TW201114808A - Polyimide soluble in organic solvent and comprising PMDA, DADE, DA AND bis(amino-4-hydroxyphenyl)sulfone component, and process for production thereof - Google Patents
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Description
201114808 六、發明說明: 【發明所屬之技術領域】
本發明係關於可溶於有機溶劑之聚醯亞胺及其製造方 法。本發明更詳細而言係關於含有雙(3-胺基-4-羥基苯 基)颯(以下,亦稱爲「H0ABS02j ) 、PMDA、DADE 及DA成分之超耐熱性聚醯亞胺。 【先前技術】 以往,超耐熱性聚醯亞胺週知有KAPTON (登錄商標 )或Up ilex (登錄商標)等之二成分系,其爲不溶且不融 之聚醯亞胺。KAPTON係在1 960年由杜邦公司首先製造 ’其係由焦蜜石酸二酐(PMDA )及4,4’-二胺基二苯基醚 所合成。 此聚醯亞胺顯示玻璃轉移溫度(Tg)爲420。(:,熱分 解開始溫度(Tm)爲500°C以上之特性,因其爲電絕緣性 、機械性強度 '耐藥品性皆優之聚合物,而被廣泛利用作 爲航空宇宙材料、車輛用之材料、電子·電器構件、半導 體用材料等(非專利文獻1 : polyimides; D. Wilson, H. D. Steinberger, R. M. Morgenrother; Blackie, New York ( 1990))。 uPi lex係在1 98 0年、宇部興産股份有限公司首先所 製造之聚醯亞胺薄膜,其係由聯苯四羧酸二酐(以下,亦 稱爲「BPDA」)及1,4-二胺基苯所合成。此聚醯亞胺具 有Tg> 5 00°C、Tm> 55(TC之耐熱性(非專利文獻1 )。 201114808 於此等之開發以後至今日爲止,能與KAPTON及 Upil ex匹敵之其他耐熱性聚醯亞胺薄膜並未被製造販賣》 取代身爲原料之PMDA、BPDA的四羧酸二酐亦尙未被開 發。 KAPTON及Upilex由於難溶於有機溶劑,使四羧酸 二酐與芳香族胺在極性有機溶劑中聚縮合而合成高分子量 之聚醯胺酸,隨後進行流延、加熱(400 °C以上),進行 去除有機溶劑同時醯亞胺化反應而可得。即,以往之聚醯 亞胺係藉由從聚醯胺酸溶液形成塗佈膜且同時進行醯亞胺 化反應與薄膜化而所得。 然而,聚醯胺酸容易在水中分解,即使冷凍保存能保 持品質之期間也僅爲3個月之程度。又,由於聚醯胺酸在 其溶液中容易產生交換反應,若添加其他成分,因交換反 應而變成無規共聚物。無規共聚物則難以藉由改質而使其 高性能化。 如以上般,由聚醯胺酸溶液去除有機溶劑且一倂同時 合成聚醯亞胺之方法仍存有課題。 另一方面,亦已知有在溶液中由聚醯胺酸生成聚醯亞 胺之方法。例如,由發明者所提出申請之專利文獻1 (國 際公開第200 8/ 1 203 9 8號手冊)、專利文獻2 (國際公開 第2 0 0 8 / 1 5 5 8 1 1號手冊)中,揭示可溶於有機性溶劑之以 聯苯四羧酸二酐(BPDA) 、4,4,-二胺基二苯基醚(DADE )、焦蜜石酸二酐(PMDA)及2,4-二胺基甲苯(DAT) 等作爲原料之有機極性溶劑之耐熱性聚醯亞胺共聚物。此 -6- 201114808 聚醯亞胺係經由使BPDA之兩末端與DADE反應而 末端爲胺基之寡聚物的第一段階、藉由使該寡聚物 耳當量之PMDA及1莫耳當量之DAT而得到其兩 源自PMD A之酸酐基之寡聚物的第二段階、及使該 與DAT反應進行聚合之第三段階所製造。以往, 酸酐成分之PMDA與二胺成分之DADE,則會有在 胺之合成中產生不溶物之問題。而造成此之原因, 由於聚醯亞胺中之 PMDA-DADE-PMDA鏈段或 PMDA-DADE鏈段難溶於有機溶劑所致。但,依據 所記載之方法,由於可合成不含有此般鏈段之聚醯 而可得到可溶於有機溶劑之聚醯亞胺。 又,亦已知有使用觸媒,在溶液中由聚醯胺酸 醯亞胺之方法(專利文獻 3 : A.Berger,美國] 4011297號說明書( 1993)、專利文獻4:美國 43 595 72號說明書(1 983 ))。例如,已知有將甲 或磷酸作爲觸媒之方法。但,如此般所得之聚醯亞 於在溶液中有觸媒殘留,作成薄膜時可能發生觸媒 。因此,則有從溶液中去除觸媒之必要。從溶液中 除去之觸媒,已知有r-戊內酯與吡啶,或r-戊內丨 甲基嗎啉之混合物(專利文獻5 : Y.Oie,H.Itatani, 利第5502 1 42號說明書(1 996 ))。此觸媒如以下 ,在水之存在下成爲酸離子種及鹼離子種,若去除 引起內酯成爲鹼之平衡反應。 得到兩 與2莫 末端爲 寡聚物 若倂用 聚醯亞 推測係 D ADE- 該文獻 亞胺, 生成聚 專利第 專利第 苯磺酸 胺,由 之劣化 可容易 脂與N-美國專 所示般 水則會 201114808 【化1】 〔7-戊內酯〕+〔啦旋〕+〔水〕之〔酸〕+〔鹼〕一 即,由於在此觸媒之存在下使酸二酐與二胺反應時, 若使反應系統加熱至160〜2 0 0 °C且進行攪拌,藉由系統內 進行縮合反應而會生成水,此觸媒之平衡移向右側,使觸 媒活性提升而可促進醯亞胺化反應。另一方面,反應系統 中通常添加有少量之甲苯,因反應所生成之水藉由甲苯共 沸而排除至系統外。並且,醯亞胺化反應若終結,反應系 統接近無水之狀態。此時,前述平衡移向左側,生成7 -戊內酯與吡啶,而身爲觸媒之酸性離子種則消滅。藉由使 用此般之觸媒可得到高純度之聚醯亞胺共聚物。 [先行技術文獻] [專利文獻] [專利文獻1]國際公開第2 00 8/ 120398號手冊 [專利文獻2]國際公開第2008/155811號手冊 [專利文獻3]美國專利第4011297號說明書 [專利文獻4]美國專利第4359572號說明書 [專利文獻5 ]美國專利第5 5 0 2 1 4 2號說明書 [專利文獻6]美國專利第6 8906 2 1號說明書 [非專利文獻] [非專利文獻 l]Polyimides; D. Wilson, H. D. Steinberger, R. M. Morgenrother; Blackie, New York ( 1 990 ) 201114808 【發明內容】 [發明所欲解決之課題] 可溶於有機溶劑之聚醯亞胺倍受期待可用於高 著劑、塗佈劑等之新用途。但,對聚醯亞胺要求之 更加提升耐熱性爲其代表,亦要求更加之高機能化 因應此要求,則有必要使用能賦予此般機能之原料 新穎之聚醯亞胺。但,如既述般,若使用相異之化 爲原料,則有聚醯亞胺對有機溶劑之溶解性降低之 ’雖然有要求耐熱性優良且可溶於有機溶劑之聚醯 但現今此般之聚醯亞胺尙未存在。 有鑑於上述情事,本發明係以提供耐熱性優良 於有機溶劑之聚醯亞胺及其製造方法爲目的》 [用以解決課題之手段] 發明者們藉由使用特定之芳香族二胺而解決了 題。即、本發明係包含以下之發明。 [1 ] 一種可溶於有機溶劑之聚醯亞胺,其係由使 (1 )焦蜜石酸二酐(PMDA)、 (2)含有聯苯四羧酸二酐(BPDA )或二苯甲 酸二酐(BTDA )之羧酸二酐(DA )、 (3 )二胺基二苯基醚(DADE )、以及 (4)雙(3-胺基-4-羥基苯基)諷(HOABSO: 而得。 耐熱接 除了以 。爲了 而得到 合物作 虞。即 亞胺, 且可溶 前述課 酮四羧 )聚合 -9- 201114808 [2] 含有由本發明之聚醯亞胺所得之薄膜的複合材料。 [3] 含有本發明之聚醯亞胺的電沉積塗料。 [發明之效果] 依據本發明可提供耐熱性優良且可溶於有機溶劑之聚 醯亞胺及其製造方法。 【實施方式】 1 ·本發明之聚醯亞胺 本發明之聚醯亞胺係使 (1) 焦蜜石酸二酐(PMDA)、 (2) 含有聯苯四羧酸二酐(BPDA)或二苯甲酮四羧 酸二酐(BTDA )之羧酸二酐(DA )、 (3 )二胺基二苯基醚(DADE )、以及 (4)雙(3-胺基-4-羥基苯基)颯(H0ABS02)聚合 而可得。
(1 ) PMDA 焦蜜石酸二酐(PMDA )係以化學式(ml )所表示之 化合物。 【化2】
0 0 (ml) -10- 201114808
(2 ) DA 有二個酸酐 以化學式( 聯苯四羧酸二酐(BPDA )係在聯苯鍵結 基之化合物。本發明中,由取得之容易度等, m2-l )所表示之化合物爲佳。 【化3】
二苯甲酮四羧酸二酐(BTDA)係在二苯 二個酸酐基之化合物。本發明中,由取得之容 化學式(m2-2 )所表示之化合物爲佳。 【化4】 甲酮鍵結有 易度等,以
本發明之聚醯亞胺雖係以含有聯苯四 BPDA )或二苯甲酮四羧酸二酐(BTDA )之 DA )爲原料,但以單獨使用 BPDA爲佳。其 源自BPDA成分之聚醯亞胺,其玻璃轉移溫度 高之故。
(3 ) DADE 二胺基二苯基醚(DADE )係二苯基醚之 竣酸二酐( 羧酸二酐( 係因爲含有 (Tg)爲更 苯環各鍵結 -11 - 201114808 有一個胺基之化合物。其例子則包含有4,4’-基醚及3,4’-二胺基二苯基醚。本發明中以4,. 苯基醚爲佳。其係因爲若將此作爲原料,聚醯 性更爲優良之故。4,4’-二胺基二苯基醚係化] 所示者。 【化5】 二胺基二苯 I’-二胺基二 亞胺之耐熱 學式(m3 ) h2n nh2 (m3) (4 ) HOABSO2 雙(3-胺基-4-羥基苯基)颯(H0ABS02 (m 4 )所表示之化合物。此化合物係在分子 、2個胺基及2個羥基之二羥基二胺。 【化6】 )係化學式 內具有颯基
並且,本發明之聚醯亞胺亦可將上述以外 胺作爲原料使用。芳香族二胺係指在芳香族基 胺基之化合物。其較佳例則包含伸苯基二胺、 苯基二胺、二胺基二苯基颯、1,3-雙(4-胺基 。烷基取代伸苯基二胺之較佳例則包含甲苯二 芳香族二胺係包含P-位、m-位、4,4’-位、3,‘ 構物。 之芳香族二 鍵結有2個 烷基取代伸 苯氧基)苯 胺。此等之 l·’-位等之異 -12- 201114808 (5 )本發明之聚醯亞胺之特性 本發明之聚醯亞胺係可溶於有機溶劑,較佳爲可溶於 極性有機溶劑。此般之極性有機溶劑之例包含N -甲基吡 咯啶酮、N,N’-二甲基乙醯胺、及N,N’-二甲基甲醯胺。聚 醯亞胺溶解於有機溶劑之量係相對於前述有機溶劑1 0 0質 量份’以1 〇〜1 5質量份爲佳。本發明中之記號「〜」係包 含其之兩端値。其係由於持有此般溶解性之聚醯亞胺係作 爲聚醯亞胺溶液之操作性優良之故。可依據聚醯亞胺之溶 解性之程度,適宜選擇有機溶劑。 本發明之聚醯亞胺耐熱性優良。而耐熱性係以分解開 始溫度(Tm )或玻璃轉移溫度(Tg )進行評價。本發明 之聚醯亞胺具有高T m。而此係如後述說明般,其被認爲 係由於在分子內具有噁唑基之故。本發明之聚醯亞胺之 Tm以5 00〜560°C爲佳,以540〜5 60°C爲更佳。又,本發明 之聚醯亞胺之Tg以300〜400 °C爲佳。具有此範圍之Tm及 Tg之聚醯亞胺可適用於被要求有極高耐熱性之用途。 本發明之聚醯亞胺,如後述般,係源自雙(3 -胺基-4-羥基苯基)颯(H0ABS02),在主鏈上具有爲極性基之 噁唑基或羧基。因此,本發明之聚醯亞胺與其他材料之接 著性優良。又,本發明之聚醯亞胺亦具有若受到光之照射 ,噁哇啉環之-N = C-鍵結裂解而其部分之分子鏈被切斷之 感光特性(專利文獻6)。更且,本發明之聚醯亞胺藉由 將羧基離子化而亦具有電沉積特性。 -13- 201114808 (6)本發明之聚醯亞胺之構造 本發明之聚醯亞胺係以具有以下之一般式(I)、( Π )或(ΙΠ )之重複單位爲佳。 —[PMDA]-[H0ABS02]-[PMDA]—[DADE]-[DA]-[DADE]—[PMDA]-[H0ABS02]-[PMDA]—u— ( I )
—[DADE] - [DA] - [DADE]—[PMDA] - [HOABS02] - [PMDA]—[DADE] - [DA] - [DADE] —U — ( I I) —[PMDA] -X3- [PMDA]—[DADE] - [DA] - [DADE]—[PMDA] -X3- [PMDA] —U3— (I I I) (O之重複單位 —[PMDA] - [H0ABS02] - [PMDA]—[DADE] - [DA] - [DADE]—[PMDA] - [H0ABS02] - [PMDA]—U!— ( I ) 式中,[PMDA]係前述焦蜜石酸二酐殘基。 [H0ABS02]係前述雙(3 -胺基-4 -羥基苯基)颯殘基。 [DADE]係前述二胺基二苯基醚殘基。[DA]係前述羧酸二 酐殘基。殘基係指聚合物中之部分構造,化學鍵結以外之 構造。例如,一般式(I )中,[D A D E ],即二胺基二苯基 醚殘基係二價之二苯基醚基。
Ui係以X!或XrtDApX,所表示之基。Χι係伸苯基 二胺殘基、烷基取代伸苯基二胺殘基、二胺基二苯基颯殘 基、雙(胺基苯氧基)苯殘基、或雙(3-胺基-4-羥基苯 基)颯殘基。 其中’ X !以伸苯基二胺殘基或甲苯二胺殘基爲佳。 其係由於此般之聚醯亞胺對有機溶劑之溶解性爲高之故。 [DADE]與[DA],及[DADE]與[PMDA]之鍵結係醯亞胺 鍵結。即’其鍵結係由源自二胺基二苯基醚(D A D E )之 胺基’與源自酸二酐之酸酐基反應所形成之醯亞胺鍵結^ 另一方面,[H0ABS02]與[PMDA]之鍵結係一般式(i -14- 201114808 )或(i i )所表示之鍵結。 【化7】
一般式(i )所表示之鍵結係介在於噁唑基之鍵結’ 本發明中,以下亦稱爲「噁唑鍵結」。R爲氫原子或羧基 。α係表示[PMDA]之一部分’召係表示[H0ABS02]之一 部分。 噁唑鍵結係由二羥基二胺之H〇ABS02之胺基與羥基 ,與源自P M D A等之酸酐基反應所形成(反應流程1 )。 -15- 201114808 【化8】 反應流程1
150^T<400〇C V L-1
〇2 L-2 L-3 由1個酸酐基所生成之2個羧基之中’ 1個羧基由於 無法參與此反應而殘留(L-2)。此羧基若加熱至410 °C 以上則藉由脫碳酸反應而脫離(L-3 )。而此事,若對本 發明之聚醯亞胺進行熱分析,亦可由在4 1 0°C附近可發現 到質量減少而受到證明。故,式(i )中之R爲氫原子或 羧基。 另一方面’ 一般式(Π )所表之鍵結係在醯亞胺基之 附近存在羥基之醯亞胺鍵結。 -16- 201114808 【化9】
〇ί β (i i) 此等鍵結係H0ABS02之胺基與PMDA等之酸酐基反 應所生成。此時,H0ABS02之羥基因無法參加反應而殘 留(反應流程2之L-4 )。但,藉由將此醯亞胺基與羥基 進行加熱至150°C以上未滿400°C,而轉移成安定之噁唑 鍵結(L-2 )。 -17- 201114808 【化1 ο】
150^T<400°C
L-l L-4 L-2 與[H0ABS02]及[PMDA]之鍵結同樣地,Lh中之X,爲 雙(3-胺基-4-羥基苯基)颯殘基時,[?]^0八]與U!之鍵結 係前述一般式(i )或(ii )所表示之鍵結。非此情況時, [PMDA]與川之鍵結爲醯亞胺鍵結。 本發明之聚醯亞胺由於含有[PMDA]與[DADE]相鍵結 之構造,耐熱性及耐水性優良。然而,如後述般,含有如 [PMDA]-[DADE]-[PMDA]般之[PMDA]與[DADE]爲 3 個以 上所鍵結之構造之聚醯亞胺,則對有機溶劑之溶解性降低 。此原因雖然不明,但推測可能係該構造使醯亞胺基之密 -18- 201114808 度爲高之故。如此般,本發明之聚醯亞胺由於抑制 [PMDA]與[DADE]之鍵結,且含有[H0ABS02]般之特異構 造,耐熱性、耐水性優良,且具有多種機能。 本發明之聚醯亞胺爲具有L-2或L_4之構造時,即, 具有噁唑基,與羥基或羧基時,特別係與其他材料之接著 性優良。並且,本發明之聚醯亞胺在其鍵結部具有L-2或 L-3之構造時,即具有噁唑基及羧基時,其接著性優良且 耐熱性更佳。特別係本發明之聚醯亞胺在鍵結部具有較多 L-3之構造時,耐熱性極爲優良。 以上,藉由適宜選擇二羥基二胺之H0ABS02與酸酐 之鍵結之構造,本發明之聚醯亞胺可發揮多樣之機能。然 而,該鍵結係以L-2或L-3所示之鍵結爲佳。其係由於此 般聚醯亞胺耐熱性優良之故。 故,本發明之聚醯亞胺中(I )之重複單位係一般式 (η所表示者爲佳。 (])之重複單位 Utii)
-19- (1) 201114808 此重複構造係hoabso2以酸二酐與噁唑鍵結爲其特 徵。 式中’ *係表示伸苯基與醯亞胺基相鍵結中一事。 Q係單鍵或羰基。作爲羧酸二酐(D A ),係使用聯 苯四羧酸二酐(BPDA)時Q爲單鍵,使用二苯甲酮四羧 酸二酐(BTDA )時則爲羰基。單鍵係指苯環同伴直接鍵 結’而形成聯苯骨架。本發明中,Q以單鍵爲佳。其係由 於Q爲單鍵之聚醯亞胺,其耐熱性更爲優良之故。 Υι係相當於一般式(I)之U丨’ 一般式(11) 、(12 )、(13)或(14)所表示之基。 【化1 2】
R10 (11)
即,一般式(11)〜(13)係一般式(I)之Ui係以 X1所表示之時之具體構造,爲芳香族二胺殘基。一般式 (1 1 )中之RIQ爲氫原子或碳數1〜3之烷基,但以氫原子 或甲基爲佳。其係由於此般之聚醯亞胺對有機溶劑之溶解 性爲更高之故 -20- 201114808 —般式(14 )係一般式(I )之U,係以Xi-tDAj-X! 所表示時之具體構造。一般式(14)中之An係獨立之前 述一般式(11) ~(13)所表示之基。q爲單鍵或羰基, 如前述般,Q以單鍵爲佳。 Υι係以一般式(11)所表示之基爲佳。其係由於此 般之聚醯亞胺之耐熱性爲更優良之故。 (II)之重複單位 —[DADE]-[DA]-tDADE]—[PMDA]-[HOABS02]-[PMDA]—[DADE]-[DA]-[DADE]—u2— ( II ) 此重複構造係hoabso2以酸二酐可與噁唑鍵結爲其 特徵。 式中,[P M D A ]等係如在式(I )中所說明般。 U2係[DA]或[DA]-X2-[DA]所表示之基^ X2爲伸苯基 二胺殘基、烷基取代伸苯基二胺殘基、二胺基二苯基颯殘 基、1,3 -雙(4 -胺基苯氧基)苯、或前述雙(3 -胺基-4-羥 基苯基)颯殘基。其中以伸苯基二胺殘基或甲苯二胺殘基 爲佳。其係由於此般之聚醯亞胺對有機溶劑之溶解性爲高 之故。 [DADE]與[DA]、[DADE]與[PMDA]及 U2 與[DADE]之 鍵結爲醯亞胺鍵結。 如式(I)中所說明般,本發明之聚醯亞胺中之噁唑 鍵結係以L-2或L-3所表示之鍵結爲佳。故,本發明之聚 醯亞胺中之(II )之重複單位係以一般式(2 )所表示者 爲佳。 -21 - 201114808 (2 )之重複單位 【化1 3】
[DADE ] - [ DA ] ·【DADE ] [ PMDA ] · [ HOABSOi] - [ PMDA ]
[DADE]-[DA]-[DADE] (2) 式中,Q爲單鍵或羰基。本發明中,Q以單鍵爲佳。 其係由於Q爲單鍵之聚醯亞胺,其耐熱性優良之故。 Y2係相當於一般式(Π)之U2之基。Y2係一般式( 21 ) 、( 22 )或(23 )所表示。 【化1 4】 ΧΤΧΧ(21) (2 2)
(2 3) 時之具體構造,爲羧酸二酐殘基 22 201114808 —般式(22) 、( 23)係一般式(II)中之u2係以 [DA]-X2-[DA]所表示時之具體構造。一般式(23)係X2 爲HOABS〇2時之構造,一*般式(22)係X2爲H0ABS02 以外之芳香族二胺時之構造。Q係如前述所定義般,且如 前述理由般以單鍵爲佳。An係前述之一般式(11)〜( 13),但如前述之理由般,以一般式(11)之基爲佳。 R、a〜d及*係與一般式(1 )同樣的定義。 Y2係以一般式(22 )所表示之基爲佳。其係由於此 般之聚醯亞胺,其耐熱性更優良之故。 (III)之重複單位 —[PMDA] -X3- [PMDA]—[DADE] - [DA] - [DADE]—[PMDA] -X3- [PMDA]—U3— (I I I) 式中,[PMD A]等係如式(I)及(II)中所說明般e X3係伸苯基二胺殘基、烷基取代伸苯基二胺殘基、 二胺基二苯基颯殘基、或雙(胺基苯氧基)苯殘基。其中 ’ X3以伸苯基二胺殘基或甲苯二胺殘基爲佳。其係由於 此般之聚醯亞胺對有機溶劑之溶解性優良之故。 U3 係[H0ABS02]、[HOABS02]-[DA]-[HOABS〇2]、 [H0ABS02]-[DA]-X3、或 X3-[DA]-[HOABS〇2]。 [DADE]與[DA]、[DADE]與[PMDA] ' [PMDA]與 X3 之 鍵結爲醯亞胺鍵結。 [H0ABS02]與[PMDA]、及[H0ABS02]與[DA]之鍵結 係前述一般式(i )或(i i )所表示之鍵結。 如已述般’本發明之聚醯亞胺中之噁唑鍵結係以L-2 -23- 201114808 或L-3所表示之鍵結爲佳。因此,本發明之聚醯亞胺中之 (ΠΙ )之重複單位係以一般式(3-1 )或(3-2 )所表示者 爲佳。 (3-1 )之重複單位 【化1 5】
[PMDA]-X3-[PMDA] [HOABSO0 or [HOABSOi] -[DA]- [HOABSOj] (3 — 1 ) 式中,Q爲單鍵或羰基,如前述般以單鍵爲佳。
An係相當於一般式(III)之芳香族二胺殘基χ3,爲 —般式(1 1 ) 、( 12 )、或(1 3 )所示。 Y3係源自一般式(III)之U3之基,爲單鍵或式(31 )所表示之基。 【化1 6】
即’一般式(III)中,U3爲[H0ABS02]時’ Y3爲單 鍵。一般式(III)中,u3 爲[H〇ABS〇2]-[DA]-[H〇ABS〇2] -24- 201114808 時,Υ3則爲一般式(3 1 )之構造。 —般式(3-1)及(31)中,R、Ri、Q、*、及 a~h 係與一般式(1) 、(2)相同定義。 (3-2 )之重複單位 【化1 7】
此重複單位係一般式(III )中 U3爲[H0ABS02]· [da]-x3時之具體構造。 式中,Q、Ar〗、R、Ri、Q、*、及a~d係與一般式 (3 -1 )相同定義。 除上述外,本發明之聚醯亞胺之重複構造亦可爲以下 之構造。 —[PMDA]—[DADE] - [DA] - [DADE]—[PMDA] - [H0ABS02] - [PMDA] —U( I ’) —[FMDA]—[DADE] - [DA] - [DADE]—[PMDA] -X3- [PMDA ] —U3— (III’) 此些之構造中,[PMDA]等係如式(I )〜(III )中所 說明般。 2.本發明之聚醯亞胺之製造方法 -25- 201114808 本發明之羧酸二酐(da)在1個苯環上具有1個酸 酐基。另一方面,焦蜜石酸二酐(PMDA)在1個苯環上 具有2個酸酐基。即,由於因酸二酐之構造差別,而1分 子中所存在之酸酐基彼此之距離近度相異’醯亞胺化反應 之反應性亦大幅不同。 例如,將聯苯四羧酸二酐(BPDA )等作爲原料使聚 醯亞胺聚合進行時,隨著反應時間經過,聚合物之分子量 減少。亦即,若將時間作爲橫軸進行繪製生成之聚合物之 分子量之圖,則可得到拋物線狀之曲線。 另一方面,將焦蜜石酸二酐(PMDA )作爲原料使聚 醯亞胺聚合進行時,與其不同,隨著時間經過所生成之聚 合物之分子量急速增大。亦即,若將時間作爲橫軸進行繪 製所生成之聚合物之分子量之圖,可得到雙曲線狀之曲線 。分子量若急速增大,則會生成膠狀物,而聚醯亞胺對有 機溶劑之溶解性下降。急速之分子量增大被認爲係由於作 爲前驅物所生成之聚醯胺酸之分子間交聯反應所引起(反 應流程3 )。 -26- 201114808 【化1 8】
HOOCv^^COOH
H00CY^l_Y-YC00H
本發明中係倂用PMDA與DA作爲酸二酐,且合成可 溶於有機溶劑之聚醯亞胺。故,P M D A與D A之反應性之 差異、分子量之控制及反應之終點的決定則變得重要。 由以上之觀點,本發明之聚醯亞胺係藉由以以下爲特 徵之方法而製造爲佳。 1 )以三個階段進行逐次聚合,採用三階段逐次聚合 法。 2)第1及第2步驟中得到在兩末端具有胺基之寡聚 物,或在兩末端具有酸酐基之寡聚物。 3 )第3步驟中,將前步驟所得之寡聚物進行聚合, 得到高分子量之聚醯亞胺。 4)在同一步驟中’使二胺基二苯基酸(DADE)與焦 -27- 201114808 蜜石酸二酐(PMD A )不同時存在,且使難溶於有機溶劑 之成分之以[PMDA]-[DADE]-[PMDA]或[DADE]-[PMDA]-[DADE]所表示之寡聚物在製造中不生成’或使此些之構 造不形成聚合物。 具體而言,本發明之聚醯亞胺係藉由以下之A、B或 C之方法進行製造爲佳。
(1 )製造方法A 製造方法A係含有以下步驟的方法, (A1)使含有聯苯四羧酸二酐(BPDA )或二苯甲酮 四羧酸二酐(BTDA )之羧酸二酐(DA ) 1莫耳當量,與 二胺基二苯基醚(DADE) 2莫耳當量反應,而得到在兩 末端爲源自DADE之胺基之寡聚物的步驟、 (A2)使在A1步驟所得之寡聚物,與焦蜜石酸二酐 (PMDA ) 4莫耳當量與雙(3-胺基-4-羥基苯基)颯( H0ABS02) 2莫耳當量反應,而得到兩末端爲源自PMDA 之酸酐基之寡聚物的步驟、及 (A3)使在A2步驟所得之寡聚物與芳香族二胺1莫 耳當量,或, 使在A 2步驟所得之寡聚物,與含有聯苯四羧酸二酐 (BPDA)或二苯甲酮四羧酸二酐(BTDA)之羧酸二酐( DA) 1莫耳當量與芳香族二胺2莫耳當量反應,而得到聚 合物之步驟。 本製造方法中之芳香族二胺只要係在芳香族基上鍵結 -28- 201114808 有兩個胺基之化合物則無特別限定。但,以伸苯基二胺、 甲苯二胺、二胺基二苯基颯、雙(4-胺基苯氧基)苯、或 雙(3 -胺基-4 -羥基苯基)颯爲佳。其係由於此些芳香族 胺可容易取得,且可賦予溶解性優良之聚醯亞胺之故。此 些之芳香族胺亦包含其之異構物。其中,以伸苯基二胺殘 基或甲苯二胺殘基爲佳。其係由於此般之聚醯亞胺對有機 溶劑之溶解性爲更高之故。 以下,爲了簡略化說明,說明關於羧酸二酐(DA ) 係使用聯苯四羧酸二酐(BPDA ),芳香族二胺係使用 2,4’-二胺基甲苯(DAT),於A3步驟中使1莫耳當量之 BPDA與2莫耳當量之DAT反應之情形。此反應係以以下 之反應流程A所示。 【化1 9】
BPDA+2 DADE
[DADE]-[BPDA]-[DADE] (a1) 4 PMDA + 2 HOABSCfe 'r [PMDA] - [HOABSO2 ]- [PMDAHfDADE] -l BPDA 卜[DADEHPMDA]-【HOABSO2 [PMDA] (a2) BPDA +
2 DAT ' r [•tPMDA] - [HOABS〇2 ]- [PMDAMDADE] -[ BPDA 】-[DADEJj~(PMDA】-[HOABS〇2 ]-【PMDAJ~i〇AT] - [BPDA ]- [DAT) V W (a3)
Scheme A 1 ) A 1步驟 此步驟中,BPDA的一個酸酐基與DADE的一個胺基 反應,並且BPDA的其他的酸酐基與別的分子的DADE的 -29 - 201114808 一個胺基反應。其結果,生成在末端爲胺基之寡聚物(al )。由於此寡聚物爲安定且可溶於有機溶劑,在反應液中 不會析出寡聚物》 次步驟係以在惰性氣體氣流下、極性有機溶劑下進行 爲佳。惰性氣體之例包含氮及氬。極性有機溶劑之例則包 含 NMP、DMAc、及 DMF。 觸媒以使用r-戊內酯與吡啶、或r-戊內酯與N-甲基 嗎啉爲佳。r -戊內酯以1〇〜15毫莫耳當量,吡啶或N-甲 基嗎啉係以20〜30毫莫耳當量爲佳。 又,爲了去除因反應所生成之水至系統外,以倂用與 水可共沸之甲苯等之溶劑爲佳。 反應溫度可考慮反應速度與原料之消費的平衡等決定 即可。本發明中,反應溫度以150〜200°c之程度爲佳》 又,反應時間可根據反應之進行狀況適宜決定。 2 ) A2步驟 此步驟係添加4莫耳當量之焦蜜石酸二酐(PMD A ) 與2莫耳當量之雙(3-胺基-4-羥基苯基)楓(H0ABS02 )’使其與前步驟所得之寡聚物反應。此反應機制雖未被 界定,但可推測如以下般。 i) H0ABS02的一個胺基與PMDA的一個酸酐基反應 ,並且H0ABS02的其他的胺基與別的分子的PMDA的一 個酸酐基反應。其結果,生成以[PMDA]-[H0ABS02]-[PMDA]所表示之寡聚物2莫耳當量。 -30- 201114808 Π)前步驟所生成之寡聚物(al)之一個末端胺基與 在[pmda]-[hoabso2]-[pmda]之一末端所存在之酸酐基 反應。 iii)該寡聚物(al)之另一個末端的胺基’與別的 [PMDA]-[HOABS02]-[PMDA]之一末端的酸酐基。其結果 ,生成末端爲酸酐基之寡聚物(a2)。 此方法係如先述般,不會生成難溶於有機溶劑之以 [PMDA]-[DADE]-[PMDA]或[DADE]-[PMDA]-[DADE]所表 示之寡聚物。但,會生成[pmda]-[hoabso2]-[pmda]之 以往未有之寡聚物。含有以往從未使用作爲聚醯亞胺之原 料之化合物的寡聚物,一般雖不溶於有機溶劑之情況爲多 ,但以[?1^0八]-[110八8802]-[?]\4〇八]所表示之寡聚物係可 溶於有機溶劑。故,在分子內含有此構造之寡聚物(a2) 亦可溶於有機溶劑。而此推測爲係可能係由於H0ABS02 在分子內具有身爲極性基之羥基與颯基之故。 A2步驟與A 1步驟同樣地,以在惰性氣體氣流下進行 爲佳。又’反應溫度、反應時間亦可與A 1步驟相同地設 定。 3 ) A3步驟 此步驟係添加 1莫耳當量之聯苯四羧酸二酐(B P D A )與2莫耳當量之2,4,-二胺基甲苯(DAT),使其與前 步驟所得之寡聚物’與1莫耳當量之BPDA與2莫耳當量 之D A T反應而得到聚合物。 -31 - 201114808 此反應機制雖未被界定,但可推測如以下般。 i ) BPDA的一個酸酐基與DAT的一個胺基反應,並 且BPDA之其他的酸酐基與別的分子之DAT的一個胺基 反應。其結果,生成以[DAT]-[BPDA]-[DAT]所表示之寡 聚物1莫耳當量。 Π)前步驟所生成之寡聚物(a2)的一個末端的酸酐 基與在[DAT]-[BPDA]-[DAT]的一個末端所存在之胺基反 應,生在在a2之一個末端鍵結有[DAT]-[BPDA]-[DAT]之 寡聚物。 iii)此寡聚物係由在一端具有胺基而在另一端具有酸 酐基,其聚合後生成高分子量之聚醯亞胺(a3)。 此聚醯亞胺係具有一般式(1)之重複單位的聚醯亞 胺。於此步驟中亦不會生成難溶於有機溶劑之以[PMDA]-[DADE]-[PMDA]或[DADE]-PMDA]-[DADE]所表示之寡聚 物。故,此步驟中不會將成分析出至反應系統,且所得之 聚醯亞胺(a3 )亦可溶於有機溶劑。 A3步驟與A 1步驟同樣地,亦以在惰性氣體氣流下進 行爲佳。又,反應溫度、反應時間亦可與A 1步驟相同地 設定。由於伴隨著聚合物之高分子量化,系統之黏度隨之 上升,故以追加溶劑爲佳。溶劑之追加量可適宜調整,但 考慮到反應溶液之操作性,反應液以調整至含有聚合物 10〜20質量%之程度爲佳。 以上,藉由具有1)採用三段階逐次聚合法、2)在 第1步驟中得到兩末端爲胺基之寡聚物且在第2步驟中得 -32- 201114808 到兩末端爲酸酐基之寡聚物、3 )第3步驟中得到高分子 fl之聚醯亞胺、4)使[PMDA]-[DADE]-[PMDA]等所表示 之寡聚物不生成’作爲特徵之本製造方法,可得到可溶於 溶劑之聚醯亞胺。 一般式(a3)所表示之聚醯亞胺中,v所示之PMD a 與DADE之鍵結及DADE與BPDA之鍵結爲醯亞胺鍵結。 醯亞胺鍵結係以在A1及A2步驟中產生爲佳》即,a丨步 驟中’ DADE與BPDA之間不產生醯胺鍵結而生成醯亞胺 鍵結,同樣地在A2步驟中,PMDA與DADE之間以生成 醯亞胺鍵結爲佳。其係由於DADE與BPDA等若仍然爲不 安定之醯胺鍵結,而會有在溶液中導至交換反應進行之故 。本發明之聚醯亞胺具有即使形成醯亞胺鍵結亦仍可溶於 有機溶劑,且在溶液中不易產生交換反應之有利點。 又,本發明之聚醯亞胺中雖有在一部分分子間產生交 聯反應之可能性,由藉由於分子間交聯所生成之鍵結比較 的弱,即使產生分子間交聯,亦可鍵結解消劑進行開裂。 —般式(a3)中,W所示之部分中之 PMDA與 H0ABS02之鍵結係如既述般,可存在多樣之鍵結。然而 ,本發明之A1-A3步驟由於係以在150~200°C進行且A3 步驟之反應係進行3〜6小時之程度爲佳,而認爲W之部 分主要係介在於噁唑基之鍵結,噁唑基之近傍則存在有羧 基(前述之L_2之構造)。因此,A3之步驟中,若在4〇〇 °C〜5 00°C,較佳爲410〜45 0°C下加熱聚醯亞胺,則認爲W 之部分係成爲介在於噁唑基之鍵結,且在噁唑基之近傍不 -33- 201114808 存在羧基之鍵結(前述之L-3之構造)。但,將含有溶劑 之反應系統加熱至400°C〜5 00 °C,伴隨著溶劑之分解等, 則有損及聚醯亞胺之物性之虞。故,A3步驟中亦可設有 在150~2 0 0 °C下進行,於此步驟之後將溶劑去除去,在 400 °C〜5 00 °C中加熱聚醯亞胺之步驟。 上述說明了在A3步驟中使1莫耳當量之羧酸二酐與 2莫耳當量之芳香族胺反應之方法’但僅使1莫耳當量之 芳香族二胺反應亦可。
(2 )製造方法B 製造方法B係包含以下之步驟的方法, (B1)使焦蜜石酸二酐(PMDA) 2莫耳當量與雙( 3 -月女基_4_經基苯基)颯(h〇ABS〇2) 1莫耳當量反應,而 得到兩末端爲源自P M D A之酸酐基之寡聚物的步驟、 (B2)使B1步驟所得之寡聚物,與含有聯苯四羧酸 二酐(BPDA )或二苯甲酮四羧酸二酐(BTDA )之羧酸二 酉干(DA) 2莫耳當量,與二胺基二苯基醚(DADE ) 4莫 耳當量反應’而得到兩末端爲源自DADE之胺基之寡聚物 的步驟、及 (B 3 )使b 3步驟所得之寡聚物’與含有聯苯四羧酸 二酐(BPDA)或二苯甲酮四羧酸二酐(BTDA)之羧酸二 酐(DA) 1莫耳當量,或, 使B3步驟所得之寡聚物,與前述羧酸二酐(DA) 2 旲耳當量與芳香族二胺1莫耳當量反應,而得到聚合物的 -34- 201114808 步驟。 芳香族二胺以製造方法A中所述般之化合物爲佳。 爲了簡略化說明,以下說明關於羧酸二酐(DA )係 使用聯苯四羧酸二酐(BPDA ),芳香族二胺係使用DAT ,B3步驟中使2莫耳當量之BPDA與1莫耳當量之DAT 反應之情形。此反應係以以下之反應流程B所示。 【化2 0】 2 PMDA + 2 HOABSOj [PMDA] - [HOABSO2 }- (PMDA] (b1) 2BPDA+
4 DADE
[DADE卜【BPDA}- [DADE] — [PMDA] - [H0ABS02}- [PMDA]—【DADE J-【BPDA卜【DADE] (b2) BPDA +
2 DAT y r —(DADE] - [BPDA)- [DADE] — [PMDA] - [HOABSO2 h [PMDA] — [DADE }- [BPDA] - [DADE] — [DAT] - [BPDA] - [DAT}-^- (b3)
Scheme B B 1步驟中生成末端爲酸酐基之寡聚物(b 1 )。由於 此寡聚物可溶於有機溶劑,反應液中無寡聚物之析出。 B2步驟中添加2莫耳當量之BPDA與4莫耳當量之 DADE,使其與前步驟所得之寡聚物反應。此反應所生成 之寡聚物係在分子內含有源自H0ABS02之骨架,且末端 爲胺基。此寡聚物爲可溶於有機溶劑,而不會析出至反應 液中。 B3步驟中添加2莫耳當量之BPDA與1莫耳當量之 DAT,使其與前步驟所得之寡聚物反應,而得到高分子量 之聚醯亞胺(b3)。此聚醯亞胺具有一般式(2)之重複 -35- 201114808 單位,且可溶於有機溶劑。 各步驟之條件亦可與製造方法A相同的設定。更且 ,B3步驟之後亦可設、有在400 °C〜500,較佳爲410-450 °C中加熱聚醯亞胺之步驟。又’此方法之反應機制可推測 與製造方法A相同。 於上述說明了 B3步驟中使2莫耳當量之羧酸二酐與 1莫耳當量之芳香族胺反應之方法,但僅使1莫耳當量之 芳香族二胺反應亦可。
(3 )製造方法C 製造方法C係包含以下之步驟的方法, (C1 )使含有聯苯四羧酸二酐(BPDA )或二苯甲酮 四羧酸二酐(BTDA)之羧酸二酐(DA) 1莫耳當量,與 二胺基二苯基醚(DADE ) 2莫耳當量反應,而得到兩末 端爲源自DADE之胺基之寡聚物的步驟、 (C2 )使前步驟所得之寡聚物’與焦蜜石酸二酐( PMDA) 4莫耳當量與芳香族二胺2莫耳當量反應,而得 到兩末端爲源自PMD A之酸酐基之寡聚物的步驟,以及 (C3 )使前步驟所得之寡聚物與雙(3-胺基-4-羥基 苯基)颯(H0ABS02) 1莫耳當量,或, 前步驟所得之寡聚物,與含有聯苯四羧酸二酐( BPDA )或二苯甲酮四羧酸二酐(BTDA )之羧酸二酐( DA ) 1莫耳當量、雙(3-胺基-4-羥基苯基)颯( H0ABS02) 1莫耳當量、芳香族二胺1莫耳當量,而得到 -36- 201114808 聚合物的步驟。 此方法中之芳香族二胺以HO AB S 02以外之芳香族二 胺爲佳,以伸苯基二胺、甲苯二胺、二胺基二苯基颯或 1,3-雙(4-胺基苯氧基)苯爲更佳。其係由於此些之芳香 族胺可容易取得且可賦予溶解性優良之聚醯亞胺之故。其 中,以伸苯基二胺殘基或甲苯二胺殘基爲佳。此般之聚醯 亞胺對有機溶劑之溶解性變得更高。 爲了簡略化說明,以下說明關於羧酸二酐(DA )係 使用聯苯四羧酸二酐(BPDA),芳香族二胺係使用2,4’-二胺基甲苯(DAT )之情況。此反應之反應流程如以下所 不 ° 【化2 1】
BPDA + 2 DADE
[DADE]-[BPDA]-[DADE] (c1) 4 PMDA +
2 DAT y [PMDA - DAT - PMDA】一 [DADE · BPDA - DADE】一【PMDA · DAT — PMDA】 (c2) BPDA + DAT + HOABSO2 j —[[PMDA - DAT - PMDA]— [DADE - BPDA - DADE] — [PMDA - DAT - PMDA] — [p - BPDA - q]-]- (c3) p= DATorHOABS〇2 q = DAT or HOABSO2
Scheme C C 1步驟中生成末端爲胺基之寡聚物(c 1 )。由於此 寡聚物可溶於有機溶劑,在反應液中寡聚物不會析出。 C2步驟係添加4莫耳當量之焦蜜石酸二酐(PMDA ) 與2莫耳當量之芳香族二胺,使其與前步驟所得之寡聚物 -37- 201114808 反應。此反應所生成之寡聚物係末端爲酸酐基(c 2) ^ C3步驟係使1莫耳當量之聯苯四羧酸二酐(bpdA) 、1莫耳當量之2,4’-二胺基甲苯(dat)、及1莫耳當量 之雙(3-胺基-4-羥基苯基)颯(h〇ABS02)與C2步驟所 得之寡聚物反應’而得到聚合物(c 3 )。此聚醯亞胺係可 溶於有機溶劑’且具有一般式(3_2)之重複單位。 各步驟之條件係可與製造方法A同樣地設定。更且 ’在C3步驟後亦可設有在400 °C〜500,較佳爲410〜450 C中加熱聚醯亞胺之步驟。此方法之反應機制可推測與製 造方法A相同。 於上述說明了在C3步驟中使1莫耳當量之羧酸二酐 與1莫耳當量之H0ABS02、及1莫耳當量之芳香族胺反 應之方法’但可僅使1莫耳當量之hoabso2反應,亦可 使1旲耳當量之羧酸二酐與2莫耳當量之h〇abs〇2反應 。此時’可得到具有一般式(3 _〗)所表示之重複單位的 聚醯亞胺。 3·本發明之聚醯亞胺之用途 (1 )複合材料 本發明之聚醯亞胺可使用作爲與其他材料複合化之複 合材料用。特別係以在基材之上層合從本發明之聚醯亞胺 所得之薄膜而成之複合材料爲佳。如前述般,本發明之聚 釀亞胺由於具有優良耐熱性與接著性,可得到高耐熱且高 強度之複合材料。此般複合材料可使用作爲航空宇宙材料 -38- 201114808 、輸送用車輛材料、半導體用材料。 此般複合材料係以藉由含有以下之步驟之方法所製造 者爲佳。 1)準備含有本發明之聚醯亞胺與有機溶劑之溶液的 步驟、 2 )在基材之上將前述溶液予以流延或塗佈而形成膜 之步驟、及 3)使前述膜乾燥之步驟。 本發明之聚醯亞胺因可溶於有機溶劑,而可容易調製 成溶液。溶液之調製係如公知之方法般進行即可,亦可使 用公知之極性溶劑作爲有機溶劑。極性溶劑之例包含 NMP、DMAc、DMF等。溶液之濃度雖無限定,因由優良 操作性等,以1 0〜2 0質量%爲佳。 將溶液在基材之上進行流延或塗佈而形成膜之步驟亦 可如公知之方法般進行。例如,此步驟使用旋轉塗佈機、 刮刀塗佈機、輥塗佈機等之裝置進行即可。基材可使用公 知者即可,其之例包含玻璃、金屬較佳爲銅版,及陶瓷等 〇 接著,使前述膜乾燥,此條件可依據所欲得之特性進 行決定即可。例如,若在要求高接著性之用途,以較佳爲 3 00 °C以下,更佳爲200〜300 °C中使膜乾燥。若在此般溫 度中將膜,由於分子內存在羧基等之極性基而可得到高接 著性。另一方面,若在要求高耐熱性特別係高熱分解性之 用途,以400 °C〜5 0 0 °C,特別係在410〜45 Ot:中將膜乾燥 -39- 201114808 爲佳。若在此般溫度中使膜乾燥,因羧基脫離而可得到極 高耐熱性。 (2 )感光材料 本發明之聚醯亞胺係如前述般,在分子內因含有D惡η坐 基而具有感光性。故,可有用作爲正型光阻材料。一般而 言,由於正型光阻可描繪極微細之圖型,可使用作爲次世 代之半導體材料。 (3 )塗料、接著劑 因本發明之聚醯亞胺可溶於有機溶劑,其溶液爲安定 且接著性優良,而可使用作爲塗佈劑、塗料或接著劑。特 別係可使用於醫療用材料、建築材料、家庭用高耐熱材料 (熨斗之底部 '鍋之內敷用材料)、難燃性窗簾,替代聚 四氟乙烯用之塗佈劑等。並且,本發明之聚醯亞胺在分子 內具有羧基時,可使用作爲可電沉積塗裝之電沉積塗料。 塗佈劑、塗料或接著劑依據公知之方法進行調製即可 [實施例] 實施例中,例如,第1步驟中使1莫耳當量之羧酸二 酐(DA)與2莫耳當量之DADE反應,第2步驟中使4 莫耳當量之PMDA與2莫耳當量之H0ABS02反應,第3 步驟中使1莫耳當量之DA與2莫耳當量之芳香族二胺( -40- 201114808 χ)反應時,其反應步驟如以下所示。 (DA + 2DADE)(4PMDA + 2H0ABS02)(DA + 2X) 實施例中,特別將 4,4 ’ -二胺基二苯基醚表記爲 DADE,將3,4’-二胺基二苯基醚表記爲mDADE。 本發明之聚醯亞胺之製造方法中最重要的步驟係第2 步驟。此步驟通常單純係將試藥添加於反應系中’然而添 加試藥之順序或添加試藥之時間則有產生限制之情況。故 ,第2步驟可因應必要適宜改變而進行。如此般將第2步 驟適宜改變之進行係在實驗開始進行時有效。例如,第2 步驟可成爲1 )準備反應容器與其他容器,將第2步驟中 所添加之試藥依據需要進行加熱,使其預先溶解、2)將 此般所之得均勻溶液加入於反應容器的步驟。又,第3步 驟亦可因應必要加入此般之變更。 [實施例1] (BPDA + 2DADE)(4PMDA + 2HOABS〇2)(BPDA + 2DAT) 玻璃製之可拆式燒瓶上安裝具備碇型之攪拌翼(不銹 鋼製)的攪拌裝置與水分離阱(迪恩斯塔客分水器)與迴 流冷卻器。使燒瓶內流通氮氣同時使上述燒瓶浸漬於矽浴 〇 1)將 3,4,3’,4’-聯苯四羧酸二酐(8?〇八)2.94§(10 mmol ) 、4,4’-二胺基二苯基醚(DADE ) 4.00g ( 20 mmol -41 * 201114808 )、7"-戊內醋 1.2g(12mmol)、啦11 定 2.0g ( 25 mmol )、N-甲基吡咯啶酮(NMP)80g、甲苯 25g裝入燒瓶。 在氮氣流下、180 rpm、矽浴溫度180 °C之條件下,加熱 攪拌40分鐘進行反應。其後,攪拌反應混合物同時空冷 2 0分鐘。
2)其次,將焦蜜石酸二酐(PMDA) 8.73g(40 mmol )、而後雙(3-胺基-4-羥基苯基)颯(H0ABS02) 5_60g (20 mmol ) 、Ν Μ P 100g裝入燒瓶。將燒瓶浸漬於180°C 之矽浴’以1 80 rpm攪拌20分鐘進行反應。其後,攪伴 反應混合物同時空冷20分鐘。 3 )其次,依順序將 BPDA 2.94g ( 1 0 mmol ) > 2,4- 二胺基甲苯(DAT) 2.44g(20 mmol) 、NMP 115g 裝入 燒瓶內。將燒瓶浸漬於1 80°C之矽浴,以180 rpm進行聚 合反應。進行4小間反應後,使反應混合物空冷並停止反 應。如此進行得到1 2質量%之聚醯亞胺溶液。 採取一部分之溶液,以高速液體層析法(東曹股份有 限公司製GPC: HLCP-8320 )測定聚乙烯換算分子量及分 子量分佈。其結果爲 Mn = 29 1 60、MW = 609 1 9、Mz = 93437 、MW/Mn = 2.09、Mz/MW=1.53。 4 )將所得之溶液塗佈於玻璃板表面,空氣通氣下, 以1 50°C乾燥。將已乾燥之塗佈膜從玻璃板剝離並貼附於 金屬製之框。於此狀態下,更以300°C下加熱1小時而得 到聚醯亞胺薄膜。熱分解開始溫度(Tm ) 、Tm測定中, 將最初所觀測到之爲分解溫度之一次重量損失溫度、玻璃 -42 - 201114808 轉移溫度(Tg )使用Mac Science公司製 TG-DTA分析 裝置進行測定。測定條件爲昇溫速度:1 〇 °C /分、測定溫 度:室溫〜600 °C、氮氣氣流下。其結果爲Tm = 555 °C、一 次重量損失溫度=418°C、Tg = 3 88 °C » 尙,關於2)之步驟係使用如以下般之其他方法進行 合成聚醯亞胺。 將 PMDA 8.73g ' HOABSO2 5.60g、NMP 100g 採取至 其他燒瓶,在室溫下一邊攪拌一邊不時加熱得到均勻之溶 液。將此液添加至1 )之步驟所得之反應混合物,進行20 分鐘攬拌後,在180 °C、180 rpm之條件下攪拌20分鐘。 其後,攪拌反應混合物20分鐘同時進行空冷。 [實施例2] (BPDA + 2DADE)(4PMDA + 2H0ABS02)(BPDA + DAT + mTPE) 除以下之變更,與實施例1同樣地進行而得到1 〇質 量%之聚醯亞胺溶液。 1) 之步驟中係使用r-戊內酯I.0g。 2) 之步驟中所添加之NMP之量爲140g。 3) 之步驟中添加之原料爲BPDA 2.94g(10 mmol) 、DAT 1.22g( 10 mmol) 、1,3-雙(4-胺基苯氧基)苯( mTPE ) 2.92g,添力□之NMP之量爲80g。又,反應時間爲 6小時。 將所得之聚醯亞胺之分子量及耐熱性表示於表1。 -43- 201114808 [實施例3] (BPDA + 2DADE)(4PMDA + 2H0ABS02)(BTDA + DAT + H0ABS 〇2) 除以下之變更以外,與實施例1同樣地進行而得到聚 醯亞胺溶液。 1)之步驟中係使用r-戊內酯i.〇g。 2 )之步驟中係所添加之NMP之量爲140g。 3)之步驟中添加之原料爲二苯甲酮四羧酸二酐( BTDA) 3.2 2 g ( 10 mmol) 、DAT 1.2 2 g ( 10 mmol )、 4,4’-二胺基二苯基颯 2.48g(10mmol),且反應時間爲 6.5小時。 將得之聚醯亞胺之分子量及耐熱性表示於表1。 [實施例4] (BPDA + 2DADE)(3PMDA + HOABS〇2)(BTDA + 2DAT) 除以下變更以外,與實施例1同樣地進行得到聚醯亞 胺溶液。 1 )之步驟中係使用吡啶1.2g。 2)之步驟中所添加之原料爲PMDA 6.64g(30 mmol )' HOABSO2 2.80g ( 10 mmol ),添加之 NMP 之量爲 6 0 g ° 3 )之步驟中添加之NMP之量爲80g,且反應時間爲 4 · 7 5小時。 將得之聚醯亞胺之分子量及耐熱性表示於表1。 -44- 201114808 [實施例5] (2PMDA + H0ABS02)(2BPDA + 4DADE)(2BPDA + mPD) 準備與實施例1同樣之燒瓶,浸漬於矽浴。 1) 將 PMDA 4.36g(20 mmol) 、H0ABS02 2.80g( 10 mmol) 、r_戊內酯 1.2g(12mmol)、吡啶 2.0g( 25 mmol) 、N -甲基吡咯啶酮(NMP) l〇〇g、甲苯 25g裝 入燒瓶。在氮氣氣流下、180 rpm、矽浴溫度180 °C之條 件下’加熱攪拌40分鐘.進行反應。其後,攬拌反應混合 物同時空冷20分鐘。 2) 其次’依順序將DADE 8.0g( 40 mmol)、而後 BPDA 5.88g ( 20 mmol ) 、NMP 60g 裝入燒瓶。將燒瓶浸 漬於180 °C之矽浴’以180 rpm攪拌40分鐘攪拌進行反 應。其後,攪拌反應混合物同時空冷2 0分鐘。 3) 其後’將 BPDA 5_88g(20 mmol)、而後 m -伸苯 基二胺(mPD) l.〇〇g(l〇 mmol) 、NMP 80g 裝入燒瓶內 。將燒瓶浸漬於1 8 0 °C之矽浴,以1 8 0 rp m進行聚合反應 。進行4.5小時反應後,使反應混合物空冷並停止反應。 如此進行得到1 2質量%之聚醯亞胺溶液。與實施例1同 樣地測定聚醯亞胺之分子量、耐熱性。將結果表示於表1 〇 尙’關於2)之步驟,亦可使用如以下般之其他方法 合成聚醯亞胺。 將 DADE 8.0g、BPDA 5.88g(20 mmol) ' NMP 60g 採取至其他燒瓶,在室溫下一邊攪拌並不時加熱而得到均 -45 - 201114808 勻之溶液。將此液添加至1 )之步驟所得之反應混合物, 攪拌20分鐘攪拌後,在180°C、180 rpm之條件下攪拌 40分鐘。其後,將反應混合物攪拌20分鐘攪同時進行空 冷。 [實施例6] (2PMDA + HOABS〇2)(2BPDA + 4DADE)(2BPDA + HOABS〇2) 除以下變更以外,與實施例5同樣地進行而得到聚醯 亞胺溶液。 1 )之步驟中係使用吡啶2.4 g、Ν Μ P 8 0 g,且反應時 間爲5 0分。 3)之步驟中添加原料爲BPDA 5.88g(20 mmol), 其後H0ABS02 2.80g ( 10 mmol ),且添加之NMP之量爲 6〇g,反應時間爲2.75小時。 3 )之步驟之後,對反應混合物更添加NMP 100g,得 到1 0質量%之聚醯亞胺溶液^ 將得之聚醯亞胺之分子量及耐熱性表示於表1。 [實施例7] (2PMDA + H0ABS02)(2BPDA + 4DADE)(2BTDA + H0ABS02) 除以下之變更以外,與實施例5同樣地進行得到聚醯 亞胺溶液。 3)之步驟中所添加之原料爲BTDA 6.46g(20 mmol )' HOABSO2 2.80g ( 10 mmol ),反應時間爲 4 小時。 -46- 201114808 且,反應經過2時間後添加NMP 60g。 3 )之步驟之後,對反應混合物更添加NMP 4〇g ’而 得到1 〇質量°/。之聚醯亞胺溶液。 將所得之聚醯亞胺溶液塗佈於玻璃板表面,在空氣^ 氣下以150 °C進行30分鐘乾燥。將已乾燥之塗佈膜從玻 璃板剝離貼附至金屬製之框。在此狀態下,以2 5 0 °C更加 熱1小時,得到聚醯亞胺薄膜。 將得之聚醯亞胺之分子量及耐熱性表示於表1。 [實施例8] (2PMDA + H0ABS02)(2BPDA + 4mDADE)(2BTDA + mTPE) 除以下之變更以外,與實施例5同樣地進行而得到聚 醯亞胺溶液。 2) 之步驟中所添加之原料爲3,4’-二胺基二苯基醚( mDADE) 8.00g ( 40 mmol) 、B P D A 5 · 8 8 g ( 2 0 mmo 1 )。 3) 之步驟中所添加之原料爲BTDA 6.46g(20 mmol )、1,3-雙(4-胺基苯氧基)苯(mTPE ) 2_92g ( 10 mni〇1 ),添加之N Μ P之量爲5 0 g。反應時間爲4小時2 0分, 在反應經過3小時後追加Ν Μ P 5 0 g。 3 )之步驟之後,對反應混合物更添加NMP l〇〇g,而 得到1 〇質量%之聚醯亞胺溶液。 將得之聚醯亞胺之分子量及耐熱性表示於表1。 [實施例9] -47- 201114808 (BPDA + 2DADE)(4PMDA + 2DAT)(BPDA + DAT + H0ABS02) 準備與實施例1同樣之燒瓶,浸漬於矽浴。 1 )將 BPDA 4_ 12g ( 14 mmol ) 、DADE 5.6g ( 28 mmol) 、r-戊內酯 1.3g、吡啶 2.6g、NMPl26g、甲苯 3〇g裝入燒瓶。在氮氣氣流下、180 rpm、砂浴溫度180°C 之條件下’加熱攪拌5 0分鐘進行反應。其後,攪拌反應 混合物同時空冷20分鐘。 2) 其次,將PMDA 12.2g(56 mmol),空歇許時間 後DAT 3.42g(28 mmol) 、NMP 50g裝入燒瓶。將燒瓶 浸漬於1 8 0 °C之矽浴,以1 8 0 rpm攪拌2 0分鐘進行反應 。其後,攪拌反應混合物同時空冷20分鐘。 3) 其後,將 BPDA 4.12g ( 14 mmol) 、DAT 1.71g ( 14 mmol) 、HOABSO2 3.93g ( 14 mmol) 、NMP 80g 裝入 燒瓶內。將燒瓶浸漬於1 8 0 °C之矽浴,以1 8 0 rpm進行聚 合反應。進行4小時20分之反應後,使反應混合物空冷 並停止反應。如此般進行得到1 4質量%之聚醯亞胺溶液 〇 對所得之聚醯亞胺與實施例1同樣地進行評價。將結 果表不於表1。 [實施例10] (BPDA + 2DADE)(4PMDA + 2DAT)(BTDA + DAT + HOABS〇2) 除以下之變更以外,與實施例9同樣地進行而得到聚 醯亞胺溶液。 -48- 201114808 1 )步驟中反應時間爲40分’且其後之空冷時間爲 4 〇分。 2) 步驟中所添加之NMP之量爲7〇g。 3) 步驟中所加入之原料爲BTDA 4.51g(14 mmol) ' DAT 1 . 7 1 g ( 14 mmol ) 、H 0 A B S O 2 3 · 9 3 g ( 1 4 m m o 1 ) ,且加入之NMP之量爲58g°又’此步驟之反應時間爲5 小時。如此般進行得到1 4質量%之聚醯亞胺溶液。 對所得之聚醯亞胺與實施例1同樣地進行評價。將結 果表示於表1。 [實施例11] (BPDA + 2DADE)(4PMDA + 2DAT)(HOABS〇2) 除以下之變更以外,與實施例9同樣地進行而得到聚 醯亞胺溶液。 1)之步驟中所添加之原料爲BPDA 2.94g ( 10 mmol )、DADE 4.00g ( 20 mmol ) 、r -戊內酯 〇.9g、吡啶 1.8g'NMP 100g、甲苯 35g。又,反應時間爲1小時, 且其後之空冷時間爲1 5分。 2 )之步驟中所添加之原料爲PMDA 8.72g ( 40 mmol )' DAT 2.44g ( 20 mmol ),加入之 NMP 之量爲 44g。 反應後之空冷時間爲3 0分。 3)之步驟中所加入原料爲H0ABS02 2.80g ( 10 mm〇1 ),加入之NMP之量爲44g。又,此步驟之反應時間爲 3.5小時間。如此般進行得到1 0質量%之聚醯亞胺溶液。 -49- 201114808 對所得之聚醯亞胺與實施例1同樣地進行評價。將結 果表示於表1 » [實施例12] (BPDA + 2DADE)(3PMDA)(2DAT + H0ABS02 + BPDA) 除以下之變更以外,與實施例9同樣地行而得到聚醯 亞胺溶液。 1 )之步驟中,反應後之冷卻時間爲5 0分。 2) 之步驟所添加之原料爲PMDA 9.15g(42 mmol) ,加入之NMP之量爲50g。反應後之空冷時間爲25分。 3) 之步驟中,首先添加DAT 3.42g ( 28 mmol )、 HOABSO2 3.93g ( 14 mmol ),攪拌後加入 BPDA 4.12g ( 14 mmol )及NMP 8 Og。將所得之聚醯亞胺與實施例1同 樣地進行評價。將結果表示於表1。 [實施例13] (BPDA + 2DADE)(3PMDA + DAT)(BTDA + H0ABS02 + S02AB) 除以下之變更以外,與實施例9同樣地進行而得到聚 醯亞胺溶液。 2 )之步驟中所添加之原料爲PMDA 9.1 5g ( 42 mmol )' DAT 1 .7 1 g ( 14 mmol ),添加之 NMP 之量爲 60g。 3)之步驟所添加之原料爲H0ABS02 3.93g ( 14 mmol )、S02AB 3.48g ( 14 mmol ),添加之 NMP 之量爲 8 0 g 。又,此步驟之反應係在室溫進行20分後,更在180。〇 -50- 201114808 下進行1 1小時45分鐘。如此般進行得到1 0質量%之聚 醯亞胺溶液。將所得之聚醯亞胺與實施例1同樣地進行評 價。將結果表示於表1。 [實施例14] (BPDA + 2DADE)(3PMDA + BPDA + mPD)(H0ABS02) 除以下之變更以外,與實施例9同樣地進行而得到聚 醯亞胺溶液。 1) 之步驟中所添加之原料爲BPDA 2.94g(10 mmol )、DADE 4.00g (20 mmol) 、r_戊內酯 1.2g、吡啶 2.0g、NMP 80g、甲苯 25g。 2) 之步驟所添加之原料爲PMDA 4.36g(20 mmol) 、BPDA 2.94g ( 10 mmol) 、mPD l.OOg ( 10 mmol),添 加之NMP之量爲60g。將此些添加後,在室溫下攪拌30 分鐘,其後以180°C進行20分鐘反應。 3) 之步驟所添加之原料爲HOABSO2 2.80g ( 10 mmol ),添加之NMP之量爲40g。又,此步驟之反應時間爲4 小時40分。如此般進行得到1 〇質量%之聚醯亞胺溶液。 將所得之聚醯亞胺與實施例1同樣地進行評價。將結果表 示於表1。 [比較例1] (BPDA + 2DADE)(4PMDA + 2DAT)(BPDA + 2DAT) 準備與實施例1同樣之裝置。 -51 - 201114808 將 BPDA 5.88g (20 毫莫耳)、DADE 8.01g(40 毫莫 耳)、r-戊內酯1.5g(15毫莫耳)、吡啶 3.5g(44毫 莫耳)、NMP 50g、甲苯 45g裝入前述裝置。流通氮氣 ,同時以矽浴溫度180°C、180 rpm回轉數進行加熱攪拌 1小時。去除水-甲苯餾分20ml。 以1 80 rpm進行攪拌且空冷1小時。其次添加PMDA 17.45g(80毫莫耳)、其後DAT4.88g(40毫莫耳),更 添加NMP 250g,在室溫下流通氮氣20分鐘以180 rpm進 行攪拌。 其次,添力口 BPDA 5.88g ( 20 毫莫耳)、DAT 4.88g (40毫莫耳)、NMP 120g、甲苯 30g>以230 rpm攪拌 30分鐘,以1 80°C之矽浴進行加熱以1 80 rpm進行攪拌。 去除甲苯20 m卜以5小時10分鐘、180 °C、180 rpm進 行反應而得到1 0質量%之聚醯亞胺溶液。 將反應液一部分以二甲基甲醯胺稀釋,與實施例1同 樣地測定分子量。 取出乾燥聚醯亞胺薄膜之一部分,以理學電機製熱分 析裝置Thermo Plus Tg 8120測定熱分解開始溫度(Tm ) 。條件爲昇溫速度 l〇°C Π分、昇溫至 600 °C。Tm爲 5 1 2.5 °C。 使用 Perkin Elmer Pyrid Diameter DSC 測定了 玻璃轉 移溫度(Tg )。條件爲以昇溫速度1 〇°C /1分進行升溫至 400t,其後使其空冷後再以l〇°C/l分升溫至430°C »並 無觀測到Tg。 -52- 201114808
TJ 表 rL 1撇 重複 單位 1 « r—« > 1 > 卜-« ,< _ _ >_ 罈 1 < I < h»· < ►—N > 1 > > < ·» 1 < N—H »—1 1 1 分子量 C3 I 0¾ c=> CO c<a c<i C<J eo c^a c^5 oo CO 1 OO CO o OO <T>q C^— »_n> i_T3 CO t-TD cr^a OO CO c*<i cr> CO CO 93437 89510 98696 120000 111590 ( 1 254670 188940 129580 108350 113610 195432 96540 148880 1 60919 54370 60360 64300 S7040 1 1 110440 99650 64710 54680 62320 95452 41310 70700 33470 29160 24340 26054 28830 17050 | 1 46370 36930 25160 22360 24660 30950 17870 23580 101430 耐熱性CC) 〇〇 〇〇 CO <J〇 S5 CO c-a eo CO Ur 1 CO 〇> CO OO CO cr> 0*> CO cr> ir—» CO OO CO CO O〇 *♦♦· !_£*» ι_η> Μ·» CO 寸 ΙΛ t-O c— CO L〇 OO LT3 ΙΛ OO !〜 CO uo «ο CO l_Td cva ur> g OO t-T^ c— OO t-es s 1-0 CO MT> 一次 重疊 損失 οο CO LTD CO CO Lft> 〇〇 ev3 to 〇> CO i_r> CO 1 製造方法 § c^a 戔 gag i § i M S C^vl , (BPDAI2DADE) (4PMDA!2HOABS02) (BPDAIDAT+diTPE) _ 謹 S* CO CO _ C*^3 Ci-, Ώ § CO _ 晷 (BPDA+2DADE) (3PMDAIH0ABS02) (BTDA+2DAT) (2PMDA+H0ABS0j) (2BPDAI4DADE) {2BPDAWD) (2P 祖棚删 2) (2BPDAHDADE) (2BPDA 航_ (2 腿漏與)__ADE) (2BT__2) (2PMDA+H0ABS0j) (2BPDA+4mDADE) (2BTDA+mTPE) (BPDAf2DADE) (4PMDAf 2DAT) (BPDA+DAT+H0ABS02) 2" § i § 8 -*=!· Ώ 匀 n C|^ s 53 虽 c^a I m S5 1 C<J s 00 芝 1 麵 CO 菌 s (BPDA+2DADE) (3PMDA+DAT) (BTDAfH0ABS02+S02AB) 2* 雇 1 1 PQ _ g s (BPDA+2DME) (4PMDA+2DAT) (BPDA+2DAT) 1 〇v3 CO l_f2> ccza t— CO cr> C=5 11—| CO '~~ 實施例 比較例 93孱坭壊 -53- 201114808 本發明之聚醯亞胺具有熱分解開始溫度 Tm爲 5 0 0〜5 6 0 °C之極高耐熱性。而此被認爲由於在分子內含有 熱安定性高之噁唑基的緣故。 -54-
Claims (1)
- 201114808 七、申請專利範圍: 1. 一種可溶於有機溶劑之聚醯亞胺,其特徵爲使 (1) 焦蜜石酸二酐(PMDA)、 (2) 含有聯苯四羧酸二酐(BPDA)或二苯甲酮四羧 酸二酐(BTDA)之羧酸二酐(DA)、 (3 )二胺基二苯基醚(DADE),以及 (4)雙(3-胺基-4-羥基苯基)颯(H0ABS02)聚合 所得。 2. 如請求項1記載之聚醯亞胺,其中具有一般式(I )所表示之重複單位, —[PMDA]-[HOABS02]-[FMDA]—[DADE]-[DA]-[DADE]—[PMDA]-[H0ABS02]-[PMDA]—U(I ) {式中,[PMD A]爲前述焦蜜石酸二酐殘基, [H0ABS02]爲前述雙(3-胺基-4-羥基苯基)颯殘基, [DADE]爲前述二胺基二苯基醚殘基, [DA]爲前述羧酸二酐殘基, U,係以X,、或X丨-[DA]-X丨所表示之基, (在此,X !爲伸苯基二胺殘基、烷基取代伸苯基二胺 殘基、二胺基二苯基颯殘基、雙(胺基苯氧基)苯殘基、 或前述雙(3-胺基-4-羥基苯基)颯殘基) [DADE]與[DA]及[DADE]與[PMDA]之鍵結爲醯亞胺鍵 結, [PMDA]與[HOABS〇2]之鍵結爲以一般式㈠)或(ii )所表示之鍵結, -55- 201114808 【化1】(式中,α係表示[PMDA]之一部分,y3係表示 [hoabso2]之一部分,R爲氫原子或羧基) [PMDA]與U,之鍵結,在U,中之Xi爲雙(3-胺基-4-羥基苯基)楓殘基時,爲前述一般式(i)或(ii)所表示 之鍵結,其他以外時,則爲醯亞胺鍵結)}。 3.如請求項1記載之聚醯亞胺,其中具有一般式(II )所表示之重複單位, —[DADE]-[DA]-[DADE]—[PMDA]-[HOABS02]-[PMDA] —[DADE]-[DA]-[DADE]—U2— ( II ) {式中,[PMDA]爲前述焦蜜石酸二酐殘基, [H0ABS02]爲前述雙(3-胺基-4-羥基苯基)颯殘基, [DADE]爲前述二胺基二苯基醚殘基, [DA]爲前述羧酸二酐殘基, U2係以[DA]或[DA]-X2-[DA]所表示之基, (在此,x2爲伸苯基二胺殘基、烷基取代伸苯基二胺 殘基、二胺基二苯基颯殘基、雙(胺基苯氧基)苯殘基、 或前述雙(3-胺基-4-羥基苯基)颯殘基) [DADE]與[DA]、[DADE]與[PMDA],及[DADE]與 U2 之鍵結爲醯亞胺鍵結, -56- 201114808 [H0ABS02]與[PMDA]之鍵結係以一般式(i)或(ii 【化2】所表示之鍵結(式中,α係表示[PMDA]之一部分,冷係 表示[H0ABS02]之一部分,R爲氫原子或羧基)}。 4-如請求項1記載之聚醯亞胺,其中具有一般式( III )所表示之重複單位, —[PMDA] -X3- [PMDA]—[DADE] - [DA] - [DADE]—[PMDA] -X3- [PMDA] —U3— (III) {式中,[PMDA]爲前述焦蜜石酸二酐殘基, [DADE]爲前述二胺基二苯基醚殘基, [DA]爲前述羧酸二酐殘基, X3爲伸苯基二胺殘基、烷基取代伸苯基二胺殘基、二 胺基二苯基楓殘基、或雙(胺基苯氧基)苯殘基, U3 係、[H0ABS02]、[HOABS02]-[DA]-[HOABS〇2]、 [H0ABS02]-[DA]-X3、或 X3-[DA]-[H〇ABS〇2]所表示之基 > (在此,[H0ABS02]爲前述雙(3-胺基-4-羥基苯基) 颯殘基,[DA]、X3與前述定義般相同), [DADE]與[DA]、[DADE]與[PMDA]、[PMDA]與 X3 之 -57- 201114808 鍵結爲醯亞胺鍵結, [H0ABS02]與[PMDA]及[H0ABS02]與[DA]之鍵結爲 —般式(Ο或(ii) 【化3】(i) (i i) (式中,α係表示[PMDA]或[DA]之一部分,冷係表 示[H0ABS02]之一部,R爲氫原子或羧基)所表示之鍵結 5.如請求項2記載之聚醯亞胺,其中含有一般式(1 )所表示之重複單位, 【化4】(1) [式中,Q爲單鍵或羰基,R爲獨立之氫原子或羧基, 係表示碳原子之位置,a ' c、e、g之碳與R鍵結 -58- 201114808 時,則表示b、d、f、h之碳與噁唑基鍵結, 丫!係一般式(11) ~(14)所表示之基, 【化5】(R1Q表示氫原子或碳數1〜3之烷基,An係獨立之以 前述一般式(11)〜(13)所表示之基,Q與前述定義般 相同), *係表示伸苯基與醯亞胺基相鍵結]。 6.如請求項3記載之聚醯亞胺,其有含有一般式(2 )所表示之重複單位, S -59- 201114808 【化6】 〇2 Ο [DADE ] - [ DA ] - [ DADE ] [ PMDA ] - [ HOABSO:] - [ PMDA ][式中’ Q爲單鍵或羰基,R爲獨立之氫原子或羧基, a〜d係表示碳原子之位置,a、c之碳與r鍵結時,則 表示b、d之碳與噁唑基鍵結, Y2係以一般式(21) 、(22)或(23)所表示之基, 【化7】(式中’ Q及R爲與前述定義般相同, e〜h係與前述a〜d相同定義, Ari係一般式(1 1 )〜(13 )所表示之基, -60- (11) 201114808 【化8】(13) (一般式(ii)中’ R|()爲氫原子或碳數ι~3之院基 *係表示伸苯基與醯亞胺基相鍵結]。 7.如請求項4記載之聚醯亞胺’其中含有一般式( 3 -1 )所表示之重複單位’ 【化9】[PMDA]-Xj-[PMDA] [HOABSOi] or [HOABSO2] -[DA]- [HOABSO:] (3-1) [式中,Q爲單鍵或羰基,R爲獨立之氫原子或羧基, 表示碳原子之位置,a、c之碳與R鍵結時,則表 示b、d之碳與噁唑基鍵結, An係獨立之一般式(11 )〜(13 )所示之基, -61 - (11) (11)201114808 【化1 0】(R1G表示氫原子或碳數1~3之烷基) Y3爲單鍵或式(31)所表示之基, 【化1 1】(式中,Ri獨立表示氫原子或羧基,Q與前述定義般 相同,e~h與a〜d相同定義) *係表示伸苯基與醯亞胺基相鍵結]。 8.如請求項4記載之聚醯亞胺,其中含有一般式( 3-2 )所表示之重複單位, 【化1 2】-62- 201114808 錢基, 時,則 [式中,Q爲單鍵或羰基,R爲獨立之氫原子或 a〜d係表示碳原子之位置,a、c之碳與R鍵結 表示b ' d之碳與噁唑基相鍵結, 八^爲獨立之一般式(11)〜(13)所表示之基 【化1 3】(11) (12) 〇~〇_〇(13) (Rio表示氫原子或碳數1〜3之烷基) *表示伸苯基與醯亞胺基相鍵結]。 9. 一種如請求項1記載之聚醯亞胺之製造方 特徵爲含有 (A1)使含有聯苯四羧酸二酐(BPDA)或二 四羧酸二酐(BTDA)之羧酸二酐(DA) 1莫耳當 二胺基二苯基醚(DADE) 2莫耳當量反應,而得到 爲源自DADE之胺基之寡聚物的步驟、 (A2 )使A 1步驟所得之寡聚物,與焦蜜石酸 PMDA ) 4莫耳當量與雙(3 -胺基-4-羥基苯基 H0ABS02 ) 2莫耳當量反應,而得到兩末端爲源自 之酸酐基之寡聚物的步驟,及 (A3)使A2步驟所得之寡聚物,與 芳香族二胺1莫耳當量,或,含有聯苯四羧酸 法,其 苯甲酮 量,與 兩末端 二酐( )颯( PMDA 二酐( -63- 201114808 BPDA)或二苯甲酮四羧酸二酐(BTDA)之羧酸二軒(dA )1莫耳當量與芳香族二胺2莫耳當量反應而得到聚合物 的步驟。 10.—種請求項1記載之聚醯亞胺之製造方法,其特 徵爲含有 (B1 )使焦蜜石酸二酐(PMDA ) 2莫耳當量與雙( 3-胺基-4-羥基苯基)碾(H〇aBS〇2) 1莫耳當量反應,而 得到兩末端爲源自PMDA之酸酐基之寡聚物的步驟、 (B2 )使B 1步驟所得之寡聚物,與含有聯苯四羧酸 二酐(BPDA )或二苯甲酮四羧酸二酐(BTDA )之羧酸二 酐(DA) 2莫耳當量與二胺基二苯基醚(DADE) 4莫茛 當量反應’而得到兩末端爲源自DADE之胺基之寡聚物的 步驟,及 (B3 )使B2步驟所得之寡聚物,與 含有聯苯四羧酸二酐(BPDA)或二苯甲酮四羧酸二 酐(BTDA )之羧酸二酐(DA) 1莫耳當量,或,前述羧 酸二酐(DA) 2莫耳當量與芳香族二胺1莫耳當量反應而 得到聚合物的步驟。 11· 一種請求項1記載之聚醯亞胺之製造方法,其特 徵爲含有 (C1 )使含有聯苯四羧酸二酐(BPDA )或二苯甲酮 四羧酸二酐(BTDA)之羧酸二酐(DA) 1莫耳當量與二 胺基二苯基醚(DADE ) 2莫耳當量反應,而得到兩末端爲 源自DADE之胺基之寡聚物的步驟、 -64- 201114808 (C2 )使C 1步驟所得之寡聚物’與焦蜜石酸二酐( PMDA ) 4莫耳當量與芳香族二胺2莫耳當量反應,而得 到兩末端爲源自PMDA之酸酐基之寡聚物的步驟,以及 (C3 )使前步驟所得之寡聚物’與 雙(3-胺基-4-羥基苯基)颯(H0ABS02) i莫耳當量 ,或,含有聯苯四羧酸二酐(BPD A )或二苯甲酮四殘酸 二酐(BTDA)之羧酸二酐(DA) 1莫耳當量與雙(3_月安 基-4-羥基苯基)颯(HOABS〇2) 1莫耳當量,與芳香#〜 胺1莫耳當量反應而得到聚合物的步驟。 I2·請求項9~1 1中任一項記載之製造方法,其中前 述製造方法中之反應係在r-戊內酯及吡啶,或, 酯及Ν-甲基嗎啉之存在下進行。 1 3 · —種複合材料’其特徵爲含有由如請求項丨記載 之聚醯亞胺所得之薄膜。 1 4 _ 一種電沉積塗料,其特徵爲含有如請求項〖記載 之聚醯亞胺。 I5. —種如請求項13記載之複合材料之製造方法, 其特徵爲含有 準備含有如請求項1記載之聚醯亞胺與有機溶劑之溶 液的步驟、 將前述溶液在基材上流延或塗佈而形成膜的步驟, 及使前述膜乾燥的步驟。 1 6 ·如請求項1 5記載之複合材料之製造方法,其特 徵爲前述乾燥步驟係在3 0 〇 t以下。 -65- 201114808 四、指定代表圖: (一) 本案指定代表圖為:無。 (二) 本代表圖之元件符號簡單說明:無 201114808 五、本案若有化學式時,請揭示最能顯示發明特徵的化學 式:無
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