JPH0553819B2 - - Google Patents

Info

Publication number
JPH0553819B2
JPH0553819B2 JP59015995A JP1599584A JPH0553819B2 JP H0553819 B2 JPH0553819 B2 JP H0553819B2 JP 59015995 A JP59015995 A JP 59015995A JP 1599584 A JP1599584 A JP 1599584A JP H0553819 B2 JPH0553819 B2 JP H0553819B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
dianhydride
thermal decomposition
mol
temperature
tetracarboxylic dianhydride
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.)
Expired - Fee Related
Application number
JP59015995A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS60161429A (en
Inventor
Akira Toko
Toshiro Takeda
Naoji Takeda
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sumitomo Bakelite Co Ltd
Original Assignee
Sumitomo Bakelite Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sumitomo Bakelite Co Ltd filed Critical Sumitomo Bakelite Co Ltd
Priority to JP1599584A priority Critical patent/JPS60161429A/en
Publication of JPS60161429A publication Critical patent/JPS60161429A/en
Publication of JPH0553819B2 publication Critical patent/JPH0553819B2/ja
Granted legal-status Critical Current

Links

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

本発明は、ピロメリツト酸ジ無水物及びベンゾ
フエノンテトラカルボン酸ジ無水物とP−フエニ
レンジアミン及び4、4′−ジアミノジフエニルエ
ーテルとを原料とする耐熱性樹脂の製造方法に関
するものである。その目的とするところは、閉環
処理によりイミド化した硬化樹脂が著しく高い熱
分解開始温度を有しており、またポリイミド樹脂
としての耐摩耗性、耐薬品性、電気絶縁性、皮膜
性、機械特性、接着性、可撓性なども優れた、電
気絶縁材料、被覆剤、接着剤、塗料、成形品、積
層品、繊維あるいはフイルム材料などとして有用
な耐熱性樹脂を提供することにある。 従来、少くとも2個の炭素原子を含有するジア
ミンを、少くとも2個の炭素原子を含む4価の基
を含有し、しかもそのジ無水物基のカルボニル基
の精々2個が該4価の基の炭素原子のいずれか1
個の結合されているテトラカルボン酸ジ無水物と
反応せしめて、それによりポリアミツク酸生成物
を生成せしめ、ついでこのものを50℃より高い温
度に加熱して該ポリアミツク酸生成物をポリイミ
ドに変化せしめることによりポリイミド類を製造
することは良く知られたことである。また製造さ
れたポリイミド類は、ジアミン及びテトラカルボ
ン酸ジ無水物なる基からなる反覆単位を有するこ
とを特徴とし、更にまた、該ジアミン基が少くと
も2個の炭素原子を含む2価の基を含有し、且該
テトラカルボン酸ジ無水物基は少くとも2個の炭
素原子を含む2価の基を含有し、その際ジ無水物
基のカルボニル基の精々2個は4価の基の炭素原
子のいずれか1個に結合していることを特徴とし
ていることも公知である。更には又、テトラカル
ボン酸ジ無水物としてピロメリツト酸ジ無水物、
ベンゾフエノンテトラカルボン酸ジ無水物、2、
3、6、7−ナフタレンテトラカルボン酸ジ無水
物、3、3′、4、4′−ジフエニルテトラカルボン
酸ジ無水物、1、2、5、6−ナフタレンテトラ
カルボン酸ジ無水物、2、2′、3、3′−ジフエニ
ルテトラカルボン酸ジ無水物、2、2−ビス
(3、4−ジカルボキシジフエニル)プロパンジ
無水物、3、4、9、10−ペリレンテトラカルボ
ン酸ジ無水物、ビス(3、4−ジカルボキシジフ
エニル)エーテルジ無水物、エチレンテトラカル
ボン酸ジ無水物、ナフタレン−1、2、4、5−
テトラカルボン酸ジ無水物、ナフタレン−1、
4、5、8−テトラカルボン酸ジ無水物、デカヒ
ドロナフタレン−1、4、5、8−テトラカルボ
ン酸ジ無水物、4、8−ジメチル−1、2、3、
5、6、7−ヘキサヒドロナフタレン−1、2、
5、6−テトラカルボン酸ジ無水物、2、6−ジ
クロロナフタレン−1、4、5、8−テトラカル
ボン酸ジ無水物、2、7−ジクロロナフタレン−
1、4、5、8−テトラカルボン酸ジ無水物、
2、3、4、7−テトラクロロナフタレン−1、
4、5、8−テトラカルボン酸ジ無水物、フエナ
ンスレン−1、8、9、10−テトラカルボン酸ジ
無水物、シクロペンタン−1、2、3、4−テト
ラカルボン酸ジ無水物、ピロリジン−2、3、
4、5−テトラカルボン酸ジ無水物、ピラジン−
2、3、5、6−テトラカルボン酸ジ無水物、
2、2−ビス(2、5−ジカルボキシフエニル)
プロパンジ無水物、1、1、−ビス(2、3−ジ
カルボキシフエニル)エタンジ無水物、1、1−
ビス(3、4−ジカルボキシフエニル)エタンジ
無水物、ビス(2、3−ジカルボキシフエニル)
メタンジ無水物、ビス(3、4−ジカルボキシフ
エニル)メタンジ無水物、ビス(3、4、−ジカ
ルボキシフエニル)スルホンジ無水物、ベンゼン
−1、2、3、4−テトラカルボン酸ジ無水物、
1、2、3、4−ブタンテトラカルボン酸ジ無水
物、チオフエン−2、3、4、5−テトラカルボ
ン酸ジ無水物などどを使用し、またジアミンとし
てm−フエニレンジアミン、p−フエニレンジア
ミン、4、4′−ジアミノジフエニルプロパン、
4、4′−ジアミノジフエニルメタン、ベンジジ
ン、4、4′−ジアミノジフエニルスルフイド、
4、4′−ジアミノジフエニルスルホン、3、3′−
ジアミノジフエニルスルホン、4、4′−ジアミノ
ジフエニルエーテル、2、6−ジアミノピリジ
ン、ビス(4−アミノフエニル)ホスフインオキ
シド、ビス(4−アミノフエニル)−N−メチル
アミン、1、5−ジアミノナフタレン、3、3′−
ジメチル−4、4′−ジアミノビフエニル、3、
3′−ジメトキシベンジジン、2、4−ビス(β−
アミノ−t−ブチル)トルエン、ビス(p−β−
アミノ−t−ブチルフエニル)エーテル、p−ビ
ス(2−メチル−4−アミノペンチル)ベンゼ
ン、p−ビス(1、1−ジメチル−5−アミノペ
ンチル)ベンゼン、m−キシリレンジミアン、p
−キシリレンジアミン、ビス(p−アミノシクロ
ヘキシル)メタン、エチレンジアミン、プロピレ
ンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、ヘプタメ
チレンジアミン、オクタメチレンジアミン、ノナ
メチレンジアミン、デカメチレンジアミン、3−
メチルヘプタメチレンジアミン、4、4−ジメチ
ルヘプタメチレンジアミン、2、11−ジアミノド
デカン、1、2−ビス(3−アミノプロポキシ)
エタン、2、2−ジメチルプロピレンジアミン、
3−メトキシヘキサメチレンジアミン、2、5−
ジメチルヘキサメチレンジアミン、5−メチルノ
ナメチレンジアミン、1、4−ジアミノシクロヘ
キサン、1、12−ジアミノオクタデカン、2、5
−ジアミノ−1、3、4−オキサジアゾール、な
どを使用することも既に行なわれている。 しかしながら、エレクトロニクス、OA機器、
ロボツト、原子力、航空・宇宙その他いわゆる先
端技術産業分野では、機器の高集積化や軽薄短小
化あるいは苛酷な使用環境下での超精密性などが
強く求められはじめこれに使用するポリイミド樹
脂にもより高い耐熱性が強く要求されてきたが、
480℃以上の熱分解開始温度を有するものは、従
来全く見い出されていなかつた。例えば、Du
Pont社(米国)製ポリイミド樹脂ワニスPyre
MLの硬化物の熱分解開始温度は400℃しかない。 本発明者等は、ポリイミド樹脂の優れた諸特性
を保持したまま、熱分解開始温度を480℃以上に
向上せしめる事を目的に鋭意研究の結果、ピロメ
リツト酸ジ無水物99〜80モル%及びベンゾフエノ
ンテトラカルボン酸ジ無水物1〜20モル%とP−
フエニレンジアミン99〜60モル%及び4、4′−ジ
アミノジフエニルエーテル1〜40モル%を、無水
の条件下に、不活性ガス雰囲気中、有機極性溶媒
中で、0〜100℃で反応させた、ポリアミツク酸
生成物の固有粘度が0.5〜2.5で、イミド化後の硬
化物の熱分解開始温度が480〜580℃の高耐熱ポリ
イミド樹脂が得られるという全く新しい事実を見
い出し本発明を完成するに到つたものである。 即ち本発明の特徴は、熱分解開始温度に及ぼす
諸要因につき詳細に検討の結果、樹脂構造と共に
樹脂重合度が著しく大きな影響を及ぼしていると
いう新たな知見を得てなされたものである。これ
までにも耐熱性向上の為の努力は種々行なわれて
きた。即ちその第一の方法は、樹脂に含まれる結
合の安定性、言いかえれば結合のエネルギーを出
来るだけ大きくする事である。単結合のみからな
る脂肪族鎖樹脂の耐熱性は著しく悪い。これは単
結合の結合エネルギーが例えばC−C(80Kcal/
mol)、C−N(62Kcal/mol)と小さい為であ
る。一方、二重結合、三重結合の結合エネルギー
は例えばC=C(142Kcal/mol)、C≡C
(186Kcal/mol)、C=N(121Kcal/mol)、C≡
N(191Kcal/mol)とはるかに大きい。従つて耐
熱性を高める為には樹脂の主鎖中に多重結合や芳
香族環などを導入することである。芳香族環や複
素環などは共鳴により安定化を受けている為、よ
り一層耐熱性の向上には有利であると考えられ
る。 第二の方法は樹脂の主鎖中に対称性のよい芳香
族環を導入し融点やガラス転移点を高くすること
である。一般に融点(以下Tmという)と融解の
エンタルピー(以下△Hmという)及び融解のエ
ントロピー(以下△Smという)との間にはTm
=△Hm/△Smの関係がある。ここで△Hmは
分子間力に、△Smは主として分子の屈曲性や対
称性に関係した量である。Tmは△Hmよりも△
Smにより大きく左右されることが多く、樹脂の
主鎖にパラ結合芳香環が多いほど△Smが小さく
なりTmが高くなることがわかつている。即ち耐
熱性を向上させるには対称性のよい芳香族環を導
入することが必要となる。この様に耐熱性向上の
域の理論付けはほぼ完成し耐熱性樹脂の分子構造
もこれにのつとつて設計されてきた。ところがこ
こで言う耐熱性は、いわゆる熱分解温度であり、
分解が激しくおこる温度についての研究が主であ
つた。本発明において問題にしているのは従来か
らの熱分解温度ではなく、熱分解開始温度であ
り、分解がはじまる温度である。これについては
今まであまり研究されてきた例はない。 本発明者らは熱分解温度と熱分解開始温度につ
いて詳細に検討した結果、熱分解温度が高いもの
が必ずしも熱分解開始温度が高いとは限らないと
いう知見を得た。勿論耐熱性向上の為には理論に
基づく分子設計が基本であり分子構造の効果が最
も大きい事は明らかであるその上で、熱分解開始
温度に及ぼす要因として樹脂重合度が著しく大き
いことを発見した。即ち樹重合度が小さいほど熱
分解開始温度が高いという全く新しい知見であ
る。一般に樹脂重合度が大きいほど熱分解温度は
高くなり理論的にもこれは明らかである。ところ
が熱分解開始温度は逆に低くなるという事実はこ
れまで知られていなかつた。 ここに云う熱分解開始温度とは、示差熱天秤分
析法で加熱により減量がはじまる温度を指す。熱
分解開始温度が低くなる理由は明確ではないが、
分子構造的に結合エネルギーが弱い側鎖官能基、
あるいは主鎖でも単結合部分が切れるという本来
の熱分解の他に、ポリアミツク酸を加熱等の方法
により閉環処理する際に生成する水などの揮発性
成分あるいは未反応原料や残留溶剤が重合度が大
きな樹脂では、一般に溶融粘度が高い為に揮散で
きずに硬化樹脂中にとじ込められてしまう為では
ないかと考えられる。樹脂重合度は、主として、
原料であるテトラカルボン酸ジ無水物とジアミン
の仕込モル比によつて決定され、モル比が1に近
づくほど高くなるが、モル比が一定でも、反応の
諸条件例えば原料純度、含水量、反応温度、反応
時間、反応停止剤量、反応溶媒系などで調整する
ことができる。 本発明の方法は、ピロメリツト酸ジ無水物99〜
80モル%及びベンゾフエノンテトラカルボン酸ジ
無水物1〜20モル%とP−フエニレンジアミン99
〜60モル%及び4、4′−ジアミノジフエニルエー
テル1〜40モル%を、無水の条件下に、不活性ガ
ス雰囲気中、有機極性溶媒中で、0〜100℃で反
応させた、ポリアミツク酸生成物の固有粘度が
0.5〜2.5で、イミド化後の硬化物の熱分解開始温
度が480〜580℃の耐熱性樹脂の製造方法である。
本発明におけるピロメリツト酸ジ無水物は、熱分
解開始温度を高める効果を有するものである。ピ
ロメリツト酸ジ無水物の割合が高いほど熱分解開
始温度は高くなるが、樹脂としては剛直になつて
くる。 本発明におけるベンゾフエノンテトラカルボン
酸ジ無水物は、樹脂の剛直性を改善する効果を有
するものである。 ベンゾフエノンテトラカルボン酸ジ無水物の割
合が高いほど剛直性は改善されるが、目的とする
熱分解開始温度が低下する為、ピロメリツト酸ジ
無水物が80モル%以上に対し、ベンゾフエノンテ
トラカルボン酸ジ無水物は20モル%以下であるこ
とが好ましい。 本発明におけるP−フエニレンジアミンは熱分
解開始温度を高める効果を有するものである。 樹脂中に占めるジアミン成分中の4、4′−ジア
ミノジフエニルエーテルの割合が高いほど剛直性
は改善されるが目的とする熱分解開始温度が低下
する為、P−フエニレンジアミンが60モル%以上
に対し4、4′−ジアミノジフエニルエーテルは40
モル%以下であることが好ましい。 本発明における反応系の溶媒はその官能基がピ
ロメリツト酸ジ無水物及びベンゾフエノンテトラ
カルボン酸ジ無水物、又は、P−フエニレンジア
ミン及び4、4′−ジアミノジフエニルエーテルと
反応しないダイポールモーメントを有する有機極
性溶媒である。系に対し不活性であり、かつ生成
物に対して溶媒であること以外に、この有機極性
溶媒は反応成分の少なくとも一方、好ましくは両
者に対して溶媒でなければならない。この種の溶
媒として代表的なものは、N、N−ジメチルホル
ムアミド、N、N−ジメチルアセトアミド、N、
N−ジエチルホルムアミド、N、N−ジエチルア
セトアミド、N、N−ジメチルメトキシアセトア
ミド、ジメチルスルホキシド、ヘキサメチルフオ
スホアミド、N−メチル−2−ピロリドン、ピリ
ジン、ジメチルスルホン、テトラメチレンスルホ
ン、ジメチルテトラメチレンスルホンなどがあり
これらの溶媒は単独であるいは組合せて使用され
る。この他にも溶媒として組合せて用いられるも
のとしてベンゼン、ベンゾニトリル、ジオキサ
ン、ブチロラクトン、キシレン、トルエン、シク
ロヘキサンなどの非溶媒が、原料の分散媒、反応
調節剤、あるいは生成物からの溶媒の揮散調節
剤、皮膜平滑剤などとして使用される。 本発明は一般に無水の条件下で行う事が好まし
い。これはピロメリツト酸ジ無水物及びベンゾフ
エノンテトラカルボン酸ジ無水物が水により開環
し不活性化し反応を停止させる恐れがある為であ
る。この為仕込原料中の水分も溶媒中の水分も除
去する必要がある。しかし一方反応の進行を調節
し樹脂重合度をコントロールする為にあえて水を
添加することも行なわれる。 また本発明は不活性ガス雰囲気中で行なわれる
事が好ましい。これはP−フエニレンジアミン及
び4、4′−ジアミノジフエニルエーテルの酸化を
防止する為である。不活性ガスとしては一般に乾
燥窒素ガスが使用される。 本発明における反応の方法は次の様な種々の方
法で行なわれる。 ジアミンとテトラカルボン酸ジ無水物を予め
混合しその混合物を少量づつ、有機溶媒中に撹
拌しながら添加する。この方法は、ポリイミド
樹脂の様な発熱反応においては比較的有利であ
る。 これとは逆に、ジアミンとテトラカルボン酸
ジ無水物の混合物に、撹拌しながら、溶剤を添
加する方法もある。 一般によく行なわれる方法はジアミンだけを
溶剤にとかしておき、これに反応速度をコント
ロールできる割合でテトラカルボン酸ジ無水物
を加える方法である。 またジアミンとテトラカルボン酸ジ無水物を
別々に溶剤にとかしておき、ゆつくりと反応器
中で二つの溶液を加える事もできる。 更には予めジアミン過剰のポリアミツク酸生
成物とテトラカルボン酸ジ無水物過剰のポリア
ミツク酸生成物を作つておき、これを反応器中
で更に反応させる事もできる。反応の温度は0
〜100℃が好ましい。0℃以下だと反応の速度
がおそく、100℃以上であると生成したポリア
ミツク酸が徐々に閉環反応を開始する為であ
る。通常、反応は20℃前後で行なわれ、発熱反
応である為冷却が必要である。ポリアミツク酸
の重合度は計画的にコントロールできる。テト
ラカルボン酸ジ無水物とジアミンとが等モルに
近いほど重合度は大きくなる。いずれか一方の
原料が5%以上多くなると重合度は著しく低下
する。通常一方の原料を1〜3%多く用いる事
が、作業性・加工性の上でよく行なわれる。重
合度をコントロールする為に、フタル酸無水物
やアニリンで末端封鎖したり、水を添加して酸
無水物基の一方を開環し不活性化する事もでき
る。 本発明におけるポリアミツク酸生成物の固有粘
度は0.5〜2.5が好ましい。0.5より低いと熱分解開
始温度の向上には良いが、熱分解温度は低目とな
り、皮膜形成性も低下する。2.5より高いと、皮
膜成形性の優れたものとなるが、熱分解開始温度
が低下する。 本発明の方法により製造されたポリアミツク酸
生成物は、使用するにあたつて各種のシランカツ
プリング剤、ボランカツプリング剤、チタネート
系カツプリング剤、アルミニウム系カツプリング
剤その他キレート系の接着性・密着性向上剤や各
種溶剤、フローエージエントを加えてもよく、又
これらに加えて通常の酸硬化剤、アミン硬化剤、
ポリアミド硬化剤及びイミダゾール、3級アミン
等の硬化促進剤の少量を加えてもよく、又ポリサ
ルフアイド、ポリエステル、低分子エポキシ等の
可撓性賦与剤及び粘度調整剤、タルク、クレー、
マイカ、長石粉末、石英粉末、酸化マグネシウム
等の充填剤、カーボンブラツク、フエロンシアニ
ンブルー等の着色剤、テトラブロモフエニルメタ
ン、トリブチルフオスフエート等の難燃剤、三酸
化アンチモン、メタホ−酸バリウム等の難燃助剤
の少量を加えてもよく、これらを添加する事によ
り多くの用途が開かれる。 本発明が用いれる用途を具体的にあげると、先
ず、各種電子機材の表面を保護するコート用塗膜
として、又その上に多層配線を行う耐熱絶縁膜と
して用いられる。例えば半導体、トランジスタ
ー、リニア−IC、ハイブリツドIC、発光ダイオ
ード、LSI、超LSI等の電子回路用配線構造体で
ある。更にその他の用途として各種材料の耐熱性
の付与マイクロ波の防止、放射線の防止用として
も用いられる。例えばコンピユーター等の導波
管、原子力機器、レントゲン機器の内装材等であ
る。次に高温用のコーテイングワニスとして、電
線被覆、マグネツトワイヤ、各種電気部品の浸漬
コーテイング、金属部品の保護コーテイングなど
として用いられると共に含浸ワニスとしても、ガ
ラスクラス、溶融石英クロス、グラフアイト繊維
やポロン繊維の含浸に使用し、レーダードーム、
プリント基板、放射性廃棄物収納容器、タービン
翼、高温性能とすぐれた電気特性を要する宇宙船
その他の構造部分に使われる。また成形材料とし
ても、グラフアイト粉末、グラフアイト繊維、二
硫化モリブデンやポリ四フツ化エチレンを添加
し、自己潤滑性の摺動面の製作に用い、ピストン
リング、弁座、ベアリング、シール用などに用い
られまた、ガラス繊維、グラフアイト繊維やボロ
ン繊維を添加して、ジエツトエンジン部品、高強
度の構造用成形部品などが作られる。更には高温
用接着剤としても、電気回路部品の接着や宇宙船
の構造部品の接着用に用いられる。 以下実施例により本発明を説明する。 実施例 1 温度計、撹拌機及び乾燥窒素ガス吹込口を備え
た4ツ口フラスコに、第1表に記載の、精製した
無水のジアミン1モルをとり、これに、無水の
N、N−ジメチルアセトアミド95%、と無水のジ
アセトンアルコール5%の混合溶剤を、全仕込原
料中の固形分割合が15%になるだけの量、加え
て、溶解した。次いで第1表に記載の、精製した
無水のテトラカルボン酸ジ無水物1モルを、撹拌
下に少量ずつ添加し、その間、約15℃の冷水を循
環させて急激な発熱反応を外部より冷却した。添
加後、内部温度を20℃に設定し10時間撹拌を続け
て反応を進めたが、反応系の粘度は次第に増加す
る。この途中で、次々にサンプリングを行ない下
記方法によりその特性を把握した。即ち採取した
サンプルの一部を水に注ぎ、ポリアミツク酸を沈
澱させ濾過後減圧乾燥した。生成物0.5gをN−
メチル−2−ピロリドン100mlに溶解しウベロー
デ型毛細管粘度計で、温度30℃にてその固有粘度
を測定した。更に採取したサンプルの他の一部を
N−メチル−2−ピロリドンで5%濃度に希釈
し、ホイラーを150rpm/分で回転させながらガ
ラス板にキヤストする。これを減圧下で80℃次い
で150℃、250℃、350℃と各時間で30分間ずつ順
次に加熱していくと脱水閉環してイミド化し、厚
さ2〜3μのフイルムが出来上る。示差熱天秤分
析装置を用い空気中昇温速度5℃/分で、フイル
ムの熱分解開始温度及び熱分解温度を測定した。
結果を第1表に示す。
The present invention relates to a method for producing a heat-resistant resin using pyromellitic dianhydride, benzophenonetetracarboxylic dianhydride, P-phenylene diamine, and 4,4'-diaminodiphenyl ether as raw materials. . The purpose of this is that the cured resin that has been imidized through ring-closing treatment has a significantly high thermal decomposition onset temperature, and that it has the same wear resistance, chemical resistance, electrical insulation, film properties, and mechanical properties as a polyimide resin. The object of the present invention is to provide a heat-resistant resin that has excellent adhesive properties, flexibility, etc., and is useful as an electrical insulating material, a coating, an adhesive, a paint, a molded product, a laminate, a fiber, or a film material. Conventionally, diamines containing at least two carbon atoms have been used to prepare diamines containing a tetravalent group containing at least two carbon atoms, and in which at most two of the carbonyl groups of the dianhydride group are Any one of the carbon atoms in the group
reacting with the attached tetracarboxylic dianhydride, thereby forming a polyamic acid product, which is then heated to a temperature above 50°C to convert the polyamic acid product to a polyimide. It is well known that polyimides can be prepared by The produced polyimides are characterized in that they have repeating units consisting of diamine and tetracarboxylic dianhydride groups, and furthermore, the diamine group has a divalent group containing at least two carbon atoms. and the tetracarboxylic dianhydride group contains a divalent group containing at least 2 carbon atoms, in which case at most two of the carbonyl groups of the dianhydride group are carbon atoms of the tetravalent group. It is also known that it is characterized by being bonded to any one of the atoms. Furthermore, as the tetracarboxylic dianhydride, pyromellitic dianhydride,
Benzophenonetetracarboxylic dianhydride, 2,
3,6,7-naphthalenetetracarboxylic dianhydride, 3,3',4,4'-diphenyltetracarboxylic dianhydride, 1,2,5,6-naphthalenetetracarboxylic dianhydride, 2 , 2',3,3'-diphenyltetracarboxylic dianhydride, 2,2-bis(3,4-dicarboxydiphenyl)propane dianhydride, 3,4,9,10-perylenetetracarboxylic dianhydride Anhydride, bis(3,4-dicarboxydiphenyl)ether dianhydride, ethylenetetracarboxylic dianhydride, naphthalene-1,2,4,5-
Tetracarboxylic dianhydride, naphthalene-1,
4,5,8-tetracarboxylic dianhydride, decahydronaphthalene-1,4,5,8-tetracarboxylic dianhydride, 4,8-dimethyl-1,2,3,
5,6,7-hexahydronaphthalene-1,2,
5,6-tetracarboxylic dianhydride, 2,6-dichloronaphthalene-1,4,5,8-tetracarboxylic dianhydride, 2,7-dichloronaphthalene-
1,4,5,8-tetracarboxylic dianhydride,
2,3,4,7-tetrachloronaphthalene-1,
4,5,8-tetracarboxylic dianhydride, phenanthrene-1,8,9,10-tetracarboxylic dianhydride, cyclopentane-1,2,3,4-tetracarboxylic dianhydride, pyrrolidine- 2, 3,
4,5-tetracarboxylic dianhydride, pyrazine-
2,3,5,6-tetracarboxylic dianhydride,
2,2-bis(2,5-dicarboxyphenyl)
Propane dianhydride, 1,1,-bis(2,3-dicarboxyphenyl)ethane dianhydride, 1,1-
Bis(3,4-dicarboxyphenyl)ethane dianhydride, bis(2,3-dicarboxyphenyl)
Methane dianhydride, bis(3,4-dicarboxyphenyl)methane dianhydride, bis(3,4,-dicarboxyphenyl)sulfone dianhydride, benzene-1,2,3,4-tetracarboxylic dianhydride thing,
1,2,3,4-butanetetracarboxylic dianhydride, thiophene-2,3,4,5-tetracarboxylic dianhydride, etc. are used, and diamines such as m-phenylenediamine and p-phenylenediamine are used. Nylene diamine, 4,4'-diaminodiphenylpropane,
4,4'-diaminodiphenylmethane, benzidine, 4,4'-diaminodiphenyl sulfide,
4,4'-diaminodiphenylsulfone, 3,3'-
Diaminodiphenyl sulfone, 4,4'-diaminodiphenyl ether, 2,6-diaminopyridine, bis(4-aminophenyl)phosphine oxide, bis(4-aminophenyl)-N-methylamine, 1,5-diaminonaphthalene , 3, 3'-
dimethyl-4,4'-diaminobiphenyl, 3,
3'-dimethoxybenzidine, 2,4-bis(β-
Amino-t-butyl)toluene, bis(p-β-
Amino-t-butylphenyl) ether, p-bis(2-methyl-4-aminopentyl)benzene, p-bis(1,1-dimethyl-5-aminopentyl)benzene, m-xylylene dimian, p
-xylylenediamine, bis(p-aminocyclohexyl)methane, ethylenediamine, propylenediamine, hexamethylenediamine, heptamethylenediamine, octamethylenediamine, nonamethylenediamine, decamethylenediamine, 3-
Methylheptamethylenediamine, 4,4-dimethylheptamethylenediamine, 2,11-diaminododecane, 1,2-bis(3-aminopropoxy)
Ethane, 2,2-dimethylpropylenediamine,
3-methoxyhexamethylene diamine, 2,5-
Dimethylhexamethylenediamine, 5-methylnonamethylenediamine, 1,4-diaminocyclohexane, 1,12-diaminooctadecane, 2,5
-diamino-1,3,4-oxadiazole, etc. have also already been used. However, electronics, OA equipment,
In the fields of robotics, nuclear power, aerospace, and other so-called advanced technology industries, there is a strong demand for equipment to be highly integrated, lighter, thinner, and smaller, and ultra-precise in harsh operating environments. There has been a strong demand for high heat resistance,
Until now, nothing had been found that had a thermal decomposition onset temperature of 480°C or higher. For example, Du
Polyimide resin varnish Pyre manufactured by Pont (USA)
The thermal decomposition onset temperature of cured ML is only 400℃. The present inventors have conducted intensive research with the aim of increasing the thermal decomposition initiation temperature to 480°C or higher while maintaining the excellent properties of polyimide resin. 1 to 20 mol% of phenotetracarboxylic dianhydride and P-
99-60 mol% of phenylene diamine and 1-40 mol% of 4,4'-diaminodiphenyl ether are reacted under anhydrous conditions in an inert gas atmosphere in an organic polar solvent at 0-100°C. In addition, they discovered a completely new fact that a polyamic acid product with an intrinsic viscosity of 0.5 to 2.5 and a highly heat-resistant polyimide resin having a thermal decomposition initiation temperature of a cured product after imidization of 480 to 580°C was discovered, and the present invention was completed. This is what we have reached. That is, the present invention is characterized by the fact that, as a result of a detailed study of the various factors that affect the thermal decomposition initiation temperature, new findings have been obtained that, together with the resin structure, the resin polymerization degree has a significantly large effect. Various efforts have been made to improve heat resistance. That is, the first method is to increase the stability of the bonds contained in the resin, or in other words, the energy of the bonds as much as possible. The heat resistance of aliphatic chain resins consisting only of single bonds is extremely poor. This means that the bond energy of a single bond is, for example, C-C (80Kcal/
mol) and C-N (62 Kcal/mol). On the other hand, the bond energies of double bonds and triple bonds are, for example, C=C (142Kcal/mol), C≡C
(186Kcal/mol), C=N (121Kcal/mol), C≡
N (191 Kcal/mol) is much larger. Therefore, in order to improve heat resistance, it is necessary to introduce multiple bonds, aromatic rings, etc. into the main chain of the resin. Since aromatic rings and heterocycles are stabilized by resonance, they are considered to be advantageous in further improving heat resistance. The second method is to introduce an aromatic ring with good symmetry into the main chain of the resin to increase the melting point and glass transition point. Generally, there is a difference between the melting point (hereinafter referred to as Tm), the enthalpy of melting (hereinafter referred to as △Hm), and the entropy of melting (hereinafter referred to as △Sm).
There is a relationship of =△Hm/△Sm. Here, △Hm is a quantity related to intermolecular force, and △Sm is a quantity mainly related to the bendability and symmetry of molecules. Tm is △ than △Hm
It is known that it is largely influenced by Sm, and that the more para-bonded aromatic rings there are in the main chain of the resin, the smaller ΔSm and the higher Tm. That is, in order to improve heat resistance, it is necessary to introduce an aromatic ring with good symmetry. In this way, the theory of improving heat resistance has almost been completed, and the molecular structure of heat-resistant resins has been designed based on this theory. However, the heat resistance referred to here is the so-called thermal decomposition temperature,
Most of the research focused on the temperature at which decomposition occurs violently. In the present invention, the problem is not the conventional thermal decomposition temperature, but the thermal decomposition initiation temperature, which is the temperature at which decomposition begins. Until now, there has not been much research on this subject. As a result of detailed study of the thermal decomposition temperature and the thermal decomposition start temperature, the present inventors have found that a material having a high thermal decomposition temperature does not necessarily have a high thermal decomposition start temperature. Of course, in order to improve heat resistance, molecular design based on theory is fundamental, and it is clear that the molecular structure has the greatest effect.On top of that, we discovered that the degree of resin polymerization is a significant factor affecting the thermal decomposition initiation temperature. did. In other words, this is a completely new finding that the smaller the degree of tree polymerization, the higher the thermal decomposition initiation temperature. Generally, the higher the resin polymerization degree, the higher the thermal decomposition temperature, and this is theoretically clear. However, it was not known until now that the temperature at which thermal decomposition begins decreases. The thermal decomposition initiation temperature referred to herein refers to the temperature at which weight loss begins due to heating as determined by differential thermal balance analysis. Although the reason for the lower thermal decomposition onset temperature is not clear,
Side chain functional groups with weak binding energy in molecular structure,
Alternatively, in addition to the natural thermal decomposition in which single bonds are broken in the main chain, volatile components such as water, unreacted raw materials, and residual solvents generated when polyamic acid is ring-closing by methods such as heating may reduce the degree of polymerization. It is thought that this is because large resins generally have high melt viscosity, so they cannot be volatilized and are trapped in the cured resin. The degree of resin polymerization is mainly determined by
It is determined by the molar ratio of the raw materials, tetracarboxylic dianhydride and diamine, and increases as the molar ratio approaches 1, but even if the molar ratio is constant, reaction conditions such as raw material purity, water content, reaction It can be adjusted by adjusting the temperature, reaction time, amount of reaction terminator, reaction solvent system, etc. The method of the present invention comprises pyromellitic dianhydride 99-
80 mol% and 1-20 mol% of benzophenonetetracarboxylic dianhydride and P-phenylenediamine99
~60 mol% and 1 to 40 mol% of 4,4'-diaminodiphenyl ether are reacted under anhydrous conditions in an inert gas atmosphere in an organic polar solvent at 0 to 100°C. The intrinsic viscosity of the product is
0.5 to 2.5, and the thermal decomposition initiation temperature of the cured product after imidization is 480 to 580°C.
The pyromellitic dianhydride in the present invention has the effect of increasing the thermal decomposition initiation temperature. The higher the proportion of pyromellitic dianhydride, the higher the temperature at which thermal decomposition begins, but the resin becomes more rigid. The benzophenonetetracarboxylic dianhydride in the present invention has the effect of improving the rigidity of the resin. The higher the proportion of benzophenone tetracarboxylic dianhydride, the better the rigidity will be, but the target thermal decomposition initiation temperature will be lower. The content of tetracarboxylic dianhydride is preferably 20 mol% or less. P-phenylenediamine in the present invention has the effect of increasing the thermal decomposition initiation temperature. The higher the proportion of 4,4'-diaminodiphenyl ether in the diamine component in the resin, the better the rigidity will be, but the target thermal decomposition initiation temperature will be lower, so P-phenylenediamine should be 60 mol%. On the other hand, 4,4'-diaminodiphenyl ether is 40
It is preferably less than mol%. The solvent of the reaction system in the present invention has a dipole moment whose functional group does not react with pyromellitic dianhydride and benzophenonetetracarboxylic dianhydride, or with P-phenylene diamine and 4,4'-diaminodiphenyl ether. It is an organic polar solvent with In addition to being inert to the system and solvent to the product, the organic polar solvent must be solvent to at least one, preferably both, of the reaction components. Typical solvents of this type include N,N-dimethylformamide, N,N-dimethylacetamide, N,
N-diethylformamide, N,N-diethylacetamide, N,N-dimethylmethoxyacetamide, dimethylsulfoxide, hexamethylphosphamide, N-methyl-2-pyrrolidone, pyridine, dimethylsulfone, tetramethylenesulfone, dimethyltetramethylenesulfone These solvents may be used alone or in combination. In addition, non-solvents such as benzene, benzonitrile, dioxane, butyrolactone, xylene, toluene, and cyclohexane are used in combination as solvents, and can be used as dispersion media for raw materials, reaction regulators, or to control the volatilization of solvents from products. It is used as a coating agent, film smoothing agent, etc. It is generally preferred that the present invention be carried out under anhydrous conditions. This is because pyromellitic dianhydride and benzophenonetetracarboxylic dianhydride are ring-opened by water and may be inactivated to stop the reaction. For this reason, it is necessary to remove both the moisture in the raw materials and the moisture in the solvent. However, in order to adjust the progress of the reaction and control the degree of resin polymerization, water is sometimes intentionally added. Further, the present invention is preferably carried out in an inert gas atmosphere. This is to prevent oxidation of P-phenylenediamine and 4,4'-diaminodiphenyl ether. Dry nitrogen gas is generally used as the inert gas. The reaction in the present invention can be carried out in the following various ways. The diamine and the tetracarboxylic dianhydride are mixed in advance, and the mixture is added little by little to the organic solvent while stirring. This method is relatively advantageous in exothermic reactions such as those for polyimide resins. Conversely, there is also a method of adding a solvent to a mixture of diamine and tetracarboxylic dianhydride while stirring. A commonly used method is to dissolve only the diamine in a solvent and add tetracarboxylic dianhydride to it in a proportion that allows the reaction rate to be controlled. It is also possible to dissolve the diamine and the tetracarboxylic dianhydride separately in a solvent and slowly add the two solutions in a reactor. Furthermore, it is also possible to prepare in advance a polyamic acid product containing an excess of diamine and a polyamic acid product containing an excess of tetracarboxylic dianhydride, and then further react them in a reactor. The temperature of the reaction is 0
~100°C is preferred. This is because if the temperature is below 0°C, the reaction rate is slow, and if it is above 100°C, the produced polyamic acid gradually starts the ring-closing reaction. Usually, the reaction is carried out at around 20°C, and as it is an exothermic reaction, cooling is required. The degree of polymerization of polyamic acid can be controlled in a planned manner. The closer the moles of tetracarboxylic dianhydride and diamine are to equimolar, the higher the degree of polymerization becomes. When the amount of either raw material increases by 5% or more, the degree of polymerization decreases significantly. Generally, it is common practice to use 1 to 3% more of one raw material in terms of workability and processability. In order to control the degree of polymerization, it is also possible to end-block with phthalic anhydride or aniline, or add water to ring-open one of the acid anhydride groups to inactivate it. The polyamic acid product according to the invention preferably has an intrinsic viscosity of 0.5 to 2.5. If it is lower than 0.5, it is good for improving the thermal decomposition start temperature, but the thermal decomposition temperature becomes low and the film forming property also decreases. If it is higher than 2.5, the film will have excellent formability, but the temperature at which thermal decomposition starts will decrease. When used, the polyamic acid product produced by the method of the present invention has the adhesion and adhesion properties of various silane coupling agents, borane coupling agents, titanate coupling agents, aluminum coupling agents, and other chelate coupling agents. Improvers, various solvents, and flow agents may be added, and in addition to these, ordinary acid curing agents, amine curing agents,
Small amounts of polyamide curing agents and curing accelerators such as imidazole and tertiary amines may be added, as well as flexibility agents and viscosity modifiers such as polysulfides, polyesters, low molecular weight epoxies, talc, clay, etc.
Fillers such as mica, feldspar powder, quartz powder, and magnesium oxide, colorants such as carbon black and ferroncyanine blue, flame retardants such as tetrabromophenylmethane and tributyl phosphate, antimony trioxide, and barium metaphoate. Small amounts of flame retardant aids, such as, may also be added, and the addition of these opens up many applications. Specifically, the present invention is used as a coating film for protecting the surfaces of various electronic equipment, and as a heat-resistant insulating film for forming multilayer wiring thereon. For example, it is a wiring structure for electronic circuits such as semiconductors, transistors, linear ICs, hybrid ICs, light emitting diodes, LSIs, and super LSIs. Furthermore, it is used for other purposes such as imparting heat resistance to various materials, preventing microwaves, and preventing radiation. Examples include waveguides for computers, nuclear equipment, interior materials for X-ray equipment, etc. Next, it is used as a high-temperature coating varnish, such as electric wire coating, magnet wire, dipping coating for various electrical parts, and protective coating for metal parts.It is also used as an impregnating varnish for glass class, fused silica cloth, graphite fiber, and poron. Used for fiber impregnation, radar dome,
Used in printed circuit boards, radioactive waste containers, turbine blades, spacecraft and other structures that require high-temperature performance and excellent electrical properties. In addition, as a molding material, graphite powder, graphite fiber, molybdenum disulfide, and polytetrafluoroethylene are added and used to produce self-lubricating sliding surfaces, such as piston rings, valve seats, bearings, seals, etc. It is also used to make jet engine parts, high-strength structural molded parts, etc. by adding glass fiber, graphite fiber, or boron fiber. Furthermore, it is used as a high-temperature adhesive for bonding electrical circuit parts and structural parts of spacecraft. The present invention will be explained below with reference to Examples. Example 1 1 mole of purified anhydrous diamine listed in Table 1 was placed in a 4-necked flask equipped with a thermometer, a stirrer, and a dry nitrogen gas inlet, and anhydrous N,N-dimethyl was added to this. A mixed solvent of 95% acetamide and 5% anhydrous diacetone alcohol was added and dissolved in an amount sufficient to make the solid content of the total raw materials 15%. Next, 1 mol of the purified anhydrous tetracarboxylic dianhydride listed in Table 1 was added little by little with stirring, while cold water at about 15°C was circulated to cool the rapid exothermic reaction from the outside. . After the addition, the internal temperature was set at 20°C and stirring was continued for 10 hours to advance the reaction, but the viscosity of the reaction system gradually increased. During this process, samples were taken one after another and their characteristics were determined using the method described below. That is, a portion of the collected sample was poured into water to precipitate polyamic acid, filtered, and then dried under reduced pressure. 0.5g of the product in N-
It was dissolved in 100 ml of methyl-2-pyrrolidone, and its intrinsic viscosity was measured at a temperature of 30°C using an Ubbelohde capillary viscometer. Further, another part of the collected sample was diluted with N-methyl-2-pyrrolidone to a concentration of 5% and cast onto a glass plate while rotating a wheeler at 150 rpm/min. When this is heated under reduced pressure at 80°C, then 150°C, 250°C, and 350°C for 30 minutes each time, dehydration and ring closure occur, resulting in imidization, and a film with a thickness of 2 to 3 μm is completed. The thermal decomposition start temperature and thermal decomposition temperature of the film were measured using a differential thermal balance analyzer at a heating rate of 5° C./min in air.
The results are shown in Table 1.

【表】【table】

【表】 第1表に示す様に熱分解温度は、固有粘度が大
きいほど高くなる。この事は従来から知られてい
た事であり不思議はない。ところが熱分解開始温
度をみると固有粘度が小さいほど高くなつてい
る。この事実は従来全く知られていなかつた事で
あり、驚くべき事である。何故に固有粘度が小さ
いほど、熱分解開始温度が高くなるのかその理由
は明確ではないが、分子構造的に結合エネルギー
が弱い側鎖官能基、あるいは主鎖でも単結合部分
が切れるという本来の熱分解の他に、ポリアミツ
ク酸を加熱等の方法により閉環処理する際に生成
する水などの揮発性成分あるいは未反応原料や残
留溶剤が、重合度が大きな樹脂では一般に溶融粘
度が高い為に揮散できずに硬化樹脂中にとじ込め
られてしまう為ではないかと考えられる。 また第1表に示す様に、熱分解開始温度480℃
以上を維持できる化合物は、ピロメリツト酸ジ無
水物(実施番号No.1、2、3、4)と、2、3、
6、7−ナフタレンテトラカルボン酸ジ無水物
(実施番号No.6、7、8)のテトラカルボン酸ジ
無水物成分とp−フエニレンジアミン(実施番号
No.1、6)とm−フエニレンジアミン(実施番号
No.2、7)と2、7−ジアミノナフタレン(実施
番号No.3、8)のジアミン成分が主であり、これ
等の化合物は、それぞれその構造中に、ベンゼン
環、縮合ベンゼン環をもつたものに限られてい
る。中でもベンゼン環を含むものの方がより優れ
ているが、これは、縮合ベンゼン環のものの化学
反応性がやや低い為と、加熱硬化時の分子配列が
その構造的カサバリの為に順序良く行なわれない
為と考えられる。又、ベンゼン環を含むものの中
でも、p−フエニレンジアミンとm−フエニレン
ジアミンを比較してみるとp−フエニレンジアミ
ンの方がより優れている。これはp−結合の方が
m−結合よりもよりエントロピー変化が小さいと
いう熱力学的にも明らかな理由によるものと考え
られる。 更に第1表から明らかな様に、フイルム特性は
固有粘度が大きいほど優れている。この事実は従
来から知られていた事である。また化合物的にも
その分子構造中に屈曲性のある単結合を有してい
るもの即ちベンゾフエノンテトラカルボン酸ジ無
水物や4、4′−ジアミノジフエニルエーテルが優
れている事がわかる。しかし反対に耐熱性的には
劣つている。 実施例 2 実施例1により最も熱分解開始温度が高い、テ
トラカルボン酸ジ無水物成分としてピロメリツト
酸ジ無水物、アミン成分としてp−フエニレンジ
アミンを選び最もフイルム特性が良かつた、テト
ラカルボン酸ジ無水物成分としてベンゾフエノン
テトラカルボン酸ジ無水物、アミン成分として
4、4′−ジアミノジフエニルエーテルを選び第2
表に示す様な仕込割合で、実施例1と同様な方法
により反応し、その特性を測定した。結果を第2
表に示す。
[Table] As shown in Table 1, the thermal decomposition temperature increases as the intrinsic viscosity increases. This has been known for a long time and is no surprise. However, when looking at the thermal decomposition initiation temperature, the smaller the intrinsic viscosity, the higher it becomes. This fact was completely unknown until now and is surprising. It is not clear why the smaller the intrinsic viscosity, the higher the temperature at which thermal decomposition begins, but it is due to the inherent heat that breaks the side chain functional group, which has a weak bond energy in the molecular structure, or the single bond in the main chain. In addition to decomposition, volatile components such as water, unreacted raw materials, and residual solvents generated when polyamic acid is ring-closed by heating or other methods cannot be volatilized due to the high melt viscosity of resins with a high degree of polymerization. It is thought that this is because the particles are trapped in the cured resin without being absorbed. In addition, as shown in Table 1, the thermal decomposition starting temperature is 480℃.
Compounds that can maintain the above are pyromellitic dianhydride (working numbers No. 1, 2, 3, 4), 2, 3,
Tetracarboxylic dianhydride component of 6,7-naphthalenetetracarboxylic dianhydride (Working No. 6, 7, 8) and p-phenylenediamine (Working No.
No. 1, 6) and m-phenylenediamine (Execution number
No. 2, 7) and 2,7-diaminonaphthalene (Working No. 3, 8) are the main diamine components, and these compounds have a benzene ring and a fused benzene ring in their structures, respectively. limited to those that Among them, those containing a benzene ring are better, but this is because the chemical reactivity of fused benzene rings is somewhat low, and the molecular arrangement during heat curing is not done in an orderly manner due to structural masking. It is thought that this is because of this. Furthermore, among those containing a benzene ring, when p-phenylenediamine and m-phenylenediamine are compared, p-phenylenediamine is superior. This is considered to be due to the thermodynamically obvious reason that the entropy change of p-bonds is smaller than that of m-bonds. Furthermore, as is clear from Table 1, the film properties are better as the intrinsic viscosity increases. This fact has been known for a long time. Furthermore, it can be seen that compounds having a flexible single bond in their molecular structure, ie, benzophenone tetracarboxylic dianhydride and 4,4'-diaminodiphenyl ether, are excellent. However, on the other hand, it is inferior in heat resistance. Example 2 According to Example 1, pyromellitic dianhydride was selected as the tetracarboxylic dianhydride component, and p-phenylenediamine was selected as the amine component, which had the highest thermal decomposition initiation temperature, and the tetracarboxylic acid had the best film properties. Benzophenonetetracarboxylic dianhydride was selected as the dianhydride component, and 4,4'-diaminodiphenyl ether was selected as the amine component.
The reaction was carried out in the same manner as in Example 1 using the charging ratios shown in the table, and the characteristics thereof were measured. Second result
Shown in the table.

【表】【table】

【表】【table】

【表】 第2表により熱分解開始温度が480℃以上ある
ものは実施番号No.1〜4、6〜9、11〜14であ
る。テトラカルボン酸ジ無水物成分の内、ベンゾ
フエノンテトラカルボン酸ジ無水物の仕込割合が
20モル%をこえる(実施番号No.16、17、18、19、
20)と熱分解開始温度が480℃を下まわる様にな
る。次にジアミン成分の内、4、4′−ジアミノジ
フエニルエーテルの仕込割合が40モル%をこえる
(実施番号No.5、10、15、20)と同じく、熱分解
開始温度が480℃に達しなくなる。この結果、熱
分解開始温度を480℃にする為にはテトラカルボ
ン酸ジ無水物成分中のピロメリツト酸ジ無水物を
80モル%以上、ジアミン成分中のp−フエニレン
ジアミンを60モル%以上にする必要がある事がわ
かる。フイルム特性については固有粘度との関連
が大きく、固有粘度0.5以上でなければ使用に耐
えないものと考えられる。又、固有粘度が2.5を
こえるものは、単独でのフイルム特性は優れてい
るが、熱分解開始温度が480℃を下まわる様にな
る。これにより固有粘度は0.5〜2.5でなければな
らない事がわかる。 実施例 3 実施例2の方法により、第3表記載の原料仕込
割合で、固有粘度1.5のポリアミツク酸生成物を
得た。この生成物をN−メチル−2−ピロリドン
で希釈して濃度20重量%にしたものを、スピンナ
ーを用いて、表面に微細回路が形成されているシ
リコン半導体素子表面に、厚さ約10μに流延し
た。これを80℃次いで150℃、250℃、350℃で各
30分間ずつ加熱して、イミド化した樹脂皮膜を作
成した。この皮膜の性能を第3表に示す。
[Table] According to Table 2, those having thermal decomposition start temperatures of 480°C or higher are Example Nos. 1 to 4, 6 to 9, and 11 to 14. Among the tetracarboxylic dianhydride components, the charging ratio of benzophenone tetracarboxylic dianhydride is
More than 20 mol% (Execution number No. 16, 17, 18, 19,
20), the temperature at which thermal decomposition starts falls below 480℃. Next, among the diamine components, when the charging ratio of 4,4'-diaminodiphenyl ether exceeds 40 mol% (Execution No. 5, 10, 15, 20), the thermal decomposition initiation temperature reaches 480 °C. It disappears. As a result, in order to set the thermal decomposition initiation temperature to 480℃, pyromellitic dianhydride in the tetracarboxylic dianhydride component must be
It can be seen that it is necessary to make the content of p-phenylenediamine in the diamine component 80 mol% or more, and 60 mol% or more. Film properties are closely related to intrinsic viscosity, and it is considered that the film cannot be used unless the intrinsic viscosity is 0.5 or more. Further, those having an intrinsic viscosity of more than 2.5 have excellent film properties by themselves, but the thermal decomposition start temperature becomes lower than 480°C. This shows that the intrinsic viscosity must be between 0.5 and 2.5. Example 3 A polyamic acid product having an intrinsic viscosity of 1.5 was obtained using the method of Example 2 and the raw material charging ratios listed in Table 3. This product was diluted with N-methyl-2-pyrrolidone to a concentration of 20% by weight, and was poured using a spinner to a thickness of approximately 10 μm onto the surface of a silicon semiconductor device on which a microcircuit was formed. It was extended. This was heated to 80℃, then 150℃, 250℃, and 350℃.
An imidized resin film was created by heating for 30 minutes at a time. The performance of this film is shown in Table 3.

【表】 第3表実施番号No.1はピロメリツト酸ジ無水物
とp−フエニレンジアミンだけのポリイミド樹脂
である。耐熱性及び電気特性的には最高クラスに
属し優れたものであるが、樹脂の分子構造中の1
ユニツト中に占める芳香環の割合が余りにも大き
い為に樹脂が剛直で、この様な皮膜は種々の機械
的シヨツクや、温湿度の変化の激しい環境下での
使用は難しい。また硬化時の収縮が著しく大き
く、微細回路が形成されている電子回路素子表面
の被膜には収縮により回路を断線させ損傷させる
恐れがあり実用上の信頼性に欠ける。また第3表
中の実施番号No.6、8、9は、本発明の範囲に外
れる多量の、ベンゾフエノンテトラカルボン酸ジ
無水物あるいは4、4′−ジアミノジフエニルエー
テルを使用した為、皮膜性だけは優れているが、
熱分解開始温度は480℃に達せず耐電圧も低い。
この様なポリイミド樹脂は、素子をバーメチツク
封止する際の高温に耐えきれず、また高いバイア
スが負荷されるパワートランジスタへの適用も不
可能である。これに対し第3表中の実施番号No.
2、3、4、5、及びNo.7は本発明になるもので
ピロメリツト酸ジ無水物99〜80モル%とベンゾフ
エノンテトラカルボン酸ジ無水物1〜20モル%と
から成るテトラカルボン酸ジ無水物と、p−フエ
ニレンジアミン99〜60モル%と4、4′−ジアミノ
ジフエニルエーテル1〜40モル%とから成るジア
ミンとを反応させるものである。本結果から明ら
かな様にテトラカルボン酸ジ無水物中のベンゾフ
エノンテトラカルボン酸ジ無水物の割合が多くな
るほど熱分解開始温度は低くなるが480℃以上は
あり、電気特性も皮膜性も優れている。また、ジ
アミン中の4、4′−ジアミノジフエニルエーテル
の割合が多くなるほど上と同様に熱分解開始温度
は低くなるが480℃以上はあり、電気特性も皮膜
性も優れている。更には、4、4′−ジアミノジフ
エニルエーテルが多くなるほど、その分子構造中
にエーテルの−O−をもつている為か、基板との
接着性も優れている。 この様に本発明になるポリイミド樹脂は従来に
ない高い熱分解開始温度を備えその他の性能も優
れた新規な重合体である。
[Table] Example No. 1 in Table 3 is a polyimide resin containing only pyromellitic dianhydride and p-phenylenediamine. Although it has excellent heat resistance and electrical properties, it is one of the highest in the resin's molecular structure.
Because the proportion of aromatic rings in the unit is too large, the resin is rigid, making it difficult to use such a film in various mechanical shocks or in environments with rapid changes in temperature and humidity. Further, the shrinkage during curing is extremely large, and the coating on the surface of an electronic circuit element on which a fine circuit is formed may break or damage the circuit due to the shrinkage, resulting in a lack of reliability in practical use. Furthermore, in Table 3, Examples Nos. 6, 8, and 9 used a large amount of benzophenone tetracarboxylic dianhydride or 4,4'-diaminodiphenyl ether, which was outside the scope of the present invention. Only the film properties are excellent, but
The temperature at which thermal decomposition begins does not reach 480℃, and the withstand voltage is low.
Such polyimide resins cannot withstand the high temperatures that occur during vermetic sealing of devices, and cannot be applied to power transistors that are loaded with high bias. In contrast, implementation number No. in Table 3.
2, 3, 4, 5, and No. 7 are according to the present invention, and are tetracarboxylic acids consisting of 99 to 80 mol% of pyromellitic dianhydride and 1 to 20 mol% of benzophenone tetracarboxylic dianhydride. A dianhydride is reacted with a diamine consisting of 99 to 60 mol % of p-phenylene diamine and 1 to 40 mol % of 4,4'-diaminodiphenyl ether. As is clear from these results, the higher the proportion of benzophenonetetracarboxylic dianhydride in the tetracarboxylic dianhydride, the lower the thermal decomposition onset temperature, but it remains above 480°C, and the electrical properties and film properties are excellent. ing. Furthermore, as the proportion of 4,4'-diaminodiphenyl ether in the diamine increases, the temperature at which thermal decomposition begins decreases, as mentioned above, but it remains above 480°C, and the electrical properties and film properties are excellent. Furthermore, the more 4,4'-diaminodiphenyl ether is present, the better the adhesion to the substrate is, probably because it has -O- as an ether in its molecular structure. As described above, the polyimide resin of the present invention is a novel polymer having an unprecedentedly high thermal decomposition initiation temperature and excellent other properties.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 ピロメリツト酸ジ無水物99〜80モル%及びベ
ンゾフエノンテトラカルボン酸ジ無水物1〜20モ
ル%とP−フエニレンジアミン99〜60モル%及び
4、4′−ジアミノジフエニルエーテル1〜40モル
%を、無水の条件下に、不活性ガス雰囲気中、有
機極性溶媒中で、0〜100℃で反応させた、ポリ
アミツク酸生成物の固有粘度が0.5〜2.5で、イミ
ド化後の硬化物の熱分解開始温度が480〜580℃の
耐熱性樹脂の製造方法。
1 99-80 mol% of pyromellitic dianhydride, 1-20 mol% of benzophenonetetracarboxylic dianhydride, 99-60 mol% of P-phenylenediamine, and 1-40 mol% of 4,4'-diaminodiphenyl ether mol % is reacted under anhydrous conditions in an inert gas atmosphere in an organic polar solvent at 0 to 100°C, and the polyamic acid product has an intrinsic viscosity of 0.5 to 2.5 and is a cured product after imidization. A method for producing a heat-resistant resin whose thermal decomposition initiation temperature is 480 to 580°C.
JP1599584A 1984-01-31 1984-01-31 Preparation of heat-resistant resin Granted JPS60161429A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP1599584A JPS60161429A (en) 1984-01-31 1984-01-31 Preparation of heat-resistant resin

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP1599584A JPS60161429A (en) 1984-01-31 1984-01-31 Preparation of heat-resistant resin

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS60161429A JPS60161429A (en) 1985-08-23
JPH0553819B2 true JPH0553819B2 (en) 1993-08-11

Family

ID=11904225

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP1599584A Granted JPS60161429A (en) 1984-01-31 1984-01-31 Preparation of heat-resistant resin

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS60161429A (en)

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2811066B2 (en) * 1985-12-28 1998-10-15 宇部興産株式会社 Preparation of dope solution for polyimide film production
JP2766640B2 (en) * 1987-06-17 1998-06-18 鐘淵化学工業株式会社 New polyimide copolymer and its production method
JP2810661B2 (en) * 1987-06-17 1998-10-15 鐘淵化学工業株式会社 Method for producing polyamic acid copolymer
JP2809396B2 (en) * 1987-06-17 1998-10-08 鐘淵化学工業株式会社 Method for producing polyimide copolymer film
JP2890358B2 (en) * 1988-08-09 1999-05-10 鐘淵化学工業株式会社 Method for producing polyamic acid copolymer
JPH0532779A (en) * 1990-11-27 1993-02-09 Nkk Corp Polyimide resin having naphthalene skeleton
US5196500A (en) * 1990-12-17 1993-03-23 E. I. Du Pont De Nemours And Company Tetrapolyimide film containing benzophenone tetracarboxylic dianhydride
JPH0641305A (en) * 1991-10-25 1994-02-15 Internatl Business Mach Corp <Ibm> Polyamic acid and polyimide from fluorinated reactant
JPH06334204A (en) * 1993-05-21 1994-12-02 Ind Technol Res Inst Preparation of flexible amorphous silicon solar cell
JP2764392B2 (en) * 1996-01-24 1998-06-11 三井化学株式会社 Method for producing polyimide for melt molding
JP2769497B2 (en) * 1996-03-08 1998-06-25 三井化学株式会社 Method for producing polyimide for melt molding
JP2002317045A (en) * 2001-04-23 2002-10-31 Jsr Corp Method for producing soluble thermoplastic polyimide
JP2012102155A (en) * 2010-11-05 2012-05-31 Kaneka Corp Polyimide film, laminate, and flexible device

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA849101A (en) * 1970-08-11 E. Taylor Robert Aromatic copolyamide-acids and copolyimides therefrom
JPS5734127A (en) * 1980-08-07 1982-02-24 Ube Ind Ltd Production of polyimide solution
JPS57200453A (en) * 1981-06-04 1982-12-08 Ube Ind Ltd Preparation of polyimide powder

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA849101A (en) * 1970-08-11 E. Taylor Robert Aromatic copolyamide-acids and copolyimides therefrom
JPS5734127A (en) * 1980-08-07 1982-02-24 Ube Ind Ltd Production of polyimide solution
JPS57200453A (en) * 1981-06-04 1982-12-08 Ube Ind Ltd Preparation of polyimide powder

Also Published As

Publication number Publication date
JPS60161429A (en) 1985-08-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA1257448A (en) Poly(amide-amide acids), polyamide acids, poly- (esteramide acids), poly(amide-imides), polyimides, poly(esterimides)
JPH0553819B2 (en)
JPH0553820B2 (en)
JPH0554490B2 (en)
US5734008A (en) Polyimide film
US4652598A (en) Siloxane-containing polymers
JPH10265760A (en) Film adhesive and its production
JPH05295115A (en) Polyimide resin having low thermal expansion and production thereof
JPH0788426B2 (en) Method for manufacturing heat resistant resin
JPS62223228A (en) Production of heat-resistant resin
JPS6366852B2 (en)
WO1986002593A1 (en) Siloxane-containing polymers
JPS60177659A (en) Manufacture of semiconductor device
JPH0519575B2 (en)
JPS61176629A (en) Production of heat-resistant resin
JPH0519579B2 (en)
JPS61181831A (en) Production of heat-resistant resin
JP3645604B2 (en) Resin composition
JPH10120785A (en) Polyimide resin composition and film adhesive and its production
JPS61181830A (en) Production of heat-resistant resin
JPH0519573B2 (en)
JPS6353210B2 (en)
JPS6284123A (en) Resin material of low cure shrinkage
JPH0136850B2 (en)
JPH0519574B2 (en)

Legal Events

Date Code Title Description
LAPS Cancellation because of no payment of annual fees