JPH0121165B2 - - Google Patents

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JPH0121165B2
JPH0121165B2 JP55120301A JP12030180A JPH0121165B2 JP H0121165 B2 JPH0121165 B2 JP H0121165B2 JP 55120301 A JP55120301 A JP 55120301A JP 12030180 A JP12030180 A JP 12030180A JP H0121165 B2 JPH0121165 B2 JP H0121165B2
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JP
Japan
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aromatic
reaction
tetracarboxylic dianhydride
temperature
film
Prior art date
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JP55120301A
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JPS5744618A (en
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Iwao Maekawa
Daisuke Makino
Hiroshi Suzuki
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Resonac Corp
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Hitachi Chemical Co Ltd
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【発明の詳細な説明】 本発明は、ポリイミド系共重合体の製造法に関
する。
本発明によつて得られるポリイミド系共重合体
は、耐熱性、耐摩耗性、耐薬品性などが良好で電
気絶縁材料、各種成形材料、フイルム、接着剤、
塗料などの用途に有用である。
本発明は、不活性溶媒の存在下で、芳香族ジア
ミンおよび芳香族テトラカルボン酸二無水物を芳
香族ジアミン1モルに対し、芳香族テトラカルボ
ン酸二無水物を1.5〜2.0モルとして反応させ、こ
の反応生成物に、この反応生成物の無水酸基に対
し、ほぼ当量の芳香族ジイソシアネートを50〜
100℃で、遊離発生する炭酸ガスを反応系より除
去しながら反応させてポリイミドアミドカルボン
酸とし、ついでこれを脱水閉環させるポリイミド
系共重合体の製造法に関する。
芳香族ジアミン1モルに対し芳香族テトラカル
ボン酸二無水物1.5〜2.0モルを不活性溶媒の存在
下で反応させると次式 (ただしAr1は芳香族テトラカルボン酸二無水物
残基を示し、Ar2は−SO2NH2または−CONH2
を含むかまたは含まない芳香族ジアミン残基を示
し、nは0又は1である。) で示される反応生成物が得られると推定される。
この生成物の無水酸基に対し、ほぼ当量の芳香族
ジイソシアネートを50℃〜100℃で遊離発生する
炭酸ガスを反応系より除去しながら反応させると
ポリイミドアミドカルボン酸が得られる。
芳香族ジイソシアネートを反応させると、次式
に示すイミド結合により上記の反応生成物は鎖伸
長し、ポリイミドアミドカルボン酸が得られる。
上式においてAr3を示し(Ar1、Ar2およびnは上記と同一であ
る)、Xは芳香族ジイソシアネート残基を示し、
mは約10〜20の整数である。
このポリイミドアミドカルボン酸は、従来のポ
リアミド−カルボン酸と比較し、重合鎖中に含有
されるアミド−カルボン酸濃度が、低いため、粘
度変化が少なく貯蔵安定性が良好なうえ、すでに
イミド化結合を有するため中間体の脱水、閉環
(イミド化)に要する熱処理時間を短縮できる利
点を有する。
このようにして得られるポリイミドアミドカル
ボン酸は、脱水閉環をさせると次の一般式に示す
本発明のポリイミド系共重合体に転化する。
上式において、Ar3、Ar1、Ar2、X、nおよび
mは上記と同一である。
本発明において芳香族ジアミンとしては、4,
4′−ジアミノジフエニルエーテル、4,4′−ジア
ミノジフエニルメタン、4,4′−ジアミノジフエ
ニルサルフアイド、メタフエニレンジアミン、パ
ラフエニレンジアミン、1,5−ナフタレンジア
ミンあるいは2,6−ナフタレンジアミンなどが
用いられ、また−SO2NH2基、−CONH2基を有す
る芳香族ジアミンである4,4′−ジアミノジフエ
ニルエーテル−3−スルホンアミド、4,4′−ジ
アミノジフエニルエーテル−3−カルボンアミド
なども用いられる。これらの芳香族ジアミンは1
種又は2種以上用いられる。芳香族テトラカルボ
ン酸二無水物としては例えばピロメリツト酸二無
水物、3,3′,4,4′−ジフエニルテトラカルボ
ン酸二無水物、3,3′,4,4′−ベンゾフエノン
テトラカルボン酸二無水物、1,2,5,6−ナ
フタレンテトラカルボン酸二無水物、2,3,
5,6−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、
2,3,5,6−ピリジンテトラカルボン酸二無
水物、1,4,5,8−ナフタレンテトラカルボ
ン酸二無水物などの1種または2種以上を用いる
ことができる。
芳香族ジアミンに対し、芳香族テトラカルボン
酸二無水物を不活性溶媒下で反応させる際芳香族
ジアミン1モルに対し芳香族テトラカルボン酸二
無水物が1.5モル未満の場合には分子中に含有す
るカルボン酸の濃度を低くすることができず、ま
た芳香族テトラカルボン酸二無水物が2.0モルを
越えると未反応芳香族テトラカルボン酸二無水物
が残存するため芳香族ジアミン1モルに対し芳香
族テトラカルボン酸二無水物は1.5〜2.0モルとさ
れる。
また使用する不活性溶媒は必ずしも、これら単
量体化合物の全てを溶解する必要はないが例えば
N−メチル−2−ピロリドン、N,N−ジメチル
アセトアミド、N,N−ジメチルホルムアミド、
N,N−ジエチルホルムアミド、ジメチルスルホ
キサイド、ヘキサメチルホスホルアミド、テトラ
メチレンスルホン、クレゾールなどの1種又は2
種以上が用いられる。
芳香族ジアミンと芳香族テトラカルボン酸二無
水物の反応方法は、例えば前記ジアミンを前記不
活性溶媒にできるだけ溶解させた後、前記芳香族
テトラカルボン酸二無水物を添加し80℃以下の温
度、特に好ましくは室温付近ないしはそれ以下の
温度に保ちながら撹拌して行なわれるが、芳香族
ジアミン、芳香族テトラカルボン酸二無水物、不
活性溶媒の三者の添加方法については特に制限は
ない。これによつて反応は速やかに進行し反応系
の粘度は上昇する。
なお反応の追跡は、水/ピリジン(10/2重量
比)を試料約0.1gに対2ml加え60℃で1時間加
熱撹拌状態においた後JIS K 6911に示す方法に
より酸価を求め、この酸価の値が一定になるまで
行なつた(反応の初期ほど酸価は高い値を示す)。
このようにして得た上記の化合物の無水酸基に
対し、ほぼ当量(当量比が0.95〜1.05の範囲)で
反応させる芳香族ジイソシアネートとしては、
3,3′−ジフエニルエーテルジイソシアネート、
3,3′−ジフエニルメタンジイソシアネート、
2,4−トリレンジイソシアネート、2,6−ト
リレンジイソシアネートなどの1種ないしは2種
以上が用いられる。
なお反応温度は50℃未満では反応は起こり難
く、また100℃を越えると無水酸基とイソシアネ
ートによるイミド反応のほかカルボン酸とイソシ
アネートの反応も起こり尿素結合が生じゲル化を
生じ易くなるため、イミド化を選択的に行なうた
めには好ましくは60〜90℃の温度で例えばベンジ
ルジメチルアミンのような第三級アミンをイミド
化触媒に用いることが好ましい。
ポリイミドアミドカルボン酸をポリイミド系共
重合体に転化させる脱水閉還処理は、脱水剤を用
いるかあるいは熱処理を行なうことにより達成す
ることができる。
この場合、脱水剤を用いると50℃のような低温
での脱水閉環が可能となるが、好ましくは70〜
150℃の温度とされる。一方、熱処理を行なう場
合は、150℃以上の温度を必要とし好ましくは200
〜450℃の温度とされる。
本発明に用いる脱水剤としては、公知の一塩基
低級脂肪酸無水物例えば無水酢酸、無水プロピオ
ン酸、無水酪酸、無水吉草酸などの単独又は混合
物が挙げられ、さらに脱水閉環を促進させるため
には、第三級アミン例えばピリジン、3−メチル
ピリジン、イソキノリンを共存させるとよい。ま
た脱水閉環処理時間は、処理温度、脱水剤量、フ
イルム厚みなどに応じ適当に設定できる。
次に本発明を実施例を示して更に具体的に説明
するが本発明は以下の実施例に限定されるもので
はない。
なお以下において対数粘度とは 対数粘度=自然対数(溶液の流下時間/溶媒の流下時
間)/濃度 で表わされ、濃度は溶液中の重合体の濃度を示し
溶液100ml当りの重合体のg数で表わす。
粘度は0.5g/100ml、30℃においてN−メチル
ピロリドン中で測定したものを示してある。
また熱分解開始温度は、TGA(熱重量分析)に
より10℃/分の昇温速度で空気中で測定し重量減
量が始まる温度とした。
実施例 1 温度計、撹拌機、塩化カルシウム管、窒素導入
管を備えた500mlの四つ口フラスコに4,4′−ジ
アミノジフエニルエーテル20g(0.1モル)およ
びN−メチルピロリドン300gを入れ15分間撹拌
した。これにピロメリツト酸二無水物32.7g
(0.15モル)を徐々に加え2時間、20℃で反応さ
せ酸価(開環酸価)428の化合物を得た。これに
3,3′−ジフエニルメタンジイソシアネートを無
水酸基に対し当量となる12.5g(0.05モル)を加
え、75℃に昇温させベンジルジメチルアミン0.1
gを加え遊離してくる炭酸ガスを除去しながら2
時間反応させた。反応終了後、反応溶液の一部を
採取し水中に投入して沈殿を生成させ、さらに40
℃で14時間減圧乾燥させ、その対数粘度を測定し
たところ0.64dl/gであつた。しかる後、前記反
応溶液を10ミルの厚さになるようガラス板上に塗
布し、100℃で1時間乾燥させガラス板よりフイ
ルムをはく離後、さらに250℃、30分熱処理しイ
ミド環をもつフイルムを得た。
この樹脂の熱処理後のフイルムは次の特性を有
した。
引張強さ(25℃) 9.8Kg/mm2 伸び率(25℃) 10.9% 熱分解開始温度(空気中) 439℃ 実施例 2 実施例1で用いたのと同様な装置にまずN−メ
チルピロリドン350gを入れ、次いで4,4′−ジ
アミノジフエニルエーテル−3−カルボンアミド
9.72g(0.04モル)および4,4′−ジアミノジフ
エニルエーテル12.0g(0.06モル)を添加し15分
撹拌後、これに3,3′,4,4′−ベンゾフエノン
テトラカルボン酸二無水物25.76g(0.08モル)、
ピロメリツト酸二無水物26.16g(0.12モル)を
徐々に加え室温(18℃)で2.5時間反応させ開環
酸価457の化合物を得た。
これに対し3,3′−ジフエニルエーテルジイソ
シアネートを無水酸基に対し当量となる25.2g
(0.1モル)とベンジルジメチルアミン0.05gを加
え遊離してくる炭酸ガスを除去しつつ3時間反応
させた。反応終了後、実施例1と同様にして反応
物の対数粘度を測定したところ0.73dl/gであつ
た。しかる後、前記反応溶液を10ミルの厚さにガ
ラス板上に塗布し100℃で1時間乾燥させ、ガラ
ス板よりフイルムをはく離し、これをさらに300
℃、30分熱処理を行ない強じんなイミドフイルム
を得た。
このフイルムは次の特性を有していた。
引張強さ(25℃) 13.6Kg/mm2 伸び率(25℃) 11.6% 熱分解開始温度(空気中) 464℃ 実施例 3 実施例2で得た反応物(ポリイミドアミドカル
ボン酸)を5ミルの厚さにガラス板上に塗布し
100℃で1時間乾燥させ、ガラス板よりフイルム
をはく離後、金属枠にこれを張りさらに400℃で
15分熱処理し、強じんなポリイミドフイルムを得
た。
このフイルムは次の特性を有していた。
引張強さ(25℃) 12.5Kg/mm2 伸び率(25℃) 11.8% 熱分解開始温度(空気中) 461℃ 実施例 4 実施例2で得た反応物(ポリイミドアミドカル
ボン酸)を10gに対し、無水酢酸0.8gと0.15g
のピリジンを加え混合し5ミルの厚さにガラス板
上に塗布し100℃、20分間乾燥させ、ガラス板よ
りフイルムをはく離させ、金属枠に張り130℃で
30分熱処理し、ポリイミドフイルムを得た。
このフイルムは次の特性を有していた。
引張強さ(25℃) 12.9Kg/mm2 伸び率(25℃) 12.3% 熱分解開始温度(空気中) 458℃ 比較例 1 実施例1および実施例2と同様な装置を用いN
−メチルピロリドン350gをあらかじめ入れてお
き、それに4,4′−ジアミノジフエニルエーテル
24.0g(0.12モル)を添加溶解させた後、徐々に
ピロメリツト酸二無水物26.16g(0.12モル)を
添加、15℃の恒温槽で8時間反応させ粘稠な反応
溶液を得た。
実施例1に準じ測定した対数粘度は0.82dl/g
であつた。
然る後、この反応溶液を10ミルの厚さにガラス
板上に塗布し100℃で1時間乾燥させ、ガラス板
よりフイルムをはく離後さらに250℃、30分熱処
理を行ないイミドフイルムを得た。
このフイルムは次の特性を有していた。
引張強さ(25℃) 7.1Kg/mm2 伸び率(25℃) 12.3% 熱分解開始温度(空気中) 429℃ 以上の実施例に示すように、本発明によつて耐
熱性、機械特性などにすぐれた実用上有用なポリ
イミド系共重合体を得ることができる。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 不活性溶媒の存在下で、芳香族ジアミンおよ
    び芳香族テトラカルボン酸二無水物を芳香族ジア
    ミン1モルに対し、芳香族テトラカルボン酸二無
    水物を1.5〜2.0モルとして反応させ、この反応生
    成物に、この反応生成物の無水酸基に対し、ほぼ
    当量の芳香族ジイソシアネートを50〜100℃で、
    遊離発生する炭酸ガスを反応系より除去しながら
    反応させてポリイミドアミドカルボン酸とし、つ
    いでこれを脱水閉環させることを特徴とするポリ
    イミド系共重合体の製造法。
JP55120301A 1980-08-29 1980-08-29 Preparation of polyimide copolymer Granted JPS5744618A (en)

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US4886573A (en) * 1986-08-27 1989-12-12 Hitachi, Ltd. Process for forming wiring on substrate
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CN101084254B (zh) * 2004-12-24 2010-12-08 三菱瓦斯化学株式会社 低吸水性聚酰亚胺及其制备方法
US8026338B2 (en) 2005-02-28 2011-09-27 Kaneka Corporation Method for producing polyimide film

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