JPH10218959A - Aromatic polycarbodiimide and film - Google Patents

Aromatic polycarbodiimide and film

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JPH10218959A
JPH10218959A JP9044733A JP4473397A JPH10218959A JP H10218959 A JPH10218959 A JP H10218959A JP 9044733 A JP9044733 A JP 9044733A JP 4473397 A JP4473397 A JP 4473397A JP H10218959 A JPH10218959 A JP H10218959A
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polycarbodiimide
film
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孝博 福岡
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a new aromatic polycarbodiimide which has excellent solubility in organic solvents and can give a film having good processability and excellent heat resistance and humidity resistance. SOLUTION: This polycarbodiimide comprises structural units represented by the formula (wherein X<1> to X<4> are each H or a 1-3C alkyl; and n is 2-400). It can be produced by polymerizing the corresponding diisocyanate monomer in the presence of a phosphorous-containing catalyst by a known process. The diisocyanate may be used alone or in combination with other organic diisocyanates in an amount not detrimental to its properties. The reaction temperature is desirably 40-150 deg.C. In the synthesis of the polycarbodiimide, the isocyanate concentration is 5-70wt.%. The organic solvent used in the synthesis e.g. tetrachloroethylene. The phosphorus-containing catalyst used is exemplified by 1-phenyl-2-phospholene 1-oxide. The number-average molecular weight of the polycarbodiimide is 1,000-100,000.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の背景】本発明は新規な芳香族ポリカルボジイミ
ドに関する。本発明の芳香族ポリカルボジイミドは高耐
熱性など種々の優れた特性を有するフィルムや接着剤、
成形物を提供する。
BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to novel aromatic polycarbodiimides. The aromatic polycarbodiimide of the present invention is a film or adhesive having various excellent properties such as high heat resistance,
Provide moldings.

【0002】芳香族ポリカルボジイミドには、従来ジフ
ェニルメタンジイソシアネート(MDI)やトリレンジイ
ソシアネート(TDI)などをモノマーとし、これを重合
したものが知られている。このようなポリカルボジイミ
ドは、その優れた耐熱性により耐炎化フィルムや耐熱性
接着剤として使用されている。
[0002] As the aromatic polycarbodiimide, those obtained by polymerizing diphenylmethane diisocyanate (MDI) or tolylene diisocyanate (TDI) as a monomer have been known. Such polycarbodiimides are used as flame-resistant films and heat-resistant adhesives due to their excellent heat resistance.

【0003】[0003]

【発明の目的及び概要】これらポリカルボジイミドフィ
ルムは、400℃以上の高温にさらしても揮発性ガスや
分解モノマーを生成しないという点では耐熱性を有する
が、耐湿性が低かったり、200℃以上で熱処理すると
自己保持性がなく、脆くなり実用に耐えない。また、有
機溶媒に対する溶解性が乏しく加工性も低い。
Objects and Summary of the Invention These polycarbodiimide films have heat resistance in that they do not generate volatile gases or decomposed monomers even when exposed to a high temperature of 400 ° C. or higher, but have low moisture resistance or a temperature of 200 ° C. or higher. When heat-treated, there is no self-holding property, the material becomes brittle, and cannot be put to practical use. Further, the solubility in organic solvents is poor and the processability is low.

【0004】本発明者らは、このような従来のポリカル
ボジイミドの欠点を解消すべく種々の芳香族ポリマーに
ついて検討を重ねた結果、本発明の新規ポリマーを創製
するに至った。即ち、本発明は下記一般式(I)で表され
る構成単位を有する芳香族ポリカルボジイミドに提供す
るものである。
[0004] The present inventors have repeatedly studied various aromatic polymers in order to solve such disadvantages of the conventional polycarbodiimides, and as a result, have found the novel polymers of the present invention. That is, the present invention provides an aromatic polycarbodiimide having a structural unit represented by the following general formula (I).

【0005】[0005]

【化2】 (式中、X1〜X4は各々別個に水素又は炭素数1〜3の
アルキル基、nは2〜200の整数を表す。)
Embedded image (In the formula, X 1 to X 4 each independently represent hydrogen or an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, and n represents an integer of 2 to 200.)

【0006】このポリマーは新規な高分子化合物であ
り、優れた溶解性と共に非常に高い耐熱性を有し、また
接着性、低温加工性及び耐湿性にも優れる。なお、米国
特許第5,109,097号には下記式(II)で表される芳香族ジ
イソシアネートが開示されている。しかしながら、ここ
には当該芳香族ジイソシアネート化合物を重合するこ
と、及びこれからポリカルボジイミドが得られることに
ついては全く記載がない。
[0006] This polymer is a novel polymer compound, has excellent solubility and very high heat resistance, and also has excellent adhesiveness, low-temperature processability and moisture resistance. In addition, US Patent No. 5,109,097 discloses an aromatic diisocyanate represented by the following formula (II). However, there is no description at all here about polymerizing the aromatic diisocyanate compound and obtaining polycarbodiimide therefrom.

【化3】 Embedded image

【0007】[0007]

【発明の詳細な開示】本発明のポリカルボジイミドは、
下式(III)で表される対応するジイソシアネートをモノ
マーとし、これをリン系触媒の存在下、それ自体は公知
の方法で重合することにより得られる。これらのモノマ
ーのうち、入手のしやすさや反応性の点などから、X1
〜X4は水素、メチル基又はエチル基であるのが好まし
く、X1〜X4がすべて水素であるのが特に好ましい。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The polycarbodiimides of the present invention
It can be obtained by polymerizing a corresponding diisocyanate represented by the following formula (III) as a monomer in the presence of a phosphorus-based catalyst by a method known per se. Among these monomers, X 1 is preferred in view of availability and reactivity.
X 4 is preferably hydrogen, a methyl group or an ethyl group, and particularly preferably X 1 to X 4 are all hydrogen.

【0008】[0008]

【化4】 (式中、X1〜X4は各々別個に水素又は炭素数1〜3の
アルキル基を表す。)
Embedded image (In the formula, X 1 to X 4 each independently represent hydrogen or an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms.)

【0009】ジイソシアネートモノマーは単独で用いて
もよく、その性質を損なわない範囲で他の有機ジイソシ
アネート、例えば4,4'-ジフェニルメタンジイソシア
ネート、2,6-トリレンジイソシアネート、2,4-トリ
レンジイソシアネート、1-メトキシフェニル-2,4-ジ
イソシアネート、3,3'−ジメトキシ−4,4'−ジフェ
ニルメタンジイソシアネート、4,4'-ジフェニルエー
テルジイソシアネート、3,3'-ジメチル-4,4'-ジフ
ェニルエーテルジイソシアネート、o-トリレンジイソ
シアネートなどと共重合してもよい。
The diisocyanate monomer may be used alone, and other organic diisocyanates such as 4,4'-diphenylmethane diisocyanate, 2,6-tolylene diisocyanate, 2,4-tolylene diisocyanate, as long as the properties thereof are not impaired. 1-methoxyphenyl-2,4-diisocyanate, 3,3'-dimethoxy-4,4'-diphenylmethane diisocyanate, 4,4'-diphenyl ether diisocyanate, 3,3'-dimethyl-4,4'-diphenyl ether diisocyanate, o -It may be copolymerized with tolylene diisocyanate.

【0010】重合温度は40〜150℃が好ましく、5
0〜140℃がより好ましい。反応温度が40℃より低
いと反応時間が長くなりすぎ実用的でない。また150
℃を越える反応温度は溶媒の選択が困難である。
The polymerization temperature is preferably from 40 to 150 ° C.
0-140 degreeC is more preferable. When the reaction temperature is lower than 40 ° C., the reaction time becomes too long and is not practical. Also 150
If the reaction temperature exceeds ℃, it is difficult to select a solvent.

【0011】ポリカルボジイミド合成におけるイソシア
ネートモノマー濃度は5〜70重量%(以下、単に%と
いう)、好ましくは10〜60%、最も好ましくは15
〜50%である。濃度が5%より低いとカルボジイミド
化が進行しない場合がある。また70%を越えると反応
の制御が困難になる可能性がある。
The polyisocyanate monomer concentration in the synthesis of polycarbodiimide is 5 to 70% by weight (hereinafter simply referred to as%), preferably 10 to 60%, most preferably 15%.
5050%. If the concentration is lower than 5%, carbodiimidization may not proceed. If it exceeds 70%, control of the reaction may be difficult.

【0012】ポリカルボジイミドの合成時及びポリカル
ボジイミド溶液において用いられる有機溶媒は、従来公
知のものであってよい。具体的にはテトラクロロエチレ
ン、1,2-ジクロロエタン、クロロホルムなどのハロゲ
ン化炭化水素、アセトン、メチルエチルケトン、メチル
イソブチルケトン、シクロヘキサノンなどのケトン系溶
媒、テトラヒドロフラン、ジオキサンなどの環状エーテ
ル系溶媒、トルエン、キシレン、ベンゼンなどの芳香族
炭化水素系溶媒が挙げられる。これらは単独で用いても
よく、2種以上を混合して用いてもよい。
The organic solvent used in the synthesis of the polycarbodiimide and in the polycarbodiimide solution may be a conventionally known organic solvent. Specifically, halogenated hydrocarbons such as tetrachloroethylene, 1,2-dichloroethane, and chloroform; ketone solvents such as acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, and cyclohexanone; cyclic ether solvents such as tetrahydrofuran and dioxane; toluene, xylene, and benzene And other aromatic hydrocarbon solvents. These may be used alone or in combination of two or more.

【0013】カルボジイミド化に用いる触媒としては、
公知のリン系触媒がいずれも好適に用いられ、例えば1
−フェニル−2−ホスホレン−1−オキシド、3−メチ
ル−2−ホスホレン−1−オキシド、1−エチル−2−
ホスホレン−1−オキシド、3−メチル−1−フェニル
−2−ホスホレン−1−オキシド、あるいはこれらの3
−ホスホレン異性体などのホスホレンオキシドが挙げら
れる。
The catalyst used for the carbodiimidization includes:
Any known phosphorus-based catalyst is suitably used.
-Phenyl-2-phospholene-1-oxide, 3-methyl-2-phospholene-1-oxide, 1-ethyl-2-
Phosphorene-1-oxide, 3-methyl-1-phenyl-2-phospholene-1-oxide, or 3
-Phosphorene oxides, such as -phosphorene isomers.

【0014】また重合反応の末期、中期、初期のいずれ
か、もしくは全般にわたり、モノイソシアネートを加え
て末端封鎖処理をしてもよい。このようなモノイソシア
ネートとしては、フェニルイソシアネート、p−ニトロ
フェニルイソシアネート、p−またはm−トリルイソシ
アネート、p−ホルミルフェニルイソシアネートなどを
用いることができる。このようにして得られたポリカル
ボジイミド溶液は、溶液の保存安定性に優れている。
The terminal blocking treatment may be carried out by adding a monoisocyanate at any of the last stage, the middle stage, the initial stage or the whole of the polymerization reaction. As such a monoisocyanate, phenyl isocyanate, p-nitrophenyl isocyanate, p- or m-tolyl isocyanate, p-formylphenyl isocyanate and the like can be used. The polycarbodiimide solution thus obtained is excellent in storage stability of the solution.

【0015】また、反応終了後にメタノール、エタノー
ル、ヘキサンなどの貧溶媒に反応液を投入し、ポリカル
ボジイミドを沈殿として析出させ、未反応のモノマーや
触媒を取り除いてもよい。ポリカルボジイミドの溶液を
調製するには、沈殿として析出したポリマーを所定の操
作により洗浄、乾燥を行い、再度有機溶媒に溶解する。
このような操作を行うことにより、ポリカルボジイミド
の溶液安定性を向上させることができる。
After completion of the reaction, the reaction solution may be poured into a poor solvent such as methanol, ethanol or hexane to precipitate polycarbodiimide as a precipitate, thereby removing unreacted monomers or catalyst. In order to prepare a polycarbodiimide solution, a polymer precipitated as a precipitate is washed and dried by a predetermined operation, and is dissolved again in an organic solvent.
By performing such an operation, the solution stability of the polycarbodiimide can be improved.

【0016】また、ポリマー溶液中に含まれる副生成物
を適当な吸着剤などに吸着させ、精製してもよい。吸着
剤としては例えばアルミナゲル、シリカゲル、活性炭、
ゼオライト、活性酸化マグネシウム、活性ボーキサイ
ト、フラースアース、活性白土、分子ふるいカーボンな
どを単独もしくは併用して用いることができる。
Further, the by-products contained in the polymer solution may be adsorbed on a suitable adsorbent or the like and purified. As an adsorbent, for example, alumina gel, silica gel, activated carbon,
Zeolites, activated magnesium oxide, activated bauxite, flour earth, activated clay, molecular sieve carbon and the like can be used alone or in combination.

【0017】本発明のポリカルボジイミドの分子量は、
数平均分子量にして1,000〜100,000、好ましくは4,000
〜20,000である。すなわち、式(I)においてnは2〜2
00の整数、好ましくは8〜40の整数である。ポリカ
ルボジイミドの分子量がこれより高すぎると、常温での
放置においても数分から数時間で容易にゲル化するた
め、実用上好ましくない。また、分子量が低すぎると、
皮膜の信頼性に欠けるので好ましくない。
The molecular weight of the polycarbodiimide of the present invention is
1,000 to 100,000 in number average molecular weight, preferably 4,000
~ 20,000. That is, in the formula (I), n is 2 to 2
It is an integer of 00, preferably an integer of 8 to 40. If the molecular weight of the polycarbodiimide is too high, gelation easily occurs within several minutes to several hours even at room temperature, which is not preferable for practical use. If the molecular weight is too low,
It is not preferable because the reliability of the film is lacking.

【0018】(フィルム及び接着シートの製造)本発明
のポリカルボジイミドフィルム(又はシート)は、ポリカ
ルボジイミドワニスを公知の方法(キャスティング、ス
ピンコーティング、ロールコーティングなど)を用いて
適当な厚さに製膜することにより得られる。このフィル
ムは、通常、溶媒の除去に必要な温度で乾燥すればよ
く、硬化反応をあまり進行させずに乾燥させるよう、塗
工温度は例えば20〜350℃、好ましくは50〜25
0℃、より好ましくは70〜200℃である。乾燥温度
が20℃より低いと、フィルム中に溶剤が残存し、フィ
ルムの信頼性が乏しくなり好ましくない。また、乾燥温
度が350℃より高いと、フィルムの熱硬化が進みやす
い。
(Production of Film and Adhesive Sheet) The polycarbodiimide film (or sheet) of the present invention is formed from a polycarbodiimide varnish to a suitable thickness by a known method (casting, spin coating, roll coating, etc.). It is obtained by doing. The film is usually dried at a temperature necessary for removing the solvent, and the coating temperature is, for example, 20 to 350 ° C., preferably 50 to 25 ° C., so that the curing reaction is not greatly advanced.
0 ° C, more preferably 70 to 200 ° C. If the drying temperature is lower than 20 ° C., the solvent remains in the film, and the reliability of the film becomes poor, which is not preferable. On the other hand, when the drying temperature is higher than 350 ° C., thermal curing of the film tends to proceed.

【0019】本発明のポリカルボジイミド樹脂組成物に
は、その加工性、耐熱性を損なわない範囲で微細な無機
充填剤を配合してよい。また表面平滑性を出すための平
滑剤、レベリング剤、脱泡剤などの各種添加剤を必要に
応じて添加してもよい。
The polycarbodiimide resin composition of the present invention may contain a fine inorganic filler as long as the processability and heat resistance are not impaired. Various additives such as a smoothing agent, a leveling agent, and a defoaming agent for improving surface smoothness may be added as necessary.

【0020】本発明のポリマーをフィルム状に成形した
成形物は、耐熱性接着シートとして用いることができ
る。フィルム、又は接着シートに成形することができる
シート厚としては、一般には1〜200μmであるが、
これに限定されるものではなく目的に応じて適宜選択す
ることができる。またシートの形状や大きさについて
も、リードフレームや半導体チップなど、被着体に応じ
て適宜に選択することができる。
The molded product obtained by molding the polymer of the present invention into a film can be used as a heat-resistant adhesive sheet. The thickness of the film or sheet that can be formed into an adhesive sheet is generally 1 to 200 μm,
The present invention is not limited to this, and can be appropriately selected according to the purpose. Also, the shape and size of the sheet can be appropriately selected according to the adherend such as a lead frame and a semiconductor chip.

【0021】接着シートを製造する場合、導電性の付与
や伝熱性の向上、弾性率の調節、特に高弾性率化などを
はかるため、例えばアルミニウム、銅、銀、金、ニッケ
ル、クロム、鉛、錫、亜鉛、パラジウム、半田などの金
属、あるいは合金、アルミナ、シリカ、マグネシア、窒
化ケイ素などのセラミック、その他カーボンなどからな
る種々の無機粉末を必要に応じ1種または2種以上配合
してもよい。
When an adhesive sheet is manufactured, for example, aluminum, copper, silver, gold, nickel, chromium, lead, and the like are used in order to impart conductivity, improve heat conductivity, adjust elastic modulus, and particularly increase elastic modulus. Metals such as tin, zinc, palladium and solder, or alloys, ceramics such as alumina, silica, magnesia and silicon nitride, and various other inorganic powders composed of carbon and the like may be blended, if necessary, in one or more kinds. .

【0022】さらに、これらのフィルムを支持体上に形
成して接着シートとしてもよい。このような構成の接着
シートを製造するには、支持体上にワニスを塗工しても
よく、あらかじめフィルムを形成し、これををプレスな
どによりラミネートして製造してもよい。
Further, these films may be formed on a support to form an adhesive sheet. In order to manufacture the adhesive sheet having such a configuration, a varnish may be coated on the support, or a film may be formed in advance and the film may be laminated by pressing or the like.

【0023】ここで用いられる支持体としては、金属
箔、絶縁性フィルムなどが挙げられる。金属箔としては
アルミニウム、銅、銀、金、ニッケル、インジウム、ク
ロム、鉛、錫、亜鉛、パラジウム等がいずれも用いられ
てよく、これらを単独で、あるいは合金として用いても
よい。また、絶縁性フィルムとしては、ポリイミド、ポ
リエステル、ポリエチレンテレフタレートなど、耐熱性
や耐薬品性を有するフィルムであればいずれも用いられ
てよい。
Examples of the support used here include a metal foil and an insulating film. As the metal foil, any of aluminum, copper, silver, gold, nickel, indium, chromium, lead, tin, zinc, palladium and the like may be used, and these may be used alone or as an alloy. As the insulating film, any film having heat resistance and chemical resistance, such as polyimide, polyester, and polyethylene terephthalate, may be used.

【0024】また金属箔と絶縁性フィルムは、それぞれ
単独で用いてもよく、また両者を2層以上積層した、例
えば金属箔/絶縁性フィルムなどの二層基材を用いても
よい。このような二層基材としては、例えば銅/ポリイ
ミド二層基材などが挙げられる。
Further, the metal foil and the insulating film may be used alone, or a two-layer base material such as a metal foil / insulating film obtained by laminating two or more layers thereof may be used. Examples of such a two-layer substrate include a copper / polyimide two-layer substrate.

【0025】本発明のシート状接着剤は、加熱処理によ
り熱硬化して強固な接着力を発現すると共に、低吸湿性
の硬化物となる。加熱処理を行うには、例えばヒータ
ー、超音波、紫外線などの適宜な方法が用いられてよ
い。従って本発明の接着シートは、種々の材料の接着処
理に好ましく、特に高信頼性の固着処理が要求され、そ
のため低吸湿性であることを要する半導体チップやリー
ドフレームなどで代表される電気・電子部品の固着処理
に好ましい。本発明の接着シートは低吸湿性であるこ
と、可撓性に富み取り扱いやすいこと、半導体素子に対
して接着性がよいこと、保存安定性がよいことなどの点
で優れている。
The sheet adhesive of the present invention is hardened by heat treatment to exhibit a strong adhesive force, and becomes a cured product having low hygroscopicity. In order to perform the heat treatment, for example, an appropriate method such as a heater, ultrasonic waves, or ultraviolet rays may be used. Therefore, the adhesive sheet of the present invention is preferable for the bonding treatment of various materials, and in particular, is required to have a highly reliable fixing treatment, and is therefore required to have low moisture absorption. It is preferable for fixing parts. The adhesive sheet of the present invention is excellent in that it has low hygroscopicity, is flexible and easy to handle, has good adhesiveness to semiconductor elements, and has good storage stability.

【0026】(用途)このようにして製造されたポリカ
ルボジイミド樹脂は、種々の物品の耐熱被覆材料などと
して用いられる。かかる物品としては、特に限定される
ものではなく、例えばガラス、金属、樹脂、セラミック
製のシートや板状物、環状物などが挙げられる。具体的
な製品としては電力用ケーブルなどの電線、ガラス製ボ
トル、電子部品などが挙げられる。また、その耐熱性を
利用して電子部品用の接着剤として用いることもでき
る。さらに気体、液体の分離膜として用いることもでき
る。
(Use) The polycarbodiimide resin thus produced is used as a heat-resistant coating material for various articles. Such articles are not particularly limited, and include, for example, sheets, plates, and rings made of glass, metal, resin, and ceramic. Specific products include electric wires such as power cables, glass bottles, and electronic components. Further, it can be used as an adhesive for electronic components by utilizing its heat resistance. Further, it can be used as a gas / liquid separation membrane.

【0027】(モノマー)本発明ポリカルボジイミドの
原料であるイソシアネート化合物、9,9−ビス(4−イ
ソシアネートフェニル)フルオレン(前記式(II))は、そ
の前駆体である9,9−ビス(4−アミノフェニル)フル
オレンを、それ自体は公知の種々の方法でイソシアネー
ト化することにより製造することができる。
(Monomer) The isocyanate compound, 9,9-bis (4-isocyanatophenyl) fluorene (formula (II)), which is a raw material of the polycarbodiimide of the present invention, has a precursor, 9,9-bis (4 -Aminophenyl) fluorene can be produced by isocyanation by various methods known per se.

【0028】かかるジアミン化合物のイソシアネート化
法としては、ホスゲン、ジフェニルカーボネート、又は
カルボニルジイミダゾールを作用させる方法が挙げられ
る。また、別法としてジアミン化合物をハロゲン化アル
キルホーメートを用いて一旦ウレタンとし、これをクロ
ロシラン、カテコールボラン等の触媒存在下にイソシア
ネート化してもよい。さらに、他の方法ではジイソシア
ネートの前駆体として、9,9−ビス(4−カルボキシフ
ェニル)フルオレンなどのカルボン酸を用い、これをク
ルチウス分解によりイソシアネート化する方法などを用
いてもよい。
As a method for isocyanating such a diamine compound, there is a method in which phosgene, diphenyl carbonate or carbonyldiimidazole is allowed to act. Alternatively, urethane may be temporarily formed from a diamine compound by using a halogenated alkylformate, and this may be isocyanated in the presence of a catalyst such as chlorosilane or catecholborane. Further, in another method, a method in which a carboxylic acid such as 9,9-bis (4-carboxyphenyl) fluorene is used as a diisocyanate precursor, and this isocyanated by Curtius decomposition may be used.

【0029】これら製造方法のうち、ジアミン化合物を
ハロゲン化アルキルホーメートまたはハロゲン化アリー
ルホーメートを用いて一旦ウレタンとし、これに触媒と
してクロロシランを用いてイソシアネート化する方法
(G.Greber.et.al.,Angew.Chem.Int.Ed.,Vo.l7,No.12,94
1(1968))や、あるいはカテコールボランを用いてイソシ
アネート化する方法(V.L.K.Valli.et.al.,J.Org.Chem.,
Vol.60,257(1995))が収率及び安全性の点から好まし
い。
Among these production methods, a method in which a diamine compound is once converted into urethane by using an alkyl halide or an aryl halide and then isocyanated by using chlorosilane as a catalyst.
(G.Greber.et.al., Angew.Chem.Int.Ed., Vo.l7, No.12,94
1 (1968)) or a method of isocyanation using catechol borane (VLKValli.et.al., J. Org.Chem.,
Vol. 60, 257 (1995)) is preferred in terms of yield and safety.

【0030】(ウレタン合成)まず対応するジアミン化
合物にメチルクロロホルメート、エチルクロロホルメー
ト、フェニルクロロホルメート、p−ニトロフェニルク
ロロホルメートなどを作用させてウレタンを合成する。
(Urethane Synthesis) First, urethane is synthesized by reacting a corresponding diamine compound with methyl chloroformate, ethyl chloroformate, phenyl chloroformate, p-nitrophenyl chloroformate, or the like.

【0031】これら反応に用いられる溶媒はジアミンを
溶解させるものであればよい。例えばTHF、ジオキサ
ン、ジエチルエーテルなどのエーテル系化合物、トルエ
ン、キシレン、ベンゼンなどの芳香族炭化水素系化合
物、アセトン、メチルエチルケトン等のケトン系化合
物、酢酸エチルなどのエステル系化合物などが挙げられ
る。これらの溶媒は単独で用いてもよく、2種以上混合
して用いてもよい。
The solvent used in these reactions may be any solvent that can dissolve the diamine. Examples thereof include ether compounds such as THF, dioxane, and diethyl ether; aromatic hydrocarbon compounds such as toluene, xylene and benzene; ketone compounds such as acetone and methyl ethyl ketone; and ester compounds such as ethyl acetate. These solvents may be used alone or as a mixture of two or more.

【0032】反応温度は−40〜100℃、好ましくは
−20〜60℃、最も好ましくは−10〜20℃であ
る。
The reaction temperature is from -40 to 100 ° C, preferably from -20 to 60 ° C, most preferably from -10 to 20 ° C.

【0033】反応により生成する塩化水素をトラップす
る塩基としては、用いた溶媒に溶解し反応を阻害しない
ものであればよく、例えばトリエチルアミン、水酸化ナ
トリウム、ピリジン、ジアザビシクロウンデセン(DB
U)などが挙げられる。
The base for trapping the hydrogen chloride generated by the reaction may be any base that dissolves in the solvent used and does not inhibit the reaction. For example, triethylamine, sodium hydroxide, pyridine, diazabicycloundecene (DB)
U) and the like.

【0034】得られたウレタンを精製するには、再結
晶、カラムなど従来公知の方法を用いることができる。
また、必要に応じて蒸留を行ってもよい。
In order to purify the obtained urethane, conventionally known methods such as recrystallization and column can be used.
Further, distillation may be performed as necessary.

【0035】(a)クロロシランを用いたイソシアネー
ト化 前記ウレタンをクロロシランを用いてイソシアネート化
するには、ウレタンのモル量の1.5〜4.6倍、好まし
くは1.7〜3.0倍、最も好ましくは1.8〜2.0倍の
クロロシランを触媒とし熱分解を行う。
(A) Isocyanation Using Chlorosilane To isocyanate the urethane with chlorosilane, the molar amount of urethane is 1.5 to 4.6 times, preferably 1.7 to 3.0 times, Most preferably, thermal decomposition is carried out using 1.8 to 2.0 times the amount of chlorosilane as a catalyst.

【0036】用いられる溶媒はウレタンを溶解または懸
濁するものであればよく、前記のエーテル系化合物、芳
香族炭化水素、ハロゲン化炭化水素が挙げられる。
The solvent to be used may be any one which dissolves or suspends urethane, and includes the above-mentioned ether compounds, aromatic hydrocarbons and halogenated hydrocarbons.

【0037】反応温度は0℃から使用する溶媒の沸点ま
でである。反応の際に生成する塩化水素のトラップには
トリエチルアミンなどの塩基を同様にして用いてよい。
塩基の量はウレタンに対し1.5〜4.6倍mol,好まし
くは1.7〜3.0倍mmol、より好ましくは1.8〜2.0
倍mmolである。
The reaction temperature ranges from 0 ° C. to the boiling point of the solvent used. A base such as triethylamine may be similarly used for trapping hydrogen chloride generated during the reaction.
The amount of the base is 1.5 to 4.6 times, preferably 1.7 to 3.0 times, and more preferably 1.8 to 2.0 times the urethane.
It is twice the mmol.

【0038】(b)ハロゲン化カテコールボランを用い
たイソシアネート化 また、ウレタンのイソシアネート化には、前記クロロシ
ランの替わりにハロゲン化カテコールボランを触媒とし
て用いた方法を採用してもよい。ハロゲン化カテコール
ボランとしては、クロロカテコールボラン、ブロモカテ
コールボランなどが挙げられる。かかる反応に用いられ
る溶媒は前記クロロシランを用いたイソシアネート化の
場合と同様のものが用いられてよい。反応温度は一般に
−50〜80℃、好ましくは20〜70℃、さらに好ま
しくは20〜60℃である。反応の際に生成する塩化水
素をトラップするには、前記と同様にして塩基を用い
る。得られたイソシアネートモノマーは、反応後、溶媒
を除去し、フラッシュカラムもしくは再結晶または減圧
蒸留を行なって精製することができる。
(B) Isocyanation Using Halogenated Catechol Borane For the isocyanation of urethane, a method using a halogenated catechol borane as a catalyst instead of the chlorosilane may be employed. Examples of the halogenated catechol borane include chlorocatechol borane, bromocatechol borane, and the like. As the solvent used for such a reaction, the same solvent as used in the isocyanation using chlorosilane may be used. The reaction temperature is generally -50 to 80C, preferably 20 to 70C, more preferably 20 to 60C. To trap hydrogen chloride produced during the reaction, a base is used in the same manner as described above. After the reaction, the obtained isocyanate monomer can be purified by removing the solvent and performing flash column or recrystallization or distillation under reduced pressure.

【0039】なお、前記のジアミンのウレタン化、イソ
シアネート化及びカルボジイミド化は、それぞれの工程
で単離、精製を行い、段階的に進めてもよく、1つの反
応器中でこれらの工程を続けて一連の反応として行って
もよい。
The urethanization, isocyanation and carbodiimidization of the diamine may be carried out in a stepwise manner by isolation and purification, and may be carried out in a stepwise manner. It may be performed as a series of reactions.

【0040】[0040]

【実施例】つぎに本発明を実施例及び比較例によりさら
に具体的に説明する。なお、得られたポリカルボジイミ
ドの特性は次のようにして測定した。
Next, the present invention will be described more specifically with reference to examples and comparative examples. In addition, the characteristic of the obtained polycarbodiimide was measured as follows.

【0041】IR 日本電子製FT/IR−230を用いて測定した。[0041] was measured by using the IR JEOL FT / IR-230.

【0042】熱硬化温度及びガラス転移点(Tg) DSC−200((株)セイコー電子工業製)を用いて測
定し、三量体化の発熱ピークを熱硬化温度とした。
Thermal Curing Temperature and Glass Transition Point (Tg) The exothermic peak of trimerization was measured using DSC-200 (manufactured by Seiko Denshi Kogyo Co., Ltd.).

【0043】熱分解開始温度(Td) TG/DTA300((株)セイコー電子工業製)を用いて
測定し、5%重量減少温度をTdとした。
Thermal decomposition onset temperature (Td) Measured using TG / DTA300 (manufactured by Seiko Instruments Inc.), and the 5% weight loss temperature was defined as Td.

【0044】数平均分子量 装置としてHLC8120((株)東ソー製))、カラムにGM
HR−H+GMHHR−H+G2000HR((株)東ソー製)
を用いて測定した。
HLC8120 (manufactured by Tosoh Corporation) as a number average molecular weight apparatus and GM
H HR -H + GMH HR -H + G2000 HR (manufactured by Tosoh Corporation)
It measured using.

【0045】[実施例1](9,9−ビス(4−アミノ
フェニル)フルオレンのポリカルボジイミド化)300
mLの三口フラスコに、9,9−ビス(4−アミノフェ
ニル)フルオレン10.0g(28.7mmol)、ジクロロメ
タン240mL及びトリエチルアミン5.80g(57.
4mmol)を仕込んだ。次いで滴下ロートにフェニルクロ
ロホルメート8.98g(57.4mmol)を入れ、氷浴にて
反応容器を0℃に冷却した。フェニルクロロホルメート
を数秒間で添加し、室温にもどしながら、一晩撹拌し
た。
[Example 1] (Polycarbodiimidization of 9,9-bis (4-aminophenyl) fluorene) 300
In a 3-mL three-necked flask, 10.0 g (28.7 mmol) of 9,9-bis (4-aminophenyl) fluorene, 240 mL of dichloromethane and 5.80 g of triethylamine (57.
(4 mmol). Next, 8.98 g (57.4 mmol) of phenyl chloroformate was put into the dropping funnel, and the reaction vessel was cooled to 0 ° C. in an ice bath. Phenyl chloroformate was added in a few seconds and stirred overnight while returning to room temperature.

【0046】これにトリエチルアミン7.53g(74.
6mmol)、トリメチルクロロシラン8.09g(74.6mm
ol)を添加し2時間還流を行った。つぎに、THF10
0mL、カルボジイミド化触媒(3−メチル−1−フェ
ニル−2−ホスホレン−1−オキシド)0.441g(2.
30mmol)を添加し、ジクロロメタンを留去しながら5
5℃にて2時間撹拌し、5時間還流を行った。生成した
塩を濾過にて除去した。さらに、n−ヘキサン1.75
Lを用いて再沈殿を行い、減圧下において30℃で8時
間乾燥して白色粉末状のポリカルボジイミド7.00g
(19.7mmol、69%)を得た。このポリカルボジイミ
ドの数平均分子量は2,800であった。IRによりカルボ
ジイミド化を確認した(図1参照)。
7.53 g of triethylamine (74.
6 mmol), 8.09 g (74.6 mm) of trimethylchlorosilane.
ol) and refluxed for 2 hours. Next, THF10
0 mL, carbodiimidation catalyst (3-methyl-1-phenyl-2-phospholene-1-oxide) 0.441 g (2.
30 mmol) and 5 ml of dichloromethane are distilled off.
The mixture was stirred at 5 ° C for 2 hours and refluxed for 5 hours. The generated salt was removed by filtration. Furthermore, n-hexane 1.75
L, and dried under reduced pressure at 30 ° C. for 8 hours to obtain 7.00 g of polycarbodiimide as a white powder.
(19.7 mmol, 69%). The number average molecular weight of this polycarbodiimide was 2,800. The carbodiimidization was confirmed by IR (see FIG. 1).

【0047】上記白色粉末状はTHF、シクロヘキサノ
ン、クロロホルムなどの有機溶媒に可溶であった。ま
た、この白色粉末状0.6gをシクロヘキサノン1.8g
に溶解させたワニスをガラス板上にキャスティングし、
200℃にて20分間乾燥してフィルムを得た。また、
250℃で20分間、300℃で20分間乾燥を行って
も可撓性を有していた。得られたフィルムの熱硬化温
度、熱分解開始温度及びガラス転移温度を測定した結
果、それぞれ390℃、505℃、185℃であった。
The above white powder was soluble in organic solvents such as THF, cyclohexanone and chloroform. Also, 0.6 g of this white powdery form is 1.8 g of cyclohexanone.
Cast the varnish dissolved in to a glass plate,
The film was dried at 200 ° C. for 20 minutes to obtain a film. Also,
Even after drying at 250 ° C. for 20 minutes and at 300 ° C. for 20 minutes, it was flexible. As a result of measuring the thermosetting temperature, the thermal decomposition onset temperature, and the glass transition temperature of the obtained film, they were 390 ° C, 505 ° C, and 185 ° C, respectively.

【0048】[比較例1]MDI10g(40mmol)を
THF50mL中でカルボジイミド化触媒(1−フェニ
ル−3−メチルホスホレンオキサイド)60mg(0.3
1mmol)とともに60℃にて2時間反応させた。この反
応溶液をガラス板上にキャスティングしてフィルムを作
製した。このフィルムの熱硬化温度は350℃であり、
250℃にて1時間の熱処理を行うと変色し、可撓性が
なくなり自己保存性を失った。
[Comparative Example 1] 10 mg (40 mmol) of MDI in 50 mL of THF was added to 60 mg of carbodiimidization catalyst (1-phenyl-3-methylphospholene oxide) (0.3 mg).
(1 mmol) at 60 ° C. for 2 hours. The reaction solution was cast on a glass plate to form a film. The thermosetting temperature of this film is 350 ° C.,
When heat treatment was performed at 250 ° C. for 1 hour, discoloration was observed, resulting in loss of flexibility and loss of self-preservation.

【0049】[比較例2]比較例1の反応溶液を再沈殿
することにより得られた白色粉末状のポリカルボジイミ
ドは、THF、シクロヘキサノン、トルエン、アセトン
などの有機溶媒に再溶解しなかった。
Comparative Example 2 The white powdered polycarbodiimide obtained by reprecipitating the reaction solution of Comparative Example 1 was not redissolved in an organic solvent such as THF, cyclohexanone, toluene and acetone.

【0050】[0050]

【発明の効果】本発明のポリカルボジイミドは有機溶媒
への溶解性が高く加工性が良好で、かつ優れた耐熱性、
耐湿性を示し、電子部品製造時のハンダ付け工程におけ
る耐熱性被覆材料など及びガス分離膜として用いること
ができる。
The polycarbodiimide of the present invention has high solubility in organic solvents, good processability, and excellent heat resistance.
It exhibits moisture resistance and can be used as a heat-resistant coating material and the like in a soldering step in the production of electronic components and as a gas separation membrane.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 実施例1にて得られた重合体の赤外線吸収ス
ペクトルである。
FIG. 1 is an infrared absorption spectrum of a polymer obtained in Example 1.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 望月 周 大阪府茨木市下穂積1丁目1番2号 日東 電工株式会社内 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continued on the front page (72) Inventor Shu Mochizuki 1-1-2 Shimohozumi, Ibaraki-shi, Osaka Nitto Denko Corporation

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 下記一般式(I)で表される構成単位を有
する芳香族ポリカルボジイミド。 【化1】 (式中、X1〜X4は各々別個に水素又は炭素数1〜3の
アルキル基、nは2〜200の整数を表す。)
1. An aromatic polycarbodiimide having a structural unit represented by the following general formula (I). Embedded image (In the formula, X 1 to X 4 each independently represent hydrogen or an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, and n represents an integer of 2 to 200.)
【請求項2】 請求項1の芳香族ポリカルボジイミドを
有機溶媒に溶解してなるポリカルボジイミド溶液。
2. A polycarbodiimide solution obtained by dissolving the aromatic polycarbodiimide according to claim 1 in an organic solvent.
【請求項3】 請求項1の芳香族ポリカルボジイミドか
らなるポリカルボジイミドフィルム。
3. A polycarbodiimide film comprising the aromatic polycarbodiimide of claim 1.
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