TW202406981A - 含聚醯胺酸的液體及含聚醯胺酸的液體、成形體以及印刷基板的製造方法 - Google Patents
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Abstract
本揭示是有關於一種含聚醯胺酸的液體的製造方法,其包含:使用含有醯胺酸預聚物的含預聚物的液體、二胺及四羧酸二酐來獲得含有聚醯胺酸的含聚醯胺酸的液體。
Description
本發明的實施方式是有關於一種含聚醯胺酸的液體的製造方法、含聚醯胺酸的液體、以及聚醯亞胺、成形體、及印刷基板的製造方法。
聚醯亞胺由於具有高耐熱性、耐化學品性、高機械特性及低介電常數,因此在汽車、電子零件、顯示器等領域廣泛使用。例如,期待具有源自脂肪族或脂環式二胺的結構及源自芳香族四羧酸二酐的結構、或者源自芳香族二胺及脂肪族或脂環式酸二酐的結構的半芳香族聚醯亞胺應用於高頻用天線、軟性印刷電路板(Flexible Printed Circuit,FPC)(軟性印刷基板)等基板、高頻及高電壓化發展的變流器驅動馬達的線圈絕緣被膜等中。
專利文獻1中揭示了一種使用了相對於全部二胺成分超過15莫耳%且未滿50莫耳%的二聚物二胺的、溶媒不溶性聚醯亞胺膜。另外,專利文獻1中揭示了,例如可在含氮極性溶媒中以大致等莫耳的四羧酸二酐與二胺成為大致等莫耳的方式調配聚醯胺酸溶液,在10℃~70℃下進行聚合反應,獲得光學上均勻的溶液。
[現有技術文獻]
[專利文獻]
專利文獻1:日本專利特開2020-76072號公報
[發明所欲解決之課題]
本揭示提供一種容易地製造可獲得顯示出優異的介電特性的聚醯亞胺的含聚醯胺酸的液體的方法。另外,本揭示提供一種可獲得顯示出優異的介電特性的聚醯亞胺,且顯示出優異的成膜性的含聚醯胺酸的液體。進而,本揭示提供一種顯示優異的介電特性的聚醯亞胺、成形體、及印刷基板的製造方法。
[解決課題之手段]
以下列舉實施方式的例子。本發明並不限定於以下的實施方式。
一實施方式是有關於一種含聚醯胺酸的液體的製造方法,其包含:使用含有醯胺酸預聚物的含預聚物的液體、脂肪族或脂環式二胺、及四羧酸二酐來獲得含有聚醯胺酸的含聚醯胺酸的液體,所述醯胺酸預聚物包含源自芳香族二胺的結構及源自四羧酸二酐的結構。
另一實施方式是有關於一種含聚醯胺酸的液體的製造方法,其包含:使用含有醯胺酸預聚物的含預聚物的液體、二胺及四羧酸二酐來獲得含有聚醯胺酸的含聚醯胺酸的液體,所述醯胺酸預聚物包含源自脂肪族或脂環式二胺的結構及源自四羧酸二酐的結構。
另一實施方式是有關於一種含聚醯胺酸的液體,其含有聚醯胺酸及溶劑,所述聚醯胺酸包含源自脂肪族或脂環式二胺的結構及源自四羧酸二酐的結構,
且滿足下述的(1)及(2)中的其中一者或兩者。
(1)源自胺及羧酸酐的成分的含有率為20.0質量%以上,濁度為2.5比濁法濁度單位(Nephelometric Turbidity Unit,NTU)以下。
(2)以所述聚醯胺酸與所述溶劑的合計質量為基準,所述聚醯胺酸的含有率為20.0質量%以上。
另一實施方式是有關於一種含聚醯胺酸的液體,其含有聚醯胺酸及溶劑,所述聚醯胺酸包含源自脂肪族或脂環式二胺的結構及源自四羧酸二酐的結構,
且滿足下述的(3)及(4)中的其中一者或兩者。
(3)濁度為2.5 NTU以下,對所述含聚醯胺酸的液體進行加熱而獲得的源自胺及羧酸酐的成分的質量相對於所述含聚醯胺酸的液體的質量的比率為18.0質量%以上。
(4)對所述含聚醯胺酸的液體的濾液進行加熱而獲得的聚醯亞胺的質量相對於所述含聚醯胺酸的液體的質量的比率為18.0質量%以上。
其他若干實施方式是有關於一種為絕緣材料用途、耐熱絕緣材料用途或印刷基板用途的所述含聚醯胺酸的液體。
其他若干實施方式是有關於一種使用所述含聚醯胺酸的液體的、聚醯亞胺、成形體、及印刷基板的製造方法。
[發明的效果]
藉由本揭示,提供一種容易地製造可獲得顯示出優異的介電特性的聚醯亞胺的含聚醯胺酸的液體的方法。另外,藉由本揭示,提供一種可獲得顯示出優異的介電特性的聚醯亞胺,且顯示出優異的成膜性的含聚醯胺酸的液體。進而,藉由本揭示,提供一種顯示出優異的介電特性的聚醯亞胺、成形體、及印刷基板的製造方法。
對本發明的實施方式進行說明。本發明並不限定於以下的實施方式。另外,以下的實施方式能夠單獨實施或組合實施。本發明亦包括多個實施方式的組合。
在本揭示中階段性記載的數值範圍中,某一數值範圍中記載的上限值或下限值可替換為另一數值範圍的上限值或下限值。另外,本揭示中記載的數值範圍的上限值或下限值可替換為實施例中所示的值。可自本揭示中階段性地記載的上限的數值與下限的數值中分別選擇某一數值,作為階段性的數值範圍。另外,本揭示中記載的上限的數值與下限的數值可替換為實施例中所示的值。
在本揭示中,各成分可包含多種相當的物質。在組成物中存在多種與各成分相當的物質的情況下,各成分的含有率或含量只要並無特別說明則是指組成物中存在的所述多種物質的合計的含有率或含量。
在本揭示中,聚合物中的各結構可包括多種相當的結構。在聚合物中存在多種與各結構相當的結構的情況下,各結構的含有率或含量只要並無特別說明則是指聚合物中存在的所述多種結構的合計的含有率或含量。
在本揭示中,「步驟」一詞不僅包含獨立於其他步驟的步驟,即便是無法與其他步驟明確進行區分的步驟,只要達成該步驟的預期作用,則亦包含該步驟。
在本揭示中,「層」一詞不僅包含在觀察到該層所存在的區域時在整個該區域形成的層,亦包含僅在該區域的一部分形成的層。
<含聚醯胺酸的液體的製造方法>
含聚醯胺酸的液體的製造方法包含:使用含有醯胺酸預聚物的含預聚物的液體、二胺及四羧酸二酐來獲得含有聚醯胺酸的含聚醯胺酸的液體。
在若干實施方式中,含聚醯胺酸的液體的製造方法包含:使用含有醯胺酸預聚物的含預聚物的液體、脂肪族或脂環式二胺、及四羧酸二酐來獲得含有聚醯胺酸的含聚醯胺酸的液體,所述醯胺酸預聚物包含源自芳香族二胺的結構及源自四羧酸二酐的結構。在本揭示中,有時將該製造方法稱為「製造方法R」。
在其他若干實施方式中,含聚醯胺酸的液體的製造方法包含:使用含有醯胺酸預聚物的含預聚物的液體、二胺及四羧酸二酐來獲得含有聚醯胺酸的含聚醯胺酸的液體,所述醯胺酸預聚物包含源自脂肪族或脂環式二胺的結構及源自四羧酸二酐的結構。在本揭示中,有時將該製造方法稱為「製造方法L」。
聚醯胺酸通常藉由加成縮合、即二胺與四羧酸二酐的聚合來合成。在芳香族二胺與四羧酸二酐的聚合中,一般而言在室溫下容易進行反應。但是,在包含脂肪族或脂環式二胺的二胺與四羧酸二酐的聚合中,存在產生析出物而反應難以進行的問題。脂肪族或脂環式二胺的鹼性與芳香族二胺相比相當高。認為析出物包含由顯示出高鹼性的未反應的脂肪族或脂環式二胺、及加成縮合的過程中產生的羧酸(即,開環的羧酸二酐)或藉由加成縮合獲得的具有羧基的聚醯胺酸形成的鹽。
藉由本揭示,即便在二胺包含脂肪族或脂環式二胺的情況下,亦可藉由使用醯胺酸預聚物、二胺及四羧酸二酐的簡便的操作,抑制鹽的形成,或者溶解所形成的鹽,或者藉由所述兩者來進行反應。藉此,可容易地製造含有聚醯胺酸的含聚醯胺酸的液體,所述聚醯胺酸包含源自脂肪族或脂環式二胺的結構。另外,藉由若干實施方式,可在短時間內製造含有高濃度的聚醯胺酸的含聚醯胺酸的液體。
[製造方法R]
製造方法R包含:使用含有醯胺酸預聚物的含預聚物的液體、脂肪族或脂環式二胺、及四羧酸二酐來獲得含有聚醯胺酸的含聚醯胺酸的液體,所述醯胺酸預聚物包含源自芳香族二胺的結構及源自四羧酸二酐的結構(在本揭示中,有時稱為「步驟R2」)。製造方法R可更包含準備含有醯胺酸預聚物的含預聚物的液體,所述醯胺酸預聚物包含源自芳香族二胺的結構及源自四羧酸二酐的結構(在本揭示中,有時稱為「步驟R1」)。在本揭示中,有時將四羧酸二酐稱為「酸二酐」。在本揭示中,有時將包含源自芳香族二胺的結構及源自四羧酸二酐的結構的醯胺酸預聚物稱為「芳香族預聚物」,有時將含有芳香族預聚物的含預聚物的液體稱為「含芳香族預聚物的液體」。製造方法R可包含步驟R1與步驟R2以外的任意步驟。
藉由製造方法R,即便在使用脂肪族或脂環式二胺的情況下,亦可進行聚合。其理由之一推測如下。在製造方法R中,使芳香族預聚物、脂肪族或脂環式二胺、及酸二酐進行反應而獲得聚醯胺酸。脂肪族或脂環式二胺與芳香族預聚物及酸二酐分別形成鹽。在欲獲得的聚醯胺酸的組成相同的情況下,在製造方法R中,由於形成脂肪族或脂環式二胺與芳香族預聚物的鹽,因此與使用芳香族二胺及脂肪族或脂環式二胺與酸二酐來獲得聚醯胺酸的情況相比,脂肪族或脂環式二胺與酸二酐的鹽的量變少。芳香族預聚物的鹽由於結構所產生的影響,較酸二酐的鹽更容易溶解。在製造方法R中,形成容易溶解的芳香族預聚物的鹽,抑制難以溶解的酸二酐的鹽的形成。即,製造方法R是藉由減少難溶的鹽,使其包含易溶的鹽來促進鹽整體的溶解的方法,藉此可進行聚合反應。但是,本發明並不受該推測限定。
在步驟R1中,準備含芳香族預聚物的液體。在若干實施方式中,步驟R1可為使用預先製作的含有醯胺酸預聚物的含預聚物的液體來準備含芳香族預聚物的液體,所述醯胺酸預聚物包含源自芳香族二胺的結構及源自酸二酐的結構(步驟R1-s)。或者,在若干實施方式中,步驟R1可為使用芳香族二胺、酸二酐及溶劑來獲得含有芳香族預聚物的含芳香族預聚物的液體(步驟R1-i)。
在步驟R2中,使用含芳香族預聚物的液體、脂肪族或脂環式二胺、及酸二酐來獲得含聚醯胺酸的液體。亦可進而使用芳香族二胺。例如,步驟R2可為向含芳香族預聚物的液體中加入脂肪族或脂環式二胺、及酸二酐來獲得含有聚醯胺酸的含聚醯胺酸的液體(步驟R2-a)。亦可向含芳香族預聚物的液體中加入脂肪族或脂環式二胺、酸二酐、進而加入芳香族二胺。在向含芳香族預聚物的液體中僅加入脂肪族或脂環式二胺或酸二酐中的其中一者的方法中,容易受到反應體系內存在的水分的影響,或者容易生成難溶的鹽,因此聚合反應難以進行。
作為製造方法R的實施方式,例如可列舉包含步驟R1-s及步驟R2-a的製造方法Rs、及包含步驟R1-i及步驟R2-a的製造方法Ri。在製造方法Ri中,較佳為與步驟R1-i連續地進行步驟R2-a。
在步驟R1-s中,例如,可將預先製作的含有醯胺酸預聚物的含預聚物的液體直接作為用於在步驟R2中使用的含芳香族預聚物的液體,所述醯胺酸預聚物包含源自芳香族二胺的結構及源自酸二酐的結構。或者,在步驟R1-s中,例如,可將預先製作的含預聚物的液體根據需要進行稀釋或濃縮來調整濃度,製成用於在步驟R2中使用的含芳香族預聚物的液體。在步驟R1-s中使用的預先製作的含預聚物的液體例如可為另行製作的含預聚物的液體、或市售的含預聚物的液體。含預聚物的液體可藉由公知的聚醯胺酸溶液的製造方法、基於本揭示的含聚醯胺酸的液體的製造方法等來製作。
作為步驟R1-i,例如可列舉以下方法。首先,將芳香族二胺溶解於溶劑中,製備芳香族二胺溶液。繼而,向芳香族二胺溶液中加入酸二酐並進行攪拌。攪拌時間例如為5分鐘~5小時、10分鐘~3小時、或30分鐘~2小時。攪拌溫度例如為10℃~50℃、15℃~40℃或20℃~35℃。
關於酸二酐,可將所有的量一次加入至芳香族二胺溶液中,或者亦可將所有的量分兩次以上加入至芳香族二胺溶液中。次數例如為十次以下、七次以下或四次以下。各次的間隔例如為5分鐘以上或10分鐘以上。各次的間隔例如為120分鐘以下、60分鐘以下、30分鐘以下或15分鐘以下。
芳香族二胺由於鹼性低,因此難以與酸二酐形成鹽。因此,在步驟R1-i中,可容易地製備含有高濃度的芳香族預聚物的含芳香族預聚物的液體。
作為步驟R2-a,例如可列舉以下方法。首先,將脂肪族或脂環式二胺溶解於溶劑中,製備脂肪族或脂環式二胺溶液。繼而,向步驟R1中準備的含芳香族預聚物的液體中加入脂肪族或脂環式二胺溶液及酸二酐並進行攪拌。攪拌時間例如為10分鐘以上、1小時以上或3小時以上。攪拌時間例如為72小時以下、48小時以下、24小時以下、12小時以下或5小時以下。攪拌溫度例如為10℃~50℃、15℃~40℃或20℃~35℃。於在攪拌中使用攪拌器的情況下,轉速例如為50 min
-1~2,000 min
-1、200 min
-1~1,000 min
-1或300 min
-1~800 min
-1。
雖亦取決於芳香族預聚物、所加入的脂肪族或脂環式二胺及酸二酐的量、添加方法等,但通常藉由添加會析出鹽。攪拌時間較佳為鹽的溶解所需的時間以上。另一方面,就製造效率的觀點而言,較佳為攪拌時間短。藉由製造方法R,由於可在短時間內將鹽溶解,因此可效率良好地製造含聚醯胺酸的液體。攪拌溫度越高,鹽越可在短時間內溶解。因此,亦可一邊加熱一邊進行攪拌。另一方面,就可容易地製造的觀點而言,較佳為在不加熱的情況下進行攪拌。藉由製造方法R,可不加熱便在短時間內將鹽溶解,因此可效率良好地製造聚醯胺酸。當使用乙酸等可將鹽溶解的添加劑時,鹽可在短時間內溶解。因此,亦可在可將鹽溶解的添加劑的存在下進行攪拌。另一方面,就可容易地製造的觀點而言,較佳為不使用添加劑而進行攪拌。藉由製造方法R,可不使用添加劑便在短時間內將鹽溶解,因此可效率良好地製造聚醯胺酸。
脂肪族或脂環式二胺溶液與酸二酐可同時加入至含芳香族預聚物的液體中,或者亦可分別加入。關於脂肪族或脂環式二胺溶液、酸二酐、或者脂肪族或脂環式二胺溶液與酸二酐此兩者,可將所有的量一次加入至含芳香族預聚物的液體中,或者亦可將所有的量分兩次以上加入至含芳香族預聚物的液體中。分為兩次以上的情況下的次數例如為十次以下、七次以下或四次以下。各次的間隔例如為5分鐘以上或10分鐘以上。各次的間隔例如為120分鐘以下、60分鐘以下、30分鐘以下或15分鐘以下。或者,分為兩次以上的情況下的次數並無特別限制,可歷時規定的時間滴加溶液或每次少量加入固體。規定的時間例如為10分鐘~60分鐘。在將脂肪族或脂環式二胺溶液與酸二酐此兩者分為兩次以上加入至含芳香族預聚物的液體中的情況下,分開的次數可相互相同,或者亦可不同。
亦可向含芳香族預聚物的液體中加入脂肪族或脂環式二胺及芳香族二胺。在該情況下,脂肪族或脂環式二胺與芳香族二胺可同時加入至含芳香族預聚物的液體中,或者亦可分別加入。關於芳香族二胺,可將所有的量一次加入至含芳香族預聚物的液體中,或者亦可將所有的量分兩次以上加入至含芳香族預聚物的液體中。
在連續地進行步驟R1-i與步驟R2-a的情況下,較佳為在持續進行步驟R1-i中的攪拌的狀態下,或者在停止攪拌後例如60分鐘以內,開始添加脂肪族或脂環式二胺溶液及酸二酐中的至少其中一者。在連續地進行步驟R1-i與步驟R2-a的情況下,只要於在步驟R1-i中獲得含芳香族預聚物的液體的容器內,加入脂肪族或脂環式二胺溶液、及酸二酐進行攪拌即可。
芳香族預聚物除包含源自芳香族二胺的結構及源自酸二酐的結構以外,亦可包含任意的結構。例如,芳香族預聚物可包含源自脂肪族或脂環式二胺的結構等任意的源自二胺的結構。以所有源自二胺的結構的質量為基準,源自芳香族二胺的結構的含有率例如為超過50質量%、70質量%以上、90質量%以上或100質量%。
芳香族預聚物的質量平均分子量較佳為500~80,000,更佳為1,000~50,000,進而佳為5,000~30,000。質量平均分子量亦可為20,000以下,或者10,000以下。在質量平均分子量為500以上的情況下,由芳香族預聚物與脂肪族或脂環式二胺形成的鹽有結晶性低且容易溶解的傾向。在質量平均分子量為80,000以下的情況下,可防止黏度變得過高,與酸二酐及脂肪族或脂環式二胺的混合性變得良好,有容易增大鹽的溶解速度的傾向。在本揭示中,質量平均分子量可藉由利用凝膠滲透層析法(Gel Permeation Chromatography,GPC)進行測定,並使用標準聚苯乙烯的校準曲線進行換算來求出。質量平均分子量具體而言可藉由實施例中記載的方法進行測定。
就防止黏度變得過高的觀點而言,以含芳香族預聚物的液體的質量為基準,含芳香族預聚物的液體中的芳香族預聚物的含有率例如為30.0質量%以下、20.0質量%以下、12.0質量%以下或8.0質量%以下。就在短時間內將鹽溶解的觀點而言,以含芳香族預聚物的液體的質量為基準,芳香族預聚物的含有率例如為3.0質量%以上、5.0質量%以上或10.0質量%以上。
就在短時間內將鹽溶解的觀點而言,相對於所獲得的聚醯胺酸的質量,製造方法R中使用的芳香族預聚物的質量的比率例如為10.0質量%以上、15.0質量%以上、20.0質量%以上、30.0質量%以上或40.0質量%以上。考慮到脂肪族或脂環式二胺及酸二酐的使用量,相對於聚醯胺酸的質量,芳香族預聚物的質量的比率例如為70.0質量%以下、60質量%以下、50質量%以下、40質量%以下、或30質量%以下。
尤其是在獲得聚醯胺酸的含有率大的含聚醯胺酸的液體的情況下,以含芳香族預聚物的液體的質量為基準,含芳香族預聚物的液體中的芳香族預聚物的含有率例如為15.0質量%以上、18.0質量%以上或20.0質量%以上。以含芳香族預聚物的液體的質量為基準,芳香族預聚物的含有率例如為30.0質量%以下或25.0質量%以下。
尤其是在獲得聚醯胺酸的含有率大的含聚醯胺酸的液體的情況下,相對於所獲得的聚醯胺酸的質量,製造方法R中使用的芳香族預聚物的質量的比率例如為50.0質量%以上、65.0質量%以上或65.0質量%以上。考慮到脂肪族或脂環式二胺及酸二酐的使用量,相對於聚醯胺酸的質量,芳香族預聚物的質量的比率例如為90.0質量%以下、80質量%以下或75.0質量%以下。
藉由製造方法R獲得的含聚醯胺酸的液體通常含有聚醯胺酸及溶劑。聚醯胺酸的含有率並無特別限定,可根據含聚醯胺酸的液體的用途設為適當的含有率。藉由製造方法R,可製造以高含有率含有聚醯胺酸的含聚醯胺酸的液體。以聚醯胺酸與溶劑的合計質量為基準,聚醯胺酸的含有率例如可為10.0質量%以上、15.0質量%以上、20.0質量%以上、或25.0質量%以上。以聚醯胺酸與溶劑的合計質量為基準,聚醯胺酸的含有率例如可為50.0質量%以下、40.0質量%以下、或30.0質量%以下。
藉由製造方法R獲得的聚醯胺酸至少包含源自芳香族二胺的結構、源自脂肪族或脂環式二胺的結構、及源自酸二酐的結構。聚醯胺酸可更包含任意的結構。在製造方法R中,只要根據目標聚醯胺酸中包含的結構來選擇並使用二胺、酸二酐等單體即可。關於含聚醯胺酸的液體及其中包含的聚醯胺酸、以及可在製造方法R中使用的二胺等胺、酸二酐等酸、及溶劑等的較佳的實施方式(例如,種類、含有率等),將在後文敘述。
[製造方法L]
製造方法L包含:使用含有醯胺酸預聚物的含預聚物的液體、二胺及酸二酐來獲得含有聚醯胺酸的含聚醯胺酸的液體,所述醯胺酸預聚物包含源自脂肪族或脂環式二胺的結構及源自酸二酐的結構(在本揭示中,有時稱為「步驟L2」)。製造方法L更包含:準備含有醯胺酸預聚物的含預聚物的液體,所述醯胺酸預聚物包含源自脂肪族或脂環式二胺的結構及源自酸二酐的結構(在本揭示中,有時稱為「步驟L1」)。在本揭示中,有時將包含源自脂肪族或脂環式二胺的結構及源自酸二酐的結構的醯胺酸預聚物稱為「脂肪族或脂環式預聚物」,有時將含有脂肪族或脂環式預聚物的含預聚物的液體稱為「含脂肪族或脂環式預聚物的液體」。製造方法L可包含步驟L1與步驟L2以外的任意的步驟。
藉由製造方法L,由於在不使用脂肪族或脂環式二胺的情況下,未形成脂肪族或脂環式二胺的鹽,因此可進行聚合。或者,藉由製造方法L,即便在使用脂肪族或脂環式二胺的情況下,亦可進行聚合。其理由之一推測如下。在製造方法L中,在二胺包含脂肪族或脂環式二胺的情況下,使脂肪族或脂環式預聚物、脂肪族或脂環式二胺、及酸二酐進行反應而獲得聚醯胺酸。脂肪族或脂環式二胺與脂肪族或脂環式預聚物及酸二酐分別形成鹽。在欲獲得的聚醯胺酸的組成相同的情況下,在製造方法L中,由於形成脂肪族或脂環式二胺與脂肪族或脂環式預聚物的鹽,因此與使用脂肪族或脂環式二胺及酸二酐來獲得聚醯胺酸的情況相比,脂肪族或脂環式二胺與酸二酐的鹽的量變少。脂肪族或脂環式預聚物的鹽由於結構所產生的影響,較酸二酐的鹽更容易溶解。在製造方法L中,形成容易溶解的脂肪族或脂環式預聚物的鹽,抑制難以溶解的酸二酐的鹽的形成。即,製造方法L是在二胺包含脂肪族或脂環式二胺的情況下,減少難溶的鹽,使其包含易溶的鹽,藉此促進鹽整體的溶解的方法,藉此可進行聚合反應。但是,本發明並不受該推測限定。
在步驟L1中,準備含脂肪族或脂環式預聚物的液體。在若干實施方式中,步驟L1可為使用預先製作的含有醯胺酸預聚物的含預聚物的液體來準備含脂肪族或脂環式預聚物的液體,所述醯胺酸預聚物包含源自脂肪族或脂環式二胺的結構及源自酸二酐的結構(步驟L1-s)。或者,在若干實施方式中,步驟L1可為使用脂肪族或脂環式二胺、酸二酐及溶劑來獲得含有脂肪族或脂環式預聚物的含脂肪族或脂環式預聚物的液體(步驟L1-i)。
在步驟L2中,使用含脂肪族或脂環式預聚物的液體、二胺及酸二酐來獲得含聚醯胺酸的液體。二胺可包含脂肪族或脂環式二胺及芳香族二胺中的其中一者或兩者。例如,步驟L2可為向含脂肪族或脂環式預聚物的液體中加入二胺及酸二酐來獲得含有聚醯胺酸的含聚醯胺酸的液體(步驟L2-a)。在向含脂肪族或脂環式預聚物的液體中僅加入二胺或酸二酐中的其中一者的方法中,容易受到反應體系內存在的水分的影響,或者容易生成難溶的鹽,因此聚合反應難以進行。
作為製造方法L的實施方式,例如可列舉包含步驟L1-s及步驟L2-a的製造方法Ls、及包含步驟L1-i及步驟L2-a的製造方法Li。在製造方法Li中,較佳為與步驟L1-i連續地進行步驟L2-a。
可對製造方法R中的與步驟R1-s、步驟R1-i、及步驟R2-a相關的說明加以必要的變更,並應用於製造方法L中的步驟L1-s、步驟L1-i、及步驟L2-a。例如,作為步驟L1-s、步驟L1-i、及步驟L2-a中的方法、時間、溫度等,可使用在步驟R1-s、步驟R1-i、及步驟R2-a中列舉的例子。
其中,在步驟L1-i中,由於脂肪族或脂環式二胺容易與酸二酐形成鹽,因此為了可防止鹽的析出,亦可對脂肪族或脂環式二胺、酸二酐、及溶劑的使用量進行調整,將所獲得的含脂肪族或脂環式預聚物的液體的濃度抑制得低。以含脂肪族或脂環式預聚物的液體的質量為基準,脂肪族或脂環式預聚物的含有率特佳為15.0質量%以下。
在步驟L2-a中,在向含脂肪族或脂環式預聚物的液體中加入脂環式或脂肪族二胺及芳香族二胺作為二胺的情況下,較佳為向含脂肪族或脂環式預聚物的液體中加入脂環式或脂肪族二胺溶液及固體的芳香族二胺,或者加入含有脂環式或脂肪族二胺及芳香族二胺的溶液。
脂肪族或脂環式預聚物除包含源自脂肪族或脂環式二胺的結構及源自酸二酐的結構以外,亦可包含任意的結構。例如,脂肪族或脂環式預聚物可包含源自芳香族二胺的結構等任意的源自二胺的結構。以所有源自二胺的結構的質量為基準,源自脂肪族或脂環式二胺的結構的含有率例如為50質量%以上、70質量%以上、90質量%以上或100質量%。
脂肪族或脂環式預聚物的質量平均分子量較佳為500~80,000,更佳為1,000~50,000,進而佳為5,000~30,000。質量平均分子量亦可為10,000以上、20,000以上或30,000以上。在質量平均分子量為500以上的情況下,由脂肪族或脂環式預聚物與脂肪族或脂環式二胺形成的鹽有結晶性低且容易溶解的傾向。在質量平均分子量為80,000以下的情況下,可防止黏度變得過高,與酸二酐及二胺的混合性變得良好,有容易增大鹽的溶解速度的傾向。
就在短時間內將鹽溶解的觀點而言,以含脂肪族或脂環式預聚物的液體的質量為基準,含脂肪族或脂環式預聚物的液體中的脂肪族或脂環式預聚物的含有率例如為15.0質量%以下、13.0質量%以下、10.0質量%以下或8.0質量%以下。就在短時間內將鹽溶解的觀點而言,以含脂肪族或脂環式預聚物的液體的質量為基準,脂肪族或脂環式預聚物的含有率例如為3.0質量%以上、5.0質量%以上、或10.0質量%以上。
就在短時間內將鹽溶解的觀點而言,相對於所獲得的聚醯胺酸的質量,製造方法L中使用的脂肪族或脂環式預聚物的質量的比率例如為10.0質量%以上、15.0質量%以上、20.0質量%以上、30.0質量%以上或40.0質量%以上。考慮到二胺及酸二酐的使用量,相對於聚醯胺酸的質量,脂肪族或脂環式預聚物的質量的比率例如為70.0質量%以下、60質量%以下、50.0質量%以下、40.0質量%以下或30.0質量%以下。
藉由製造方法L獲得的含聚醯胺酸的液體通常含有聚醯胺酸及溶劑。聚醯胺酸的含有率並無特別限定,可根據含聚醯胺酸的液體的用途設為適當的含有率。藉由製造方法L,可製造含有高濃度的聚醯胺酸的含聚醯胺酸的液體。以含聚醯胺酸的液體的質量為基準,聚醯胺酸的含有率例如可為10.0質量%以上、15.0質量%以上、20.0質量%以上、或25.0質量%以上。以含聚醯胺酸的液體的質量為基準,聚醯胺酸的含有率例如可為50.0質量%以下、40.0質量%以下、或30.0質量%以下。
藉由製造方法L獲得的聚醯胺酸至少包含源自脂肪族或脂環式二胺的結構及源自酸二酐的結構。聚醯胺酸可更包含任意的結構。例如,聚醯胺酸可包含源自芳香族二胺的結構等任意的源自二胺的結構。在製造方法L中,只要根據目標聚醯胺酸中包含的結構來選擇並使用二胺、酸二酐等單體即可。關於含聚醯胺酸的液體及其中包含的聚醯胺酸、以及可在製造方法L中使用的二胺等胺、酸二酐等酸、及溶劑等的較佳的實施方式(例如,種類、含有率等),將在後文敘述。
<含聚醯胺酸的液體>
含聚醯胺酸的液體含有聚醯胺酸及溶劑,所述聚醯胺酸包含源自脂肪族或脂環式二胺的結構及源自酸二酐的結構。聚醯胺酸可包含源自脂肪族或脂環式二胺的結構以外的源自胺的結構、源自酸二酐的結構以外的源自羧酸酐的結構等任意的結構。聚醯胺酸可更包含源自芳香族二胺的結構等源自二胺的結構。源自酸二酐的結構較佳為包含源自均苯四甲酸二酐的結構。
含聚醯胺酸的液體中包含的聚醯胺酸的含有率較佳為大。若聚醯胺酸的含有率大,則在使用含聚醯胺酸的液體例如製造膜來作為成形體時,所揮發的溶劑量減少,容易獲得面內膜厚更均勻的膜。若聚醯胺酸的含有率大,則可提高含聚醯胺酸的液體的黏度,可根據用途製造膜厚大的膜。
在若干實施方式中,以含聚醯胺酸的液體的質量為基準,含聚醯胺酸的液體中的源自胺及羧酸酐的成分的含有率例如為20.0質量%以上。在若干實施方式中,對含聚醯胺酸的液體進行加熱而獲得的源自胺及羧酸酐的成分的質量相對於含聚醯胺酸的液體的質量的比率例如為18.0質量%以上。在該含有率及該比率中的其中一者或兩者大的情況下,有獲得高黏度的含聚醯胺酸的液體的傾向。
作為源自胺及羧酸酐的成分(以下,有時稱為「源自單體的成分」)的例子,可列舉聚醯胺酸、脂肪族或脂環式二胺與羧酸的鹽、脂肪族或脂環式二胺與醯胺酸預聚物的鹽、聚醯亞胺等。源自單體的成分包含選自該些中的至少一種。
在若干實施方式中,以聚醯胺酸與溶劑的合計質量為基準,含聚醯胺酸的液體中的聚醯胺酸的含有率例如為20.0質量%以上。在若干實施方式中,對含聚醯胺酸的液體的濾液進行加熱而獲得的聚醯亞胺的質量相對於含聚醯胺酸的液體的質量的比率例如為18.0質量%以上。在該含有率及該比率中的其中一者或兩者大的情況下,有獲得良好的成膜性的傾向。
根據含聚醯胺酸的液體的製造方法,有時在製造過程中會產生源自單體的鹽等析出物。在析出物不溶解的情況下,會以固體物質的形式殘留於含聚醯胺酸的液體中。含聚醯胺酸的液體較佳為不含固體物質,或者在包含固體物質的情況下含有率小。若含聚醯胺酸的液體不含固體物質或含有率小,則在使用含聚醯胺酸的液體例如製造膜來作為成形體時,容易獲得表面的平坦性優異的均勻的膜。
在若干實施方式中,含聚醯胺酸的液體的濁度例如為2.5比濁法濁度單位(Nephelometric Turbidity Unit,NTU)以下。在濁度小的情況下,有獲得良好的成膜性的傾向。若含聚醯胺酸的液體中的固體物質的含有率大,則通常濁度變大。
在較佳的實施方式中,含聚醯胺酸的液體含有聚醯胺酸及溶劑,所述聚醯胺酸包含源自脂肪族或脂環式二胺的結構及源自酸二酐的結構,且滿足下述的(1)~(4)中的至少一個。例如,含聚醯胺酸的液體滿足下述的(1)及(2)中的其中一者或兩者,或者滿足下述的(3)或(4)中的其中一者或兩者。
(1)源自胺及羧酸酐的成分的含有率為20.0質量%以上,濁度為2.5 NTU以下。
(2)以聚醯胺酸與溶劑的合計質量為基準,聚醯胺酸的含有率為20.0質量%以上。
(3)濁度為2.5 NTU以下,對含聚醯胺酸的液體進行加熱而獲得的源自胺及羧酸酐的成分的質量相對於含聚醯胺酸的液體的質量的比率為18.0質量%以上。
(4)對含聚醯胺酸的液體的濾液進行加熱而獲得的聚醯亞胺的質量相對於含聚醯胺酸的液體的質量的比率為18.0質量%以上。
以含聚醯胺酸的液體的質量為基準,含聚醯胺酸的液體中的源自單體的成分的含有率較佳為20.0質量%以上、20.1質量%以上、20.2質量%以上、20.5質量%以上、21.0質量%以上、23.0質量%以上、25.0質量%以上、或25.1質量%以上。聚醯胺酸中的源自單體的成分的含有率的上限並無特別限定。以含聚醯胺酸的液體的質量為基準,源自單體的成分的含有率例如為50.0質量%以下、40.0質量%以下、30.0質量%以下、28.0質量%以下、或26.0質量%以下。
以含聚醯胺酸的液體的質量為基準,對含聚醯胺酸的液體進行加熱而獲得的源自單體的成分的比率較佳為18.0質量%以上、18.3質量%以上、18.5質量%以上、19.0質量%以上、20.0質量%以上、22.0質量%以上、22.5質量%以上、23.0質量%以上、或23.5質量%以上。聚醯胺酸中的源自單體的成分的比率的上限並無特別限定。以含聚醯胺酸的液體的質量為基準,源自單體的成分的比率例如為48.0質量%以下、38.0質量%以下、28.0質量%以下、26.0質量%以下、或24.0質量%以下。
源自單體的成分的含有率及比率可藉由改變在含聚醯胺酸的液體的製作中使用的二胺、酸二酐、及溶劑等的量來進行調節。源自胺及羧酸酐的成分的含有率及比率可藉由實施例中記載的方法進行測定。再者,關於用於修正水分量的計算式,只要適宜變更單體的種類及平均分子量來使用即可。
以含聚醯胺酸的液體的質量為基準,聚醯胺酸的含有率較佳為可為20.0質量%以上、20.1質量%以上、20.2質量%以上、20.5質量%以上、21.0質量%以上、23.0質量%以上、25.0質量%以上、或25.1質量%以上。聚醯胺酸的含有率的上限並無特別限定。以含聚醯胺酸的液體的質量為基準,聚醯胺酸的含有率例如為50.0質量%以下、40.0質量%以下、30.0質量%以下、28.0質量%以下、或26.0質量%以下。
以含聚醯胺酸的液體的質量為基準,對含聚醯胺酸的液體的濾液進行加熱而獲得的聚醯亞胺的比率較佳為可為18.0質量%以上、18.3質量%以上、18.5質量%以上、19.0質量%以上、20.0質量%以上、22.0質量%以上、22.5質量%以上、23.0質量%以上、或23.5質量%以上。聚醯亞胺的比率的上限並無特別限定。以含聚醯胺酸的液體的質量為基準,聚醯亞胺的比率例如為48.0質量%以下、38.0質量%以下、28.0質量%以下、26.0質量%以下、或24.0質量%以下。
聚醯胺酸的含有率或聚醯亞胺的比率大的含聚醯胺酸的液體例如可藉由所述實施方式的製造方法容易地製造。聚醯胺酸的含有率及聚醯亞胺的比率可使用藉由對含聚醯胺酸的液體進行過濾而將源自單體的鹽等固體物質去除從而獲得的濾液來進行測定。過濾可使用不鏽鋼製的150目的過濾器。聚醯胺酸的含有率及聚醯亞胺的比率具體而言可藉由實施例中記載的方法進行測定。再者,關於用於修正水分量的計算式,只要適宜變更單體的種類及平均分子量來使用即可。
聚醯胺酸的含有率及聚醯亞胺的比率可分別為實際使用含聚醯胺酸的液體時的溫度下的含有率或比率。或者,求出該些含有率及比率時的含聚醯胺酸的液體的溫度與實際使用含聚醯胺酸的液體時的溫度亦可不同。該些含有率及比率例如可為含聚醯胺酸的液體的溫度為20℃~35℃中的任一者時的含有率或比率,較佳為含聚醯胺酸的液體的溫度為25℃時的含有率或比率。在該情況下,只要將含聚醯胺酸的液體的溫度設為20℃~35℃中的任一者(較佳為25℃)進行過濾,並使用所獲得的濾液測定含有率或比率即可。
含聚醯胺酸的液體的濁度較佳為2.5 NTU以下、2.0 NTU以下、1.5 NTU以下、1.0 NTU以下、或0.5 NTU以下、或0 NTU以下。在本揭示中,濁度是藉由透射散射光方式測定的基於福爾馬肼(Formazin)標準液的濁度。濁度具體而言可藉由實施例中記載的方法進行測定。通常,濁度越小,鹽等固體物質的含有率越低。濁度可為實際使用含聚醯胺酸的液體時的溫度下的濁度。或者,求出濁度時的含聚醯胺酸的液體的溫度與實際使用含聚醯胺酸的液體時的溫度亦可不同。濁度例如可為含聚醯胺酸的液體的溫度為20℃~35℃中的任一者時的濁度,較佳為含聚醯胺酸的液體的溫度為25℃時的濁度。
含聚醯胺酸的液體的黏度(ηinh)較佳為0.3 dL/g以上,更佳為0.5 dL/g以上,進而佳為0.6 dL/g以上。含聚醯胺酸的液體的黏度例如為1.5 dL/g以下、1.3 dL/g以下、或1.0 dL/g以下。含聚醯胺酸的液體的黏度是使用奧士華(Ostwald)黏度計在30℃下測定的黏度。黏度具體而言可藉由實施例中記載的方法進行測定。
聚醯胺酸的質量平均分子量較佳為5,000~130,000,更佳為10,000~120,000,進而佳為15,000~110,000,特佳為超過15,000且100,000以下。若質量平均分子量為所述範圍,則有獲得良好的成膜性的傾向。
在聚醯胺酸中,以聚醯胺酸中包含的所有源自二胺的結構的質量為基準,源自脂肪族或脂環式二胺的結構的含有率較佳為20質量%以上,例如為30質量%以上、50質量%以上、70質量%以上、或80質量%以上、或100質量%。在為20質量%以上的情況下,有獲得優異的介電特性的傾向。以聚醯胺酸中包含的所有源自二胺的結構的質量為基準,源自脂肪族或脂環式二胺的結構的含有率例如可為80質量%以下、60質量%以下、50質量%以下、或40質量%以下。
在聚醯胺酸中,以聚醯胺酸中包含的所有源自二胺的結構的質量為基準,源自芳香族二胺的結構的含有率較佳為80質量%以下,例如為70質量%以下、50質量%以下、30質量%以下、或20質量%以下、或0質量%。在聚醯胺酸包含源自芳香族二胺的結構的情況下,就機械強度的觀點而言,以聚醯胺酸中包含的所有源自二胺的結構的質量為基準,源自芳香族二胺的結構的含有率可為20質量%以上、40質量%以上、50質量%以上、或60質量%以上。
在聚醯胺酸中,以聚醯胺酸中包含的所有源自酸二酐的結構的質量為基準,源自均苯四甲酸二酐的結構的含有率較佳為50質量%以上,例如為70質量%以上、或85質量%以上、或100質量%。
在聚醯胺酸中,較佳為,以聚醯胺酸中包含的所有源自二胺的結構的質量為基準,源自脂肪族或脂環式二胺的結構的含有率為20質量%以上,以聚醯胺酸中包含的所有源自四羧酸二酐的結構的質量為基準,源自酸二酐的結構的含有率為50質量%以上。源自二胺的結構與源自酸二酐的結構的莫耳比例如為1.00:0.90~1.00:1.10,較佳為1.00:0.95~1.00:1.05。
關於聚醯胺酸可包含的源自二胺的結構及源自酸二酐的結構的例子,將在後文敘述。源自脂肪族或脂環式二胺的結構較佳為包含源自脂環式二胺的結構,更佳為包含源自二聚物二胺的結構。在聚醯胺酸包含源自二聚物二胺的結構的情況下,可使聚醯亞胺的介電常數與介電損耗角正切下降。介電常數與介電損耗角正切低的聚醯亞胺由於可抑制傳輸損失,因此適於FPC等基板、高頻用天線等用途。
含聚醯胺酸的液體含有溶劑。含聚醯胺酸的液體除含有聚醯胺酸及溶劑以外,亦可含有任意的成分。關於含聚醯胺酸的液體可包含的溶劑的例子,將在後文敘述。溶劑可為極性有機溶劑,較佳為包含含有醯胺鍵的醯胺系溶劑。
製造含聚醯胺酸的液體的方法並無特別限定,可較佳地使用所述實施方式的製造方法。
<二胺>
可在所述實施方式的含聚醯胺酸的液體的製造方法中使用的二胺、及所述實施方式的含聚醯胺酸的液體所含有的聚醯胺酸中包含的「源自二胺的結構單元」中的二胺可包含芳香族二胺、脂肪族或脂環式二胺、或此兩者。
在本揭示中,芳香族二胺可為具有至少一個芳香環、及鍵結於至少一個芳香環的兩個胺基的二胺。在芳香族二胺具有兩個以上的芳香環的情況下,兩個以上的芳香環可相互相同,或者亦可互不相同。在芳香族二胺具有兩個以上的芳香環的情況下,兩個胺基可鍵結於一個芳香環,或者兩個胺基亦可分別鍵結於不同的芳香環。芳香族二胺可更具有選自脂肪族烴基及脂環式烴基中的至少一個基。
在本揭示中,脂肪族或脂環式二胺可為具有選自脂肪族烴基及脂環式烴基中的至少一個基及兩個胺基,且不屬於芳香族二胺的二胺。脂肪族或脂環式二胺亦可更具有至少一個芳香環。兩個胺基中的至少一個鍵結於脂肪族烴基或脂環式烴基。兩個胺基此兩者可鍵結於脂肪族烴基或脂環式烴基,或者兩個胺基中的僅一個亦可鍵結於脂肪族或脂環式二胺。在脂肪族或脂環式二胺具有兩個以上的選自脂肪族烴基及脂環式烴基中的基的情況下,兩個以上的基可相互相同,或者亦可互不相同。在脂肪族或脂環式二胺具有兩個以上的選自脂肪族烴基及脂環式烴基中的基的情況下,兩個胺基可鍵結於一個選自脂肪族烴基及脂環式烴基中的基,或者兩個胺基亦可分別鍵結於不同的選自脂肪族烴基及脂環式烴基中的基。鍵結於脂肪族烴基或脂環式烴基的胺基與鍵結於芳香環的胺基相比鹼性強,因此容易與羧酸形成鹽。
作為芳香族二胺的例子,可列舉:1,4-苯二胺、1,2-苯二胺、1,3-苯二胺、4,4'-(聯苯-2,5-二基雙氧基)雙苯胺、4,4'-二胺基二苯醚、3,4'-二胺基二苯醚、1,4-雙(4-胺基苯氧基)苯、1,3-雙(4-胺基苯氧基)苯、2,2-雙(4-(4-胺基苯氧基)苯基)丙烷、雙(4-(4-胺基苯氧基)苯基)碸、雙(4-(3-胺基苯氧基)苯基)碸、1,3-雙(4-胺基苯氧基)新戊烷、4,4'-二胺基-3,3'-二甲基聯苯、4,4'-二胺基-2,2'-二甲基聯苯、4,4'-雙(4-胺基苯氧基)聯苯、4,4'-二胺基-3,3'-二羥基聯苯、雙(4-胺基-3-羧基苯基)甲烷、4,4'-二胺基二苯基碸、3,3'-二胺基二苯基碸、4,4'-二胺基二苯硫醚、N-(4-胺基苯氧基)-4-胺基苯紮明(benzamine)、2,2'-雙(三氟甲基)-4,4'-二胺基聯苯、雙(3-胺基苯基)碸、4,4'-二胺基-2-(三氟甲基)二苯醚、5-三氟甲基-1,3-苯二胺、2,2-雙(4-(4-胺基苯氧基)苯基)六氟丙烷、4,4'-二胺基-2,2'-雙(三氟甲基)聯苯、2,2-雙[4-{4-胺基-2-(三氟甲基)苯氧基}苯基]六氟丙烷、2-三氟甲基-對苯二胺、2,2-雙(3-胺基-4-甲基苯基)六氟丙烷、4,4'-(9-亞芴基)苯胺、2,7-二胺基芴、1,5-二胺基萘、及3,7-二胺基-2,8-二甲基二苯並噻吩-5,5-二氧化物等具有芳香族烴基或芳香族雜環基的二胺。
作為脂肪族或脂環式二胺的例子,可列舉:
1,2-乙二胺、1,2-二胺基丙烷、1,3-二胺基丙烷、1,4-二胺基丁烷、1,5-二胺基戊烷、1,6-二胺基己烷、1,9-二胺基壬烷、1,10-二胺基癸烷、1,11-二胺基十一烷、1,12-二胺基十二烷、1,14-二胺基十四烷、1,16-二胺基十六烷等具有飽和脂肪族烴基的二胺;
1,9-二胺基壬烯、1,10-二胺基癸烯、1,11-二胺基十一烯、1,12-二胺基十二烯、1,14-二胺基十四烯、1,16-二胺基十六烯等具有不飽和脂肪族烴基的二胺;
1,4-二胺基環己烷、1,3-雙(胺基甲基)環己烷、1,4-雙(胺基甲基)環己烷、降冰片烷二胺、異佛爾酮二胺、雙(胺基甲基)降冰片烷、1,3-二胺基金剛烷、4,4'-二胺基二環己基甲烷、3,3'-二甲基-4,4'-二胺基二環己基甲烷、3,3'-二乙基-4,4'-二胺基二環己基甲烷、3,3',5,5'-四甲基-4,4'-二胺基二環己基甲烷、3,3',5,5'-四乙基-4,4'-二胺基二環己基甲烷、3,5-二乙基-3',5'-二甲基-4,4'-二胺基二環己基甲烷、4,4'-二胺基二環己基醚、3,3'-二甲基-4,4'-二胺基二環己基醚、3,3'-二乙基-4,4'-二胺基二環己基醚、3,3',5,5'-四甲基-4,4'-二胺基二環己基醚、3,3',5,5'-四乙基-4,4'-二胺基二環己基醚、3,5-二乙基-3',5'-二甲基-4,4'-二胺基二環己基醚、2,2-雙(4-胺基環己基)丙烷、2,2-雙(3-甲基-4-胺基環己基)丙烷、2,2-雙(3-乙基-4-胺基環己基)丙烷、2,2-雙(3,5-二甲基-4-胺基環己基)丙烷、2,2-雙(3,5-二乙基-4-胺基環己基)丙烷、2,2-(3,5-二乙基-3',5'-二甲基-4,4'-二胺基二環己基)丙烷等具有飽和脂肪族烴基的二胺;
雙(胺基甲基)降冰片烯、4,4'-二胺基二環己烯基甲烷等具有不飽和脂環式烴基的二胺;
巴豆酸、肉豆蔻油酸、棕櫚油酸、順式-6-十六碳稀酸(Sapienic acid)、油酸、反油酸、異油酸、鱈油酸、二十烯酸(eicosenoic acid)、芥酸、神經酸等單不飽和脂肪酸;亞麻油酸、二十碳二烯酸(eicosadienoic acid)、二十二碳二烯酸(docosadienoic acid)等二不飽和脂肪酸;次亞麻油酸、皮諾斂酸、桐酸(Eleostearic acid)、米德酸、二高-γ-次亞麻油酸、二十碳三烯酸等三不飽和脂肪酸等由不飽和脂肪酸的二聚體(亦稱為二聚物酸)衍生的二胺;在該些二胺中,分子內包含的碳-碳雙鍵經氫化的氫化二胺等二聚物二胺
等。
就使介電常數下降的觀點而言,二胺較佳為包含脂環式二胺。尤其是,二胺更佳為包含選自二聚物二胺(未經氫化的二聚物二胺及氫化二聚物二胺)中的至少一種。在聚醯胺酸包含源自二聚物二胺的結構的情況下,可使聚醯亞胺的介電常數與介電損耗角正切下降。就維持機械強度的觀點而言,二胺較佳為包含芳香族二胺。
在聚醯胺酸中,以聚醯胺酸中包含的所有源自二胺的結構的質量為基準,源自脂肪族或脂環式二胺的結構的含有率較佳為20質量%以上。更佳為30質量%以上、50質量%以上、70質量%以上、或90質量%以上、或100質量%。以聚醯胺酸中包含的所有源自二胺的結構的質量為基準,源自脂肪族或脂環式二胺的結構的含有率為100質量%以下,例如為90質量%以下、或70質量%以下。
<四羧酸二酐>
可在所述實施方式的含聚醯胺酸的液體的製造方法中使用的四羧酸二酐、及所述實施方式的含聚醯胺酸的液體所含有的聚醯胺酸中包含的「源自四羧酸二酐的結構單元」中的四羧酸二酐可包含芳香族四羧酸二酐、脂肪族或脂環式四羧酸二酐或此兩者。
在本揭示中,芳香族四羧酸二酐可為具有至少一個芳香環、及鍵結於至少一個芳香環的兩個酸酐基的化合物。在芳香族四羧酸二酐具有兩個以上的芳香環的情況下,兩個以上的芳香環可相互相同,或者亦可互不相同。在芳香族四羧酸二酐具有兩個以上的芳香環的情況下,兩個酸酐基可鍵結於一個芳香環,或者兩個酸酐基亦可分別鍵結於不同的芳香環。芳香族四羧酸二酐亦可更具有選自脂肪族烴基及脂環式烴基中的至少一個基。
在本揭示中,脂肪族或脂環式四羧酸二酐可為具有選自脂肪族烴基及脂環式烴基中的至少一個基、及兩個酸酐基,且不屬於芳香族四羧酸二酐的二胺。脂肪族或脂環式四羧酸二酐亦可更具有至少一個芳香環。
作為芳香族四羧酸二酐的例子,可列舉:均苯四甲酸二酐、1,2,3,4-苯四羧酸二酐、1,1-雙(2,3-二羧基苯基)乙烷二酐、雙(2,3-二羧基苯基)甲烷二酐、雙(3,4-二羧基苯基)甲烷二酐、3,3',4,4'-聯苯四羧酸二酐、2,2-雙(3,4-二羧基苯基)丙烷二酐、2,2-雙(2,3-二羧基苯基)丙烷二酐、雙(3,4-二羧基苯基)碸二酐、雙(3,4-二羧基苯基)醚二酐、雙(2,3-二羧基苯基)醚二酐、3,3',4,4'-二苯甲酮四羧酸二酐、2,2',3,3'-二苯甲酮四羧酸二酐、4,4'-氧基二鄰苯二甲酸二酐、4,4-(對苯二氧基)二鄰苯二甲酸二酐、4,4-(間苯二氧基)二鄰苯二甲酸二酐、2,2',6,6'-聯苯四羧酸二酐、2,2-雙(3,4-二羧基苯基)-1,1,1,3,3,3-六氟丙烷二酐、2,2-雙(2,3-二羧基苯基)-1,1,1,3,3,3-六氟丙烷二酐、2,2'-雙(三氟甲基)-4,4',5,5'-聯苯四羧酸二酐、4,4'-(六氟三亞甲基)-二鄰苯二甲酸二酐、4,4'-(八氟四亞甲基)-二鄰苯二甲酸二酐、1,2,5,6-萘二羧酸二酐、1,4,5,8-萘二羧酸二酐、2,3,6,7-萘二羧酸二酐、3,4,9,10-苝四羧酸二酐、2,3,6,7-蒽四羧酸二酐、1,2,7,8-菲四羧酸二酐等具有芳香族烴基的四羧酸二酐。
作為脂肪族或脂環式四羧酸二酐的例子,可列舉:
乙烯四羧酸二酐、丁烷四羧酸二酐等具有飽和脂肪族烴基的四羧酸二酐;
1,2,3,4-環丁烷四羧酸二酐、1,2,3,4-環戊烷四羧酸二酐、1,2,4,5-環己烷四羧酸二酐、1,2,3,4-四甲基-1,2,3,4-環丁烷四羧酸二酐等具有飽和脂環式烴基的四羧酸二酐;
1,1-雙(2,3-二羧基環己基)乙烷二酐、雙(2,3-二羧基環己基)甲烷二酐、雙(3,4-二羧基環己基)甲烷二酐、3,3',4,4'-雙環己基四羧酸二酐、2,2-雙(3,4-二羧基環己基)丙烷二酐、2,2-雙(2,3-二羧基環己基)丙烷二酐、雙(3,4-二羧基環己基)碸二酐、雙(3,4-二羧基環己基)醚二酐、雙(2,3-二羧基環己基)醚二酐、2,2',6,6'-雙環己基四羧酸二酐、1,2,5,6-十氫萘二羧酸二酐、1,4,5,8-十氫萘二羧酸二酐、2,3,6,7-十氫萘二羧酸二酐、八氫伸聯苯基-4a,8b:4b,8a-四羧酸二酐、1,2,3,4-四甲基-1,2,3,4-環丁烷四羧酸二酐、二環己基-3,4,3',4'-四羧酸二酐、5-(2,5-二氧代四氫呋喃基)-3-甲基-3-環己烯-1,2-二羧酸酐等具有脂環式烴基的四羧酸二酐
等。
在聚醯胺酸中,四羧酸二酐較佳為包含芳香族四羧酸二酐。尤其是,四羧酸二酐較佳為包含選自均苯四甲酸二酐及3,3',4,4'-聯苯四羧酸二酐中的至少一種。
以所述聚醯胺酸中包含的所有源自四羧酸二酐的結構的質量為基準,源自均苯四甲酸二酐的結構的含有率較佳為50質量%以上。更佳為60質量%以上、70質量%以上、80質量%以上、或90質量%以上、或100質量%。以聚醯胺酸中包含的所有源自四羧酸二酐的結構的質量為基準,源自均苯四甲酸二酐的結構的含有率為100質量%以下,例如為90質量%以下、或70質量%以下。
<其他單體>
所述實施方式的含聚醯胺酸的液體的製造方法中,可使用二胺以外的胺、四羧酸二酐以外的酸酐等任意的單體。所述實施方式的含聚醯胺酸的液體所含有的聚醯胺酸可包含源自二胺以外的胺的結構、源自四羧酸二酐以外的酸酐的結構等任意的結構。作為胺的例子,可列舉二胺、單胺、三官能以上的胺等。作為酸酐的例子,可列舉四羧酸二酐、二羧酸酐、三羧酸酐等。
在聚醯胺酸中,以聚醯胺酸中包含的所有源自胺的結構的質量為基準,源自二胺的結構的含有率例如為90質量%以上、95質量%以上、或100質量%。在聚醯胺酸中,以聚醯胺酸中包含的所有源自酸酐的結構的質量為基準,四羧酸二酐的結構的含有率例如為90質量%以上、95質量%以上、或100質量%。
<溶劑>
作為可在所述實施方式的含聚醯胺酸的液體的製造方法中使用的溶劑、及所述實施方式的含聚醯胺酸的液體可含有的溶劑,例如可列舉:N-甲基-2-吡咯啶酮(N-methyl-2-pyrrolidone,NMP)、N-乙基-2-吡咯啶酮(N-ethyl-2-pyrrolidone,NEP)、γ-丁內酯(Gamma-Butyrolactone,GBL)、3-甲氧基-N,N-二甲基丙醯胺(3-Methoxy-N,N-dimethylpropanamide,MPA)、N,N'-二甲基甲醯胺、N,N'-二甲基丙烯脲〔1,3-二甲基-3,4,5,6-四氫嘧啶-2(1H)-酮〕、二甲基亞碸、二甲基乙醯胺(Dimethylacetamide,DMAc)、二乙二醇二甲醚、三乙二醇二甲醚等極性有機溶劑。溶劑較佳為包含選自由N-甲基-2-吡咯啶酮(NMP)、N-乙基-2-吡咯啶酮(NEP)、γ-丁內酯(GBL)、3-甲氧基-N,N-二甲基丙醯胺(MPA)、及二甲基乙醯胺(DMAc)所組成的群組中的至少一種,更佳為包含選自由N-甲基-2-吡咯啶酮(NMP)、γ-丁內酯(GBL)、3-甲氧基-N,N-二甲基丙醯胺(MPA)、及二甲基乙醯胺(DMAc)所組成的群組中的至少一種。
<絕緣材料用、耐熱絕緣材料用或印刷基板用的含聚醯胺酸的液體>
含聚醯胺醯亞胺的液體可較佳地用作絕緣體用組成物、耐熱絕緣體用組成物、或印刷基板用組成物。該些組成物可根據用途更含有聚醯胺、聚醚碸、丙烯酸聚合物、環氧化合物、異氰酸酯化合物、三聚氰胺化合物、填充材料、消泡劑、防腐劑、界面活性劑等任意成分。組成物例如可藉由將含聚醯胺酸的液體、以及根據需要使用的任意成分混合並進行攪拌的方法來製造。聚醯胺酸的含有率可設為適於組成物的用途的範圍。以組成物的質量為基準,聚醯胺酸的含有率例如為5質量%~30質量%、8質量%~25質量%、或10質量%~23質量%。
<聚醯亞胺>
藉由使聚醯胺酸進行脫水環化(有時稱為「醯亞胺化」),從而獲得聚醯亞胺。聚醯亞胺的製造方法包含使用含聚醯胺酸的液體來獲得聚醯亞胺。醯亞胺化的方法並無特別限定。由於簡便,可較佳地使用對含聚醯胺酸的液體進行加熱的方法。加熱溫度例如為250℃~400℃。
<成形體、絕緣體或耐熱絕緣體>
聚醯胺酸可用於成形體、絕緣體、及耐熱絕緣體的製造。成形體、絕緣體、及耐熱絕緣體的製造方法包含使用含聚醯胺酸的液體來獲得該些。成形體、絕緣體、及耐熱絕緣體的形狀並無特別限制,可為適於用途的形狀。例如,亦可為膜(film)、板、膜、層等形狀。成形體、絕緣體、及耐熱絕緣體可用於各種電子零件及機械零件。
<印刷基板>
聚醯胺酸可用於印刷基板的製造。印刷基板的製造方法包含使用含聚醯胺酸的液體來獲得印刷基板。作為印刷基板的例子,可列舉印刷配線板以及印刷電路板。作為印刷基板的例子,可列舉柔性基板以及剛性基板。作為印刷基板的例子,可列舉:單面基板、雙面基板、及多層基板。例如,可使用含聚醯胺酸的液體來獲得該些基板的材料、保護膜、絕緣層等。
作為柔性基板的例子,可列舉包括基膜,基膜使用含聚醯胺酸的液體而獲得的基板。作為柔性基板的其他例子,可列舉包括基膜、及形成於基膜上的耐熱絕緣層,至少耐熱絕緣層使用含聚醯胺酸的液體而獲得的基板。
<實施方式的例子>
以下列舉本發明的實施方式的較佳的例子。本發明的實施方式並不限定於以下的例子。
[1]一種含聚醯胺酸的液體的製造方法,包含:使用含有醯胺酸預聚物的含預聚物的液體、二胺及四羧酸來獲得含有聚醯胺酸的含聚醯胺酸的液體。在本揭示中,醯胺酸預聚物是包含源自二胺的結構及源自四羧酸的結構的聚醯胺酸。
[2]如所述[1]所述的含聚醯胺酸的液體的製造方法,包含下述的步驟(1)或步驟(2)中的任一者。
(1)使用含有醯胺酸預聚物的含預聚物的液體、脂肪族或脂環式二胺、及四羧酸二酐來獲得含有聚醯胺酸的含聚醯胺酸的液體,所述醯胺酸預聚物包含源自芳香族二胺的結構及源自四羧酸二酐的結構。
(2)使用含有醯胺酸預聚物的含預聚物的液體、二胺及四羧酸二酐來獲得含有聚醯胺酸的含聚醯胺酸的液體,所述醯胺酸預聚物包含源自脂肪族或脂環式二胺的結構及源自四羧酸二酐的結構。
所述步驟(1)的較佳的實施方式包含下述的[3]至[10]。所述步驟(2)的較佳的實施方式包含下述的[11]至[17]。
所獲得的聚醯胺酸較佳為下述的[18]至[31]中的任一者。
[3]一種含聚醯胺酸的液體的製造方法,包含:使用含有醯胺酸預聚物的含預聚物的液體、脂肪族或脂環式二胺、及四羧酸二酐來獲得含有聚醯胺酸的含聚醯胺酸的液體,所述醯胺酸預聚物包含源自芳香族二胺的結構及源自四羧酸二酐的結構。
[4]如所述[3]所述的含聚醯胺酸的液體的製造方法,包含:使用芳香族二胺、四羧酸二酐及溶劑來獲得所述含預聚物的液體;以及
向所述含預聚物的液體中加入所述脂肪族或脂環式二胺、及所述四羧酸二酐而獲得所述含聚醯胺酸的液體。
[5]如所述[3]或[4]所述的含聚醯胺酸的液體的製造方法,包含:將所述脂肪族或脂環式二胺及所述四羧酸二酐中的其中一者或兩者分兩次以上加入至所述含預聚物的液體中。
[6]如所述[3]至[5]中任一項所述的含聚醯胺酸的液體的製造方法,其中,所述含預聚物的液體中的所述醯胺酸預聚物的含有率為30.0質量%以下。
[7]如所述[3]至[6]中任一項所述的含聚醯胺酸的液體的製造方法,其中,相對於所述聚醯胺酸的質量而言的所述醯胺酸預聚物的質量為10.0質量%以上。
[8]如所述[3]至[7]中任一項所述的含聚醯胺酸的液體的製造方法,其中,所述含預聚物的液體中的所述醯胺酸預聚物的含有率為15.0質量%以上,相對於所述聚醯胺酸的質量而言的所述醯胺酸預聚物的質量為50.0質量%以上。
[9]如所述[3]至[8]中任一項所述的含聚醯胺酸的液體的製造方法,其中,所述醯胺酸預聚物更包含源自脂肪族或脂環式二胺的結構。
[10]一種含聚醯胺酸的液體的製造方法,滿足所述[3]至[9]中的任一實施方式、及下述[18]至[31]中的任一實施方式。
[11]一種含聚醯胺酸的液體的製造方法,包含:使用含有醯胺酸預聚物的含預聚物的液體、二胺及四羧酸二酐來獲得含有聚醯胺酸的含聚醯胺酸的液體,所述醯胺酸預聚物包含源自脂肪族或脂環式二胺的結構及源自四羧酸二酐的結構。
[12]如所述[11]所述的含聚醯胺酸的液體的製造方法,包含:使用脂肪族或脂環式二胺、四羧酸二酐及溶劑來獲得所述含預聚物的液體;以及
向所述含預聚物的液體中加入所述二胺及所述四羧酸二酐而獲得所述含聚醯胺酸的液體。
[13]如所述[11]或[12]所述的含聚醯胺酸的液體的製造方法,包含:將所述二胺及所述四羧酸二酐中的其中一者或兩者分兩次以上加入至所述含預聚物的液體中。
[14]如所述[11]至[13]中任一項所述的含聚醯胺酸的液體的製造方法,其中,所述含預聚物的液體中的所述醯胺酸預聚物的含有率為15.0質量%以下。
[15]如所述[11]至[14]中任一項所述的含聚醯胺酸的液體的製造方法,其中,相對於所述聚醯胺酸的質量而言的所述醯胺酸預聚物的質量為10.0質量%以上。
[16]如所述[11]至[15]中任一項所述的含聚醯胺酸的液體的製造方法,其中,所述醯胺酸預聚物更包含源自芳香族二胺的結構。
[17]一種含聚醯胺酸的液體的製造方法,滿足所述[11]至[16]中的任一實施方式、及下述[18]至[31]中的任一實施方式。
[18]一種含聚醯胺酸的液體,含有聚醯胺酸及溶劑,所述聚醯胺酸包含源自脂肪族或脂環式二胺的結構及源自四羧酸二酐的結構,
且滿足下述的(1)及(2)中的其中一者或兩者。
(1)源自胺及羧酸酐的成分的含有率為20.0質量%以上,濁度為2.5 NTU以下。
(2)以所述聚醯胺酸與所述溶劑的合計質量為基準,所述聚醯胺酸的含有率為20.0質量%以上。
[19]如所述[18]所述的含聚醯胺酸的液體,其中,滿足所述(1)。
[20]如所述[18]或[19]所述的含聚醯胺酸的液體,其中,滿足所述(2)。
[21]一種含聚醯胺酸的液體,含有聚醯胺酸及溶劑,所述聚醯胺酸包含源自脂肪族或脂環式二胺的結構及源自四羧酸二酐的結構,
且滿足下述的(3)及(4)中的其中一者或兩者。
(3)濁度為2.5 NTU以下,對所述含聚醯胺酸的液體進行加熱而獲得的源自胺及羧酸酐的成分的質量相對於所述含聚醯胺酸的液體的質量的比率為18.0質量%以上。
(4)對所述含聚醯胺酸的液體的濾液進行加熱而獲得的聚醯亞胺的質量相對於所述含聚醯胺酸的液體的質量的比率為18.0質量%以上。
[22]如所述[21]所述的含聚醯胺酸的液體,其中,滿足所述(3)。所述含聚醯胺酸的液體可進一步滿足所述[18]至[20]中的任一者。
[23]如所述[21]或[22]所述的含聚醯胺酸的液體,其中,滿足所述(4)。所述含聚醯胺酸的液體可進一步滿足所述[18]至[20]中的任一者。
[24]如所述[18]至[23]中任一項所述的含聚醯胺酸的液體,其中,所述源自四羧酸二酐的結構包含源自均苯四甲酸二酐的結構。
[25]如所述[18]至[24]中任一項所述的含聚醯胺酸的液體,其中,所述聚醯胺酸更包含源自芳香族二胺的結構。
[26]如所述[18]至[25]中任一項所述的含聚醯胺酸的液體,其中,以所述聚醯胺酸中包含的所有源自二胺的結構的質量為基準,所述源自脂肪族或脂環式二胺的結構的含有率為20質量%以上。
[27]如所述[24]所述的含聚醯胺酸的液體,其中,以所述聚醯胺酸中包含的所有源自四羧酸二酐的結構的質量為基準,所述源自均苯四甲酸二酐的結構的含有率為50質量%以上。
[28]如所述[24]至[27]中任一項所述的含聚醯胺酸的液體,其中,以所述聚醯胺酸中包含的所有源自二胺的結構的質量為基準,所述源自脂肪族或脂環式二胺的結構的含有率為20質量%以上,
以所述聚醯胺酸中包含的所有源自四羧酸二酐的結構的質量為基準,所述源自均苯四甲酸二酐的結構的含有率為50質量%以上。
[29]如所述[18]至[28]中任一項所述的含聚醯胺酸的液體,其中,所述源自脂肪族或脂環式二胺的結構包含源自脂環式二胺的結構。
[30]如所述[18]至[29]中任一項所述的含聚醯胺酸的液體,其中,所述源自脂肪族或脂環式二胺的結構包含源自二聚物二胺的結構。
[31]如所述[18]至[30]中任一項所述的含聚醯胺酸的液體,為絕緣材料用途、耐熱絕緣材料用途、或印刷基板用途。
[32]一種聚醯亞胺的製造方法,包含:使用如所述[18]至[31]中任一項所述的含聚醯胺酸的液體來獲得聚醯亞胺。
[33]一種成形體的製造方法,包含:使用如所述[18]至[31]中任一項所述的含聚醯胺酸的液體來獲得成形體。
[34]一種印刷基板的製造方法,包含:使用如所述[18]至[31]中任一項所述的含聚醯胺酸的液體來獲得印刷基板。
[實施例]
藉由實施例對本發明的實施方式進行具體說明。本發明的實施方式並不限定於以下的實施例。
實施例中使用的縮寫表示以下。
PMDA(Pyromellitic Dianhydride):均苯四甲酸二酐
ODA(Oxydianiline):氧代二苯胺
PACM(para-diaminodicyclohexyl methane):對二胺基二環己基甲烷
NBDA(Norbornane Diamine):降冰片烷二胺
DDA(Dimer Diamine):二聚物二胺(分子量534.99,「普利阿敏(PRIAMINE)1075」,日本禾大(Croda Japan)股份有限公司)
DMAc:二甲基乙醯胺
<含聚醯胺酸的液體的製備及評價(1)>
使用製造方法Rs或製造方法Ls來製備含聚醯胺酸的液體並進行評價。
[實施例1]
在通風室內,在50 mL螺旋管中準備表1所示的含有醯胺酸預聚物(0.586 g)及脫水DMAc(4.696 g)的含醯胺酸預聚物的液體。繼而,將ODA(0.295 g、1.47 mmol)、PACM(0.575 g、2.73 mmol)及脫水DMAc(4.683 g)裝入樣品瓶中,並進行攪拌,製備二胺溶液。向含醯胺酸預聚物的液體中加入二胺溶液及PMDA(0.910 g、0.417 mmol)的總量,在室溫下攪拌共計24小時,從而獲得含聚醯胺酸的液體1。
[實施例2]
在通風室內,在50 mL螺旋管中準備含有表1所示的含有醯胺酸預聚物(0.588 g)及脫水DMAc(4.694 g)的含醯胺酸預聚物的液體。繼而,將PACM(0.863 g、4.10 mmol)及脫水DMAc(4.683 g)裝入樣品瓶中,並進行攪拌,製備二胺溶液。向含醯胺酸預聚物的液體中加入二胺溶液及PMDA(0.900 g、0.410 mmol)的總量,在室溫下攪拌8小時,從而獲得含聚醯胺酸的液體2。
[實施例3]
在通風室內,在50 mL螺旋管中準備表1所示的含有醯胺酸預聚物(0.588 g)及脫水DMAc(4.694 g)的含醯胺酸預聚物的液體。繼而,將PACM(0.863 g、4.10 mmol)及脫水DMAc(4.683 g)裝入樣品瓶中,並進行攪拌,製備二胺溶液。然後,將二胺溶液與PMDA(0.900 g、4.10 mmol)分別四等分,一邊對醯胺酸預聚物進行攪拌一邊每隔10分鐘分四次加入至含醯胺酸預聚物的液體中,在室溫下攪拌共計8小時,從而獲得含聚醯胺酸的液體3。攪拌時間是自第一次添加至攪拌結束為止的時間。
[實施例4]
在通風室內,在50 mL螺旋管中準備表1所示的含有醯胺酸預聚物(0.586 g)及脫水DMAc(7.027 g)的含醯胺酸預聚物的液體。繼而,將ODA(0.575 g、2.87 mmol)、PACM(0.288 g、1.37 mmol)及脫水DMAc(2.342 g)裝入樣品瓶中,並進行攪拌,製備二胺溶液。然後,向含醯胺酸預聚物的液體中加入二胺溶液及PMDA(0.923 g、4.23 mmol)的總量,在室溫下攪拌3小時,從而獲得含聚醯胺酸的液體4。
[實施例5]
在通風室內,在50 mL螺旋管中準備表1所示的含有醯胺酸預聚物(0.360 g)及脫水DMAc(6.123 g)的含醯胺酸預聚物的液體。繼而,將ODA(0.575 g、2.87 mmol)、PACM(0.400 g、1.90 mmol)及脫水DMAc(3.278 g)裝入樣品瓶中,並進行攪拌,製備二胺溶液。向含醯胺酸預聚物的液體中加入二胺溶液及PMDA(1.04 g、4.77 mmol)的總量,在室溫下攪拌24小時,從而獲得含聚醯胺酸的液體5。
[聚醯胺酸的含有率、濁度等的測定方法]
藉由以下方法對聚醯胺酸的含有率、含聚醯胺酸的液體的濁度等進行測定。將測定結果示於表1中。實施例1~實施例5的含聚醯胺酸的液體中,由於聚合反應中產生的析出物溶解,因此未藉由過濾將固體成分殘渣回收。
(聚醯胺酸的含有率(表中的(2)))
聚醯胺酸的含有率藉由以下流程進行測定。
使用不鏽鋼網(150目,「不鏽鋼網#150」(材質:SUS316、網數:150、線徑:0.06 mm、孔徑:0.109 mm、開口率:41.6%、編織法:平織),陶騰(tantore)股份有限公司)對含聚醯胺酸的液體(25℃)進行加壓過濾,並去除固體成分殘渣,從而獲得聚醯胺酸溶液作為濾液。使用高精度電子天平自聚醯胺酸溶液中計量1.5 g(初始質量),並加入鋁培養皿中。將加入鋁培養皿中的聚醯胺酸溶液在200℃下加熱2小時,藉此使溶劑揮發,並且使聚醯胺酸脫水閉環而獲得聚醯亞胺。將利用高精度電子天平計量聚醯亞胺而獲得的值設為加熱後質量。加熱後質量除以1.5 g(初始質量)並乘以100,藉此獲得NV2值(質量%)(非揮發物成分(Nonvolatile content))。藉由以下計算式對因聚醯胺酸的脫水環化反應而減量的水分量進行修正,藉此求出聚醯胺酸的含有率。二胺的平均分子量是使用聚醯胺酸中包含的源自「二胺」的結構中的各二胺的分子量及莫耳分率而算出。四羧酸二酐的平均分子量是使用聚醯胺酸中包含的源自「四羧酸二酐」的結構中的各四羧酸二酐的分子量及莫耳分率而算出。
聚醯胺酸的含有率(質量%)=
NV2值×{(二胺的平均分子量)+(四羧酸二酐的平均分子量)}/{(二胺的平均分子量)+(四羧酸二酐的平均分子量)-水的分子量18.01×2}
(源自胺及羧酸酐的成分的含有率(表中的(1)))
對未經過濾的含聚醯胺酸的液體進行加熱,除此以外,使用與所述(聚醯胺酸的含有率)相同的流程求出NV1值(質量%)。在所述計算式中,使用NV1值(質量%)來代替NV2值(質量%),使用含聚醯胺酸的液體中包含的源自胺及羧酸酐的成分中的二胺的平均分子量及四羧酸二酐的平均分子量,求出相對於含聚醯胺酸的液體的質量而言的源自胺及羧酸酐的成分的含有率。
(聚醯亞胺的質量的比率(表中的(4)))
將上述中獲得的NV2值(質量%)設為對含聚醯胺酸的液體的濾液進行加熱而獲得的聚醯亞胺的質量相對於含聚醯胺酸的液體的質量的比率。
(加熱後的源自胺及羧酸酐的成分的含有率(表中的(3)))
將上述中獲得的NV1值(質量%)設為對含聚醯胺酸的液體進行加熱而獲得的源自胺及羧酸酐的成分的質量相對於含聚醯胺酸的液體的質量的比率。
(濁度)
濁度是藉由透射散射光方式進行測定,並基於使用福爾馬肼標準液的校準曲線而求出。以下示出測定的條件。
測定裝置:分光色彩計「COH400」(日本電色工業股份有限公司)
光源:鎢燈,色溫度2500度(絕對溫度)
單元尺寸(光路長度):10 mm
相對於入射光的受光角:90°±30°
感度特性的峰值:500 nm
試樣溫度:25℃
(黏度)
黏度(ηinh)測定是使用奧士華(Ostwald)黏度計,在恆溫槽運動黏度浴(KINEMATIC VISCOSITY BATH)TV-5S(托馬斯科學有限公司(THOMAS KAGAKU CO.,Ltd.))中進行。以聚醯胺酸濃度成為0.5 g/dL的方式溶解於DMAc中而製備試樣,在30℃下對流下時間進行測定。
(質量平均分子量)
質量平均分子量是藉由凝膠滲透層析法(GPC)進行測定,並使用標準聚苯乙烯的校準曲線進行換算。校準曲線使用標準聚苯乙烯的五個樣品組(「TSK標準聚苯乙烯(standard POLYSTYRENE)」、東曹股份有限公司)以三次式近似。以下示出GPC的條件。
GPC裝置:高速GPC裝置「HLC-8320GPC」(東曹股份有限公司)
檢測器:紫外吸光檢測器「UV-8320」(東曹股份有限公司)
管柱:「吉爾帕(Gelpack)GL-S300MDT-5」(共計兩根)(昭和電工材料股份有限公司)
洗滌液:四氫呋喃(Tetrahydrofuran,THF)/N,N-二甲基甲醯胺(N,N-dimethylformamide,DMF)=1/1(容積比)+LiBr(0.06 mol/L)+H
3PO
4(0.06 mol/L)
流量:1 mL/分鐘
管柱尺寸:8 mml.D.×300 mm
試樣濃度:5 mg/1 mL
注入量:5 μL
測定溫度:40℃
<含聚醯胺酸的液體的評價>
(膜的製作)
使用含聚醯胺酸的液體(清漆)並按照以下流程製作膜。
利用丙酮對市售的玻璃基板的表面進行脫脂,使用帶膜厚調整功能的膜敷料器以醯亞胺化後的膜厚成為25 μm的方式塗佈聚醯胺酸的清漆。使用熱板(加熱板)使所塗佈的清漆在80℃下預乾燥60分鐘,從而形成聚醯胺酸的層。接著,使用惰性氣體烘箱對聚醯胺酸的層在氮氣環境下以350℃加熱1小時而獲得聚醯亞胺的膜1。將形成有膜的玻璃基板在溫水中浸泡15分鐘左右後,將膜1自玻璃基板上剝離。
另外,將含聚醯胺酸的液體(清漆)以醯亞胺化後的膜厚成為50 μm的方式進行塗佈,除此以外,使用與所述相同的流程獲得聚醯亞胺的膜2,並將膜2自玻璃基板上剝離。
(相對介電常數及介電損耗角正切)
將膜1切成60 mm×60 mm的尺寸,在125℃下進行1小時的乾燥處理後,迅速進行測定。利用空腔諧振器法(TE模式)測定了膜的介電特性(介電常數Dk及介電損耗角正切Df)。測定使用了緊湊型通用串列匯流排(Universal Serial Bus,USB)向量網路分析器(「MS46122B」,安立(ANRITSU)股份有限公司)。條件設為頻率10 GHz、測定溫度25℃。
(成膜性)
將膜1及膜2切成縱140 mm×橫70 mm後,分別使用高精度數位型測微計(「MDH-25MB」,三豐股份有限公司)測定15個點(以20 mm~30 mm的間隔,縱5個點、橫3個點)的膜厚度,並按照以下基準進行評價。
◎:在以醯亞胺化後的膜厚成為50 μm的方式進行塗佈時,膜厚的面內分佈的偏差為50 μm±3 μm以內(即,15個點全部的膜厚為47 μm~53 μm)
○:在以醯亞胺化後的膜厚成為25 μm的方式進行塗佈時,膜厚的面內分佈的偏差為25 μm±3 μm以內(即,15個點全部的膜厚為22 μm~28 μm)
×:在以醯亞胺化後的膜厚成為25 μm的方式進行塗佈時,膜厚的面內分佈的偏差大於25 μm±3 μm(即,1個點以上的膜厚未滿22 μm或大於28 μm)
[表1]
表1
實施例1 | 實施例2 | 實施例3 | 實施例4 | 實施例5 | |||||||||
質量(g)或 濃度(質量%) | 單體比率 (質量%) | 質量(g)或 濃度(質量%) | 單體比率 (質量%) | 質量(g)或 濃度(質量%) | 單體比率 (質量%) | 質量(g)或 濃度(質量%) | 單體比率 (質量%) | 質量(g)或 濃度(質量%) | 單體比率 (質量%) | ||||
步驟R1 或 步驟L1 | 含醯胺酸 預聚物的 液體 | 芳香族 預聚物 | PMDA ODA | 0.586 | 24.8% | - | - | - | - | - | - | - | - |
(酸二酐) | (PMDA) | 0.306 | 12.9% | - | - | - | - | - | - | - | - | ||
(芳香族二胺) | (ODA) | 0.280 | 11.9% | - | - | - | - | - | - | - | - | ||
脂肪族或脂環式 預聚物 | PMDA PACM | - | - | 0.588 | 25.0% | 0.588 | 25.0% | 0.586 | 24.7% | 0.360 | 15.2% | ||
(酸二酐) | (PMDA) | - | - | 0.299 | 12.7% | 0.299 | 12.7% | 0.298 | 12.6% | 0.183 | 7.7% | ||
(脂肪族或脂環式 二胺) | (PACM) | - | - | 0.289 | 12.3% | 0.289 | 12.3% | 0.288 | 12.1% | 0.177 | 7.4% | ||
溶劑 | DMAc | 4.696 | - | 4.694 | - | 4.694 | - | 7.027 | - | 6.123 | - | ||
濃度(質量%) | 11.1% | - | 10.0% | - | 10.0% | - | 7.1% | - | 5.3% | - | |||
步驟R2 或 步驟L2 | 酸二酐 | PMDA | 0.910 | 38.5% | 0.900 | 38.3% | 0.900 | 38.3% | 0.923 | 38.9% | 1.040 | 43.8% | |
二胺 溶液 | 芳香族二胺 | ODA | 0.295 | 12.5% | - | - | - | - | 0.575 | 24.2% | 0.575 | 24.2% | |
脂肪族或脂環式 二胺 | PACM | 0.575 | 24.3% | 0.863 | 36.7% | 0.863 | 36.7% | 0.288 | 12.1% | 0.400 | 16.8% | ||
溶劑 | DMAc | 4.683 | - | 4.683 | - | 4.683 | - | 2.342 | - | 3.278 | - | ||
濃度(質量%) | 15.7% | - | 15.6% | - | 15.6% | - | 26.9% | - | 22.9% | - | |||
添加次數 | 一次 | 一次 | 酸二酐:以10分鐘為間隔共計四次 二胺溶液:以10分鐘為間隔共計四次 | 一次 | 一次 | ||||||||
步驟R1+步驟R2 或 步驟L1+步驟L2 | 脂肪族或脂環式二胺 /芳香族二胺 | 50%/50% | 100%/0% | 100%/0% | 50%/50% | 50%/50% | |||||||
濃度(質量%) | 20.1% | 20.0% | 20.0% | 20.2% | 20.2% |
析出物(鹽) | 溶解時間(hr) | 24 | 8 | 8 | 3 | 24 |
含聚醯胺酸的液體 | (1)及(2)(質量%) | 20.0%以上 | 20.0%以上 | 20.0%以上 | 20.0%以上 | 20.0%以上 |
(3)及(4)(質量%) | 18.0%以上 | 18.0%以上 | 18.0%以上 | 18.0%以上 | 18.0%以上 | |
濁度(NTU) | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | |
黏度(dL/g) | 0.42 | 0.38 | 0.41 | 0.69 | 0.68 | |
聚醯亞胺 | 介電常數(Dk) | 2.97 | 2.66 | 2.66 | 2.98 | 2.96 |
介電損耗角正切(Df) | 0.0023 | 0.0023 | 0.0023 | 0.0024 | 0.0023 | |
成膜性 | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ |
<含聚醯胺酸的液體的製備及評價(2)>
使用製造方法Ri或製造方法Li來製備含聚醯胺酸的液體並進行評價。
[實施例6]
在通風室內將ODA(0.575 g、2.87 mmol)、PMDA(0.586 g、2.67 mmol)及脫水DMAc(7.025 g)裝入50 mL螺旋管中,並攪拌1小時。另外,將PACM(0.575 g、2.73 mmol)及脫水DMAc(2.342 g)裝入樣品瓶中,並進行攪拌,製備二胺溶液。然後,向螺旋管中裝入二胺溶液及PMDA(0.637 g、2.92 mmol)的總量,在室溫下攪拌共計24小時,從而獲得含聚醯胺酸的液體6。
[實施例7]
在通風室內將ODA(0.626 g、3.13 mmol)、PMDA(0.634 g、2.91 mmol)及脫水DMAc(9.366 g)裝入50 mL螺旋管中,並攪拌1小時。另外,將NBDA(0.626 g、4.06 mmol)及脫水DMAc(1.873 g)裝入樣品瓶中,並進行攪拌,製備二胺溶液。然後,向螺旋管中裝入二胺溶液及PMDA(0.933 g、4.28 mmol)的總量,在室溫下攪拌共計8小時,從而獲得含聚醯胺酸的液體7。
[實施例8]
在通風室內將ODA(0.870 g、4.34 mmol)、PMDA(0.220 g、1.01 mmol)及脫水DMAc(7.025 g)裝入50 mL螺旋管中,並攪拌1小時。另外,將DDA(0.378 g、0.71 mmol)及脫水DMAc(2.342 g)裝入樣品瓶中,並進行攪拌,製備二胺溶液。然後,向螺旋管中裝入二胺溶液及PMDA(0.881 g、4.04 mmol)的總量,在室溫下攪拌共計8小時,藉此獲得含聚醯胺酸的液體8。
[實施例9]
在通風室內將ODA(0.703 g、3.51 mmol)、PMDA(0.204 g、0.94 mmol)及脫水DMAc(7.025 g)裝入50 mL螺旋管中,並攪拌1小時。另外,將DDA(0.626 g、1.17 mmol)及脫水DMAc(2.342 g)裝入樣品瓶中,並進行攪拌,製備二胺溶液。然後,向螺旋管中裝入二胺溶液及PMDA(0.817 g、3.74 mmol)的總量,在室溫下攪拌共計3小時,藉此獲得含聚醯胺酸的液體9。
[實施例10]
在通風室內將ODA(0.402 g、2.01 mmol)、PMDA(0.175 g、0.80 mmol)及脫水DMAc(7.025 g)裝入50 mL螺旋管中,並攪拌1小時。另外,將DDA(1.073 g、2.01 mmol)及脫水DMAc(2.342 g)裝入樣品瓶中,並進行攪拌,製備二胺溶液。然後,向螺旋管中裝入二胺溶液及PMDA(0.700 g、3.21 mmol)的總量,在室溫下攪拌共計3小時,藉此獲得含聚醯胺酸的液體10。
[實施例11]
在通風室內將ODA(0.288 g、1.44 mmol)、PACM(0.288 g、1.37 mmol)、PMDA(0.613 g、2.81 mmol)及脫水DMAc(8.429 g)裝入50 mL螺旋管中,並攪拌1小時。另外,將PACM(0.288 g、1.37 mmol)及脫水DMAc(0.937 g)裝入樣品瓶中,並進行攪拌,製備二胺溶液。然後,向螺旋管中裝入二胺溶液、ODA(0.288 g、1.44 mmol)及PMDA(0.610 g、2.80 mmol)的總量,在室溫下攪拌共計8小時,藉此獲得含聚醯胺酸的液體11。
[實施例12]
在通風室內將PACM(0.575 g、2.73 mmol)、PMDA(0.596 g、2.73 mmol)及脫水DMAc(9.366 g)裝入50 mL螺旋管中,並攪拌1小時。繼而,向螺旋管中裝入ODA(0.575 g、2.87 mmol)及PMDA(0.627 g、2.87 mmol)的總量,在室溫下攪拌共計3小時,藉此獲得含聚醯胺酸的液體12。
[實施例13]
在通風室內將PACM(0.575 g、2.73 mmol)、PMDA(0.596 g、2.73 mmol)及脫水DMAc(8.429 g)裝入50 mL螺旋管中,並攪拌1小時。另外,將PACM(0.288 g、1.37 mmol)及脫水DMAc(0.937 g)裝入樣品瓶中,並進行攪拌,製備二胺溶液。然後,向螺旋管中裝入二胺溶液、ODA(0.288 g、1.44 mmol)及PMDA(0.627 g、2.87 mmol)的總量,在室溫下攪拌共計8小時,藉此獲得含聚醯胺酸的液體13。
[實施例14]
在通風室內將PACM(0.577 g、2.74 mmol)、PMDA(0.598 g、2.74 mmol)及脫水DMAc(8.429 g)裝入50 mL螺旋管中,並攪拌1小時。另外,將PACM(0.577 g、2.74 mmol)及DMAc(0.937 g)裝入樣品瓶中,並進行攪拌,製備二胺溶液。然後,向螺旋管中裝入二胺溶液及PMDA(0.637 g、2.92 mmol)的總量,在室溫下攪拌共計8小時,藉此獲得含聚醯胺酸的液體14。
[實施例15]
在通風室內將PACM(0.288 g、1.37 mmol)及脫水DMAc(4.683 g)裝入50 mL螺旋管中,並進行攪拌,製備二胺溶液1。繼而,將PMDA(0.300 g、1.37 mmol)加入二胺溶液1中並攪拌10分鐘。另外,將PACM(0.863 g、4.10 mmol)及脫水DMAc(4.683 g)裝入樣品瓶中,並進行攪拌,製備二胺溶液2。然後,將PMDA(0.900 g、4.10 mmol)與二胺溶液2分別三等分,一邊在螺旋管內進行攪拌一邊每隔10分鐘分三次加入至螺旋管中,在室溫下攪拌共計8小時,從而獲得含聚醯胺酸的液體15。攪拌時間是自第一次添加至攪拌結束為止的時間。
[實施例16]
在通風室內將NBDA(0.575 g、3.73 mmol)、PMDA(0.586 g、2.69 mmol)及脫水DMAc(8.429 g)裝入50 mL螺旋管中,並攪拌1小時。另外,將PACM(0.575 g、2.73 mmol)及脫水DMAc(0.937 g)裝入樣品瓶中,製備二胺溶液。然後,將二胺溶液與PMDA(0.637 g,2.92 mmol)分別分兩次及三次每隔10分鐘加入至螺旋管中,並在室溫下攪拌共計8小時,從而獲得含聚醯胺酸的液體16。二胺溶液是進行二等分並分為兩次,PMDA是以5:4:1的比分為三次。
[比較例1]
在通風室內將PACM(1.151 g、5.47 mmol)及脫水DMAc(9.366 g)裝入50 mL螺旋管中,製備二胺溶液。然後,每隔10分鐘分四次加入PMDA(1.195 g、5.48 mmol)。添加後,在室溫下攪拌共計24小時,從而獲得含聚醯胺酸的液體。
[比較例2]
在通風室內將PACM(0.342 g、1.62 mmol)及脫水DMAc(9.366 g)裝入50 mL螺旋管中,製備二胺溶液。然後,加入ODA(0.797 g、3.98 mmol)及PMDA(1.221 g、5.60 mmol)的總量。添加後,在室溫下攪拌共計24小時,從而獲得含聚醯胺酸的液體。
[聚醯胺酸的含有率、濁度等的測定方法]
與含聚醯胺酸的液體的製備及評價(1)同樣地進行測定。將測定結果示於表2-1~表2-2中。實施例6~實施例16的含聚醯胺酸的液體中,由於聚合反應中產生的析出物溶解,因此未藉由過濾將固體成分殘渣回收。
<含聚醯胺酸的液體的評價>
與含聚醯胺酸的液體的製備及評價(1)同樣地進行評價。將評價結果示於表2-3中。再者,在比較例1及比較例2中,無法使用含聚醯胺酸的液體來製作膜。
[表2-1]
表2-1
實施例6 | 實施例7 | 實施例8 | 實施例9 | 實施例10 | ||||||||
質量(g)或 濃度(質量%) | 單體比率 (質量%) | 質量(g)或 濃度(質量%) | 單體比率 (質量%) | 質量(g)或 濃度(質量%) | 單體比率 (質量%) | 質量(g)或 濃度(質量%) | 單體比率 (質量%) | 質量(g)或 濃度(質量%) | 單體比率 (質量%) | |||
步驟R1 | 酸二酐 | PMDA | 0.586 | 24.7% | 0.634 | 22.5% | 0.220 | 9.4% | 0.204 | 8.7% | 0.175 | 7.4% |
二胺 | 芳杳族 | ODA | 0.575 | 24.2% | 0.626 | 22.2% | 0.870 | 37.0% | 0.703 | 29.9% | 0.402 | 17.1% |
脂肪族或 脂環式 | PACM | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | |
NBDA | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | ||
溶劑 | DMAc | 7.025 | - | 9.366 | - | 7.025 | - | 7.025 | - | 7.025 | - | |
濃度(質量%) | 14.2% | - | 11.9% | - | 13.4% | - | 11.4% | - | 7.6% | - | ||
質量平均分子量 | 6,100 | 6,400 | 550 | 570 | 700 | |||||||
步驟R2 | 酸二酐 | PMDA | 0.637 | 26.8% | 0.933 | 33.1% | 0.881 | 37.5% | 0.817 | 34.8% | 0.700 | 29.8% |
二胺 | 芳香族 | ODA | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - |
脂肪族或脂環式 | PACM | 0.575 | 24.2% | - | - | - | - | - | - | - | - | |
NBDA | - | - | 0.626 | 22.2% | - | - | - | - | - | - | ||
DDA | - | - | - | - | 0.378 | 16.1% | 0.626 | 26.6% | 1.073 | 45.7% | ||
溶劑 | DMAc | 2.342 | - | 1.873 | - | 2.342 | - | 2.342 | - | 2.342 | - | |
濃度(質量%) | 19.7% | - | 25.0% | - | 13.9% | - | 21.1% | - | 31.4% | - | ||
添加次數 | 一次 | 一次 | 一次 | 一次 | 一次 | |||||||
步驟R1+步驟R2 | 脂肪族或脂環式二胺 /芳香族二胺 | 50%/50% | 50%/50% | 30%/70% | 47%/53% | 73%/27% | ||||||
濃度(質量%) | 20.2% | 20.1% | 20.1% | 20.1% | 20.1% |
析出物(鹽) | 溶解時間(hr) | 24 | 8 | 8 | 3 | 3 |
含聚醯胺酸的液體 | (1)及(2)(質量%) | 20.0%以上 | 20.0%以上 | 20.0%以上 | 20.0%以上 | 20.0%以上 |
(3)及(4)(質量%) | 180%以上 | 18.0%以上 | 18.0%以上 | 18.0%以上 | 18.0%以上 | |
濁度(NTU) | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | |
黏度(dL/g) | 0.79 | 0.58 | 0.76 | 0.83 | 0.52 | |
聚醯亞胺 | 介電常數(Dk) | 2.97 | 2.99 | 2.95 | 2.86 | 2.66 |
介電損耗角正切(Df) | 0.0024 | 0.0039 | 0.0020 | 0.0014 | 0.0014 | |
成膜性 | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ |
[表2-2]
表2-2
實施例11 | 實施例12 | 實施例13 | 實施例14 | 實施例15 | 實施例16 | |||||||||
質量(g)或 濃度(質量%) | 單體比率 (質量%) | 質量(g)或 濃度(質量%) | 單體比率 (質量%) | 質量(g)或 濃度(質量%) | 單體比率 (質量%) | 質量(g)或 濃度(質量%) | 單體比率 (質量%) | 質量(g)或 濃度(質量%) | 單體比率 (質量%) | 質量(g)或 濃度(質量%) | 單體比率 (質量%) | |||
步驟L1 | 酸二酐 | PMDA | 0.613 | 25.8% | 0.596 | 25.1% | 0.596 | 25.1% | 0.598 | 25.0% | 0.300 | 12.8% | 0.586 | 24.7% |
二胺 | 芳香族 | ODA | 0.288 | 12.1% | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - |
脂肪族或 脂環式 | PACM | 0.288 | 12.1% | 0.575 | 24.2% | 0.575 | 24.2% | 0.577 | 24.2% | 0.288 | 12.3% | - | - | |
NBDA | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | 0.575 | 24.2% | ||
溶劑 | DMAc | 8.429 | - | 9.366 | - | 8.429 | - | 8.429 | - | 4.683 | 8.429 | - | ||
濃度(質量%) | 12.4% | - | 11.1% | - | 12.2% | - | 12.2% | - | 11.2% | 12.1% | - | |||
質量平均分子量 | 73,500 | 55,000 | 37,800 | 47,600 | 55,000 | 36,000 | ||||||||
步驟L2 | 酸二酐 | PMDA | 0.610 | 25.7% | 0.627 | 26.4% | 0.627 | 26.4% | 0.637 | 26.7% | 0.900 | 38.3% | 0.637 | 26.8% |
二胺 | 芳香族 | ODA | 0.288 | 12.1% | 0.575 | 24.2% | 0.288 | 12.1% | - | - | - | - | - | - |
脂肪族或 脂環式 | PACM | 0.288 | 12.1% | - | - | 0.288 | 12.1% | 0.577 | 24.2% | 0.863 | 36.7% | 0.575 | 24.2% | |
NBDA | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | ||
DDA | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | ||
溶劑 | DMAc | 0.937 | - | - | 0.937 | - | 0.937 | - | 4.683 | - | 0.937 | - | ||
濃度(質量%) | 23.5% | - | - | - | 23.5% | - | 38.1% | - | 15.6% | - | 38.0% | - | ||
添加次數 | 一次 | 一次 | 一次 | 一次 | 酸二酐:以10分鐘為間隔共計三次 二胺溶液:以10分鐘為間隔共計三次 | 酸二酐:以10分鐘為間隔共計三次 二胺溶液:以10分鐘為間隔共計兩次 | ||||||||
步驟L1+步驟L2 | 脂肪族或脂環式二胺 /芳香族二胺 | 50%/50% | 50%/50% | 75%/25% | 100%/0% | 100%/0% | 50%/50% | |||||||
濃度(質量%) | 20.2% | 20.2% | 20.2% | 20.3% | 20.1% | 20.2% |
析出物(鹽) | 溶解時間(hr) | 8 | 3 | 8 | 8 | 8 | 8 |
含聚醯胺酸的液體 | (1)及(2)(質量%) | 20.0%以上 | 20.0%以上 | 20.0%以上 | 20.0%以上 | 20.0%以上 | 20.0%以上 |
(3)及(4)(質量%) | 18.0%以上 | 18.0%以上 | 18.0%以上 | 18.0%以上 | 18.0%以上 | 18.0%以上 | |
濁度(NTU) | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | |
黏度(dL/g) | 0.61 | 0.61 | 0.57 | 0.35 | 0.55 | 0.41 | |
聚醯亞胺 | 介電常數(Dk) | 2.99 | 2.98 | 2.72 | 2.66 | 2.66 | 2.67 |
介電損耗角正切(Df) | 0.0023 | 0.0024 | 0.0025 | 0.0023 | 0.0023 | 0.0053 | |
成膜性 | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ |
[表2-3]
表2-3
比較例1 | 比較例2 | |||||
質量(g)或 濃度(質量%) | 單體比率 (質量%) | 質量(g)或 濃度(質量%) | 單體比率 (質量%) | |||
步驟R1 或 步驟L1 | 酸二酐 | PMDA | 1.195 | 51.0% | 1.221 | 51.8% |
二胺 | 芳香族 | ODA | - | - | 0.797 | 33.8% |
脂肪族或脂環式 | PACM | 1.151 | 49.0% | 0.342 | 14.5% | |
NBDA | - | - | - | - | ||
溶劑 | DMAc | 9.366 | - | 9.366 | - | |
濃度(質量%) | 20.0% | - | 20.1% | - | ||
添加次數 | 酸酐:以10分鐘為間隔共計四次 二胺溶液:一次 | 一次 | ||||
步驟R2 或 步驟L2 | 酸二酐 | PMDA | - | - | - | - |
二胺 | 芳香族 | ODA | - | - | - | - |
脂肪族或 脂環式 | PACM | - | - | - | - | |
NBDA | - | - | - | - | ||
DDA | - | - | - | - | ||
溶劑 | DMAc | - | - | - | - | |
濃度(質量%) | - | - | - | - | ||
濃度(質量%) | - | - | - | - | ||
步驟R1或 步驟L1 | 脂肪族或脂環式二胺 /芳香族二胺 | 100%/0% | 30%/70% | |||
濃度(質量%) | 20.0% | 20.1% |
析出物(鹽) | 溶解時間(hr) | 在24 hr後析出物殘存 | 在24 hr後析出物殘存 |
含聚醯胺酸的液體 | (1)(質量%) | 20.0%以上 | 20.0%以上 |
(2)(質量%) | 12.1% | 17.4% | |
(3)(質量%) | 18.0%以上 | 18.0%以上 | |
(4)(質量%) | 11.1% | 16.0% | |
濁度(NTU) | 17 | 2.8 | |
黏度(dL/g) | 0.62 | 0.70 | |
聚醯亞胺 | 介電常數(Dk) | 無法形成膜。 | 無法形成膜。 |
介電損耗角正切(Df) | |||
成膜性 |
<含聚醯胺酸的液體的製備及評價(3)>
[實施例17]
(含聚醯胺酸的液體17a的製備)
使用製造方法Ri來製備含聚醯胺酸的液體17a。
在通風室內將ODA(24.5 g、0.122 mol)、PMDA(7.11 g、0.033 mol)及脫水DMAc(300.0 g)裝入500 mL三口燒瓶中,並攪拌1小時。另外,將DDA(21.8 g、0.041 mol)及脫水DMAc(20.0 g)裝入樣品瓶中,並進行攪拌,製備二胺溶液a。然後,向螺旋管中裝入二胺溶液a及PMDA(26.6 g、0.122 mol)的總量,在室溫下攪拌共計8小時,藉此獲得含聚醯胺酸的液體17a。
(含聚醯胺酸的液體17b的製備)
使用含聚醯胺酸的液體17a作為含芳香族預聚物的液體,藉由製造方法Rs來製備含聚醯胺酸的液體17b。
向裝有含聚醯胺酸的液體17a的500 mL三口燒瓶中裝入ODA(10.2 g、0.051 mol)及PMDA(2.97 g、0.014 mol),並攪拌1小時。另外,將DDA(9.10 g、0.017 mol)及脫水DMAc(18.2 g)裝入樣品瓶中,並進行攪拌,製備二胺溶液b。然後,向螺旋管中裝入二胺溶液b及PMDA(11.1 g、0.051 mol)的總量,在室溫下攪拌共計8小時,藉此獲得含聚醯胺酸的液體17b。
[聚醯胺酸的含有率、濁度等的測定方法]
利用以下方法測定黏度,除此以外,與含聚醯胺酸的液體的製備及評價(1)同樣地進行測定。將測定結果示於表3中。實施例17的含聚醯胺酸的液體中,由於聚合反應中產生的析出物溶解,因此未藉由過濾將固體成分殘渣回收。
(黏度)
黏度是使用旋轉式B型黏度計(「TVB-10M」,東機產業股份有限公司),將含聚醯胺酸的液體的溫度設為30℃,使用No.3轉子進行測定。
<含聚醯胺酸的液體的評價>
與含聚醯胺酸的液體的製備及評價(1)同樣地進行評價。將評價結果示於表3中。
[表3]
表3
實施例17 | |||||
質量(g)或 濃度(質量%) | 單體比率 (質量%) | ||||
步驟R1 | 含醯胺酸 預聚物的 液體 | 芳香族預聚物 | PMDA ODA | 80.0 | 70.5% |
(酸二酐) | (PMDA) | 33.8 | 29.8% | ||
(芳香族二胺) | (ODA | 24.5 | 21.6% | ||
(脂肪族或脂環式二胺) | (DDA) | 21.8 | 19.2% | ||
溶劑 | DMAc | 320.0 | - | ||
濃度(質量%) | 20.0% | - | |||
步驟R2 | 酸二酐 | PMDA | 14.1 | 12.4% | |
二胺 | 芳香族二胺 | ODA | 10.2 | 9.0% | |
脂肪族或脂環式 二胺 | DDA | 9.1 | 8.0% | ||
溶劑 | DMAc | 18.2 | - | ||
濃度(質量%) | 33.3% | - | |||
添加次數 | 酸二酐:以1小時為間隔共計兩次 二胺:以1小時為間隔共計兩次 | ||||
步驟R1+步驟R2 | 脂肪族或脂環式二胺/芳香族二胺 | 50%/50% | |||
濃度(質量%) | 25.1% |
析出物(鹽) | 溶解時間(hr) | 8 |
含聚醯胺酸的液體 | (1)及(2)(質量%) | 25.0以上 |
(3)及(4)(質量%) | 22.5以上 | |
濁度(NTU) | 0 | |
黏度(Pa·s) | 8.5 | |
聚醯亞胺 | 介電常數(Dk) | 2.84 |
介電損耗角正切(Df) | 0.00121 | |
成膜性 | ◎ |
無
無
Claims (30)
- 一種含聚醯胺酸的液體的製造方法,包含:使用含有醯胺酸預聚物的含預聚物的液體、脂肪族或脂環式二胺、及四羧酸二酐來獲得含有聚醯胺酸的含聚醯胺酸的液體,所述醯胺酸預聚物包含源自芳香族二胺的結構及源自四羧酸二酐的結構。
- 如請求項1所述的含聚醯胺酸的液體的製造方法,包含:使用芳香族二胺、四羧酸二酐及溶劑來獲得所述含預聚物的液體;以及 向所述含預聚物的液體中加入所述脂肪族或脂環式二胺、及所述四羧酸二酐而獲得所述含聚醯胺酸的液體。
- 如請求項1或2所述的含聚醯胺酸的液體的製造方法,包含:將所述脂肪族或脂環式二胺及所述四羧酸二酐中的其中一者或兩者分兩次以上加入至所述含預聚物的液體中。
- 如請求項1至3中任一項所述的含聚醯胺酸的液體的製造方法,其中,所述含預聚物的液體中的所述醯胺酸預聚物的含有率為30.0質量%以下。
- 如請求項1至4中任一項所述的含聚醯胺酸的液體的製造方法,其中,所述醯胺酸預聚物的質量相對於所述聚醯胺酸的質量的比率為10.0質量%以上。
- 如請求項1至5中任一項所述的含聚醯胺酸的液體的製造方法,其中,所述含預聚物的液體中的所述醯胺酸預聚物的含有率為15.0質量%以上,相對於所述聚醯胺酸的質量而言的所述醯胺酸預聚物的質量為50.0質量%以上。
- 如請求項1至6中任一項所述的含聚醯胺酸的液體的製造方法,其中,所述醯胺酸預聚物更包含源自脂肪族或脂環式二胺的結構。
- 一種含聚醯胺酸的液體的製造方法,包含:使用含有醯胺酸預聚物的含預聚物的液體、二胺及四羧酸二酐來獲得含有聚醯胺酸的含聚醯胺酸的液體,所述醯胺酸預聚物包含源自脂肪族或脂環式二胺的結構及源自四羧酸二酐的結構。
- 如請求項8所述的含聚醯胺酸的液體的製造方法,包含:使用脂肪族或脂環式二胺、四羧酸二酐及溶劑來獲得所述含預聚物的液體;以及 向所述含預聚物的液體中加入所述二胺及所述四羧酸二酐而獲得所述含聚醯胺酸的液體。
- 如請求項8或9所述的含聚醯胺酸的液體的製造方法,包含:將所述二胺及所述四羧酸二酐中的其中一者或兩者分兩次以上加入至所述含預聚物的液體中。
- 如請求項8至10中任一項所述的含聚醯胺酸的液體的製造方法,其中,所述含預聚物的液體中的所述醯胺酸預聚物的含有率為15.0質量%以下。
- 如請求項8至11中任一項所述的含聚醯胺酸的液體的製造方法,其中,所述醯胺酸預聚物的質量相對於所述聚醯胺酸的質量的比率為10.0質量%以上。
- 如請求項8至12中任一項所述的含聚醯胺酸的液體的製造方法,其中,所述醯胺酸預聚物更包含源自芳香族二胺的結構。
- 一種含聚醯胺酸的液體,含有聚醯胺酸及溶劑,所述聚醯胺酸包含源自脂肪族或脂環式二胺的結構及源自四羧酸二酐的結構, 且滿足下述的(1)及(2)中的其中一者或兩者: (1)源自胺及羧酸酐的成分的含有率為20.0質量%以上,濁度為2.5比濁法濁度單位以下; (2)以所述聚醯胺酸與所述溶劑的合計質量為基準,所述聚醯胺酸的含有率為20.0質量%以上。
- 如請求項14所述的含聚醯胺酸的液體,其中,滿足所述(1)。
- 如請求項14或15所述的含聚醯胺酸的液體,其中,滿足所述(2)。
- 一種含聚醯胺酸的液體,含有聚醯胺酸及溶劑,所述聚醯胺酸包含源自脂肪族或脂環式二胺的結構及源自四羧酸二酐的結構, 且滿足下述的(3)及(4)中的其中一者或兩者: (3)濁度為2.5比濁法濁度單位以下,對所述含聚醯胺酸的液體進行加熱而獲得的源自胺及羧酸酐的成分的質量相對於所述含聚醯胺酸的液體的質量的比率為18.0質量%以上; (4)對所述含聚醯胺酸的液體的濾液進行加熱而獲得的聚醯亞胺的質量相對於所述含聚醯胺酸的液體的質量的比率為18.0質量%以上。
- 如請求項17所述的含聚醯胺酸的液體,其中,滿足所述(3)。
- 如請求項17或18所述的含聚醯胺酸的液體,其中,滿足所述(4)。
- 如請求項14至19中任一項所述的含聚醯胺酸的液體,其中,所述源自四羧酸二酐的結構包含源自均苯四甲酸二酐的結構。
- 如請求項14至20中任一項所述的含聚醯胺酸的液體,其中,所述聚醯胺酸更包含源自芳香族二胺的結構。
- 如請求項14至21中任一項所述的含聚醯胺酸的液體,其中,以所述聚醯胺酸中包含的所有源自二胺的結構的質量為基準,所述源自脂肪族或脂環式二胺的結構的含有率為20質量%以上。
- 如請求項20至22中任一項所述的含聚醯胺酸的液體,其中,以所述聚醯胺酸中包含的所有源自四羧酸二酐的結構的質量為基準,所述源自均苯四甲酸二酐的結構的含有率為50質量%以上。
- 如請求項20至23中任一項所述的含聚醯胺酸的液體,其中,以所述聚醯胺酸中包含的所有源自二胺的結構的質量為基準,所述源自脂肪族或脂環式二胺的結構的含有率為20質量%以上, 以所述聚醯胺酸中包含的所有源自四羧酸二酐的結構的質量為基準,所述源自均苯四甲酸二酐的結構的含有率為50質量%以上。
- 如請求項14至24中任一項所述的含聚醯胺酸的液體,其中,所述源自脂肪族或脂環式二胺的結構包含源自脂環式二胺的結構。
- 如請求項14至25中任一項所述的含聚醯胺酸的液體,其中,所述源自脂肪族或脂環式二胺的結構包含源自二聚物二胺的結構。
- 如請求項14至26中任一項所述的含聚醯胺酸的液體,係用於印刷基板。
- 一種聚醯亞胺的製造方法,包含:使用如請求項14至26中任一項所述的含聚醯胺酸的液體來獲得聚醯亞胺。
- 一種成形體的製造方法,包含:使用如請求項14至26中任一項所述的含聚醯胺酸的液體來獲得成形體。
- 一種印刷基板的製造方法,包含:使用如請求項14至26中任一項所述的含聚醯胺酸的液體來獲得印刷基板。
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