JPH023679A - 新規硬化型含フッ素ポリイミド - Google Patents

新規硬化型含フッ素ポリイミド

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JPH023679A
JPH023679A JP63144388A JP14438888A JPH023679A JP H023679 A JPH023679 A JP H023679A JP 63144388 A JP63144388 A JP 63144388A JP 14438888 A JP14438888 A JP 14438888A JP H023679 A JPH023679 A JP H023679A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野コ 本発明は、新規硬化型含フツ素ポリイミドに関する。
[従来の技術] 末端に不飽和基を有する硬化型含フツ素ポリイミドとし
ては、例えば次の溝道式を有するしのが知られている: (R「は炭素数1−10のパーフルオロアルキルM、R
’l’は炭素数1−12のパーフルオロアルキル基、p
は炭素数1〜3の整数、qはO〜3の整数、rはO又は
l、sは0〜5の整数、Lは0〜5の整数)、 YはXと同意義であるか又は水素原子、炭素数1〜8の
アルキル基又は炭素数t〜8のフルオロアルキル基を表
す。) を含む。] [式中、Dはノアミンから2つのアミノ基を除いた残基
、nの平均値は1.0である。](第18回インターナ
ショナル・SAMPE・テクニカル・カンフェレンス(
18th I nternationalSAMPE 
 Technical  Conference)、1
986年lθ月7−9日、第710〜721頁参照)。
しかし、このような含フツ素ポリイミドから得られた硬
化材料においては、耐湿性が不充分であり、誘電率及び
屈折率が高い。したがって、エレクトロニクス材料又は
光学部品などに適用する場合に、満足な性能が得られな
い。
[発明の目的] 本発明の目的は、耐湿性に優れ、低誘電率及び低屈折率
を有する硬化材料を与えろ硬化型含フツ素ポリイミドを
提供することにある。
[発明の構成] 本発明の要旨は、 (It”はj6族ジアミンから2個のアミノ基を除いた
残J、0 又は (R’は前記と同Q′&、Zは水素又は炭素数1〜5の
アルキル基) のいずれか、 A2は、 [式中、A1は、 (R’は芳香族テトラカルボン酸二無水物から2個の酸
無水物基を除去した残基)、 又は (Zは前記と同機a) のいずれか、 R′及びR′は前記と同意義、並びに nはO〜90の数であり、 なお、式中に存在するR1及びR1の少なくとら一方は
、 C− (Xは (Rrは炭素数1〜10のパーフルオロアルキル基、l
t’rは炭素数1〜12のパーフルオロアルキルJ、(
、pは炭素数■〜3の整数、qはθ〜3の整数、「はO
又はl、sはθ〜5の整数、tはθ〜5の整数)、 YはXと同、α義であるか又は水素原子、炭素数1〜8
のアルキル基又は炭素数1〜8のフルオロアルキル基を
表す。) を含む。コ で示される硬化型含フツ素ポリイミドに存する。
本発明の含フツ素ポリイミドは、式: %式% [上記式中、R1、R2、Z及びnは前記と同意義。コ
て示される含フツ素ポリイミドである。
(I−4) 本発明の含フツ素ポリイミド(+)の具体例は、本発明
の含フツ素ポリイミドの特徴は、その繰 り返し単位中の芳香環と芳香環の間に (X及びYは前記と同意a)で示される基を含む点にあ
る。
nが0である場合に、式(1−1)においてR4及びに
式(1−2)及び式(I 3)においてR2は、 また 口が0でない場合に、 R’及びR2の少な(とも 一方は、 主鎖に式: (X及びYは前記と同、@a)で示される基を含む。
R1であれば [上記式中、 nは前記と同意義。
] である。
であり、 R8であれば 置換基R1を具体的に例示すると、 ことができる。
また、 置換基R1を具体的に例示すると C(C113)2 C(CF+)を− 又は 5i(CII+)t− C,I+。
C,I+。
又は −C,11゜ C,11゜ C,l+、− )、 0−(CIL)、−0 (CIIJa  O− C11,− C(C113) ! − C(CF、)。
一8O1 Si(C1ls)を− )及び C− C(CI(s)t − 又は−S−> 等を挙 げろことができる。
含フッ素ポリイミ ド(1 1)は、 次の反応式に イミド化 従って調製できろ。
化合物(II+) 含フッ素ポリイミ ド(I l) nh<0でない場合 nl−1,N−R” NII。
(エヂニルアニリン) 含フッ素ポリイミ ド(I 2)及び(1 3)は、 次の反応式に従って調製できろ。
nが0でない場合 (n+1)・HEN N H。
+ 含フッ素ポリイミ ド(1 又は 含フッ素ポリイミ ド(1 又は 含フツ素ポリイミド(1−2) 含フツ素ポリイミド(1−3) 含フツ素ポリイミド(1−4)及び(1−58nが0の
もの)は、次の反応式に従って調製できる。
υ 一含フッ素ポリイミド(+−11)又は(1−5)含フ
ツ素ポリイミド(1−6)は、含フ・ソ素ポリイミド(
1−2)又は(1−3)の調製においてを混合して使用
することによって調製できる。
前記反応において、まず、アミド酸を調製する。
アミド酸の調製において溶媒を使用することが好ましい
。溶媒としては、例えば、テトラヒドロフラン、アセト
ン、ジオキサン、N−メチル−2ピロリドン、N、N−
ジメチルホルムアミド、N。
N−ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキシド、ジ
グライム、アセトニトリル、1.3−ジメチル−2−イ
ミダゾリジノン、m−キシレンへキサフルオライドなど
を使用ずろ。これら溶媒に加えて、ベンゼン、トルエン
、キシレンなどを併用ずろことら可能である。反応は、
通常、0〜150℃、好ましくは20〜100℃で、0
.1〜5時間行うことが好ましい。
次いで、イミド化反応により含フツ素ポリイミドを調製
する。イミド化反応において、脱水剤を使用して環化脱
水を行う。イミド化反応は触媒及び塩基の存在下に溶媒
中で行うことが好ましい。
脱水剤として、例えば、無水酢酸、五酸化ニリン(pt
os)、濃硫酸などを使用する。触媒として、例えば、
アルカリ土類金属の酸化物、鉄(II)又は(■1)、
ニッケル(]II、マンガン(n)又は(III)、銅
(1)又は(1)、コバルト([1)又は(III)の
炭酸塩、酢酸塩、リン酸塩、硫酸塩などを使用する。塩
基として、例えば、トリメデルアミン、トリエチルアミ
ン、トリエチルアミン、酢酸ナトリウムなどを使用する
。溶媒として、アミド酸の調製で使用した溶媒をそのま
ま使用することが好ましい。通常、脱水剤の量はアミド
酸に対して1〜20倍モル、触媒の;ilはアミド酸に
対してlXl0−”〜1×101モル%、塩基の槍はア
ミド酸に対して5〜150モル%である。イミド化反応
は、通常、100〜250℃、好ましくは120〜tS
O℃で、2〜211時間行うことが好ましい。
含フツ素ポリイミド(1−1)、(1−2)及び(+−
3)の硬化は、温度200〜500℃、好ましくは25
0〜400℃で0.1〜5時間、加熱することによって
行える。硬化面に、エチニル基又はエチレンゴミをaす
る化合物、例えば、アクリル系化合物、スチレン系化合
物、ビニルエーテル系化合物又はビニルエステル系化合
物を混合してもよい。含フツ素ポリイミド(1−2)及
び(I3)には、ジアミンを混合してもよい。
また、含フツ素ポリイミドに、充填剤、例えば、炭酸カ
ルシウム、ソリ力、アルミナ、チタニア、水酸化アルミ
ニウム、ケイ酸アルミニウム、ケイ酸ジルコニウム、ジ
ルコン、ガラス、タルク、マイカ、黒鉛、アルミニウム
、銅、鉄などの粉末状充填剤及び短繊維状充填剤を添加
してもよい。
含フツ素ポリイミドは、例えば、圧縮成形、トランスフ
ァー成形によって成形できる。充填剤を添加した場合に
成形が容易になる。また、含フツ素ポリイミドをワニス
としてコーティングすることも可能である。
本発明の含フツ素ポリイミドは、耐熱性及び耐湿性が要
求される種々の用途に使用できる。例えば、航空宇宙同
構造材用マトリックス樹脂、耐熱接着剤及び導電性接着
剤のベース樹脂、リジッド及びフレキシブルプリント基
板材、半導体素子などの電子部品におけろ封止材、パッ
シベーション膜、層間絶縁膜、α−線保護膜、外力に対
するデバイス表面の保護膜、ワイヤーボンディング部の
絶縁性及び機緘的?lli強材、イオン注入用及びリフ
トオフ用マスク(イ、液晶表示素子の配向膜、ガラスフ
ァイバー及びL EDなどの光部品の封止材及び保護コ
ート材、並びに太陽電池の保護膜等において使用できろ
[発明の効果] 本発明によれば、優れた耐熱性及び耐湿性並びに低屈折
率及び低誘電率を有ずろ硬化材料を与える含フツ素ポリ
イミドが得られる。
[実施例コ 以ドに、実施例を示し、本発明を具体的に説明°1)′
る。
実施例1 200mQ3つロフラスコに、式: %式%:7 で示される化合物32.89g(0,04モル)及びN
−メチルピロリドン(NMP)60−を加えて室温で撹
拌しながら、NMPI5m12に溶解したl。
3−ビス(3−アミノフェノキシ)ベンゼン(APB)
5.85g(0,02モル)をゆっくりと滴下した。
50℃で1時間撹拌した後、NMP6n+I2に希釈し
た3−アミノフェニルアセチレン(APA)5.04g
(0,043モル)を加えた。3つロフラスコを加熱し
、ベンゼンを加え、140℃で20時間加熱還流下、デ
ィーンスタークコンデンサーを用いて水分を除去した。
反応溶液を室温に戻し、エチルアルコール中に入れると
生成物が沈殿した。生成物を濾過後、更にエチルアルコ
ールで3回洗浄しNMPを除去した。エチルアルコール
を減圧留去した後、80℃で24時間減圧乾燥すると、
式: (nの平均値は1.0) で示される化合物32.43g(0,015モル:77
%収率)が得られた。nの数については、エル・バーン
ズ・ジュニア(L、r3arnes、Jr、)、アナリ
ティカル・ケミストリイ(Δna1. Chem、)、
 31 (3)。
405(1959)に従って末端アセチレンを定量する
ことにより求めた。
’It−NMR(CDCb/TMS)δ[ppm] :
 8 、 r〜G、7(m、32H)、3.11(s、
2II)、3 、0〜1 、6 (broad、 8 
H)。
I9F−NMR(CDCf23/TFA)δ[ppm]
 ニー 13.1(s、6F)、2.1(L、6F)、
35 、7 (broarl、 4 F )、43 、
0 (broad。
12F)、44 、1 (broad、 8 F)、4
7 、3 (broad、 4 F )。
IR,ν[cm−’]:3300,1780 1725
+585.1480.1430.13 75.1240 1200 1170 1140.1100.1010 98 0.910,870.840,790゜740.720
 710゜ 実施例2 200m(!3つロフラスコに、式: で示される化合物41.12g(0,05モル)、AP
A6.44g(0,055モル)及びNMP70m+2
ヲ加え、50℃で1時間撹拌した。3つロフラスコを更
に加熱し、トルエンを加えて、140℃で15時間加熱
還流下、ディーンスタークコンデンサーを用いて水分を
除去した。反応溶液を室温に戻し、エチルアルコールの
中に入れると生成物が次第に沈殿した。生成物を濾過後
、更にエチルアルコールで3回洗k、余分なNMPを除
去した。
エチルアルコールを減圧留去した後、80℃で24時間
減圧乾燥4°ると、式: で示される化合物34.30g(0,034モル:67
%収率)が得られた。
HNMrt(CDC12+/ ’I:MS)δ [pp
m] :  8  、 1〜7.2(n+、 l 4 
II)、3.11(s、2H)、3 、0〜1 、6 
(broad、 4 In。
”F−NMR(CI)C&3/TFA)δ[ppm]ニ
ー 13.1(s、3F)、2.1(L、3F)、35
 、8 (broad、 2 F )、43 、 I 
(br。
ad、 6 F )、44.0(broad、4 F)
、47 、3 (broad、 2 F )。
■11.ν[cm−’]:3300.1780.l72
0゜+600.1580.1480.14 30.1370,1230.+200゜+170.11
40.+100.10 05.970,785,740,710゜700゜ 実施例3 200m123つロフラスコに、式: で示される化合物43.56g(0,07モル)、AP
A8.79g(0,075モル)及びNMP80m12
を加え、50℃で1時間撹拌した。3つロフラスコを更
に加熱し、トルエンを加えて、140℃で20時間加熱
還流下、ディーンスタークコンデンサーを用いて水分を
除去した。反応溶液を室温に戻し、エチルアルコールの
中に入れると生成物が沈殿した。生成物を濾過後、更に
エチルアルコールで3回洗浄し、余分なNMPを除去し
た。エチルアルコールを減圧留去した後、80℃で24
時間減圧乾燥すると、式: で示される化合物41.33g(0,050モル、72
%収率)が得られた。
II  NMR(CDC123/TMS)δ[ppm]
 : 8 、1〜7.2(m、141−1)、 3.1
2(s、211)、  3 .0 〜1  、 6  
(broad、4 1−I)。
”F−NMfl(C1)C(!i/’l’FA)δ[p
pffl]ニー13.3(s、3F)、2.3(t、3
F)、35 、2 (broad、 2 F )、45
 、2 (broad。
2F)、47 、3 (broad、 2 F )。
I  n 、 Ll [clll−’コニ3300.l
  780,1720゜IGOo、1570,1540
,14 80.1430.+370.1235゜1200.11
70.1140.11 00.10 +0.970,870,790.740,
710,700゜ 実施例4 200mC5つロフラスコに、式: で示される化合物41.30g(0,06モル)、AP
A7.73(0,o66モル)及びNMP70m12を
加え、50℃で1時間撹拌した。3つロフラスコを更に
加熱し、トルエンを加えて、140℃で15時間加熱還
流下、ディーンスタークコンデンサーを用いて水分を除
去した。反応溶液を室温に戻し、エチルアルコールの中
に入れると生成物が沈澱した。生成物を濾過後、更にエ
チルアルコールで3回洗浄し余分なNMPを除去した。
エチルアルコールを減圧留去した後、80℃で24時間
減圧乾燥すると、式: て示される化合物39.69g(0,045モル;75
%収率)か得られた。
II−NMR(CDCf23/TMS)δ[ppm] 
: 8 、1〜7.1(n+、141−1)、3.11
(s、2■)、3 、0〜1 、6 (broad、 
41−1)。
’F−NMri(CI)C(!+/’rMS)δ[pp
m] ニー 12.2(s、3F)、2.9(t、3F
)、3゜1 (broad、 2 F )、−1,7(
d、3p)、51.3(broad、 l F)、52
.8(s2F)。
I n、ν[cm−’]:3300.1780,172
01600、+570,11180.1430.137
0.+230.1200゜11GO,+005,970
,840 750゜ 実施例5 500m124っロフラスコに式: で示される化合物35.62g(0,05モル)及びm
−キシレンへキサフルオリド(m−XI4F)I 50
mgを加え、50℃で撹拌しながら、m−XIIP15
0m12に溶解した無水マレイン酸12.7g(0,1
3モル)をゆっくりと滴下した。滴下後、50℃で30
分間撹拌し、ベンジルトリメチルアンモニウムクロリド
(BTMAC)0.5g、N1(OAc)t−4H!O
O,5g、6硫酸1.2mf2を加え、10時間加熱還
流下、ディーンスタークコンデンサーを用いて水分を除
去した。有機層をNatCO3水溶液で中和後、NaC
(!水溶液で2回洗浄し、無水NatSO4で乾燥後、
m−XI−IFを減圧留去すると、式: て示される化合物28.10g(0,032モル;64
%収率)が得られた。
[I  N M n (CD CI23/ T M S
 )δ[ppm] : 7 、43 (s、 8 II
)、6.88(s、4H)、3.0〜l 、 5 (b
road、 4 II)。
’F  NMR(CD CQ3/’r F A)δ[p
pm]ニー12.8(s、3F)、2.2(t、3F’
)、35゜9 (broad、 2 F )、43 、
1 (broad、 6 F)、43 、7 (bro
ad、 4 F’)、47.3(br。
ad、2F)。
In、ν[cm−’]:3500,1720.1610
゜1520.1400.+380.1200.1140
.1060.+020,1000.970,950,8
30,700゜実施例6 500m1211つロフラスコに、式:で示される化合
物35.62g(0,05モル)及び亀−XI(PL5
0m(を加え、50℃で撹拌しながら、m−XHFに溶
解した無水5−ノルボルネン−2,3〜ジカルボン酸2
1.3g(0,13モル)をゆっくりと滴下した。滴下
後、50℃で30分間撹拌し、B’rMAC0,5g、
N1(OAc)z・4)1゜00.5g、5硫酸1.2
m12を加え、10時間加熱還流下、ディーンスターク
コンデンザーを用いて水分を除去した。有機層をNa2
CO3水溶液で中和後、NaC+!水溶液で2回洗浄し
無水NatSO+で乾燥後、m−XtlFをS1圧留去
すると、式・9%収率)が得られた。
II  NMIZ(CDC&i/TMS)δ[ppm]
 : 7 、25 (q、811)、6.23(s、4
 H)、3.43 (m、 8 tl )、3.1−1
.6(broad、4II)、1 、7 (Q、 4 
N)。
’ P  N M R(CD CQ 3/ T M S
 )δ[ppm] ニー 13.0(s、3 F)、2
.z(t、3F’)、35 、8 (broad、 2
 F)、43 、1 (broad6F)、44.0(
broad、4 F)、47゜4 (broad、 2
 F )。
In、ν[cm−’]:3400.+710.1510
゜+ 375.1200.1170.1140 100
0.820,720.7006で示される化合物34.
66g(0,035モル二〇試験例 実施例1で得た含フツ素ポリイミド及び比較例1として
式 μmの切片を作成し、この切片を50±3℃の温度で2
4時間乾燥後、デシケータ−中で放冷してから秤111
ずろ。このときの重量をWlとする。次にこの切片を蒸
留水中に23±1℃の温度で24時間浸漬した後、水中
から取り出して水滴を布でふきとってから秤Mずろ。こ
のときの重量をW。
と4°ろ。そして吸水率Aを次の式によって算出する。
(nの平均値は10) で示される含フツ素ポリイミドの50重1%NMP溶液
を作り、ステンレス板にキャストした後、80℃で20
分間、150℃で20分間、250℃で1時間加熱し硬
化した。
得られた硬化樹脂について、次の物性値を測定した。
(1)吸水率 硬化樹脂から76.2mm X 25.4mIIIX 
50(2)屈折率 アツベ屈折計を用いて23℃で行った。
測定結果を第1表に示す。
第1表から、本発明の含フッ素ポリイミド樹脂の屈折率
が、 石英の屈折率(no′3=1 46)に近 いことがわかる。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、式: ▲数式、化学式、表等があります▼( I ) [式中、A^1は、 ▲数式、化学式、表等があります▼ (R^2は芳香族ジアミンから2個のアミノ基を除いた
    残基) 又は ▲数式、化学式、表等があります▼ (R^2は前記と同意義、Zは水素又は炭素数1〜5の
    アルキル基) のいずれか、 A^2は、 ▲数式、化学式、表等があります▼ (R^1は芳香族テトラカルボン酸二無水物から2個の
    酸無水物基を除去した残基)、 ▲数式、化学式、表等があります▼ 又は ▲数式、化学式、表等があります▼ (Zは前記と同意義) のいずれか、 R^1及びR^2は前記と同意義、並びに nは0〜90の数であり、 なお、式中に存在するR^1及びR^2の少なくとも一
    方は、 ▲数式、化学式、表等があります▼ (Xは ▲数式、化学式、表等があります▼ (Rfは炭素数1〜10のパーフルオロアルキル基、R
    ′fは炭素数1〜12のパーフルオロアルキル基、pは
    炭素数1〜3の整数、qは0〜3の整数、rは0又は1
    、sは0〜5の整数、tは0〜5の整数)、 YはXと同意義であるか又は水素原子、炭素数1〜8の
    アルキル基又は炭素数1〜8のフルオロアルキル基を表
    す。) を含む。] で示される硬化型含フッ素ポリイミド。
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