TW201728625A

TW201728625A - 聚醯亞胺成形體之製造方法

Info

Publication number: TW201728625A
Application number: TW106103342A
Authority: TW
Inventors: Hiroki Uoyama; Makoto Seino
Original assignee: Central Glass Co Ltd
Priority date: 2016-01-26
Filing date: 2017-01-26
Publication date: 2017-08-16
Also published as: JP2017132845A; WO2017130703A1

Abstract

本發明係一種聚醯亞胺成形體之製造方法，其特徵在於：其係具有下述通式(1)所表示之重複單元之聚醯亞胺成形體之製造方法，該製造方法係將至少包含具有下述通式(1)所表示之重複單元之聚醯亞胺與溶劑之聚醯亞胺溶液以該溶劑之沸點－50℃以上之溫度進行噴霧乾燥。藉由該方法可有效率地製造聚醯亞胺成形體。 [化28]□(通式(1)中，R1為單鍵、醚鍵、硫醚鍵、磺酸氧鍵、亞甲基或伸乙基，R2及R3分別獨立地為氫原子、甲基或三氟甲基，R4為包含芳香環之4價有機基，且由以下任一種結構表示)。 [化29]□

Description

聚醯亞胺成形體之製造方法

本發明係關於一種聚醯亞胺成形體之製造方法。

聚醯亞胺通常而言耐熱性、機械強度、電學特性、耐溶劑性優異，因此用於電子產業或航空航天產業。然而，大多聚醯亞胺不溶於有機溶劑，而其前驅物之聚醯胺酸相對可溶於有機溶劑。因此，通常而言，採用如下方法：將該聚醯胺酸以溶解於有機溶劑中而成之清漆之形態進行塗佈，其後藉由高溫加熱使之脫水閉環，藉此製成聚醯亞胺成形體，但該方法於作業步驟之方面上不可謂有利。又，聚醯胺酸之聚合液由於保存穩定性較差，故而必須進行冷凍保存。就該等理由而言，聚醯亞胺儘管具有各種優異特性，但使用範圍受到限制。最近，報告有為了克服聚醯亞胺對有機溶劑之溶解性之問題以擴大使用範圍，而使聚醯亞胺可溶於有機溶劑之研究。例如於專利文獻1、專利文獻2中記載有如下情況：原料使用含有作為可溶性取代基之六氟異丙醇基(以下，存在稱為「HFIP基」之情況)之芳香族二胺與四羧酸二酐，使聚醯胺酸聚合後，利用使用乙酸酐與吡啶之化學手法進行醯亞胺化，藉此可獲得可溶性聚醯亞胺。然而，於利用該方法製作清漆之情形時，存在聚醯亞胺清漆之溶劑之種類或濃度取決於使聚醯胺酸進行聚合時之條件的情況，而期望使用範圍進一步擴大。為了解決該等問題，而進行有自含有HFIP基之聚醯亞胺之清漆中提取含有HFIP基之聚醯亞胺並加以應用之研究。於專利文獻1中記載有如下情況：將含有HFIP基之聚醯亞胺之清漆添加至水或醇等不良溶劑中，使含有HFIP基之聚醯亞胺沈澱並單離後，使之再次溶解於溶劑中而製備聚醯亞胺溶液，而可進行加工成型。又，於專利文獻2中記載有如下情況：可將含有HFIP基之聚醯亞胺以粉末之形式進行應用。於該等方法中，亦可將含有HFIP基之聚醯亞胺供於各種用途，但由於包括在再沈澱後必須將聚醯亞胺進行粉碎、或過濾分離、提取、乾燥等步驟，故而要求有更有效率地製造含有HFIP基之聚醯亞胺之方法。 [先前技術文獻] [專利文獻] [專利文獻1]日本專利特開2013-10096號公報 [專利文獻2]日本專利特開2014-129340號公報

[發明所欲解決之問題] 本發明之課題在於提供一種有效率之聚醯亞胺成形體之製造方法。 [解決問題之技術手段] 本發明者等人為了解決上述課題而反覆銳意研究。其結果為，發現藉由將含有HFIP基之聚醯亞胺之清漆溶液於特定條件下進行噴霧乾燥，而容易獲得聚醯亞胺成形體，從而完成本發明。即，本發明包含以下之各發明。 [發明1] 一種聚醯亞胺成形體之製造方法，其特徵在於：其係具有下述通式(1)所表示之重複單元之聚醯亞胺成形體之製造方法，該製造方法係將至少包含具有下述通式(1)所表示之重複單元之聚醯亞胺與溶劑之聚醯亞胺溶液以該溶劑之沸點－50℃以上之溫度進行噴霧乾燥， [化1](式中，R¹ 為單鍵、醚鍵、硫醚鍵、磺酸氧鍵、亞甲基或伸乙基，R² 及R³ 分別獨立地為氫原子、甲基或三氟甲基，R⁴ 為包含芳香環之4價有機基，且由以下任一種結構表示)， [化2]。 [發明2] 如發明1所記載之製造方法，其特徵在於：溶劑為醯胺系溶劑、醚系溶劑、芳香族性溶劑、鹵系溶劑或內酯系溶劑。 [發明3] 如發明1所記載之製造方法，其特徵在於：溶劑為N,N-二甲基甲醯胺、N,N-二甲基乙醯胺、N-甲基甲醯胺、六甲基磷酸三醯胺、N-甲基-2-吡咯啶酮、二乙醚、二丙醚、二異丙醚、二丁醚、環戊基甲醚、二苯醚、二甲氧基乙烷、二乙氧基乙烷、四氫呋喃、二㗁烷、三㗁烷、苯、苯甲醚、硝基苯、苯甲腈、氯仿、二氯甲烷、1,2-二氯乙烷、1,1,2,2-四氯乙烷、γ-丁內酯、γ-戊內酯、ε-戊內酯、γ-己內酯、ε-己內酯或α-甲基-γ-丁內酯。 [發明4] 如發明1所記載之製造方法，其特徵在於：溶劑為N,N-二甲基甲醯胺、N,N-二甲基乙醯胺、六甲基磷酸三醯胺、N-甲基-2-吡咯啶酮、二丁醚、二苯醚、苯甲醚、硝基苯、苯甲腈、1,1,2,2-四氯乙烷、γ-丁內酯、γ-戊內酯、ε-戊內酯、γ-己內酯、ε-己內酯或α-甲基-γ-丁內酯。 [發明5] 如發明1所記載之製造方法，其特徵在於：溶劑為N-甲基甲醯胺、四氫呋喃、二丙醚、二異丙醚、環戊基甲醚、二甲氧基乙烷、二㗁烷、三㗁烷、苯、氯仿、二氯甲烷或1,2-二氯乙烷。 [發明6] 如發明1～5中任一項所記載之製造方法，其特徵在於：聚醯亞胺溶液中相對於溶劑含有1～30質量%之聚醯亞胺。 [發明7] 如發明1～6中任一項所記載之製造方法，其特徵在於：使用噴霧乾燥器進行噴霧乾燥。 [發明8] 如發明7所記載之製造方法，其特徵在於：噴霧乾燥器具備二流體噴嘴或四流體噴嘴。 [發明9] 如發明1～8中任一項所記載之製造方法，其特徵在於：以上述溶劑之沸點－50℃以上且＋100℃以下之溫度進行噴霧乾燥。 [發明10] 如發明1～9中任一項所記載之製造方法，其特徵在於：聚醯亞胺溶液為使下述通式(2)所表示之二胺、與下述通式(3)所表示之四羧酸二酐於溶劑中進行縮聚而獲得聚醯胺酸，繼而使該聚醯胺酸進行脫水閉環而獲得之聚醯亞胺聚合液， [化3](通式(2)中，R¹ 、R² 及R³ 分別與通式(1)中之R¹ 、R² 及R³ 含義相同)， [化4](通式(3)中，R⁴ 與通式(1)中之R⁴ 含義相同)。 [發明11] 一種聚醯亞胺溶液之製造方法，其特徵在於：其係至少包含具有下述通式(1)所表示之重複單元之聚醯亞胺成形體與溶劑之聚醯亞胺溶液之製造方法，該製造方法包括如下步驟：將至少包含具有通式(1)所表示之重複單元之聚醯亞胺與第1溶劑之聚醯亞胺溶液以該第1溶劑之沸點－50℃以上之溫度進行噴霧乾燥而獲得聚醯亞胺成形體之步驟；與調配該聚醯亞胺成形體與第2溶劑而獲得聚醯亞胺溶液之步驟， [化5](式中，R¹ 為單鍵、醚鍵、硫醚鍵、磺酸氧鍵、亞甲基或伸乙基，R² 及R³ 分別獨立地為氫原子、甲基或三氟甲基，R⁴ 為包含芳香環之4價有機基，且由以下任一種結構表示)， [化6]。 [發明12] 一種於聚醯亞胺溶液中置換溶劑之方法，其特徵在於：其係於至少包含具有下述通式(1)所表示之重複單元之聚醯亞胺成形體與溶劑之聚醯亞胺溶液中將該溶劑替換為其他溶劑之方法，該方法包括如下步驟：將至少包含具有通式(1)所表示之重複單元之聚醯亞胺與第1溶劑之聚醯亞胺溶液以該第1溶劑之沸點－50℃以上之溫度進行噴霧乾燥而獲得聚醯亞胺成形體之步驟；與調配聚醯亞胺成形體與第2溶劑而獲得聚醯亞胺溶液之步驟， [化7](式中，R¹ 為單鍵、醚鍵、硫醚鍵、磺酸氧鍵、亞甲基或伸乙基，R² 及R³ 分別獨立地為氫原子、甲基或三氟甲基，R⁴ 為包含芳香環之4價有機基，且由以下任一種結構表示)， [化8]。 [發明之效果] 根據本發明，可提供一種有效率之聚醯亞胺成形體之製造方法。

以下，對本發明進一步詳細地進行說明，但本發明不應限定於以下所示之實施形態及實施例之記載而進行解釋。 [聚醯亞胺溶液] 本發明之聚醯亞胺溶液至少包含具有下述通式(1)所表示之重複單元之聚醯亞胺(以下，存在稱為「聚醯亞胺(1)」之情況)與溶劑。 [化9]通式(1)中，R¹ 為單鍵、醚鍵、硫醚鍵、磺酸氧鍵、亞甲基或伸乙基。R² 及R³ 分別獨立地為氫原子、甲基或三氟甲基。R⁴ 為包含芳香環之4價有機基，且由以下任一種結構表示。 [化10]＜聚醯亞胺＞本發明之聚醯亞胺只要具有上述通式(1)所表示之重複單元，則其他骨架並無特別限制。例如亦可具有除上述通式(1)所表示之重複單元以外之重複單元。本發明之聚醯亞胺亦可具有上述通式(1)所表示之重複單元50莫耳%以上，較佳為75莫耳%以上，更佳為僅包含該重複單元。又，上述通式(1)之重複單元於聚醯亞胺中可規律地排列，亦可無規地存在。作為除上述通式(1)所表示之重複單元以外之重複單元，可列舉以下任一者所表示之重複單元作為較佳例，但並不限定於該等。 [化11]本發明之聚醯亞胺之重量平均分子量(Mw)並無特別限制。下限亦可為30,000，較佳為40,000，尤佳為50,000。上限亦可為1,000,000，較佳為500,000，尤佳為200,000。本發明之聚醯亞胺之重量平均分子量亦可為30,000～1,000,000，較佳為40,000～500,000，尤佳為50,000～200,000。若重量平均分子量未達30,000，則噴霧乾燥後再成形之聚醯亞胺容易產生機械特性等物性之降低，若超過1,000,000，則存在溶液之黏度較高，利用噴霧之成形變得困難之情況。再者，上述重量平均分子量係指利用凝膠滲透層析法(以下，存在稱為GPC之情況)之標準聚苯乙烯換算之值。＜溶劑＞關於本發明之溶劑之種類，若聚醯亞胺(1)溶解，則無特別限制。例如可使用醯胺系溶劑、醚系溶劑、芳香族性溶劑、鹵系溶劑、內酯系溶劑等有機溶劑，該等可單獨使用，亦可併用兩種以上。作為上述醯胺系溶劑，可列舉：N,N-二甲基甲醯胺、N,N-二甲基乙醯胺、N-甲基甲醯胺、六甲基磷酸三醯胺、N-甲基-2-吡咯啶酮等。作為上述醚系溶劑，可列舉：二乙醚、二丙醚、二異丙醚、二丁醚、環戊基甲醚、二苯醚、二甲氧基乙烷、二乙氧基乙烷、四氫呋喃、二㗁烷、三㗁烷等。作為上述芳香族性溶劑，可列舉：苯、苯甲醚、硝基苯、苯甲腈等。作為上述鹵系溶劑，可列舉：氯仿、二氯甲烷、1,2-二氯乙烷、1,1,2,2-四氯乙烷等。作為上述內酯系溶劑，可列舉：γ-丁內酯、γ-戊內酯、ε-戊內酯、γ-己內酯、ε-己內酯、α-甲基-γ-丁內酯等。於本發明之方法之一態樣中，作為所使用之溶劑，較佳為N,N-二甲基甲醯胺、N,N-二甲基乙醯胺、六甲基磷酸三醯胺、N-甲基-2-吡咯啶酮、二丁醚、二苯醚、苯甲醚、硝基苯、苯甲腈、1,1,2,2-四氯乙烷、γ-丁內酯、γ-戊內酯、ε-戊內酯、γ-己內酯、ε-己內酯或α-甲基-γ-丁內酯，尤佳為N,N-二甲基甲醯胺、N,N-二甲基乙醯胺、N-甲基-2-吡咯啶酮。於本發明之方法之另一態樣中，作為所使用之溶劑，較佳為N-甲基甲醯胺、四氫呋喃、二丙醚、二異丙醚、環戊基甲醚、二甲氧基乙烷、二㗁烷、三㗁烷、苯、氯仿、二氯甲烷或1,2-二氯乙烷，尤佳為N-甲基甲醯胺、四氫呋喃、二丙醚、二異丙醚。於本發明之方法之又一態樣中，作為所使用之溶劑，較佳為二丙醚、二異丙醚、四氫呋喃、N,N-二甲基甲醯胺、N,N-二甲基乙醯胺、N-甲基甲醯胺或N-甲基-2-吡咯啶酮，尤佳為四氫呋喃、N,N-二甲基乙醯胺、N-甲基-2-吡咯啶酮。＜聚醯亞胺溶液＞本發明之聚醯亞胺溶液之濃度並無特別限定。聚醯亞胺相對於溶劑成分較佳為1質量%以上且30質量%以下，更佳為3質量%以上且15質量%以下，尤佳為3質量%以上且8質量%以下。若濃度為該範圍內，則所噴霧之聚醯亞胺難以成為絲狀，而可使噴霧乾燥連續運轉，因此生產效率良好。又，聚醯亞胺成形體之回收效率亦良好。本發明之聚醯亞胺溶液至少包含具有通式(1)所表示之重複單元之聚醯亞胺與溶劑，亦可包含其他成分。關於包含其他成分之情形時之含有比率，相對於聚醯亞胺(1)與溶劑之總量為15質量%以下，較佳為10質量%以下，進而較佳為5質量%以下。關於其他成分之種類，只要並非如會阻礙本發明之方法者，則並無特別限定。例如亦可為聚醯亞胺(1)之製造所使用之反應材料。又，亦可為除具有通式(1)所表示之重複單元之聚醯亞胺以外之聚醯亞胺。該聚醯亞胺並無特別限定，可適當選擇一種或兩種以上之公知之聚醯亞胺而使用。該聚醯亞胺亦可為將下述之「其他二胺化合物」或下述之四羧酸二酐設為原料而合成之聚醯亞胺。＜聚醯亞胺之製造方法＞本發明之聚醯亞胺之製造方法並無特別限定。例如可依據專利文獻1、專利文獻2所記載之具有HFIP基之聚醯亞胺之合成方法而製造本發明之聚醯亞胺。作為具體例，可列舉如下方法：將下述通式(2)所表示之具有HFIP基之二胺與下述通式(3)所表示之四羧酸二酐設為必須原料，使該等於150℃以上之溫度下相互熔融。 [化12]通式(2)中，R¹ 、R² 及R³ 分別與通式(1)中之R¹ 、R² 及R³ 含義相同。通式(1)中之R¹ 、R² 及R³ 分別來自通式(2)所表示之二胺化合物中之R¹ 、R² 及R³ 。 [化13]通式(3)中，R⁴ 與通式(1)中之R⁴ 含義相同。通式(1)中之R⁴ 來自通式(3)所表示之四羧酸二酐中之R⁴ 。作為本發明之聚醯亞胺之製造方法之其他例，可列舉如下方法：使上述通式(2)所表示之具有HFIP基之二胺、與上述通式(3)所表示之四羧酸二酐於有機溶劑中進行縮聚而獲得聚醯胺酸，使該聚醯胺酸進行脫水閉環。該縮聚反應較佳為於-20～80℃下進行，且使上述二胺與上述四羧酸二酐以莫耳比計1：1進行反應。可用於上述縮聚反應之有機溶劑例如可列舉：與作為本發明之溶劑所列舉者相同種類之有機溶劑，可單獨地使用，亦可使用兩種以上之混合溶劑。本發明之聚醯亞胺係藉由使上述縮聚反應中所獲得之聚醯胺酸進一步脫水閉環，進行醯亞胺化而獲得。該脫水閉環反應係於促進環化之加熱法、化學法等之條件下進行。加熱法係利用150～250℃之高溫加熱使剛聚合後之聚醯胺酸進行醯亞胺化，化學法係藉由於0～50℃下相對於原料之二胺分別添加2莫耳當量以上且未達10當量之吡啶或三乙胺等鹼與乙酸酐而進行醯亞胺化，從而可獲得本發明之聚醯亞胺之聚合液。所獲得之聚醯亞胺聚合液亦可直接用作本發明之聚醯亞胺溶液，或者可於濃縮或稀釋後用作本發明之聚醯亞胺溶液。較佳為調整至上述本發明之聚醯亞胺溶液之濃度。於稀釋之情形時，較佳為使用與作為本發明之溶劑所列舉者相同種類之有機溶劑，可單獨地使用，亦可使用兩種以上之混合溶劑。關於該有機溶劑之種類，只要本發明之聚醯亞胺溶解，則無特別限制。以下，對本發明之聚醯亞胺之製造所使用之原料詳細地進行說明。 (具有HFIP基之二胺) 於本發明之聚醯亞胺之製造中，使用上述通式(2)所表示之具有HFIP基之二胺作為原料化合物之一。該二胺中，就原料之獲取容易性而言，尤佳為下述式(4)所表示之二胺(以下，存在稱為「HFIP-MDA」之情況)、下述式(5)所表示之二胺(以下，存在稱為「HFIP-mTB」之情況)。 [化14][化15]為了調整進行噴霧乾燥時變得重要之有機溶劑溶解性、黏度及再成型時之強度、表面特性(撥水性、撥油性)、耐受性(耐候性、耐腐蝕性等)、其他特性(透明性、低折射性、低介電常數等)、耐熱性，而亦可將通式(2)所表示之具有HFIP基之二胺與其以外之二胺化合物(以下，存在稱為其他二胺化合物之情況)併用。作為其他二胺化合物之使用量，相對於全部二胺之重量，以質量%表示為5%以上且50%以下，較佳為10%以上且30%以下。於其他二胺化合物之含有比率未達5%之情形時，機械強度等特性之調整效果變小。於其他二胺化合物之含有比率多於50%之情形時，有溶劑溶解性降低、黏度提高而無法進行噴霧乾燥之虞。若將可併用之其他二胺化合物具體地進行例示，則可例示：聯苯胺、2,2'-二甲氧基聯苯胺、3,3'-二甲氧基聯苯胺、2,2'-二甲基聯苯胺、3,3'-二甲基聯苯胺、2,2'-雙(三氟甲基)聯苯胺、3,3'-雙(三氟甲基)聯苯胺、鄰苯二胺、間苯二胺、對苯二胺、2,4-二胺基甲苯、2,5-二胺基甲苯、2,4-二胺基-間二甲苯、2,4-二胺基-1,3,5-三甲基苯、2,3,5,6-四甲基-1,4-苯二胺、4,4'-二胺基二苯甲烷、4,4'-二胺基二苯醚、4,4'-二胺基二苯基碸、4,4'-二胺基二苯甲酮、1,3-雙(3-胺基苯氧基)苯、1,3-雙(4-胺基苯氧基)苯、1,4-雙(4-胺基苯氧基)苯、4,4'-雙(4-胺基苯氧基)聯苯、雙(4-(3-胺基苯氧基)苯基)碸、雙(4-(4-胺基苯氧基)苯基)碸、2,2-雙(4-(4-胺基苯氧基)苯基)丙烷、2,2-雙(4-(4-胺基苯氧基)苯基)六氟丙烷、2,2-雙(4-(3-胺基苯氧基)苯基)丙烷、2,2-雙(4-胺基苯基)六氟丙烷、2,2-雙(3-胺基苯基)六氟丙烷、2,2-雙(3-胺基-4-羥基苯基)六氟丙烷、2,2-雙(3-胺基-4-甲基苯基)六氟丙烷、4,4'-二胺基苯甲醯苯胺、4,4'-乙烯二苯胺、1,1-雙(4-胺基苯基)環己烷、9,9-雙(4-胺基苯基)茀、2,7-二胺基茀、α,α'-雙(4-胺基苯基)-1,4-二異丙基苯、或1,3-雙(1-(4-胺基苯基)-1-甲基乙基)苯等。上述二胺之芳香環之氫原子之一部分亦可經氟原子、氯原子、溴原子、碘原子、烷基、氟烷基、羧基、HFIP基、羥基、或氰基取代。又，該等可單獨地使用，亦可併用兩種以上。其中，自獲取之容易性而言，可為鄰苯二胺、間苯二胺、對苯二胺、2,4-二胺基甲苯、2,5-二胺基甲苯、4-二胺基-間二甲苯、2,4-二胺基二甲苯，尤佳為溶劑溶解性之降低較少之2,2-雙(4-(4-胺基苯基)六氟丙烷、2,2-雙(4-(4-胺基苯基)六氟丙烷、或2,2'-雙(三氟甲基)聯苯胺。 (四羧酸二酐) 於本發明之聚醯亞胺之製造中，使用上述通式(3)所表示之四羧酸二酐作為原料化合物之一。具體而言，可例示：苯-1,2,4,5-四羧酸二酐(以下，存在稱為「PMDA」之情況)、3,6-雙(三氟甲基)苯-1,2,4,5-四羧酸二酐、3,3',4,4'-聯苯四羧酸二酐(以下，存在稱為「BPDA」之情況)、4,4'-(六氟亞異丙基)二鄰苯二甲酸酐(以下，存在稱為「6FDA」之情況)、3,3',4,4'-二苯甲酮四羧酸二酐(以下，存在稱為「BTDA」之情況)、4,4'-氧二鄰苯二甲酸酐(以下，存在稱為「ODPA」之情況)、噻吩-2,3,4,5-四羧酸二酐等。該等可單獨地使用，亦可併用兩種以上。其中，就獲取之容易性而言，較佳為PMDA、BPDA、BTDA、6FDA、ODPA，就聚醯亞胺之溶劑溶解性較高之方面而言，尤佳為BPDA、6FDA、ODPA。＜聚醯亞胺溶液之噴霧乾燥＞本發明之聚醯亞胺成形體係藉由使本發明之聚醯亞胺溶液以特定之溫度進行噴霧乾燥而獲得。將本發明之聚醯亞胺溶液進行噴霧乾燥之方法只要可獲得本發明之聚醯亞胺成形體，則無特別限定。通常使用噴霧乾燥器(spray dryer)。作為該噴霧乾燥器，較佳為至少具備用以噴出聚醯亞胺溶液之壓力噴嘴、與用以乾燥所噴出之聚醯亞胺之乾燥室之噴霧乾燥器。作為該噴霧乾燥器，例如可使用日本專利特開平1-194901號公報所記載之噴霧乾燥器裝置、或日本專利特開平8-299701號公報所記載之噴霧乾燥裝置等，但並不限定於該等。噴霧方式可採用旋轉盤、加壓噴嘴、單流體噴嘴、二流體噴嘴、四流體噴嘴、超音波噴嘴等先前之方式。尤其是就所獲得之聚醯亞胺成形體之形狀容易成為加工成形容易之粉體的方面而言，較佳為二流體噴嘴、四流體噴嘴。上述噴霧乾燥時之溫度只要視所使用之溶劑之沸點進行調整即可，但為了獲得固體之聚醯亞胺，較佳為所使用之溶劑之沸點－50℃以上。上述噴霧乾燥時之溫度進而較佳為所使用之溶劑之沸點－40℃以上，尤佳為所使用之溶劑之沸點－25℃以上。上述噴霧乾燥時之溫度之上限亦取決於噴霧乾燥器之耐久性，但較佳為所使用之溶劑之沸點＋100℃以下，較佳為所使用之溶劑之沸點＋50℃以下，尤佳為所使用之溶劑之沸點＋25℃。若溫度過高，則存在溶劑急遽蒸發而無法獲得所需之聚醯亞胺成形體，或者於噴霧器附近聚醯亞胺固化而導致堵塞之情況。若溫度過低，則存在乾燥變得不充分，或者聚醯亞胺成形體黏連或發黏之情況。尤其是於使用四氫呋喃(沸點：66℃)作為溶劑之情形時，上述噴霧乾燥時之溫度亦可為40℃～160℃，較佳為45℃～155℃，尤佳為50～150℃。又，於使用N,N-二甲基乙醯胺(沸點：165℃)作為溶劑之情形時，上述噴霧乾燥時之溫度亦可為130℃～260℃，較佳為140℃～260℃，尤佳為150℃～250℃。於使用N-甲基-2-吡咯啶酮(沸點：202℃)作為溶劑之情形時，上述噴霧乾燥時之溫度亦可為160℃～300℃，較佳為170℃～280℃，尤佳為180℃～270℃。藉由上述噴霧乾燥所獲得之聚醯亞胺成形體之形狀並無特別限定。存在成為粉狀、絲狀、棉狀等各種形狀之情況。其中，就可更穩定地進行噴霧乾燥之連續操作之方面而言，較佳為獲得粉狀之聚醯亞胺成形體。當然，即便為其他形狀之聚醯亞胺成形體，作為製品之形狀亦無問題。藉由上述噴霧乾燥所獲得之聚醯亞胺成形體之粒徑並無特別限定。就操作之觀點而言，聚醯亞胺成形體之粒徑亦可為1～20 μm，較佳為2～15 μm，尤佳為4～10 μm。此處，聚醯亞胺成形體之粒徑係指使用Microtrac粒度分析計(日機裝(股)製造MT-3300EX2)，並使用1-丁醇(溶劑折射率＝1.40)作為測定溶劑，藉由濕式雷射繞射法進行測定，將粒子之折射率假設為1.81時之中心粒徑。殘留於藉由上述噴霧乾燥所獲得之聚醯亞胺成形體中之溶劑之量較佳為30質量%以下，更佳為20質量%以下。若殘留溶劑量高於30質量%，則存在聚醯亞胺成形體黏連或發黏之情況。藉由本發明之方法所獲得之聚醯亞胺成形體可容易地用於各種用途。又，將自上述之原料化合物合成之聚醯亞胺聚合液供於本發明之方法，而可自聚合液中容易地分離各種形狀之聚醯亞胺成形體。所獲得之聚醯亞胺成形體亦可以除本發明之溶劑以外，亦溶解於其他種類之溶劑中而成之聚醯亞胺溶液的形式供於各種用途。如上所述，亦可視所需之用途，將本發明之聚醯亞胺溶液所包含之溶劑(第1溶劑)置換為其他種類之溶劑(第2溶劑)。其他種類之溶劑並無特別限定。例如可使用醯胺系溶劑、醚系溶劑、芳香族性溶劑、鹵系溶劑、內酯系溶劑、醇系溶劑、酮系溶劑、酯系溶劑等有機溶劑，該等可單獨地使用，亦可併用兩種以上。作為上述醯胺系溶劑，可列舉：N,N-二甲基甲醯胺、N,N-二甲基乙醯胺、N-甲基甲醯胺、六甲基磷酸三醯胺、N-甲基-2-吡咯啶酮等。作為上述醚系溶劑，可列舉：二乙醚、二丙醚、二異丙醚、二丁醚、環戊基甲醚、二苯醚、二甲氧基乙烷、二乙氧基乙烷、四氫呋喃、二㗁烷、三㗁烷等。作為上述芳香族性溶劑，可列舉：苯、苯甲醚、硝基苯、苯甲腈等。作為上述鹵系溶劑，可列舉：氯仿、二氯甲烷、1,2-二氯乙烷、1,1,2,2-四氯乙烷等。作為上述內酯系溶劑，可列舉：γ-丁內酯、γ-戊內酯、ε-戊內酯、γ-己內酯、ε-己內酯、α-甲基-γ-丁內酯等。作為上述醇系溶劑，可列舉：甲醇、乙醇、1-丙醇、2-丙醇、1-丁醇、2-丁醇、乙二醇等。作為上述酮系溶劑，可列舉：丙酮、甲基乙基酮、甲基異丁基酮、二異丁基酮、環己酮等。作為上述酯系溶劑，可列舉：乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丁酯、丙酸甲酯、丙酸乙酯、丁酸甲酯等。 [實施例] 以下，藉由實施例對本發明詳細地進行說明，但本發明並不限定於相關實施例。 1.聚醯亞胺溶液(清漆)之製備 [製備例1]聚醯亞胺(A)之THF溶液之製備向具備氮氣導入管及攪拌翼之容量2 L之三口燒瓶添加212.1 g(400 mmol)之HFIP-MDA、177.7 g(400 mmol)之6FDA、480 g之四氫呋喃(THF)，於氮氣環境下以20℃進行攪拌而獲得反應液。向所獲得之反應液依序添加126.6 g(1600 mmol)之吡啶、163.3 g(1600 mmol)之乙酸酐，進而以20℃攪拌24小時以進行醯亞胺化，而獲得下述反應式所表示之聚醯亞胺(A)。其後，添加717.3 g之THF，製備聚醯亞胺(A)之20 wt%THF溶液(以下，存在稱為「清漆A」之情況)。進行清漆A之GPC測定(機型名：HLC-8320GPC(Tosoh股份有限公司製造)，管柱：TSKgel SuperHZM-H(Tosoh股份有限公司製造)，溶劑：四氫呋喃)，結果為Mw＝74100、Mw/Mn＝1.91。 [化16]利用THF稀釋聚醯亞胺(A)之THF溶液(清漆A)之一部分，分別製備聚醯亞胺(A)之10 wt%THF溶液(以下，存在稱為「清漆B」之情況)、聚醯亞胺(A)之5 wt%THF溶液(以下，存在稱為「清漆C」之情況)。 [製備例2]聚醯亞胺(A)之DMAc溶液之製備使用二甲基乙醯胺(DMAc)代替THF，除此以外，藉由與製備例1相同之方法製備下述反應式所表示之聚醯亞胺(A)之20 wt%DMAc溶液(以下，存在稱為「清漆D」之情況)。進行清漆D之上述GPC測定，結果為Mw＝57200、Mw/Mn＝2.08。 [化17]利用DMAc稀釋聚醯亞胺(A)之20 wt%DMAc溶液(清漆D)之一部分，分別製備聚醯亞胺(A)之10 wt%DMAc溶液(以下，存在稱為「清漆E」之情況)、聚醯亞胺(A)之7.5 wt%DMAc溶液(以下，存在稱為「清漆F」之情況)、聚醯亞胺(A)之5 wt%DMAc溶液(以下，存在稱為「清漆G」之情況)。 [製備例3]聚醯亞胺(A)之NMP溶液之製備使用N-甲基-2-吡咯啶酮(NMP)代替THF，除此以外，藉由與製備例1相同之方法製備下述反應式所表示之聚醯亞胺(A)之20 wt%NMP溶液(以下，存在稱為「清漆H」之情況)。進行聚醯亞胺(A)之DMAc溶液(清漆H)之上述GPC測定，結果為Mw＝122000、Mw/Mn＝1.96。 [化18]利用NMP稀釋聚醯亞胺(A)之20 wt%NMP溶液(清漆H)，製備聚醯亞胺(A)之5 wt%NMP溶液(以下，存在稱為「清漆I」之情況)。 [製備例4]聚醯亞胺(B)之DMAc溶液之製備使用212.1 g(400 mmol)之HFIP-mTB、117.7 g(400 mmol)之BPDA、480 g之DMAc代替HFIP-MDA、6FDA、DMAc，除此以外，藉由與實施例2相同之方法製備下述反應式所表示之聚醯亞胺(B)之DMAc溶液(以下，存在稱為「清漆J」之情況)。進行聚醯亞胺(B)之DMAc溶液(清漆J)之上述GPC測定，結果為Mw＝76100、Mw/Mn＝1.80。 [化19]利用DMAc稀釋聚醯亞胺(B)之20 wt%DMAc溶液(清漆J)之一部分，製備聚醯亞胺(B)之5 wt%DMAc溶液(以下，存在稱為「清漆K」之情況)。 2.聚醯亞胺溶液(清漆)之噴霧乾燥 [實施例1～16、比較例1～2] 使用噴霧乾燥器(噴霧方式：4流體噴嘴)，將製備例1～4中所獲得之聚醯亞胺溶液以特定之送液流量、特定之壓力(噴嘴氣體壓力)、特定之溫度(噴霧乾燥器之入口溫度)進行噴霧乾燥，分別獲得聚醯亞胺成形體。將該等結果示於表1。 [表1] 如表1所示，以所使用之溶劑之沸點－50℃以上之溫度進行了噴霧乾燥之實施例1～16均藉由噴霧乾燥而獲得了固體之聚醯亞胺成形體。另一方面，關於以較所使用之溶劑之沸點－50℃低之溫度進行了噴霧乾燥之比較例1～2，無法充分乾燥聚醯亞胺成形體，而無法獲得固體之聚醯亞胺成形體。＜粒度分佈測定＞使用Microtrac粒度分析計(日機裝(股)製造之MT-3300EX2)，並藉由濕式雷射繞射法對所獲得之聚醯亞胺成形體之粒徑進行測定。此時，使用1-丁醇(溶劑折射率＝1.40)作為測定溶劑，求出將粒子之折射率假設為1.81時之中心粒徑。所獲得之聚醯亞胺成形體之粒徑分別如下所示：實施例2(8.94 μm)、實施例4(4.82 μm)、實施例7(15.5 μm)、實施例8(13.3 μm)、實施例9(9.89 μm)、實施例10(6.36 μm)、實施例11(6.67 μm)、實施例16(9.36 μm)。 [參考例]利用不良溶劑之析出、利用乾燥製程之聚醯亞胺粉末之製作於經機械攪拌器攪拌之水(500 g)與甲醇(500 g)之混合溶液中，滴加聚醯亞胺(A)之20 wt%DMAc溶液(296.1 g)，使聚醯亞胺(A)固化。回收已固化之聚醯亞胺(A)，將該所回收之聚醯亞胺(A)與水(200 g)放入攪拌器中而進行粉碎。其後，將藉由過濾所回收到之聚醯亞胺(A)放入水(500 g)與甲醇(500 g)之混合溶液中，攪拌1小時後，進行減壓過濾，而回收聚醯亞胺(A)。將所回收到之聚醯亞胺(A)放入培養皿中，於減壓烘箱中以100℃、0.5 Pa乾燥16小時，結果獲得了103.8 g(理論回收量：94.98 g)之聚醯亞胺(A)粉末。

無

Claims

一種聚醯亞胺成形體之製造方法，其特徵在於：其係具有下述通式(1)所表示之重複單元之聚醯亞胺成形體之製造方法，該製造方法係將至少包含具有下述通式(1)所表示之重複單元之聚醯亞胺與溶劑之聚醯亞胺溶液以該溶劑之沸點－50℃以上之溫度進行噴霧乾燥，(通式(1)中，R¹ 為單鍵、醚鍵、硫醚鍵、磺酸氧鍵、亞甲基或伸乙基，R² 及R³ 分別獨立地為氫原子、甲基或三氟甲基，R⁴ 為包含芳香環之4價有機基，且由以下任一種結構表示)。
如請求項1之製造方法，其中溶劑為醯胺系溶劑、醚系溶劑、芳香族性溶劑、鹵系溶劑或內酯系溶劑。
如請求項1之製造方法，其中溶劑為N,N-二甲基甲醯胺、N,N-二甲基乙醯胺、N-甲基甲醯胺、六甲基磷酸三醯胺、N-甲基-2-吡咯啶酮、二乙醚、二丙醚、二異丙醚、二丁醚、環戊基甲醚、二苯醚、二甲氧基乙烷、二乙氧基乙烷、四氫呋喃、二㗁烷、三㗁烷、苯、苯甲醚、硝基苯、苯甲腈、氯仿、二氯甲烷、1,2-二氯乙烷、1,1,2,2-四氯乙烷、γ-丁內酯、γ-戊內酯、ε-戊內酯、γ-己內酯、ε-己內酯或α-甲基-γ-丁內酯。
如請求項1之製造方法，其中溶劑為N,N-二甲基甲醯胺、N,N-二甲基乙醯胺、六甲基磷酸三醯胺、N-甲基-2-吡咯啶酮、二丁醚、二苯醚、苯甲醚、硝基苯、苯甲腈、1,1,2,2-四氯乙烷、γ-丁內酯、γ-戊內酯、ε-戊內酯、γ-己內酯、ε-己內酯或α-甲基-γ-丁內酯。
如請求項1之製造方法，其中溶劑為N-甲基甲醯胺、四氫呋喃、二丙醚、二異丙醚、環戊基甲醚、二甲氧基乙烷、二㗁烷、三㗁烷、苯、氯仿、二氯甲烷或1,2-二氯乙烷。
如請求項1～5中任一項之製造方法，其中聚醯亞胺溶液中相對於溶劑含有1～30質量%之聚醯亞胺。
如請求項1～5中任一項之製造方法，其係使用噴霧乾燥器進行噴霧乾燥。
如請求項7之製造方法，其中噴霧乾燥器具備二流體噴嘴或四流體噴嘴。
如請求項1～5中任一項之製造方法，其以上述溶劑之沸點－50℃以上且＋100℃以下之溫度進行噴霧乾燥。
如請求項1～5中任一項之製造方法，其中聚醯亞胺溶液為使下述通式(2)所表示之二胺與下述通式(3)所表示之四羧酸二酐於溶劑中進行縮聚而獲得聚醯胺酸，繼而使該聚醯胺酸進行脫水閉環而獲得之聚醯亞胺聚合液，(通式(2)中，R¹ 、R² 及R³ 分別與通式(1)中之R¹ 、R² 及R³ 含義相同)，(通式(3)中，R⁴ 與通式(1)中之R⁴ 含義相同)。
一種聚醯亞胺溶液之製造方法，其特徵在於：其係至少包含具有下述通式(1)所表示之重複單元之聚醯亞胺成形體與溶劑之聚醯亞胺溶液之製造方法，該製造方法包括如下步驟：將至少包含具有通式(1)所表示之重複單元之聚醯亞胺與第1溶劑之聚醯亞胺溶液以該第1溶劑之－50℃以上之溫度進行噴霧乾燥而獲得聚醯亞胺成形體之步驟；與調配該聚醯亞胺成形體與第2溶劑而獲得聚醯亞胺溶液之步驟，(通式(1)中，R¹ 為單鍵、醚鍵、硫醚鍵、磺酸氧鍵、亞甲基或伸乙基，R² 及R³ 分別獨立地為氫原子、甲基或三氟甲基，R⁴ 為包含芳香環之4價有機基，且由以下任一種結構表示)。
一種於聚醯亞胺溶液中置換溶劑之方法，其特徵在於：其係於至少包含具有下述通式(1)所表示之重複單元之聚醯亞胺成形體與溶劑之聚醯亞胺溶液中將該溶劑置換為其他溶劑之方法，該方法包括如下步驟：將至少包含具有通式(1)所表示之重複單元之聚醯亞胺與第1溶劑之聚醯亞胺溶液以該第1溶劑之－50℃以上之溫度進行噴霧乾燥而獲得聚醯亞胺成形體之步驟；與調配聚醯亞胺成形體與第2溶劑而獲得聚醯亞胺溶液之步驟，(通式(1)中，R¹ 為單鍵、醚鍵、硫醚鍵、磺酸氧鍵、亞甲基或伸乙基，R² 及R³ 分別獨立地為氫原子、甲基或三氟甲基，R⁴ 為包含芳香環之4價有機基，且由以下任一種結構表示)。