。〕}
(B)硬化剤:0.1〜10質量部、および
(C)溶剤:100〜700質量部
を含むことを特徴とするシリコーン変性ポリイミド樹脂組成物、
2. 前記RAが、下記の基から選ばれる1のシリコーン変性ポリイミド樹脂組成物、
3. 前記Imが、下記の基から選ばれる1または2のシリコーン変性ポリイミド樹脂組成物、
4. 前記Gで表されるジアミン由来の2価の基において、ジアミンが、テトラメチレンジアミン、1,4−ジアミノシクロヘキサン、4,4'−ジアミノジシクロヘキシルメタン、o−フェニレンジアミン、m−フェニレンジアミン、p−フェニレンジアミン、4,4'−ジアミノジフェニルエーテル、2,2−ビス(4−アミノフェニル)プロパン、および2,2−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]プロパンから選ばれる1〜3のいずれかのシリコーン変性ポリイミド樹脂組成物、
5. 前記(A)成分の式(1)で示されるシリコーン変性ポリイミド樹脂の重量平均分子量が、10,000〜100,000である1〜4のいずれかのシリコーン変性ポリイミド樹脂組成物、
6. 前記(B)成分の硬化剤が、熱分解性ラジカル開始剤である1〜5のいずれかのシリコーン変性ポリイミド樹脂組成物、
7. さらに、(D)嵩密度が1g/mL未満、平均一次粒子径が1〜100nm、かつ、BET比表面積が100〜300m2/gである疎水性フュームドシリカを(A)成分100質量部に対して3〜50質量部含む1〜6のいずれかのシリコーン変性ポリイミド樹脂組成物、
8. 25℃における粘度が、100〜100,000mPa・sである1〜7のいずれかのシリコーン変性ポリイミド樹脂組成物、
9. 1〜8のいずれかのシリコーン変性ポリイミド樹脂組成物の硬化物、
10. (α)25℃における貯蔵弾性率が100〜1,000MPa、(β)ガラス転移点(Tg)が100〜200℃、(γ)40℃での水蒸気透過度が20g/m2・day以下、かつ、(δ)5%重量減少温度が420℃以上である9の硬化物、
11. 1〜8のいずれかのシリコーン変性ポリイミド樹脂組成物からなる接着剤、
12. 1〜8のいずれかのシリコーン変性ポリイミド樹脂組成物からなるコーティング剤、
13. 下記(i)〜(iii)の工程を含む下記式(4)
R3およびR4は、互いに独立して、置換または非置換の炭素原子数1〜10の1価炭化水素基を表すが、R3およびR4の少なくとも一方は、脂肪族不飽和結合を有し、
RCは、下記の基から選ばれる2価の基を表し、
mは、0〜20、nは1〜20、かつ、m+n=1〜40を満たす整数を表す。なお、m、nが付された括弧内のシロキサン単位の配列は、ランダム、交互またはブロックのいずれであってもよい。〕
で示されるジアミノ変性シリコーンの製造方法、
(i)(E)下記式(5)で示される化合物、
(F)下記式(6)または下記式(7)で示される化合物:前記式(5)で示される化合物に対して2.0〜2.5モル当量、
(G)遷移金属有機錯体触媒:前記式(5)で示される化合物に対して金属の含有量として0.01〜5モル%、
(H)塩基:前記式(5)で示される化合物に対して2.0〜3.0モル当量、および
(I)溶剤:前記式(5)で示される化合物の濃度が0.1〜5.0モル/Lとなる量
の存在下で反応を行い、下記式(8)
で示される化合物を得る工程;
(ii)(J)前記工程(i)で得られた前記式(8)で示される化合物、および
(K)遷移金属触媒:前記式(8)で示される化合物に対して金属の含有量として0.001〜1モル%
の存在下で水素添加反応を行い、下記式(9)
で示される化合物を得る工程;
(iii)(N)前記工程(ii)で得られた前記式(9)で示される化合物、
(O)−[R1R2SiO]−単位からなる環状シロキサン(式中、R1およびR2は前記と同じ意味を表す。):前記式(9)で示される化合物に対して−[R1R2SiO]−単位が0〜5モル当量となる量、
(P)−[R3R4SiO]−単位からなる環状シロキサン(式中、R3およびR4は前記と同じ意味を表す。):前記式(9)で示される化合物に対して−[R3R4SiO]−単位が0.25〜5モル当量となる量、および
(Q)有機塩基触媒:前記式(9)で示される化合物に対して0.01〜5質量%
の存在下で反応を行い、前記式(4)で示されるジアミノ変性シリコーンを得る工程
14. 前記(ii)工程が、
(J)前記工程(i)で得られた前記式(8)で示される化合物、
(K)遷移金属触媒:前記式(8)で示される化合物に対して金属の含有量として0.001〜1モル%
(L)第3級アルキルアミン化合物:前記式(8)で示される化合物に対して0モル当量より多く2モル当量未満、および
(M)ギ酸またはギ酸塩:反応混合液がpH7以上となる量
の存在下で、大気圧において行われる13のジアミノ変性シリコーンの製造方法
を提供する。
また、上記組成物から得られた硬化物は、低弾性であるとともに、各種金属フレームやエポキシ系封止材に対して良好な接着性を示し、耐水性、防湿性(低水蒸気透過性)および耐熱性に優れている。
したがって、本発明のシリコーン変性ポリイミド樹脂組成物は、電子材料、光学材料および車載機器等の接着剤やコーティング剤として好適に利用でき、特に、高信頼性が必要な半導体デバイスを使用するための接着剤やコーティング剤として好適に使用できる。
本発明に係るシリコーン変性ポリイミド樹脂組成物は、(A)シリコーン変性ポリイミド樹脂、(B)硬化剤、および(C)溶剤を含むものである。
(A)成分のシリコーン変性ポリイミド樹脂は、本組成物の主剤(ベースポリマー)であって、本発明では下記式(1)で表されるものを用いる。
Ee−Ff−Gg (1)
式(3)中、Imは、環状イミド構造を端に含む環状の基を表し、Xは、単結合、−O−、−S−、−S(→O)−、−S(=O)2−、−C(=O)−、−NRN−(RNは、炭素原子数1〜12の1価炭化水素基を表す。)、−CRB 2−(RBは、互いに独立して、水素原子またはハロゲン原子を含んでいてもよい炭素原子数1〜12の1価炭化水素基を表す。)、−RAr h−(RArは、炭素原子数6〜12の2価のアリーレン基を表し、hは、1〜6の整数を表す。hが2以上のとき、RArは互いに同一でも異なっていてもよい。)、−RAr h−(ORAr)i−(RArおよびhは、上記と同じ意味を表し、iは、1〜5の整数を表す。)、炭素原子数1〜12の直鎖状または分岐状アルキレン基、炭素原子数5〜12のシクロアルキレン基、および炭素原子数7〜12のアリーレンアルキレン基から選択される2価の基を表す。
これらの中でも、入手の容易性から2−(1,4−フェニレン)−1−エチレン基、2−(1,3−フェニレン)−1−エチレン基が好ましい。
中でも、R3およびR4としては、炭素素原子数1〜10のアルキル基または炭素原子数2〜10アルケニル基が好ましく、炭素原子数1〜6のアルキル基または炭素原子数2〜6のアルケニル基がより好ましく、メチル基、エチル基、プロピル基、ビニル基がより一層好ましい。
特に、R3、R4のいずれか一方または双方が炭素原子数2〜10のアルケニル基であることが好ましく、したがって、R3,R4の組み合わせとしては、メチル基とビニル基、エチル基とビニル基、プロピル基とビニル基、ビニル基とビニル基が好適である。
なお、上記R1〜R4の1価炭化水素基は、それらの水素原子の一部または全部がフッ素、塩素、臭素、ヨウ素原子等のハロゲン原子で置換されていてもよい。
Xの−CRB 2−において、RBのハロゲン原子を含んでいてもよい炭素原子数1〜12の1価炭化水素基としては、上記R1〜R4で例示した1価炭化水素基等が挙げられ、ハロゲン原子としては、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素原子等が挙げられるが、中でも、メチル、エチル、n−プロピル、トリフルオロメチル、3,3,3−トリフルオロプロピル、シクロヘキシル基等のフッ素原子で置換されていてもよいアルキル基;フェニル基等のアリール基が好ましい。
特に、RBとしては、水素原子、メチル基、トリフルオロメチル基、フェニル基が好適である。
また、hは1〜6の整数である。
好適なRArとしては、下記で示される基が挙げられる。
−RAr h(ORAr)iの具体例としては、下記のような基が挙げられる。下記式において、−O−はどの位置に結合されていてもよく、結合数も1〜4個の範囲内である。
炭素原子数7〜12のアリーレンアルキレン基の具体例としては、2−(4−(2−エタ−1−イレン)−1−フェニレン)エタ−1−イレン基等が挙げられる。
そのような2価の基を与えるジアミンの具体例としては、テトラメチレンジアミン、1,4−ジアミノシクロヘキサン、4,4’−ジアミノジシクロヘキシルメタン等の脂肪族ジアミン;o−フェニレンジアミン、m−フェニレンジアミン、p−フェニレンジアミン、4,4’−ジアミノジフェニルエーテル、2,2−ビス(4−アミノフェニル)プロパン、2,2−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]プロパン等の芳香族ジアミンなどが挙げられ、これらはそれぞれ単独で用いても、2種以上組み合わせて用いてもよい。
また、f+e+gのmolの和が100mol%で、f/(e+g)のmol比が0.9〜1.1であるが、適度な分子量を維持するために、f/(e+g)のmol比は0.95〜1.05が好ましく、0.98〜1.02がより好ましい。
さらに、eとgの和を100とするとeは30〜90であるが、防湿性を考慮すると30〜70が好ましい。
なお、本発明における重量平均分子量は、ゲル浸透クロマトグラフィー(以下、GPCと略すこともある)によるポリスチレン換算値である(以下、同じ)。
例えば、まず、テトラカルボン酸二無水物、ジアミンおよび上記式(2)で表される化合物の両末端にそれぞれアミノ基が結合したジアミノ変性シリコーンを溶剤中に仕込み、低温、即ち20〜50℃程度で反応させて、ポリイミド樹脂の前駆体であるポリアミック酸を製造する。次に、得られたポリアミック酸の溶液を、好ましくは80〜200℃、より好ましくは140〜180℃の温度に昇温し、ポリアミック酸の酸アミドを脱水閉環反応させることにより、シリコーン変性ポリイミド樹脂の溶液を得、この溶液を水、メタノール、エタノール、アセトニトリル等の溶剤に投入して沈殿させ、沈殿物を乾燥することにより、シリコーン変性ポリイミド樹脂を得ることができる。
また、アルデヒド化合物として、ベンズアルデヒド、フェニルアセトアルデヒド、プロピオンアルデヒド、ブチロアルデヒド等の炭素原子数2〜6のアルキルを含むアルデヒド化合物を添加することもできる。
この場合の添加量は、原料の酸無水物に対し、目的の分子量に合わせ、1〜10モル%の範囲で使用することが好ましい。
上記脱水剤の具体例としては、無水酢酸、無水プロピオン酸、無水ピバル酸、無水トリフルオロ酢酸、無水安息香酸等の酸無水物が挙げられる。脱水剤の使用量は、ジアミン1モルに対して1〜10モルとするのが好ましい。
イミド化触媒の具体例としては、トリエチルアミン(Et3N)、ジイソプロピルエチルアミン(DIPEA)、トリ−n−ブチルアミン、トリ−n−ペンチルアミン、トリ−n−ヘキシルアミン、トリ−n−へプチルアミン、トリ−n−オクチルアミン、N−メチルピロリジン、N−メチルピペラジン、N−メチルモルホリン、N,N,N’,N’−テトラメチルエチレンジアミン(TMEDA)、N−メチルイミダゾール(NMI)、ピリジン、2,6−ルチジン、1,3,5−コリジン、N,N−ジメチルアミノピリジン、ピラジン、キノリン、1,8−ジアザビシクロ−[5,4,0]−7−ウンデセン(DBU)、1,4−ジアザビシクロ−[2,2,2]オクタン(DABCO)等の第3級アミンが挙げられる。イミド化触媒の使用量は、使用する脱水剤1モルに対して0.5〜10モルとするのが好ましい。
本イミド化手法は工程中で反応液が高温にさらされることが無く、得られる樹脂が着色しにくいという点で有効である。
本発明の(B)成分である硬化剤としては、熱でラジカルを発生して樹脂を重合させて硬化物を形成することができる熱分解性ラジカル開始剤が好ましい。
熱分解性ラジカル開始剤としては、アゾ化合物や有機過酸化物を用いることができる。
なお、上述した硬化剤は、単独で用いても、2種以上組み合わせて用いてもよい。
本発明の(C)成分である溶剤は、組成物の粘度を下げ、基板などへの塗布性や、作業性を改善するために用いられる。
溶剤の具体例としては、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン系溶剤;ジオキサン、ジオキソラン、テトラヒドロフラン、1,2−ジメトキシエタン、ビス(2−メトキシエチル)エーテル、1,2−ビス(2−メトキシエトキシ)エタン、ビス−2−(2−メトキシエトキシ)エチルエーテル、メチルtert−ブチルエーテル等のエーテル系溶剤;酢酸ブチル、酢酸イソブチル、酢酸アミル、γ−バレロラクトン、(株)ダイセル製のセルトールシリーズの3−メトキシブチルアセテート(MBA)、エチレングリコールモノブチルエーテルアセテート(BMGAC)、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート(EDGAC)、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート(BDGAC)、シクロヘキサノールアセテート(CHXA)、ジプロピレングリコールジメチルエーテル(DMM)、ジプロピレングリコールメチル−n−プロピルエーテル(DPMNP)、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEA)、ジプロピレングリコールメチルエーテルアセテート(DPMA)、1,4−ブタンジオールジアセテート(1,4−BDDA)、1,3−ブチレングリコールアセテート(1,3−BGDA)、1,6−ヘキサンジオールジアセテート(1,6−HDDA)等のエステル系溶剤;ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、N−メチルピロリドン、N−メチルカプロラクタム、1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノン等のアミド系溶剤などの有機溶剤が挙げられ、これらは単独で用いても、2種以上組み合わせて用いてもよい。
(C)溶剤は、(A)成分のシリコーン変性ポリイミド樹脂の溶解性を損なわない範囲で用いることができ、通常、(A)成分に対し、100〜700質量部で用いることができる。
(D)成分の疎水性フュームドシリカは、液ダレの防止、塗布時の気泡の入り込みならびにムラの防止、成形性の維持、チキソ性の付与、および硬化物の低弾性率化等の目的で添加される任意成分である。
特に、調製時のシリカの沈降を防止して、上記各効果を効率的に発揮させるためには、嵩密度が1g/mL未満であることが好ましい。
また、フュームドシリカの平均一次粒子径は1〜100nmが好ましい。平均一次粒子径がこの範囲内であると、シリコーン変性ポリイミド含有組成物の硬化物のフュームドシリカによる光散乱が抑えられるため、硬化物の透明性を損なうことがない。なお、この平均粒子径は、レーザー光回折法等の分析手段を使用した粒度分布計により、体積基準の粒度分布におけるメジアン径(d50)として求めることができる。
さらに、フュームドシリカのBET比表面積は、100〜300m2/gが好ましい。
疎水性フュームドシリカは、市販品を用いてもよい。市販品の具体例としては、ヘキサメチルジシラザンで表面処理された疎水性乾式シリカ(比表面積160m2/g、吸着炭素量3.0質量%、嵩密度0.14mg/L、日本アエロジル(株)製、商品名:AEROSIL R8200)、ヘキサメチルジシラザンで表面処理された疎水性乾式シリカ(比表面積140m2/g、吸着炭素量2.3質量%、嵩密度0.05g/mL、日本アエロジル(株)製、商品名:RX200)、表面処理された疎水性乾式フュームドシリカ(比表面積190m2/g、嵩密度0.05g/mL、平均一次粒子径15nm、(株)トクヤマ製、商品名:レオロシールDM−10)、表面処理された疎水性乾式フュームドシリカ(比表面積230m2/g、嵩密度0.05g/mL、平均一次粒子径7nm、(株)トクヤマ製、商品名:レオロシールDM−30)、表面処理された疎水性乾式フュームドシリカ(比表面積230m2/g、嵩密度0.05g/mL、平均一次粒子径7nm、(株)トクヤマ製、商品名:レオロシールDM−30S)、表面処理された疎水性乾式フュームドシリカ(比表面積230m2/g、嵩密度0.05g/mL、平均一次粒子径7nm、(株)トクヤマ製、商品名:レオロシールDM−30S)、商品名「レオロシールHM20S」((株)トクヤマ製、平均一次粒子径12nm)、商品名「レオロシールHM30S」((株)トクヤマ製、平均一次粒子径7nm)、商品名「レオロシールHM40S」((株)トクヤマ製、平均一次粒子径7nm)、商品名「レオロシールZD30S」((株)トクヤマ製、平均一次粒子径7nm)等が挙げられる。
例えば、ディスペンサーで塗布する場合や、ディッピングを使用する場合は、粘度500〜10,000mPa・s(25℃)程度が好ましく、スクリーン印刷等では液垂れが起こりにくい粘度10,000〜100,000mPa・s(25℃)が好ましい。
ただし、塗布装置等により使用可能な粘度は異なるため、上記の粘度に限定されるものではない。
本発明のシリコーン変性ポリイミド樹脂組成物の硬化条件としては、特に限定されるものではないが、硬化温度は好ましくは40〜200℃、より好ましくは50〜150℃、硬化時間は好ましくは1〜300分、より好ましくは10〜240分である。
このような硬化物を与える本発明のシリコーン変性ポリイミド樹脂組成物は、接着剤やコーティング剤として好適に利用できる。
この接着剤やコーティング剤は、電子材料、光学材料および車載機器等に使用でき、特に、高信頼性が必要な半導体デバイスを使用する分野に好適に使用できる。
本発明の組成物に式(1)で示されるシリコーン変性ポリイミド樹脂の原料となる上記ジアミノ変性シリコーンとしては、上記式(2)の両末端にそれぞれアミノ基が結合した下記式(4)で示されるジアミノ変性シリコーン等が挙げられる。
(E)下記式(5)で示される化合物(以下、化合物(5)という)、
(F)下記式(6)または下記式(7)で示される化合物(以下、化合物(6)または(7)という):2.0〜2.5モル当量
(G)遷移金属有機錯体触媒:0.01〜5モル%、
(H)塩基:2.0〜3.0モル当量、および
(I)溶剤:化合物(5)の濃度が0.1〜5.0モル/Lとなる量
の存在下で反応を行い、下記式(8)で示される化合物(以下、化合物(8)という)を得る工程である。
なお、(F)および(G)の使用量は、化合物(5)に対する割合である。
式(7)中の脱離基LGは、公知の脱離基として機能する置換基であればよく、例えば、クロロ、ブロモ、ヨウ素、メシル、トシル、トリフルオロメタンスルホニル、ノシル基等が挙げられる。
遷移金属錯体触媒の配位子としては、二座の中性ホスフィン配位子、単座の中性ホスフィン配位子、中性π配位子、一価のアニオン性配位子、二価のアニオン性配位子、単座の中性アミン配位子、二座の中性アミン配位子、中性ニトリル配位子、中性スルフィニル配位子、二座の中性のカルボニル−オレフィンから構成される配位子等からなる群より選ばれる少なくとも1種が挙げられ、場合によっては、系中で配位子交換を行ってもよい。
特に、ニッケルまたはパラジウムの価数が0価または2価となるように配位構成されているニッケルまたはパラジウム錯体が好ましい。
二座の中性ホスフィン配位子:1,2−ビス(ジフェニルホスフィノ)エタン、1,3−ビス(ジフェニルホスフィノ)プロパン、1,4−ビス(ジフェニルホスフィノ)ブタン、1,1’−ビス(ジフェニルホスフィノ)フェロセン等
単座の中性ホスフィン配位子:トリ(n−ブチル)ホスフィン、トリ(t−ブチル)ホスフィン、トリ(o−トリル)ホスフィン、トリ(m−トリル)ホスフィン、トリ(p−トリル)ホスフィン、トリ(2−フルフリル)ホスフィン、トリフェニルホスフィン等
中性π配位子:ベンゼン、シクロブタジエン、シクロオクタジエン等
一価のアニオン性配位子:メチル、フェニル、ヘキサメチルシクロペンタジエニル、ペンタメチルシクロペンタジエニル、アリル、シクロペンタジエニル、アルコキシ、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子、カルボキシラート、アセチルアセトナート、トリフルオロメタンスルフォネート、1,3−ビス(2,6−ジ−イソプロピルフェニル)−4,5−ジヒドロイミダゾ−ル−2−リデン、1,3−ビス(2,6−ジ−イソプロピルフェニル)イミダゾ−ル−2−リデン、1,3−ビス(2,4,6−トリメチルフェニル)イミダゾール−2−リデン等
二価のアニオン性配位子:フタロシアニン、ナフタロシアニン、ポルフィリン等
単座の中性アミン配位子:アンモニア、ピリジン、3−クロロピリジン等
二座の中性アミン配位子:N,N,N’,N’−テトラメチルエチレンジアミン、1,10−フェナンソロリン、2,2’−ビピリジル等
中性ニトリル配位子:アセトニトリル、ベンゾニトリル等
中性スルフィニル配位子:1,2−ビス(フェニルスルフィニル)エタン等
二座の中性のカルボニル−オレフィンから構成される配位子:ジベンジリデンアセトン等
有機塩基の具体例としては、トリエチルアミン(Et3N)、ジイソプロピルエチルアミン(DIPEA)、トリ−n−ブチルアミン、トリ−n−ペンチルアミン、トリ−n−ヘキシルアミン、トリ−n−へプチルアミン、トリ−n−オクチルアミン、N−メチルピロリジン、N−メチルピペリジン、N−メチルモルホリン、N,N,N’,N’−テトラメチルエチレンジアミン(TMEDA)、N−メチルイミダゾール(NMI)、1,8−ジアザビシクロ−[5,4,0]−7−ウンデセン(DBU)、1,4−ジアザビシクロ−[2,2,2]オクタン(DABCO)、ピリジン、2,6−ルチジン、1,3,5−コリジン、N,N−ジメチルアミノピリジン(DMAP)、ピラジン、キノリン等が挙げられる。
無機塩基の具体例としては、炭酸リチウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム等のアルカリ金属の炭酸塩;炭酸水素リチウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸水素カリウム等のアルカリ金属の炭酸水素塩;炭酸マグネシウム、炭酸カルシウム等の第2族金属の炭酸塩;水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等のアルカリ金属の水酸化物塩;水酸化マグネシウム、水酸化カルシウム等の第2族金属の水酸化物塩などが挙げられる。
これらの中でも、(H)塩基としては、トリエチルアミン、ジイソプロピルエチルアミン、1,8−ジアザビシクロ−[5,4,0]−7−ウンデセン(DBU)、炭酸ナトリウム、炭酸カリウムが好ましい。
(H)成分の使用量は、(E)化合物(5)に対し、2.0〜3.0モル当量であり、好ましくは2.1〜2.6モル当量である。
極性溶剤の具体例としては、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン系溶剤;ジオキサン、ジオキソラン、テトラヒドロフラン、1,2−ジメトキシエタン、ビス(2−メトキシエチル)エーテル、1,2−ビス(2−メトキシエトキシ)エタン、ビス−2−(2−メトキシエトキシ)エチルエーテル、メチルtert−ブチルエーテル等のエーテル系溶剤;酢酸ブチル、酢酸イソブチル、酢酸アミル、γ−バレロラクトン、3−メトキシブチルアセテート(MBA)、エチレングリコールモノブチルエーテルアセテート(BMGAC)、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート(EDGACC)、シクロヘキサノールアセテート(CHXA)、ジプロピレングリコールジメチルエーテル(DMM)、ジプロピレングリコールメチル−n−プロピルエーテル(DPMNP)、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEA)、ジプロピレングリコールメチルエーテルアセテート(DPMA)、1,4−ブタンジオールジアセテート(1,4−BDDA)、1,3−ブチレングリコールアセテート(1,3−BGDA)、1,6−ヘキサンジオールジアセテート(1,6−HDDA)等のエステル系溶剤;ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、N−メチルピロリドン、N−メチルカプロラクタム、1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノン等のアミド系溶剤などが挙げられ、これらは単独で用いても、2種以上組み合わせて用いてもよい。
これらの中でも、テトラヒドロフラン、ジメチルホルムアミドが好ましい。
(I)溶剤は、(E)化合物(5)の濃度が0.1〜5.0モル/Lとなる量で用いる。
(J)工程(i)で得られた化合物(8)、および
(K)遷移金属触媒:化合物(8)に対し、金属の含有量として0.001〜1モル%
の存在下で水素添加反応を行って下記式(9)で示される化合物(以下、化合物(9)という)を得る工程である。
固定化用の担体としては、含水または乾燥された活性炭(C)、アルミナ(Al2O3)、シリカ(SiO2)等が挙げられる。これらの担体は、反応系の不純物や着色を吸着し除去する効果を兼ねる。
アルミナ(Al2O3)に担持された遷移金属触媒の具体例としては、Ni/Al2O3、Pd/Al2O3、Pt/Al2O3、Co/Al2O3、Rh/Al2O3、Ir/Al2O3、Ru/Al2O3、Cu/Al2O3、Ag/Al2O3、Au/Al2O3等が挙げられる。
シリカ(SiO2)に担持された遷移金属触媒の具体例としては、Ni/SiO2、Pd/SiO2、Pt/SiO2、Co/SiO2、Rh/SiO2、Ir/SiO2、Ru/SiO2、Cu/SiO2、Ag/SiO2、Au/SiO2等が挙げられる。
(J)工程(i)で得られた化合物(8)、
(K)遷移金属触媒:金属の含有量として0.001〜1モル%
(L)第3級アルキルアミン化合物:2モル当量未満、および
(M)ギ酸またはギ酸塩:反応混合液がpH7以上となる量
なお、(K)および(L)の使用量は、化合物(8)に対する割合である。
特に、(L)第3級アルキルアミン化合物に対して等モル当量以下で添加することが好ましいが、水素添加反応中にギ酸またはギ酸塩は分解・揮散などによって消費されるため、反応途中で反応溶液がpH7より酸性側にならない量の(M)ギ酸またはギ酸塩を追加してもよい。
極性有機溶剤としては、炭素原子数1〜8個のアミド化合物、ニトリル化合物、ケトン化合物、アルコール化合物、炭素原子数1〜8の直鎖、分岐または環状の飽和または不飽和炭化水素化合物の炭素原子のうち1〜3個が酸素原子で置換されたエーテル化合物等が挙げられ、中でも、炭素原子数1〜6の直鎖、分岐または環状のニトリル化合物、アルコール化合物がより好ましい。
水素添加反応は、1気圧で反応を行うことが好ましい。
水素ガスを安全に貯めながら使用する場合は、シグマ−アルドリッチ ジャパン合同会社製のQ−Tube(TM)ガラス製プレッシャーチューブの使用や(株)スギヤマゲン社製のガス圧調整バブラーを使用することが好適である。
反応温度は、20〜60℃が好ましく、30〜50℃がより好ましい。
(N)工程(ii)で得られた化合物(9)、
(O)−[R1R2SiO]−単位からなる環状シロキサン(R1およびR2は上記と同じ。):−[R1R2SiO]−単位が0〜5モル当量となる量、
(P)−[R3R4SiO]−単位からなる環状シロキサン(R3およびR4は上記と同じ。):−[R3R4SiO]−単位が0.25〜5モル当量、および
(Q)有機塩基触媒:0.01〜5質量%
の存在下で反応を行い式(4)で示されるジアミノ変性シリコーンを得る工程である。
なお、(O)、(P)および(Q)の使用量は、化合物(9)に対する割合である。
(P)−[R3R4SiO]−単位からなる環状シロキサンの具体例としては、1,3,5,7−テトラメチル−1,3,5,7−テトラビニルシクロテトラシロキサン、1,3,5−トリメチル−1,3,5−トリビニルシクロテトラシロキサン、1,3,5,7,9−ペンタメチル−1,3,5,7,9−ペンタビニルシクロテトラシロキサン等が挙げられる。
四級アルキルアンモニウム塩の具体例としては、テトラブチルアンモニウムハイドロキサイド、テトラメチルアンモニウムハイドロキサイド等が挙げられる。
有機塩基触媒の使用量は、化合物(9)に対し0.01〜5質量%であり、反応途中で総添加量5質量%を超えない量で、追加してもよい。
また、本実施例において、分子量測定は、東ソー(株)製GPC装置HLC−8320GPCを用い、移動相としてテトラヒドロフラン(THF)を使用し、ポリスチレン換算で行った。赤外線吸収スペクトル(IR)測定には、NICOLET6700(サーモフィッシャーサイエンティフィック(株)製)を使用した。1H NMR測定にはブルカー・バイオスピン社製AVANCE IIIを使用した。ガラス転移点測定には、(株)日立ハイテクサイエンス製DMS7100を使用し、tanδが最大になったときの温度をガラス転移点とした。5%重量減少温度測定には、TAインスツルメンツ社製のTGA Q−500を使用した。25℃における粘度は、回転粘度計により測定した。
なお、下記例で「部」は質量部を示す。
[合成例1]
温度計、窒素導入管および撹拌子を備えた反応容器に、1−ブロモ−4−ニトロベンゼン212g(1.05mol、東京化成工業(株)製)、1,3−ジビニル−1,1,3,3−テトラメチルジシロキサン93g(0.5mol、東京化成工業(株)製)、炭酸カリウム165g(1.2mol、和光純薬工業(株)製)、およびN,N−ジメチルホルムアミド1,000mL(0.5M、和光純薬工業(株)製)を添加し、アルゴン置換後、トリス(ベンジリデンアセトン)ジパラジウム(0)45mg(0.01mol%、シグマアルドリッチジャパン合同会社)を添加した。反応混合液を、100℃まで昇温し、6時間そのままの温度で反応を行った。
1H NMRより、5.2ppmのビニル基由来のピークが消失していることを確認後、25℃に戻し、No.2濾紙を用いて濾過を行い、1M硫酸水素カリウム水溶液と酢酸ブチルを加えて中和を行った。その後、酢酸ブチル層を分離し、水層をさらに酢酸ブチルで2回抽出を行った。得られた酢酸ブチル層を合わせた後、1Mチオ硫酸ナトリウム水溶液、飽和食塩水と続けて洗浄を行い、無水硫酸ナトリウム、およびシリカゲルと撹拌子を添加し、25℃にて12時間撹拌を行った。その後、No.2濾紙を用いて濾過を行い、溶剤を留去後、析出した固形分(1−ブロモ−4−ニトロベンゼン)を取り除き、ヘキサン−酢酸ブチル混合溶液により再結晶を行い1−ブロモ−4−ニトロベンゼンを取り除いた。溶剤を留去し、減圧乾燥後に褐色固体状の下式で表されるジニトロ変性ジシロキサン193g(収率90%)を得た。
1H NMR(δ:ppm)、0.1(s,12H)、5.9(d,2H)、7.1(d、2H)、8.0(d,4H)、8.4(d,4H).
温度計、窒素導入管および撹拌子を備えた反応容器に、合成例1で得られたジニトロ変性ジシロキサン193gおよびTHF300mLを添加し、溶解後、アルゴン置換を行った。そこに5%Pd/C(50%ウェット品、和光純薬工業(株))181mg(0.01mol%)を添加し、水素ガス置換を行った。25℃で12時間水素添加反応を行い、1H NMRよりオレフィンのシグナルの消失および芳香族環上のプロトンのシフトを確認して反応を停止させた。
反応混合液から触媒を濾別し、溶剤を留去して、黄色オイル状の下式で示されるジアミノ変性ジシロキサン159g(収率95%)を得た。
1H NMR(δ:ppm)、0.2(s,12H)、0.9(t,4H)、2.4(t,4H)、6.5(d,2H)、6.9(d,4H).
温度計、窒素導入管および撹拌子を備えた反応容器に、合成例2で得られたジアミノ変性ジシロキサン37g(0.1mol)、オクタメチルシクロテトラシロキサン30g(0.1mol、東京化成工業(株)製)、1,3,5,7−テトラメチル−1,3,5,7−テトラビニルシクロテトラシロキサン34g(0.1mol、東京化成工業(株)製)を添加し、テトラブチルアンモニウムハイドロキサイド3.7g(0.10部、東京化成工業(株)製)を添加し、100℃で12時間撹拌した。25℃に冷却した後、揮発成分を減圧留去し、淡黄色の下式(i)で示されるジアミノ変性シリコーン79g(収率78%)を得た。得られたジアミノ変性シリコーンのアミン当量は998mol/gであった。
温度計、窒素導入管および撹拌子を備えた反応容器に、2,2−ビス(3,4−アンハイドロジカルボキシフェニル)ヘキサフルオロプロパン44.4g(0.1mol、東京化成工業(株)製)、4,4’−(4,4’−イソプロピルジエンジフェニル−1,1’−ジイルジオキシ)ジアニリン(2,2−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]プロパン)12.3g(0.03mol、東京化成工業(株)製)、無水フタル酸1.48g(0.01mol、和光純薬工業(株)製)、およびシクロヘキサノン396gを添加し、25℃で2時間撹拌後、合成例3で得られた上記式(i)で示されるジアミノ変性シリコーン139.7g(0.07mol)を25℃にて滴下し、滴下終了後、25℃にて12時間撹拌した。撹拌終了後、反応容器にトルエン40gを添加し、145℃にて共沸脱水を行った。
得られた反応溶液をメタノールに滴下し、再沈殿によりシリコーン変性ポリイミド樹脂を得た。この樹脂の赤外線吸光スペクトルにおいて未反応のポリアミック酸に基づく吸収は観測されず、1,780cm-1および1,720cm-1にイミド基の吸収を確認した。また、GPCによるこの樹脂の重量平均分子量は26,500であった。
撹拌羽、温度計および窒素導入管を取り付けた反応容器に、2,2−ビス(3,4−アンハイドロジカルボキシフェニル)ヘキサフルオロプロパン44.4g(0.1mol)、4,4’−(4,4’−イソプロピルジエンジフェニル−1,1’−ジイルジオキシ)ジアニリン14.4g(0.035mol)、無水フタル酸1.48g(0.01mol)、およびシクロヘキサノン380gを仕込み、25℃で2時間撹拌後、合成例3で得られた上記式(i)で示されるジアミノ変性シリコーン129.7g(0.065mol)を25℃にて滴下し、滴下終了後、25℃にて12時間撹拌した。撹拌終了後、反応容器にトルエン38gを添加し、145℃にて共沸脱水を行った。
得られた反応溶液をメタノールに滴下して再沈殿を行い、シロキサン量が55質量%のシリコーン変性ポリイミド樹脂を得た。この樹脂の赤外線吸光スペクトルにおいて未反応のポリアミック酸に基づく吸収は観測されず、1,780cm-1および1,720cm-1にイミド基に吸収を確認した。また、GPCによるこの樹脂の重量平均分子量は24,500であった。
撹拌羽、温度計および窒素導入管を取り付けた反応容器に、2,2−ビス(3,4−アンハイドロジカルボキシフェニル)ヘキサフルオロプロパン44.4g(0.1mol)、4,4’−(4,4’−イソプロピルジエンジフェニル−1,1’−ジイルジオキシ)ジアニリン(2,2−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]プロパン)12.3g(0.03mol)、無水フタル酸1.48g(0.01mol)、およびシクロヘキサノン336gを仕込み、25℃で2時間撹拌後、下記式(ii)で示されるジアミノ変性シリコーン112.0g(0.07mol)を25℃にて滴下し、滴下終了後、25℃にて12時間撹拌した。撹拌終了後、反応容器にトルエン56gを添加し、145℃にて共沸脱水を行った。得られた反応溶液をメタノールに滴下して再沈殿を行い、シロキサン量が79質量%のシリコーン変性ポリイミド樹脂を得た。この樹脂の赤外線吸光スペクトルにおいて未反応のポリアミック酸に基づく吸収は観測されず、1,780cm-1および1,720cm-1にイミド基の吸収を確認した。また、GPCによるこの樹脂の重量平均分子量は36,000であった。
[実施例1]
合成例4で得られたシリコーン変性ポリイミド樹脂100部に対し、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEA)236部を加えて溶解・撹拌し、溶解物を得た。この溶解物に、カヤレン6−70(化薬アクゾ(株)製)1部を添加して混合撹拌し、シリコーン変性ポリイミド樹脂組成物を得た。
表1に示す組成に変更した以外は、実施例1と同様にしてシリコーン変性ポリイミド樹脂を製造した。
なお、表中の各成分の略称等は以下のとおりである。
・パーブチルO:日本油脂(株)製t−ブチル パーオキシ−2−エチルヘキサノエート
・V−601:和光純薬工業(株)製ジメチル 2,2’−アゾビス(2−メチルプロピオネート)
・カヤレン6−70:化薬アクゾ(株)製1,6−ビス(t−ブチル−パーオキシカルボニルオキシ)ヘキサン
・レオロシールDM−30S:(株)トクヤマ製疎水性乾式フュームドシリカ
・プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEA)
(1)密着性
シリコーン変性ポリイミド樹脂組成物を各種基材上に厚さ80μmとなるように塗布し、50℃で30分、100℃で60分、150℃で120分の順で熱硬化させて硬化皮膜を得た。
この皮膜の密着性を碁盤目剥離試験(JIS K5400)の方法で評価し、100マス中に残存したマス目の数Xを(X/100)で示した。
ガラス板:松浪硝子工業(株)製
無酸素銅板:スタンドテストピース社製
(2)貯蔵弾性率
シリコーン変性ポリイミド樹脂組成物をフッ素系コーティングが施された鉄板上に塗布し、50℃で30分、100℃で60分、150℃で120分の順で熱硬化させて厚さ0.3mmのシートを作製した。このシートについて、(株)日立ハイテクサイエンス製DMS7100を使用し、貯蔵弾性率を測定した。
(3)水蒸気透過性
実施例1,4,5,および7で調製したシリコーン変性ポリイミド樹脂組成物を、フッ素系コーティングが施された鉄板上に塗布し、50℃で30分、100℃で60分、150℃で120分の順で熱硬化させて厚さ1mmのシートを作製した。このシートについて、L80−5000型水蒸気透過度計(Systech Instruments社製)を使用し、40℃(JIS K7129A)の条件にて水蒸気透過度を測定した。結果を表3に示す。
また、表3に示されるように、実施例1,4,5,7の組成物から作製した硬化物は、水蒸気透過度が低いことがわかる。
Claims (14)
- (A)下記式(1)で示されるシリコーン変性ポリイミド樹脂:100質量部、
Ee−Ff−Gg (1)
{式(1)中、E、FおよびGは、ランダムに結合する繰り返し単位であり、Eは、式(2)で示されるジアミノ変性シリコーン由来の2価の基であり、Fは、式(3)で示されるテトラカルボン酸二無水物由来の2価の基であり、Gは、ジアミン由来の2価の基である。ただし、f+e+g=100mol%であり、f/(e+g)のmol比は、0.9〜1.1であり、前記eとgの和を100とすると前記eは30〜90である。
−Im−X−Im− (3)
〔式(3)中、Imは、環状イミド構造を端に含む環状の基を表し、Xは、単結合、−O−、−S−、−S(→O)−、−S(=O)2−、−C(=O)−、−NRN−(RNは、炭素原子数1〜12の1価炭化水素基を表す。)、−CRB 2−(RBは、互いに独立して、水素原子またはハロゲン原子を含んでいてもよい炭素原子数1〜12の1価炭化水素基を表す。)、−RAr h−(RArは、炭素原子数6〜12の2価のアリーレン基を表し、hは、1〜6の整数を表す。hが2以上のとき、RArは互いに同一でも異なっていてもよい。)、−RAr h−(ORAr)i−(RArおよびhは、前記と同じ意味を表し、iは、1〜5の整数を表す。)、炭素原子数1〜12の直鎖状または分岐状アルキレン基、炭素原子数5〜12のシクロアルキレン基、および炭素原子数7〜12のアリーレンアルキレン基から選択される2価の基を表す。〕}
(B)硬化剤:0.1〜10質量部、および
(C)溶剤:100〜700質量部
を含むことを特徴とするシリコーン変性ポリイミド樹脂組成物。 - 前記Gで表されるジアミン由来の2価の基において、ジアミンが、テトラメチレンジアミン、1,4−ジアミノシクロヘキサン、4,4’−ジアミノジシクロヘキシルメタン、o−フェニレンジアミン、m−フェニレンジアミン、p−フェニレンジアミン、4,4’−ジアミノジフェニルエーテル、2,2−ビス(4−アミノフェニル)プロパン、および2,2−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]プロパンから選ばれる請求項1〜3のいずれか1項記載のシリコーン変性ポリイミド樹脂組成物。
- 前記(A)成分の式(1)で示されるシリコーン変性ポリイミド樹脂の重量平均分子量が、10,000〜100,000である請求項1〜4のいずれか1項記載のシリコーン変性ポリイミド樹脂組成物。
- 前記(B)成分の硬化剤が、熱分解性ラジカル開始剤である請求項1〜5のいずれか1項記載のシリコーン変性ポリイミド樹脂組成物。
- さらに、(D)嵩密度が1g/mL未満、平均一次粒子径が1〜100nm、かつ、BET比表面積が100〜300m2/gである疎水性フュームドシリカを(A)成分100質量部に対して3〜50質量部含む請求項1〜6のいずれか1項記載のシリコーン変性ポリイミド樹脂組成物。
- 25℃における粘度が、100〜100,000mPa・sである請求項1〜7のいずれか1項記載のシリコーン変性ポリイミド樹脂組成物。
- 請求項1〜8のいずれか1項記載のシリコーン変性ポリイミド樹脂組成物の硬化物。
- (α)25℃における貯蔵弾性率が100〜1,000MPa、
(β)ガラス転移点(Tg)が100〜200℃、
(γ)40℃での水蒸気透過度が20g/m2・day以下、かつ、
(δ)5%重量減少温度が420℃以上である
請求項9記載の硬化物。 - 請求項1〜8のいずれか1項記載のシリコーン変性ポリイミド樹脂組成物からなる接着剤。
- 請求項1〜8のいずれか1項記載のシリコーン変性ポリイミド樹脂組成物からなるコーティング剤。
- 下記(i)〜(iii)の工程を含む下記式(4)
R3およびR4は、互いに独立して、置換または非置換の炭素原子数1〜10の1価炭化水素基を表すが、R3およびR4の少なくとも一方は、脂肪族不飽和結合を有し、
RCは、下記の基から選ばれる2価の基を表し、
mは、0〜20、nは1〜20、かつ、m+n=1〜40を満たす整数を表す。なお、m、nが付された括弧内のシロキサン単位の配列は、ランダム、交互またはブロックのいずれであってもよい。〕
で示されるジアミノ変性シリコーンの製造方法。
(i)(E)下記式(5)で示される化合物、
(F)下記式(6)または下記式(7)で示される化合物:前記式(5)で示される化合物に対して2.0〜2.5モル当量、
(G)遷移金属有機錯体触媒:前記式(5)で示される化合物に対して金属の含有量として0.01〜5モル%、
(H)塩基:前記式(5)で示される化合物に対して2.0〜3.0モル当量、および
(I)溶剤:前記式(5)で示される化合物の濃度が0.1〜5.0モル/Lとなる量
の存在下で反応を行い、下記式(8)
で示される化合物を得る工程;
(ii)(J)前記工程(i)で得られた前記式(8)で示される化合物、および
(K)遷移金属触媒:前記式(8)で示される化合物に対して金属の含有量として0.001〜1モル%
の存在下で水素添加反応を行い、下記式(9)
で示される化合物を得る工程;
(iii)(N)前記工程(ii)で得られた前記式(9)で示される化合物、
(O)−[R1R2SiO]−単位からなる環状シロキサン(式中、R1およびR2は前記と同じ意味を表す。):前記式(9)で示される化合物に対して−[R1R2SiO]−単位が0〜5モル当量となる量、
(P)−[R3R4SiO]−単位からなる環状シロキサン(式中、R3およびR4は前記と同じ意味を表す。):前記式(9)で示される化合物に対して−[R3R4SiO]−単位が0.25〜5モル当量となる量、および
(Q)有機塩基触媒:前記式(9)で示される化合物に対して0.01〜5質量%
の存在下で反応を行い、前記式(4)で示されるジアミノ変性シリコーンを得る工程 - 前記(ii)工程が、
(J)前記工程(i)で得られた前記式(8)で示される化合物、
(K)遷移金属触媒:前記式(8)で示される化合物に対して金属の含有量として0.001〜1モル%
(L)第3級アルキルアミン化合物:前記式(8)で示される化合物に対して0モル当量より多く2モル当量未満、および
(M)ギ酸またはギ酸塩:反応混合液がpH7以上となる量
の存在下で、大気圧において行われる請求項13記載のジアミノ変性シリコーンの製造方法。
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018064756A JP6848916B2 (ja) | 2018-03-29 | 2018-03-29 | シリコーン変性ポリイミド樹脂組成物 |
TW108105604A TWI795530B (zh) | 2018-03-29 | 2019-02-20 | 聚矽氧改質之聚醯亞胺樹脂組成物 |
CN201910240705.3A CN110317535B (zh) | 2018-03-29 | 2019-03-28 | 有机硅改性聚酰亚胺树脂组合物 |
KR1020190035851A KR20190114857A (ko) | 2018-03-29 | 2019-03-28 | 실리콘 변성 폴리이미드 수지 조성물 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018064756A JP6848916B2 (ja) | 2018-03-29 | 2018-03-29 | シリコーン変性ポリイミド樹脂組成物 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2019172889A JP2019172889A (ja) | 2019-10-10 |
JP6848916B2 true JP6848916B2 (ja) | 2021-03-24 |
Family
ID=68113122
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2018064756A Active JP6848916B2 (ja) | 2018-03-29 | 2018-03-29 | シリコーン変性ポリイミド樹脂組成物 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6848916B2 (ja) |
KR (1) | KR20190114857A (ja) |
CN (1) | CN110317535B (ja) |
TW (1) | TWI795530B (ja) |
Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2019172894A (ja) * | 2018-03-29 | 2019-10-10 | 信越化学工業株式会社 | シリコーン変性ポリイミド樹脂組成物 |
JP2019172892A (ja) * | 2018-03-29 | 2019-10-10 | 信越化学工業株式会社 | シリコーン変性ポリイミド樹脂組成物 |
TWI739715B (zh) * | 2021-02-26 | 2021-09-11 | 新應材股份有限公司 | 聚醯亞胺樹脂組成物、聚醯亞胺樹脂黏著層、積層體、以及電子元件的製造方法 |
WO2023173368A1 (en) * | 2022-03-17 | 2023-09-21 | Dow Global Technologies Llc | Polymeric brominated flame retardant, composition, and cable with same |
CN114836169B (zh) * | 2022-04-18 | 2023-10-17 | 上海通联新材料科技股份有限公司 | 一种胶粘剂及其在覆铜板中的应用 |
Family Cites Families (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH02305820A (ja) * | 1989-05-18 | 1990-12-19 | Kanegafuchi Chem Ind Co Ltd | 感光性ポリイミド |
US5773561A (en) * | 1996-08-02 | 1998-06-30 | International Business Machines Corporation | Polymer sealants/adhesives and use thereof in electronic package assembly |
JP4026327B2 (ja) * | 2001-06-04 | 2007-12-26 | チッソ株式会社 | ビスアニリン誘導体 |
CN101293964A (zh) * | 2007-04-28 | 2008-10-29 | 汉高股份两合公司 | 有机硅聚酰亚胺基础聚合物、其制备的弹性体及其制备方法及其应用 |
JP4548855B2 (ja) * | 2007-09-05 | 2010-09-22 | 信越化学工業株式会社 | 熱硬化性ポリイミドシリコーン樹脂組成物及びその硬化皮膜 |
JP4590443B2 (ja) * | 2007-09-05 | 2010-12-01 | 信越化学工業株式会社 | 熱硬化性ポリイミドシリコーン樹脂組成物 |
JP5342221B2 (ja) | 2008-12-05 | 2013-11-13 | パナソニック株式会社 | 半導体封止用エポキシ樹脂無機複合シート及び成形品 |
TWI376395B (en) * | 2008-12-30 | 2012-11-11 | Chang Chun Plastics Co Ltd | Water soluble photo-sensitive polyimide polymer, process for preparing the same, and photoresist composition containing the same |
US8829153B2 (en) * | 2009-04-02 | 2014-09-09 | Nissan Chemical Industries, Ltd. | Polyimide precursor composition containing polyamic acid alkyl ester |
CN103173011B (zh) * | 2011-12-23 | 2015-02-18 | 奇美实业股份有限公司 | 含聚硅氧烷的聚酰亚胺系树脂组成物及由其所形成的软性基板 |
CN104870523B (zh) * | 2012-12-21 | 2017-10-31 | 日立化成杜邦微系统股份有限公司 | 聚酰亚胺前体、包含该聚酰亚胺前体的感光性树脂组合物、使用其的图案固化膜的制造方法和半导体装置 |
CN113136103B (zh) * | 2015-03-13 | 2024-05-03 | 旭化成株式会社 | 聚酰亚胺前体树脂组合物 |
JP6763139B2 (ja) * | 2015-12-25 | 2020-09-30 | 信越化学工業株式会社 | 無溶剤型シリコーン変性ポリイミド樹脂組成物 |
JP2017222745A (ja) * | 2016-06-14 | 2017-12-21 | 信越化学工業株式会社 | 無溶剤型シリコーン変性ポリイミド樹脂組成物 |
-
2018
- 2018-03-29 JP JP2018064756A patent/JP6848916B2/ja active Active
-
2019
- 2019-02-20 TW TW108105604A patent/TWI795530B/zh active
- 2019-03-28 KR KR1020190035851A patent/KR20190114857A/ko not_active Application Discontinuation
- 2019-03-28 CN CN201910240705.3A patent/CN110317535B/zh active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2019172889A (ja) | 2019-10-10 |
TW201942209A (zh) | 2019-11-01 |
CN110317535B (zh) | 2022-07-19 |
KR20190114857A (ko) | 2019-10-10 |
CN110317535A (zh) | 2019-10-11 |
TWI795530B (zh) | 2023-03-11 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6848916B2 (ja) | シリコーン変性ポリイミド樹脂組成物 | |
EP2033985B1 (en) | Heat-curable polyimide silicone resin composition | |
JP4548855B2 (ja) | 熱硬化性ポリイミドシリコーン樹脂組成物及びその硬化皮膜 | |
JP5428180B2 (ja) | ポリイミド前駆体樹脂組成物、及び電子部品 | |
KR20200013615A (ko) | 조성물, 경화물, 경화물의 제조 방법, 염, 및 폴리이미드막 형성용 조성물의 경시 변화 억제 및 성막성 향상제 | |
CN110317453B (zh) | 有机硅改性聚酰亚胺树脂组合物 | |
JP2018188626A (ja) | シリコーン変性ポリイミド樹脂組成物 | |
JP2006001968A (ja) | トリプチセン骨格を有するポリアミド酸、ポリイミド樹脂及びこれを用いた光学部品 | |
JP2019172892A (ja) | シリコーン変性ポリイミド樹脂組成物 | |
JP6844570B2 (ja) | シリコーンゴム−シリコーン変性ポリイミド樹脂積層体 | |
KR102615879B1 (ko) | 파워 모듈 | |
JP2012033700A (ja) | 絶縁膜およびその製造方法 | |
JP7322837B2 (ja) | シリコーン変性ポリイミド樹脂組成物 | |
CN108779249B (zh) | 聚酰亚胺骨架结构的控制方法和聚酰亚胺的制造方法 | |
JP2020193272A (ja) | ポリイミド前駆体組成物、及びポリイミド膜の製造方法 | |
KR20140144529A (ko) | 폴리이미드 수지의 접착 증진제 및 이의 제조방법 | |
KR20150069472A (ko) | 저유전율을 갖는 아라미드 나노 복합체 수지 조성물 및 이를 이용한 필름 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20200220 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20201012 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20201110 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20201210 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20210202 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20210215 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6848916 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |