KR20150001278A - Polyimide resin and resin composition thereof - Google Patents

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KR20150001278A
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최한영
권혜림
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동우 화인켐 주식회사
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Abstract

The present invention relates to a polyimide resin and a resin composition of the same and, more specifically, to a polyimide resin having a polyimide resin composition containing a diamine compound of chemical formula 1 and a tetracarboxylic acid dianhydride of chemical formula 2 polymerized to make the polymer have a linear structure and maintain thermal expansion coefficient at 50-300°C of 10 ppm/°C or less to have excellent thermal dimension stability. (In the formula, X is a cyclic hydrocarbon group including or not including hetero atoms, or substituted or unsubstituted aromatic hydrocarbon group.) (In the chemical formula 2, R is a cyclic hydrocarbon group.)

Description

폴리이미드 수지 및 이의 수지 조성물 {POLYIMIDE RESIN AND RESIN COMPOSITION THEREOF}POLYIMIDE RESIN AND RESIN COMPOSITION THEREOF [

본 발명은 가시광 영역에서 투과율과 내열성이 우수하고 열팽창 계수가 적은 폴리이미드 수지 및 이의 조성물에 관한 것이다.
The present invention relates to a polyimide resin having excellent transmittance and heat resistance in a visible light region and having a small thermal expansion coefficient and a composition thereof.

폴리이미드 수지는 내열성 및 전기 절연성이 우수하여 전자 부품 등의 수지 바니시로 널리 사용되고 있다. Polyimide resins are widely used as resin varnishes for electronic parts and the like because of their excellent heat resistance and electrical insulation properties.

이러한 폴리이미드 수지는 고비점의 유기용매에 용해되어 폴리이미드의 전구체인 폴리아믹산의 상태로 기재에 도포한 후 300 ℃ 이상의 온도에서 장시간 가열 처리하여 탈수, 이미드화시켜 제조된다.Such a polyimide resin is dissolved in an organic solvent having a high boiling point and is applied to a substrate in the form of polyamic acid, which is a precursor of polyimide, and then heat-treated at a temperature of 300 ° C or higher for a long time to dehydrate and imidize the polyimide resin.

그러나, 상기 폴리아믹산의 탈수, 이미드화 반응은 고온에서 장 시간 동안 가열되므로 열화를 일으키게 된다. 또한, 가열이 부족하면 제조된 폴리이미드 수지의 구조 중에 폴리아믹산이 잔존하여 내습성, 내부식성 등의 저하의 원인이 된다.However, since the dehydration and imidization reaction of the polyamic acid is heated for a long time at a high temperature, it causes deterioration. In addition, if the heating is insufficient, the polyamic acid remains in the structure of the produced polyimide resin, which causes deterioration of moisture resistance and corrosion resistance.

또한, 폴리이미드 수지를 필름화한 폴리이미드 필름은 고온에서 온도 변화를 주었을 경우 필름의 특성상 수축 및 팽창이 일어난다. 이러한 변화는 이력현상(Hysteresis)으로 나타나고, 그 변화의 폭이 항상 일정한 것이 아니므로 변화의 폭을 확인하기 위해서 여러 번의 온도 변화를 주어야 되는 번거로움이 있고, 글래스에 접합하여 고온 열처리 하는 경우 제조된 필름이 휘는 문제가 발생할 수 있다. 특히 열적 치수 안정성이 요구되는 분야에서는 그 사용이 제한되는 단점이 있다.Further, polyimide films obtained by forming polyimide resins into films have shrinkage and swelling due to the characteristics of the film when temperature is changed at a high temperature. This change appears as hysteresis, and since the width of the change is not always constant, it is troublesome to change the temperature several times in order to check the width of the change, and when the glass is bonded and subjected to the high temperature heat treatment, The film may warp. And the use thereof is limited particularly in the field where thermal dimensional stability is required.

이에, 열팽창 계수를 제어하기 위한 다양한 방법이 제시되었으나(한국특허등록 제1,142,723호 및 제1,227,317호) 여전히 열적 치수 안정성 확보가 요구되는 실정이다.
Accordingly, although various methods for controlling the thermal expansion coefficient have been proposed (Korean Patent No. 1,142,723 and No. 1,227,317), it is still required to secure thermal dimensional stability.

본 발명은 열팽창 계수를 저하시켜 열적 치수 안정성을 향상시킨 폴리이미드 수지를 제공하는 데 그 목적이 있다.An object of the present invention is to provide a polyimide resin having a reduced thermal expansion coefficient and improved thermal dimensional stability.

또한, 본 발명은 디아민 화합물과 테트라카르복실산 이무수물의 중합체가 직선구조가 되는 특정의 화합물을 함유하는 폴리이미드 수지 조성물을 제공하는 데 또 다른 목적이 있다.
Another object of the present invention is to provide a polyimide resin composition containing a specific compound in which a polymer of a diamine compound and a tetracarboxylic dianhydride has a linear structure.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 디아민 화합물과 테트라카르복실산 이무수물의 중합이 직선구조이고, 50 내지 300℃에서 열팽창 계수가 10ppm/℃이하인 폴리이미드 수지를 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a polyimide resin having a linear structure of polymerization of a diamine compound and a tetracarboxylic dianhydride and a thermal expansion coefficient of 10 ppm / ° C or less at 50 to 300 ° C.

바람직하기로 상기 열팽창 계수(50 내지 300℃)는 5ppm/℃이하일 수 있다.Preferably, the thermal expansion coefficient (50 to 300 ° C) may be 5 ppm / ° C or less.

또한, 본 발명은 상기 폴리이미드 수지를 경화시킨 필름으로, 상기 필름은 400 내지 700㎚영역에서 투과율이 85% 이상(필름두께 10㎛에서)이고, 필름의 중량이 5% 감소되는 온도가 300℃이상이며, 열분해개시온도가 300℃ 이상인 것인 폴리이미드 필름을 제공한다.Further, the present invention is a film obtained by curing the polyimide resin, wherein the film has a transmittance of 85% or more (at a film thickness of 10 m) in a region of 400 to 700 nm and a temperature at which the weight of the film is reduced by 5% And a thermal decomposition initiation temperature of 300 DEG C or higher.

또한, 본 발명은 하기 화학식 1의 디아민 화합물과 화학식 2의 테트라카르복실산 이무수물을 함유하는 폴리이미드 수지 조성물을 제공한다.The present invention also provides a polyimide resin composition containing a diamine compound of the following formula (1) and a tetracarboxylic acid dianhydride of the formula (2).

[화학식 1][Chemical Formula 1]

Figure pat00001
Figure pat00001

(식 중, X는 헤테로 원자를 포함하거나 포함하지 않는 지환족 탄화수소기, 또는 치환되거나 비치환된 방향족 탄화수소기임)(Wherein X is an alicyclic hydrocarbon group containing or not containing a hetero atom, or a substituted or unsubstituted aromatic hydrocarbon group)

[화학식 2](2)

Figure pat00002
Figure pat00002

(식 중, R은 지환족 탄화수소기임)(Wherein R is an alicyclic hydrocarbon group)

바람직하기로, 상기 X는

Figure pat00003
,
Figure pat00004
,
Figure pat00005
,
Figure pat00006
,
Figure pat00007
,
Figure pat00008
,
Figure pat00009
,
Figure pat00010
,
Figure pat00011
또는
Figure pat00012
일 수 있다.Preferably, X is
Figure pat00003
,
Figure pat00004
,
Figure pat00005
,
Figure pat00006
,
Figure pat00007
,
Figure pat00008
,
Figure pat00009
,
Figure pat00010
,
Figure pat00011
or
Figure pat00012
Lt; / RTI >

바람직하기로, 상기 R은

Figure pat00013
,
Figure pat00014
또는
Figure pat00015
일 수 있다.
Preferably, R is selected from the group consisting of
Figure pat00013
,
Figure pat00014
or
Figure pat00015
Lt; / RTI >

본 발명의 폴리이미드 수지는 열팽창 계수가 작아 열적 치수 안정성이 우수한 이점이 있다.The polyimide resin of the present invention has an advantage of excellent thermal dimensional stability because of its small thermal expansion coefficient.

또한, 본 발명에 따른 폴리이미드 수지는 내열성 및 투과율이 우수한 폴리이미드 필름을 제조할 수 있는 이점이 있다.
In addition, the polyimide resin according to the present invention has an advantage that a polyimide film excellent in heat resistance and transmittance can be produced.

따라서, 반도체 장치 중의 컬러 필터나 발광 다이오드, 레이저 다이오드의 보호막, 액정 배향막, 액정 표시 장치, 광학장치용 유연기판, 그 밖의 일렉트로닉스 분야 및 광학 분야에서 유용하다.
Therefore, it is useful in color filters and light emitting diodes in semiconductor devices, protective films for laser diodes, liquid crystal alignment films, liquid crystal display devices, flexible substrates for optical devices, other electronics fields and optical fields.

본 발명은 가시광 영역에서 투과율과 내열성이 우수하고 열팽창 계수가 낮은 폴리이미드 수지 및 이의 조성물에 관한 것이다.
The present invention relates to a polyimide resin having excellent transmittance and heat resistance and a low thermal expansion coefficient in a visible light region, and a composition thereof.

이하 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the present invention will be described in detail.

본 발명의 폴리이미드 수지는 디아민 화합물과 테트라카르복실산 이무수물의 중합이 직선구조이다.In the polyimide resin of the present invention, the polymerization of the diamine compound and the tetracarboxylic dianhydride is linear.

본 발명에 있어서, 직선구조는 테트라카르복실산 이무수물과 중합되는 디아민 화합물의 아민기가 트랜스(trans) 구조를 가져, 제조된 중합체가 직선구조를 갖게 되는 것을 의미한다. 디아민 화합물의 아민기가 시스(cis) 구조이면, 양말단의 아민기에 의해 각도가 생겨 제조된 중합체는 직선구조가 아닌 하기 구조의 개략도와 같이 꺽인 구조를 갖게 된다. In the present invention, the linear structure means that the amine group of the diamine compound to be polymerized with the tetracarboxylic dianhydride has a trans structure, so that the prepared polymer has a linear structure. If the amine group of the diamine compound has a cis structure, the resulting polymer has an angle formed by amine groups at both ends and has a bent structure as shown in the schematic diagram of the following structure, which is not a linear structure.

Figure pat00016
Figure pat00016

이는 본 발명에서 사용된 디아민 화합물과 테트라카르복실산 이무수물의 각 중심구조가 고리형 구조로 구성(화학식 1의 X와 화학식 2의 R)되어 중합 시 꺾임을 방지하는 역할을 한다.This is because the respective central structures of the diamine compound and the tetracarboxylic dianhydride used in the present invention have a cyclic structure (R in the formula (1) and R in the formula (2)) to prevent the polymer from being bent.

상기와 같이 디아민 화합물의 아민기가 트랜스(trans) 구조이고, 디아민과 디산무수물의 각 중심구조가 고리형 구조로 구성되어야만, 상기 개략도와 같이 휜(bent)구조의 유발 및 휜(bent) 구조가 열에 의해 펼쳐지는 현상을 방지할 수 있어 제조된 폴리이미드 수지가 낮은 열팽창계수를 유지할 수 있게 된다.As described above, when the amine group of the diamine compound is a trans structure and each central structure of the diamine and the dianhydride is composed of a cyclic structure, the induction and bent structure of the bent structure as shown in the above- The polyimide resin can maintain a low coefficient of thermal expansion.

또한, 본 발명의 폴리 이미드 수지는 50 내지 300℃에서 열팽창 계수가 10 ppm/℃ 이하이며, 바람직하기로 5 ppm/℃ 이하인 것이 좋다. The polyimide resin of the present invention preferably has a thermal expansion coefficient of 10 ppm / 占 폚 or less, preferably 5 ppm / 占 폚 or less at 50 to 300 占 폚.

상기 열팽창 계수는 열에 대한 치수 안정성을 평가하는 인자로, 본 발명의 폴리이미드 수지는 직선구조를 나타내어 열팽창 계수가 낮게 된다. The coefficient of thermal expansion is a factor for evaluating dimensional stability with respect to heat, and the polyimide resin of the present invention exhibits a linear structure and has a low coefficient of thermal expansion.

열팽창 계수가 10ppm/℃ 미만이면 글라스 위에 코팅되어 처리되는 공정에서 글라스의 휨을 방지할 수 있고, 10ppm/℃을 초과하는 경우에는 고온의 공정에서 필름과 글라스의 열팽창 계수의 차이로 인한 휨이 발생하여 공정의 정밀도를 저하시키는 문제가 발생할 수 있다.
If the coefficient of thermal expansion is less than 10 ppm / ° C, the glass can be prevented from being warped in the process of being coated on the glass. If the coefficient of thermal expansion exceeds 10 ppm / ° C, warpage due to difference in thermal expansion coefficient between the film and the glass occurs at a high temperature There is a possibility that the accuracy of the process is lowered.

본 발명에 따른 수지는 하기 화학식 1의 디아민과 화학식 2의 테트라카르복실산 이무수물을 함유하는 폴리이미드 수지 조성물을 중합시켜 제조된다.The resin according to the present invention is produced by polymerizing a polyimide resin composition containing a diamine of the following formula (1) and a tetracarboxylic acid dianhydride of the formula (2).

[화학식 1][Chemical Formula 1]

Figure pat00017
Figure pat00017

(식 중, X는 헤테로 원자를 포함하거나 포함하지 않는 지환족 탄화수소기, 또는 치환되거나 비치환된 방향족 탄화수소기임)(Wherein X is an alicyclic hydrocarbon group containing or not containing a hetero atom, or a substituted or unsubstituted aromatic hydrocarbon group)

바람직하기로, 상기 X는

Figure pat00018
,
Figure pat00019
,
Figure pat00020
,
Figure pat00021
,
Figure pat00022
,
Figure pat00023
,
Figure pat00024
,
Figure pat00025
,
Figure pat00026
또는
Figure pat00027
일 수 있다.Preferably, X is
Figure pat00018
,
Figure pat00019
,
Figure pat00020
,
Figure pat00021
,
Figure pat00022
,
Figure pat00023
,
Figure pat00024
,
Figure pat00025
,
Figure pat00026
or
Figure pat00027
Lt; / RTI >

[화학식 2](2)

Figure pat00028
Figure pat00028

(식 중, R은 지환족 탄화수소기임)(Wherein R is an alicyclic hydrocarbon group)

바람직하기로, 상기 R은

Figure pat00029
,
Figure pat00030
또는
Figure pat00031
일 수 있다.
Preferably, R is selected from the group consisting of
Figure pat00029
,
Figure pat00030
or
Figure pat00031
Lt; / RTI >

본 발명에 따른 폴리이미드 수지의 제조 방법은 용매 존재하에 화학식 1의 디아민 화합물과 화학식 2의 테트라카르복실산 이무수물을 거의 등몰수로 사용하여, 고온으로만 중합시키는 1단 중합법, 또는 먼저 저온에서 아믹산을 합성한 후에 고온에서 이미드화하는 2단 중합법 중 어느 것을 사용해도 좋다.The method for producing a polyimide resin according to the present invention is a one-step polymerization method in which a diamine compound of the formula (1) and a tetracarboxylic dianhydride of the formula (2) are used in almost equimolar amounts in the presence of a solvent, Or a two-stage polymerization method in which amic acid is synthesized at a high temperature and then imidized at a high temperature may be used.

테트라카르복실산 이무수물에 대한 화학식 1의 디아민 화합물의 비율은 폴리이미드 수지의 분자량 등에 따라 적절히 조절될 수 있다. 화학식 1의 디아민 화합물은 0.95 내지 1.05몰비, 바람직하게는 0.98 내지 1.02몰비인 것이 좋다. The ratio of the diamine compound of the formula (1) to the tetracarboxylic dianhydride can be appropriately controlled depending on the molecular weight of the polyimide resin and the like. The diamine compound represented by the formula (1) has a molar ratio of 0.95 to 1.05, preferably 0.98 to 1.02.

또한, 폴리이미드 수지의 분자량을 조정하기 위해서, 무수 프탈산, 아닐린 등의 일관능의 원료를 첨가할 수도 있다. 이 경우 폴리이미드 수지에 대하여 2몰% 이하가 바람직하다.In order to adjust the molecular weight of the polyimide resin, monofunctional raw materials such as phthalic anhydride and aniline may be added. In this case, it is preferably 2 mol% or less based on the polyimide resin.

1단 중합법인 경우, 반응 온도는 150 내지 300 ℃이고, 반응 시간은 1 내지 15 시간 동안 수행한다. 또한 2단 중합법인 경우, 폴리아믹산 합성은 0 내지 120 ℃의 온도에서 1 내지 100 시간 수행하고, 이미드화는 0 내지 300 ℃의 온도에서 1 내지 15 시간 수행한다.In the case of the one-stage polymerization method, the reaction temperature is 150 to 300 ° C, and the reaction time is 1 to 15 hours. In the case of a two-stage polymerization method, the polyamic acid synthesis is carried out at a temperature of 0 to 120 ° C for 1 to 100 hours, and the imidization is carried out at a temperature of 0 to 300 ° C for 1 to 15 hours.

합성 시 사용 가능한 용매는 원료인 화학식 1의 디아민 화합물과 테트라카르복실산 이무수물 및 생성물인 폴리이미드 수지와 상용성을 갖는 것이 바람직하다. 구체적으로 페놀, 4-메톡시페노-4-메톡시페놀, 2,6-디메틸페놀, m-크레졸 등의 페놀류; 테트라히드로푸란, 아니솔 등의 에테르류; 시클로헥사논, 2-부타논, 메틸이소부틸케톤, 2-헵타논, 2-옥타논, 아세토페논 등의 케톤류; 아세트산부틸, 벤조산메틸, γ-부티로락톤 등의 에스테르류; 부틸셀로솔브 아세테이트, 프로필렌글리콜 모노메틸에테르 아세테이트 등의 셀로솔브류; N,N-디메틸포름아미드, N,N-디메틸아세토아미드, N-메틸-2-피롤리돈 등의 아미드류 등이 사용될 수 있다.The solvent usable in the synthesis is preferably compatible with the diamine compound of formula (1) as the starting material, the tetracarboxylic dianhydride and the polyimide resin as the product. Specifically, phenols such as phenol, 4-methoxypheno-4-methoxyphenol, 2,6-dimethylphenol and m-cresol; Ethers such as tetrahydrofuran and anisole; Ketones such as cyclohexanone, 2-butanone, methyl isobutyl ketone, 2-heptanone, 2-octanone and acetophenone; Esters such as butyl acetate, methyl benzoate and? -Butyrolactone; Cellosolves such as butyl cellosolve acetate and propylene glycol monomethyl ether acetate; Amides such as N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetoamide and N-methyl-2-pyrrolidone can be used.

또한, 톨루엔, 크실렌 등의 방향족 탄화수소류를 병용하면 이미드화 시 생성되는 물을 공비에 의해 제거하기 쉽다. 이러한 용매는 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수도 있다.In addition, when aromatic hydrocarbons such as toluene and xylene are used in combination, it is easy to remove water generated by imidization by azeotropy. These solvents may be used alone or in combination of two or more.

본 발명은 화학식 1의 디아민 화합물은 및 테트라카르복실산 이무수물 중 적어도 한쪽을 복수종 사용하는 경우에는 원료를 미리 모두 혼합한 후에 함께 중축합시키는 방법, 또는 사용되는 2종 이상의 디아민 또는 테트라카르복실산 이무수물을 개별적으로 반응시키면서 차례로 첨가하는 방법 등이 사용될 수 있다.When at least one of the diamine compound represented by the formula (1) and the tetracarboxylic acid dianhydride is used in plurality, the present invention is characterized in that the raw materials are mixed in advance and then subjected to polycondensation together, or a method in which two or more diamines or tetracarboxylic acids A method in which acid dianhydrides are added one by one while being reacted individually, and the like can be used.

또한, 이미드화 과정에서 탈수제 및 이미드화 촉매를 첨가하고 필요에 따라 가열하여 이미드화시키는 방법을 사용할 수 있다. 상기 탈수제는 예를 들면 무수 아세트산, 무수 프로피온산, 무수 트리플루오로아세트산 등의 산 무수물을 사용할 수 있다. 이러한 탈수제는 화학식 1의 디아민 화합물은 1 몰에 대하여 1 내지 10 몰로 사용하는 것이 바람직하다.Further, in the imidization process, a method of adding a dehydrating agent and an imidation catalyst, and heating and imidizing them if necessary can be used. As the dehydrating agent, for example, acid anhydrides such as acetic anhydride, propionic anhydride, and trifluoroacetic anhydride can be used. It is preferable that such a dehydrating agent is used in an amount of 1 to 10 moles per 1 mole of the diamine compound of the formula (1).

상기 이미드화 촉매는 예를 들면 피리딘, 콜리딘, 루티딘, 트리에틸아민 등의 3급 아민을 사용할 수 있다. 이러한 이미드화 촉매는 탈수제 1 몰에 대하여 0.5 내지 10몰로 사용하는 것이 바람직하다.As the imidization catalyst, for example, tertiary amines such as pyridine, collidine, lutidine and triethylamine can be used. The imidization catalyst is preferably used in an amount of 0.5 to 10 moles per mole of the dehydrating agent.

본 발명에 따른 폴리이미드 수지는 용해성이 우수하므로 각종 기재 상에 코팅되기 쉽도록 유기 용제에 용해시켜 적당한 점도로 조정하는 것이 가능하다.Since the polyimide resin according to the present invention has excellent solubility, it can be dissolved in an organic solvent and adjusted to a suitable viscosity so as to be easily coated on various substrates.

상기 폴리이미드 수지를 용해시킬 수 있는 유기 용제는 폴리이미드 수지 합성에 사용되는 일반적인 유기 용제, 합성시와 다른 방향족 탄화수소계 용제, 케톤계 용제 등이 사용될 수 있다. 이중 저비점의 방향족 탄화수소계 용제 또는 케톤계 용제 등에 용해하고자 하는 경우에는 제조된 폴리이미드 수지 용액에 빈용매를 첨가하여 재침전시키는 등의 방법에 의해 정제된 폴리이미드 수지를 다시 용해시킬 때에 사용할 수 있다.The organic solvent capable of dissolving the polyimide resin may be a general organic solvent used in the synthesis of polyimide resin, an aromatic hydrocarbon solvent different from the synthetic solvent, a ketone solvent, or the like. When it is desired to dissolve in a double low boiling aromatic hydrocarbon solvent or a ketone solvent, it can be used for re-dissolving the purified polyimide resin by a method such as adding a poor solvent to the prepared polyimide resin solution and re-precipitating .

본 발명의 폴리이미드 수지가 코팅 가능한 기재는 철, 구리, 니켈, 알루미늄 등의 금속; 유리 등의 무기물; 에폭시계 수지, 아크릴 수지 등의 유기 수지일 수도 있다. The substrate on which the polyimide resin of the present invention can be coated is a metal such as iron, copper, nickel, or aluminum; Inorganic substances such as glass; An epoxy resin, and an acrylic resin.

또한, 본 발명은 제조된 폴리이미드 수지 중 페놀기와 반응하는 물질을 첨가하여 열경화성을 보다 향상시킬 수 있다. 상기 페놀기와 반응하는 물질은 카르복실기, 아미노기, 에폭시기 등의 페놀기와 반응 가능한 관능기를 2 이상 포함하는 수지, 올리고머 등의 다관능성의 유기 화합물을 들 수 있다.
In addition, the present invention can further improve the thermosetting property by adding a substance that reacts with a phenol group in the produced polyimide resin. Examples of the substance that reacts with the phenol group include a multifunctional organic compound such as a resin or oligomer containing two or more functional groups capable of reacting with a phenol group such as a carboxyl group, an amino group, and an epoxy group.

또한, 본 발명은 상기 폴리이미드 수지를 경화시킨 폴리이미드 수지 필름에 특징이 있다.Further, the present invention is characterized by a polyimide resin film obtained by curing the polyimide resin.

상기 경화는 통상적인 조건에서 수행될 수 있으며, 구체적으로 80℃ 내지 300℃, 바람직하게는 100℃ 내지 250℃ 온도에서 수행되는 것이 좋다. 상기 경화 온도가 80℃ 미만이면 경화시간이 길어 실용성이 낮고 저온에 사용되는 기구 선택 시 보존 안정성의 문제가 발생할 수 있다.The curing may be carried out under ordinary conditions, specifically at a temperature of 80 to 300 ° C, preferably 100 to 250 ° C. If the curing temperature is less than 80 캜, the curing time is long and practicality is low, and storage stability may be a problem when selecting a device to be used at a low temperature.

또한, 종래의 폴리아믹산 용액과 달리 도포 후에 300℃ 보다 높은 고온에서 장시간의 가열을 필요로 하지 않으므로 기재의 열에 의한 열화를 억제할 수 있다.In addition, unlike the conventional polyamic acid solution, it does not require heating for a long period of time at a high temperature higher than 300 deg. C after coating, and deterioration due to heat of the substrate can be suppressed.

상기 폴리이미드 수지 필름은 필름두께가 10㎛일 때, 400 내지 700㎚영역(가시광)에서 투과율이 80% 이상(필름두께 10㎛에서)이고, 필름의 중량이 5% 감소되는 온도가 300℃이상이며, 열분해개시온도가 300℃ 이상이다.
The polyimide resin film has a transmittance of 80% or more (at a film thickness of 10 m) in a 400 to 700 nm region (visible light) when the film thickness is 10 탆, a temperature at which the weight of the film is reduced by 5% And the pyrolysis initiation temperature is 300 占 폚 or higher.

이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시하나, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐 본 발명의 범주 및 기술사상 범위 내에서 다양한 변경 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속하는 것도 당연한 것이다.
It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the present invention. Such variations and modifications are intended to be within the scope of the appended claims.

실시예Example 1-12 및  1-12 and 비교예Comparative Example 1-8 1-8

교반기, 온도계, 적하장치, 질소 치환 장치가 부착된 플라스크 내에, 하기 표 1의 테트라카르복실산 이무수물 0.2몰, 디메틸아세틸아마이드(DMA) 200g 투입하고 50℃로 가온하며 교반하여 용해시켰다. 이후에 실온에서 하기 표 1의 방향족 디아민 0.2몰을 디메틸아세틸아마이드(DMA) 200g에 용해한 뒤, dropping funnel을 이용하여 1시간 적하한 후 50 ℃에서 5시간동안 교반하였다. 반응 혼합물의 일부를 DMSO-d6 용매에 녹여서 NMR을 측정하여 반응물의 디아민이 존재하지 않음을 확인하였고, IR로 폴리아믹산이 생성됨을 확인하였다. 0.2 mol of tetracarboxylic dianhydride and 200 g of dimethylacetylamide (DMA) shown in the following Table 1 were charged into a flask equipped with a stirrer, a thermometer, a dropping device and a nitrogen substitution device, and heated to 50 캜 and stirred to dissolve. Thereafter, 0.2 mol of the aromatic diamine shown in Table 1 below was dissolved in 200 g of dimethylacetamide (DMA) at room temperature, followed by dropping funnel for 1 hour, followed by stirring at 50 DEG C for 5 hours. A portion of the reaction mixture was dissolved in a solvent of DMSO-d 6 and NMR was measured to confirm that no diamine was present in the reactant, and it was confirmed that polyamic acid was formed by IR.

상기 얻어진 폴리아믹산 용액을 유리 기판 상에 도포하고 100℃ 열풍건조기에서 10분간 건조하여 막 두께 10 ㎛의 필름을 제조하였다. 상기 필름에 잔존하는 아믹산을 이미드화하기 위해 하기의 온도 프로파일(profile)로 가열하였다.The obtained polyamic acid solution was coated on a glass substrate and dried in a hot air drier at 100 占 폚 for 10 minutes to produce a film having a thickness of 10 占 퐉. The amic acid remaining on the film was heated to the following temperature profile to imidize it.

Figure pat00032
Figure pat00032

이후에 유리 기판으로부터 제조된 필름을 박리하여 폴리이미드 필름을 제조하였다.
Thereafter, the film produced from the glass substrate was peeled off to produce a polyimide film.

구분division 방향족 디아민Aromatic diamine 테트라카르복실산 이무수물Tetracarboxylic dianhydride 실시예1Example 1

Figure pat00033
(0.2몰)
Figure pat00033
(0.2 mole)
Figure pat00034
(0.2몰)
Figure pat00034
(0.2 mole)
실시예2Example 2
Figure pat00035
(0.2몰)
Figure pat00035
(0.2 mole)
Figure pat00036
(0.2몰)
Figure pat00036
(0.2 mole)
실시예3Example 3
Figure pat00037
(0.2몰)
Figure pat00037
(0.2 mole)
Figure pat00038
(0.2몰)
Figure pat00038
(0.2 mole)
실시예4Example 4
Figure pat00039
(0.2몰)
Figure pat00039
(0.2 mole)
Figure pat00040
(0.2몰)
Figure pat00040
(0.2 mole)
실시예5Example 5
Figure pat00041
(0.2몰)
Figure pat00041
(0.2 mole)
Figure pat00042
(0.2몰)
Figure pat00042
(0.2 mole)
실시예6Example 6
Figure pat00043
(0.2몰)
Figure pat00043
(0.2 mole)
Figure pat00044
(0.2몰)
Figure pat00044
(0.2 mole)
실시예7Example 7
Figure pat00045
(0.2몰)
Figure pat00045
(0.2 mole)
Figure pat00046
(0.2몰)
Figure pat00046
(0.2 mole)
실시예8Example 8
Figure pat00047
(0.2몰)
Figure pat00047
(0.2 mole)
Figure pat00048
(0.2몰)
Figure pat00048
(0.2 mole)
실시예9Example 9
Figure pat00049
(0.2몰)
Figure pat00049
(0.2 mole)
Figure pat00050
(0.2몰)
Figure pat00050
(0.2 mole)
실시예10Example 10
Figure pat00051
(0.2몰)
Figure pat00051
(0.2 mole)
Figure pat00052
(0.2몰)
Figure pat00052
(0.2 mole)
실시예11Example 11
Figure pat00053
(0.2몰)
Figure pat00053
(0.2 mole)
Figure pat00054
(0.2몰)
Figure pat00054
(0.2 mole)
실시예12Example 12
Figure pat00055
(0.2몰)
Figure pat00055
(0.2 mole)
Figure pat00056
(0.2몰)
Figure pat00056
(0.2 mole)
비교예1Comparative Example 1
Figure pat00057
(0.2몰)
Figure pat00057
(0.2 mole)
Figure pat00058
(0.2몰)
Figure pat00058
(0.2 mole)
비교예2Comparative Example 2
Figure pat00059
(0.2몰)
Figure pat00059
(0.2 mole)
Figure pat00060
(0.2몰)
Figure pat00060
(0.2 mole)
비교예3Comparative Example 3
Figure pat00061
(0.2몰)
Figure pat00061
(0.2 mole)
Figure pat00062
(0.2몰)
Figure pat00062
(0.2 mole)
비교예4Comparative Example 4
Figure pat00063
(0.2몰)
Figure pat00063
(0.2 mole)
Figure pat00064
(0.2몰)
Figure pat00064
(0.2 mole)
비교예5Comparative Example 5
Figure pat00065
(0.2몰)
Figure pat00065
(0.2 mole)
Figure pat00066
(0.2몰)
Figure pat00066
(0.2 mole)
비교예6Comparative Example 6
Figure pat00067
(0.2몰)
Figure pat00067
(0.2 mole)
Figure pat00068
(0.2몰)
Figure pat00068
(0.2 mole)
비교예7Comparative Example 7
Figure pat00069
(0.2몰)
Figure pat00069
(0.2 mole)
Figure pat00070
(0.2몰)
Figure pat00070
(0.2 mole)
비교예8Comparative Example 8
Figure pat00071
(0.2몰)
Figure pat00071
(0.2 mole)
Figure pat00072
(0.2몰)
Figure pat00072
(0.2 mole)

시험예Test Example

상기 실시예 및 비교예에서 제조된 폴리이미드 수지 및 이로부터 제조된 필름의 물성을 하기의 방법으로 측정하고 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.The physical properties of the polyimide resin prepared in the Examples and Comparative Examples and the films prepared therefrom were measured by the following methods, and the results are shown in Table 2 below.

1.투과율1. Transmittance

시마즈사제 UV-3100PC 장비를 이용하여, 500nm파장에서의 투과율을 측정하였다.The transmittance at a wavelength of 500 nm was measured using a UV-3100PC instrument manufactured by Shimadzu Corporation.

[평가기준][Evaluation standard]

투과율 90% 이상: ○Transmittance 90% or more: ○

투과율 85% 이상 90% 미만: △Transmittance: 85% or more and less than 90%: Δ

투과율 85% 미만: ×
Transmittance less than 85%: x

2.내열성2. Heat resistance

TA instruments사의 Q50장비를 이용하여 폴리이미드 필름의 중량이 5% 감소되는 온도 및 열분해개시온도를 측정하여 하기와 같이 분류하였다.The temperature at which the weight of the polyimide film was reduced by 5% and the pyrolysis initiation temperature were measured using a Q50 instrument manufactured by TA instruments, and classified as follows.

[평가기준][Evaluation standard]

중량이 5% 감소되는 온도 및 열분해개시온도가 320℃ 이상: ○Temperature at which the weight is reduced by 5% and the thermal decomposition starting temperature is 320 ° C or higher:

중량이 5% 감소되는 온도 및 열분해개시온도가 300℃이상 내지 320℃ 미만: △The temperature at which the weight is reduced by 5% and the pyrolysis initiation temperature from 300 ° C or more to less than 320 ° C:

중량이 5% 감소되는 온도 및 열분해개시온도가 300℃ 미만: ×
The temperature at which the weight is reduced by 5% and the pyrolysis initiation temperature is less than 300 ° C:

3.열팽창계수 (CTE) 3. Thermal Expansion Coefficient (CTE)

TMA(Perkin Elmer사, Diamond TMA)를 이용하여 TMA-Method에 따라 first run, second run, third run의 3번에 걸쳐 50 내지 300℃에서의 열팽창계수를 측정하였는데, 즉, 온도를 50℃에서 300℃로 높였다가 다시 50℃로 낮추었다가 다시 300℃로 높이는 것을 3회 반복하면서 측정하였다.The thermal expansion coefficient at 50 to 300 ° C was measured three times using TMA (Perkin Elmer, Diamond TMA) according to the TMA-Method, ie, first run, second run and third run, ℃, then lowered again to 50 ℃ and then increased to 300 ℃ again.

측정된 열팽창 계수값의 평균값을 구하여 측정하였다.The average value of measured thermal expansion coefficient values was obtained and measured.

[평가기준][Evaluation standard]

열팽창계수 5ppm/℃ 이하 : ○Thermal expansion coefficient 5ppm / ℃ or less: ○

열팽창계수 5ppm/℃ 초과 내지 10ppm/℃미만 : △A thermal expansion coefficient of more than 5 ppm / DEG C to less than 10 ppm / DEG C:

열팽창계수 10ppm/℃ 이상: ×
Thermal expansion coefficient 10ppm / ℃ or higher: x

구분division 투과율Transmittance 내열성Heat resistance 열팽창계수Coefficient of thermal expansion 실시예1Example 1 실시예2Example 2 실시예3Example 3 실시예4Example 4 실시예5Example 5 실시예6Example 6 실시예7Example 7 실시예8Example 8 실시예9Example 9 실시예10Example 10 실시예11Example 11 실시예12Example 12 비교예1Comparative Example 1 ×× 비교예2Comparative Example 2 ×× 비교예3Comparative Example 3 ×× 비교예4Comparative Example 4 ×× 비교예5Comparative Example 5 ×× 비교예6Comparative Example 6 ×× 비교예7Comparative Example 7 ×× ×× 비교예8Comparative Example 8 ××

상기 표 2와 같이, 본 발명에 따른 실시예 1 내지 12의 폴리이미드 수지는 비교예 1 내지 8에 비해 내열성 및 투과율은 동등 이상이면서 열팽창계수가 우수하다는 것을 확인할 수 있었다.As shown in Table 2, it was confirmed that the polyimide resins of Examples 1 to 12 according to the present invention had heat resistance and transmittance equal to or more than those of Comparative Examples 1 to 8 and excellent thermal expansion coefficient.

Claims (6)

디아민 화합물과 테트라카르복실산 이무수물의 중합이 직선구조이고, 50 내지 300℃에서 열팽창 계수가 10ppm/℃이하인 폴리이미드 수지.
Wherein the polymerization of the diamine compound and the tetracarboxylic dianhydride has a linear structure and the coefficient of thermal expansion is 10 ppm / 占 폚 or less at 50 to 300 占 폚.
청구항 1에 있어서, 상기 열팽창 계수(50 내지 300℃)는 5ppm/℃이하인 것인 폴리이미드 수지.
The polyimide resin according to claim 1, wherein the thermal expansion coefficient (50 to 300 ° C) is 5 ppm / ° C or less.
청구항 1 또는 2의 폴리이미드 수지를 경화시킨 필름으로, 상기 필름은 400 내지 700㎚영역에서 투과율이 85% 이상(필름두께 10㎛에서)이고, 필름의 중량이 5% 감소되는 온도가 300℃이상이며, 열분해개시온도가 300℃ 이상인 것인 폴리이미드 필름.
A film obtained by curing a polyimide resin according to claim 1 or 2, wherein the film has a transmittance of 85% or more (at a film thickness of 10 μm) in a region of 400 to 700 nm and a temperature at which the weight of the film is reduced by 5% , And a pyrolysis initiation temperature of 300 ° C or higher.
하기 화학식 1의 디아민 화합물과 화학식 2의 테트라카르복실산 이무수물을 함유하는 폴리이미드 수지 조성물:
[화학식 1]
Figure pat00073

(식 중, X는 헤테로 원자를 포함하거나 포함하지 않는 지환족 탄화수소기, 또는 치환되거나 비치환된 방향족 탄화수소기임)
[화학식 2]
Figure pat00074

(식 중, R은 지환족 탄화수소기임)
A polyimide resin composition comprising a diamine compound represented by the following formula (1) and a tetracarboxylic dianhydride represented by the following formula (2)
[Chemical Formula 1]
Figure pat00073

(Wherein X is an alicyclic hydrocarbon group containing or not containing a hetero atom, or a substituted or unsubstituted aromatic hydrocarbon group)
(2)
Figure pat00074

(Wherein R is an alicyclic hydrocarbon group)
청구항 4에 있어서, 상기 X는 X는
Figure pat00075
,
Figure pat00076
,
Figure pat00077
,
Figure pat00078
,
Figure pat00079
,
Figure pat00080
,
Figure pat00081
,
Figure pat00082
,
Figure pat00083
또는
Figure pat00084
인 폴리이미드 수지 조성물.
5. The compound according to claim 4, wherein X is X
Figure pat00075
,
Figure pat00076
,
Figure pat00077
,
Figure pat00078
,
Figure pat00079
,
Figure pat00080
,
Figure pat00081
,
Figure pat00082
,
Figure pat00083
or
Figure pat00084
/ RTI >
청구항 4에 있어서, 상기 R은
Figure pat00085
,
Figure pat00086
또는
Figure pat00087
인 폴리이미드 수지 조성물.

5. The method of claim 4,
Figure pat00085
,
Figure pat00086
or
Figure pat00087
/ RTI >

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JP2021195542A (en) * 2020-06-11 2021-12-27 国立台湾大学National Taiwan University Polyimide-based copolymer and electronic component and field-effect transistor comprising the same

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109280166A (en) * 2018-09-20 2019-01-29 天津市天缘电工材料股份有限公司 A kind of high-performance transparent polyimide film and preparation method
CN109280166B (en) * 2018-09-20 2021-05-11 天津市天缘电工材料股份有限公司 High-performance colorless transparent polyimide film and preparation method thereof
JP2021195542A (en) * 2020-06-11 2021-12-27 国立台湾大学National Taiwan University Polyimide-based copolymer and electronic component and field-effect transistor comprising the same

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