WO2012176806A1 - 難燃化された脂環式ポリイミド樹脂組成物およびその薄肉成型体 - Google Patents

難燃化された脂環式ポリイミド樹脂組成物およびその薄肉成型体 Download PDF

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牧野嶋 高史
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Definitions

  • the present invention relates to a polyimide resin composition and a thin molded body thereof.
  • a polyimide resin is a heat-resistant resin obtained by ring-closing reaction of a polyamic acid synthesized from an aromatic tetracarboxylic acid anhydride and an aromatic diamine as raw materials.
  • Such wholly aromatic polyimide resins have excellent resistance to thermal decomposition due to molecular chain rigidity, resonance stabilization, and strong chemical bonding, and are highly resistant to chemical changes such as oxidation or hydrolysis. Excellent mechanical and electrical characteristics.
  • wholly aromatic polyimide resins are flexible and are widely used as films, coating agents, molded parts and insulating materials in fields such as the electrical, electronic, automotive and aerospace industries. However, since the wholly aromatic polyimide resin is colored from pale yellow to reddish brown, it is unsuitable as an alternative material for glass and ceramic used for substrates of computers and mobile phone devices.
  • an alicyclic polyimide resin containing tetravalent alicyclic tetracarboxylic acid and its derivative and divalent diamine as constituents or tetravalent
  • An alicyclic polyimide resin having a tetracarboxylic acid and a derivative thereof and a divalent alicyclic diamine as constituent components has been reported.
  • a method for producing a transparent and less colored film at a glass transition temperature of 300 ° C. or higher from a polyimide resin solution prepared from 1,2,4,5-cyclohexanetetracarboxylic dianhydride and a diamine having a specific structure is disclosed. (See Patent Document 3).
  • the alicyclic polyimide resin can impart solvent solubility by introducing an alicyclic component or an aliphatic component into the polyimide resin, but has a drawback that it easily burns. From the viewpoint of safety, its use as a sealing material, protective film material, insulating material, etc. for electric / electronic parts has been restricted. In addition, flame retardancy has been demanded even when used as a display substrate for computers and mobile phone devices, or a substrate for solar cells.
  • a halogen flame retardant, an antimony flame retardant, and a flame retardant containing no halogen and antimony are generally used.
  • Halogen-based flame retardants cause problems in the halogen compounds, such as degradation of the weather resistance and electrical properties of the resin composition due to the liberated halogen, and thermal decomposition when the resin is exposed to high temperatures, generating hydrogen halide and polluting the environment.
  • a typical example of an antimony flame retardant is antimony oxide. Carcinogenicity has been pointed out against antimony oxide that is usually added as a flame retardant aid, and safety to the human body is a problem.
  • flame retardant resin compositions that do not use halogen compounds and antimony compounds.
  • the flame retardant containing no halogen include inorganic metal hydrates such as magnesium hydroxide and aluminum hydroxide, and phosphates such as ammonium polyphosphate.
  • these flame retardants need to be added in a large amount in order to obtain a sufficient flame retardant effect, which may cause a decrease in transparency.
  • it is difficult to uniformly combine these flame retardants with the resin which may cause deterioration of mechanical properties.
  • these contain an ionic component the favorable insulation characteristic which a polyimide resin has may be impaired.
  • Patent Document 4 As a method for imparting flame retardancy to a polyimide resin containing a solvent solubility-imparting component selected from at least one of an aliphatic compound component, an alicyclic compound component, or an alkylene oxide adduct component of a bisphenol compound, a cyclic phenoxyphos There has been reported a method of complexing a phazene compound (see Patent Document 4).
  • Patent Document 4 in order to impart flame retardancy corresponding to UL94 standard V-0 only by adding a phosphazene compound, 30 parts by mass of a phosphazene compound is added to 100 parts by mass of a polyimide resin.
  • a flame retardant aid such as Aerogel is blended.
  • a flame retardant aid such as Aerogel is blended.
  • Such an increase in the amount of phosphazene compound added or the incorporation of a flame retardant aid may impair the properties such as colorless transparency, heat resistance, and electrical insulation, and is inferior in practicality.
  • the present invention provides a flame retardant that does not contain a flame retardant such as a halogen flame retardant, an antimony flame retardant, an inorganic metal hydrate, or a phosphate, and has excellent transparency, heat resistance, and insulating properties.
  • a flame retardant such as a halogen flame retardant, an antimony flame retardant, an inorganic metal hydrate, or a phosphate
  • An object is to provide a cyclic polyimide resin composition and a thin molded body thereof.
  • the present inventors have compounded 1 to 13 parts by mass of a cyano-modified cyclic phenoxyphosphazene compound with 100 parts by mass of an alicyclic polyimide resin having a specific structure. It has been found that an alicyclic polyimide resin composition excellent in transparency, heat resistance and insulation properties and flame-retarded can be obtained. Furthermore, it is a thin molded article made of the alicyclic polyimide resin composition, and after casting a solution obtained by dissolving the alicyclic polyimide resin composition in an organic solvent, the whole light is obtained by heating. It has been found that a thin molded article having a high transmittance and a low haze value can be obtained, and the present invention has been completed.
  • the present invention provides a cyano-modified cyclic phenoxyphosphate represented by the following general formula (2) with respect to 100 parts by mass of the alicyclic polyimide resin (A) having a structural unit represented by the following general formula (1).
  • R 1 is a tetravalent alicyclic hydrocarbon group having 4 to 16 carbon atoms
  • R 2 is a divalent aliphatic hydrocarbon group having 2 to 28 carbon atoms, and 6 carbon atoms.
  • n is an integer of 3 or 4.
  • X is independently a phenoxy group or a 4-cyanophenoxy group, and 25% or more of a plurality of Xs are 4-cyanophenoxy groups. All Xs may be 4-cyanophenoxy groups.
  • a polyimide resin composition and a thin molded body thereof can be provided.
  • the alicyclic polyimide resin (A) of the present invention has a repeating unit represented by the following general formula (1).
  • R 1 is a tetravalent alicyclic hydrocarbon group having 4 to 16 carbon atoms.
  • R 2 is at least one group selected from a divalent aliphatic hydrocarbon group having 2 to 28 carbon atoms and a divalent aromatic hydrocarbon group having 6 to 27 carbon atoms.
  • R 2 may include a sulfide group, a sulfonyl group, a sulfinyl group, a carbonyl group, a methoxy group, an ester group, an ether group, a fluoro group, and the like.
  • the divalent aliphatic hydrocarbon group having 2 to 28 carbon atoms may be an aliphatic hydrocarbon group linked via an arylene group.
  • a tetravalent alicyclic hydrocarbon group having 6 to 12 carbon atoms is preferable.
  • An alicyclic hydrocarbon group derived from a carboxylic acid or a derivative thereof is more preferable, and a group derived from cyclohexane contained in a structural unit represented by the following general formula (3) is more preferable.
  • R 2 is the same as described above.
  • the divalent aliphatic hydrocarbon group having 2 to 28 carbon atoms in R 2 of the general formulas (1) and (3) is a group obtained by removing two amino groups from an aliphatic diamine specifically exemplified later. Is mentioned.
  • examples of the divalent aromatic hydrocarbon group having 6 to 27 carbon atoms in R 2 include groups obtained by removing two amino groups from an aromatic diamine specifically exemplified later.
  • the R 2 in the general formula (1) and (3), a divalent aromatic hydrocarbon group having 6 to 27 carbon, nitrogen atom attached to R 2 is directly linked to the aromatic ring of R 2 It preferably has a structure.
  • the alicyclic polyimide resin (A) includes an alicyclic tetracarboxylic acid having a tetravalent alicyclic hydrocarbon group having 4 to 16 carbon atoms or a derivative thereof, and a divalent aliphatic carbonization having 2 to 28 carbon atoms. Reaction with an aliphatic diamine having a hydrogen group and at least one diamine selected from an aromatic diamine having a divalent aromatic hydrocarbon group having 6 to 27 carbon atoms in an organic solvent in the presence of an imidization catalyst. Is synthesized.
  • alicyclic tetracarboxylic acid or derivatives thereof examples include alicyclic tetracarboxylic acid, alicyclic tetracarboxylic acid esters, alicyclic tetracarboxylic dianhydride and the like. Of these, alicyclic tetracarboxylic dianhydrides are preferred.
  • Examples of the alicyclic tetracarboxylic dianhydride having a tetravalent alicyclic hydrocarbon group having 4 to 16 carbon atoms include 1,2,4,5-cyclopentanetetracarboxylic dianhydride, 1, 2,4,5-cyclohexanetetracarboxylic dianhydride, bicyclo [2.2.1] heptanetetracarboxylic dianhydride, bicyclo [2.2.2] oct-7-ene-2,3,5 6-tetracarboxylic dianhydride, bicyclo [2.2.2] octane-2,3,5,6-tetracarboxylic dianhydride, 3,3 ′, 4,4′-dicyclohexyltetracarboxylic dianhydride Such as things.
  • 1,2,4,5-cyclohexanetetracarboxylic dianhydride is preferred.
  • These alicyclic tetracarboxylic dianhydrides can be used singly or in combination of two or more, but 1,2,4,5-cyclohexanetetracarboxylic dianhydride can be used alone. preferable.
  • tetracarboxylic acid having a tetravalent alicyclic hydrocarbon group having 4 to 16 carbon atoms examples include 1,2,4,5-cyclopentanetetracarboxylic acid and 1,2,4,5-cyclohexanetetracarboxylic acid.
  • tetracarboxylic acid esters having a tetravalent alicyclic hydrocarbon group having 4 to 16 carbon atoms include 1,2,4,5-cyclohexanetetracarboxylic acid methyl ester, 1,2,4,5- Cyclohexanetetracarboxylic acid dimethyl ester, 1,2,4,5-cyclohexanetetracarboxylic acid trimethyl ester, 1,2,4,5-cyclohexanetetracarboxylic acid tetramethyl ester, bicyclo [2.2.2] oct-7- En-2,3,5,6-tetracarboxylic acid methyl ester, bicyclo [2.2.2] oct-7-ene-2,3,5,6-tetracarboxylic acid dimethyl ester, bicyclo [2.2.
  • the aliphatic diamine and the aromatic diamine are represented by the following general formula (4).
  • R 2 is the same as described above. That is, the aliphatic diamine has a structure in which two amino groups are directly bonded to a divalent aliphatic hydrocarbon group having 2 to 28 carbon atoms.
  • the divalent aliphatic hydrocarbon group having 2 to 28 carbon atoms may be an aliphatic hydrocarbon group linked via an arylene group.
  • the aromatic diamine has a structure in which two amino groups are bonded directly to a divalent aromatic hydrocarbon group having 6 to 27 carbon atoms.
  • the aliphatic diamine and the aromatic diamine may each include a sulfide group, a sulfonyl group, a sulfinyl group, a carbonyl group, a methoxy group, an ester group, an ether group, and a fluoro group in the skeleton.
  • the aliphatic diamine is not particularly limited, but may be a linear or branched aliphatic diamine or an aliphatic diamine containing an alicyclic structure.
  • linear or branched aliphatic diamine include ethylenediamine, tetramethylenediamine, paraxylylenediamine, hexamethylenediamine, 2,5-dimethylhexamethylenediamine, trimethylhexamethylenediamine, polyethylene glycol bis (3- Aminopropyl) ether, polypropylene glycol bis (3-aminopropyl) ether, metaxylylenediamine, siloxane diamine, and the like.
  • Examples of the aliphatic diamine having an alicyclic structure include 4,4-diaminodicyclohexylmethane, isophoronediamine, norbornanediamine, 1,3-bis (aminomethyl) cyclohexane, 1,3-diaminocyclohexane, 1,4-diaminocyclohexane, Bicyclohexyl diamine etc. are mentioned. These diamines can be used alone or in combination of two or more.
  • the aromatic diamine is not particularly limited, but 4,4′-diaminodiphenyl ether, 3,4′-diaminodiphenyl ether, 4,4′-diaminodiphenylmethane, 1,3-phenylenediamine, 1,4-phenylenediamine, 4 , 4'-diamino-3,3'-dimethylbiphenyl, 4,4'-diamino-2,2'-dimethylbiphenyl, 4,4'-diamino-2,2'-dimethoxybiphenyl, 4,4'-diamino -2,2'-bis (trifluoromethyl) biphenyl, 4,4'-diaminodiphenyl sulfide, 4,4'-diaminodiphenyl sulfone, 4,4'-diaminobenzophenone, 9,9-bis (4-aminophenyl) ) Fluorene, 1,1-
  • the aromatic diamine is preferable in that a polyimide having high heat resistance can be obtained.
  • the aromatic diamines 1,4-bis (4-amino- ⁇ , ⁇ -dimethylbenzyl) benzene, 4,4′-bis (4- Aminophenoxy) biphenyl, 9,9-bis (4-aminophenyl) fluorene, 4,4′-diaminodiphenyl ether, 4,4′-diamino-2,2′-dimethoxybiphenyl, 4,4′-diamino-2, 2'-bis (trifluoromethyl) biphenyl is preferred.
  • the organic solvent used in the production of the alicyclic polyimide resin (A) of the present invention is preferably a solvent containing at least one structure selected from the group consisting of cyclic ethers, cyclic ketones, cyclic esters, amides, and ureas.
  • ⁇ -butyrolactone N, N-dimethylacetamide, N, N-dimethylformamide, N-methyl-2-pyrrolidone, dimethyl sulfoxide, hexamethylphosphoramide, cyclopentanone, cyclohexanone
  • aprotic polar organic solvents such as 1,3-dioxolane, 1,4-dioxane, tetramethylurea, and tetrahydrofuran.
  • at least one selected from ⁇ -butyrolactone, N, N-dimethylacetamide, N, N-dimethylformamide and N-methyl-2-pyrrolidone is more preferable.
  • Examples of the imidization catalyst used in the production of the alicyclic polyimide resin (A) include triethylamine, tripropylamine, tributylamine, pyridine, quinoline, isoquinoline, ⁇ -picoline, ⁇ -picoline, N, N-dimethylaniline, N Tertiary amines such as N, diethylaniline, or acids such as crotonic acid, benzoic acid, methylbenzoic acid, oxybenzoic acid, benzenesulfonic acid, paratoluenesulfonic acid can be used. It is preferable to do this.
  • a manufacturing method is not limited to the following.
  • a solution obtained by dissolving diamine in an organic solvent at a temperature of 30 ° C. or less and an aliphatic tetracarboxylic acid or a derivative thereof are mixed and reacted at a temperature of 4 to 30 ° C. to obtain a polyamic acid solution.
  • An imidation catalyst is added to the polyamic acid solution, and a dehydration imidation reaction is performed while distilling the generated water out of the system to obtain a solution of the alicyclic polyimide resin (A).
  • the molar ratio of diamine to alicyclic tetracarboxylic acid or derivative thereof is preferably in the range of 0.95 to 1.05, particularly 0.99 to 1.01. The range of is preferable. If the molar ratio of the diamine to the alicyclic tetracarboxylic acid or derivative thereof is 0.95 or more, or 1.05 or less, the high molecular weight can be sufficiently advanced to prevent the thin molded article from becoming brittle. it can.
  • the proper molar ratio of imidization catalyst and diamine is preferably in the range of 0.01 to 1.0, more preferably in the range of 0.05 to 0.5. If the molar ratio of the imidization catalyst to the diamine is 0.01 or more, the imidization reaction proceeds sufficiently by the catalytic action of the imidization catalyst, and if it is 1.0 or less, the imidization catalyst itself is removed. Is easy and can prevent coloring of a thin molded article made of the alicyclic polyimide resin composition described later, and can prevent the solubility of the alicyclic polyimide resin from being lowered.
  • reaction temperature is usually in the range of 160 to 200 ° C, preferably in the range of 170 to 190 ° C, more preferably in the range of 180 to 190 ° C. If it is 160 ° C. or higher, imidization and high molecular weight advance sufficiently, and if it is 200 ° C. or lower, problems such as the scorching of the resin on the wall of the reaction vessel occur when the solution viscosity increases significantly. Can be prevented.
  • an azeotropic dehydrating agent such as toluene or xylene may be used.
  • the reaction pressure is usually atmospheric pressure, but the reaction can also be carried out under pressure as necessary.
  • the holding time for the reaction temperature is at least 1 hour, more preferably 3 hours or more. If it is less than 1 hour, imidization and high molecular weight may not proceed sufficiently. There is no particular upper limit for the reaction time, but it is usually in the range of 3 to 10 hours.
  • the solid content concentration of the alicyclic polyimide resin with respect to the total mass part including the organic solvent in the above step is preferably 20% by mass or more and 50% by mass or less, more preferably 30% by mass or more and 40% by mass or less.
  • the content is 20% by mass or more, the intrinsic viscosity of the polyimide resin is appropriately increased and the molecular weight is sufficiently increased, so that the thin molded article can be prevented from becoming brittle.
  • it if it is 50 mass% or less, it can suppress that the viscosity of a polyimide resin solution rises excessively with the raise of the intrinsic viscosity of a polyimide resin, and since it can stir uniformly, resin scorching occurs. Can be prevented.
  • the temperature for dissolving in the organic solvent is desirably at least 20 ° C. or higher, and preferably in the temperature range of 30 ° C. to 100 ° C. If it is 20 degreeC or more, since it has moderate solution viscosity, a handleability will improve.
  • the excess alicyclic polyimide resin solution is mixed with excess methanol and stirred to obtain a precipitate of the alicyclic polyimide resin. After filtering the said deposit, it heats under vacuum and white powdery alicyclic polyimide resin (A) is obtained.
  • the imidization catalyst may be added before adding the alicyclic tetracarboxylic acid or its derivative. In that case, heating can be started immediately and dehydration imidation can be carried out without having to keep the temperature at or near room temperature, which is generally a reaction condition for forming polyamic acid.
  • the cyano-modified cyclic phenoxyphosphazene compound (B) used in the present invention is a cyanophenol-substituted cyclic phosphazene or a cyanophenol-phenol mixed-substituted cyclic phosphazene represented by the following general formula (2).
  • n is an integer of 3 or 4.
  • X is independently a phenoxy group or a 4-cyanophenoxy group, and 25% or more of a plurality of Xs are 4-cyanophenoxy groups. All Xs may be 4-cyanophenoxy groups.
  • the above-mentioned cyano-modified cyclic phenoxyphosphazene compound has high solubility in an organic solvent described later and exhibits good compatibility with an alicyclic polyimide resin (A), so that sufficient transparency is imparted to a thin molded article. can do. Further, by having a cyano-modified substituent, the mass loss at high temperature is small and excellent in high temperature reliability as compared with the conventional cyclic phenoxyphosphazene compound, and the dielectric properties of the resin molded body are hardly impaired. In addition, since the nitrogen content ratio per unit mass is high, excellent flame retardancy is exhibited even when added in a small amount.
  • the alicyclic polyimide resin composition obtained by combining the cyano-modified cyclic phenoxyphosphazene compound and the thin-walled molded product thereof are excellent in transparency, and further, heat resistance and mechanical strength are not easily lowered.
  • the ratio of 4-cyanophenoxy group in all X bonded to the phosphorus atom in the general formula (2) is 25 to 100%, more preferably 35 to 75%, and more preferably 45 to 55 % Is more preferable.
  • cyano-modified cyclic phenoxyphosphazene compound a synthesized product or a commercially available product may be used. Examples of commercially available products include Ravitor FP-300 (above, Fushimi Pharmaceutical Co., Ltd., trade name).
  • a cyano modified cyclic phenoxyphosphazene compound may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together.
  • the compounding amount of the cyano-modified cyclic phenoxyphosphazene compound in the alicyclic polyimide resin composition of the present invention must be 1 to 13 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the alicyclic polyimide resin. It is preferably ⁇ 10 parts by mass.
  • the compounding amount of the cyano-modified cyclic phenoxyphosphazene compound exceeds 13 parts by mass, the glass transition temperature is lowered and the heat resistance is impaired in a thin molded article made of the alicyclic polyimide resin composition described later.
  • the fall of a total light transmittance and the raise of a haze value are caused, and transparency falls.
  • the mechanical strength may decrease.
  • the amount is less than 1 part by mass, the flame retardancy is impaired, which is not practical.
  • the alicyclic polyimide resin composition may contain a condensed phosphate having a high molecular weight, a cyclic organic phosphorus compound, or the like as long as the effects of the present invention are not impaired.
  • condensed phosphate esters and cyclic organophosphorus compounds include resorcinol bis (phenyl) phosphate, resorcinol bis (2,6-dixylenyl) phosphate, bisphenol A bis (diphenyl) phosphate, bisphenol A bis. Examples include (dicresyl) phosphate and 9,10-dihydro-9-oxa-10-phosphaphenanthrene-10-oxide (Sanko Co., Ltd., trade name: HCA), but are not limited thereto. .
  • the alicyclic polyimide resin composition includes known additives such as 2,6-di-t-butyl-4-methylphenol, 2- (1-methylcyclohexyl) -4,6-dimethylphenol, 2 , 2-methylenebis- (4-ethyl-6-t-methylphenol), 4,4′-thiobis- (6-t-butyl-3-methylphenol), 2,2′-dihydroxy- UV absorbers such as 4-methoxybenzophenone, 2- (2′-hydroxy-4′-n-octoxyphenyl) benzotriazole, pt-butylphenyl salicylate, calcium carbonate, clay, silica, glass fiber, carbon fiber Etc. and various surfactants may be included within a range that maintains transparency, if necessary.
  • known additives such as 2,6-di-t-butyl-4-methylphenol, 2- (1-methylcyclohexyl) -4,6-dimethylphenol, 2 , 2-methylenebis- (4-ethyl-6-t
  • the alicyclic polyimide resin composition may contain an organic solvent containing at least one structure selected from the group consisting of cyclic ethers, cyclic ketones, cyclic esters, amides, and ureas. Specific examples include, but are not limited to, ⁇ -butyrolactone, N, N-dimethylacetamide, N, N-dimethylformamide, N-methyl-2-pyrrolidone, dimethyl sulfoxide, hexamethylphosphoramide, cyclopentanone, cyclohexanone , 1,3-dioxolane, 1,4-dioxane, tetramethylurea, tetrahydrofuran and the like, and at least one selected from aprotic polar organic solvents. Among these, at least one selected from ⁇ -butyrolactone, N, N-dimethylacetamide, N, N-dimethylformamide and N-methyl-2-pyrrolidone is more preferable.
  • a thin molded article comprising the alicyclic polyimide resin composition of the present invention is produced by the following method.
  • Step (1) An alicyclic polyimide resin composition solution containing three components of an alicyclic polyimide resin (A), a cyano-modified cyclic phenoxyphosphazene compound (B), and an organic solvent is prepared.
  • Step (2) After extruding or coating the solution on the support in the form of a film, the solution is heated and the organic solvent is volatilized to produce a thin molded article made of the alicyclic polyimide resin composition.
  • an alicyclic A method of mixing an alicyclic polyimide resin solution (A ′) prepared by dissolving a polyimide resin (A) in an organic solvent and a cyano-modified cyclic phenoxyphosphazene compound (B), or a cyano-modified cyclic phenoxyphosphazene Any of the methods of mixing the solution (A ′) with the compound (B ′) previously dissolved or swollen in an organic solvent capable of uniformly mixing the compound (B) with the alicyclic polyimide resin (A) may be used.
  • the temperature at the time of mixing in the step (1) is preferably 20 to 90 ° C. In any case, it is important to stir under mechanical shearing with a knea
  • the solid content concentration in the alicyclic polyimide resin composition solution obtained in the step (1) is preferably 10 to 50% by mass, more preferably 20 to 40% by mass. If it is 10% by mass or more, it is possible to prevent the occurrence of problems that it is difficult to maintain the thickness of the thin molded body and that it takes a long time to remove the organic solvent. Moreover, if it is 50 mass% or less, it can prevent the malfunction that formation of a thin molded object becomes difficult by the fluidity
  • the material of the support in the step (2) is not particularly limited, an organic polymer film such as polyethylene terephthalate or polyethylene naphthalate can be used in addition to the glass substrate and the stainless steel substrate.
  • step (2) a known method can be used as a method for forming a coating layer by extruding or coating the support on a film.
  • a known method can be used as a method for forming a coating layer by extruding or coating the support on a film. Examples thereof include a casting method using die extrusion, a method using an applicator, a coater, and the like.
  • the coating layer is heated at a temperature of 120 ° C. or lower for about 30 to 60 minutes until it has self-supporting property, and the organic solvent is volatilized. Subsequently, this is peeled off from a support body, and an edge part is fixed with a metal clip or a tenter. Then, in a nitrogen stream or under reduced pressure, the temperature is raised to at least the boiling point of the organic solvent so as not to cause a sudden boiling of the remaining organic solvent while limiting the contraction of the film, and preferably at least 5 to 10 ° C. higher than the boiling point of the organic solvent The temperature is raised to a temperature, and the residual solvent is removed by drying and annealing at that temperature to obtain a thin molded article.
  • the content of the organic solvent contained in the thin molded body is preferably less than 1% by mass.
  • the content of the organic solvent is less than 1% by mass, the glass transition temperature of the thin-walled molded product can be prevented from being lowered due to plasticizing action, thereby preventing problems such as thermal deformation. Coloring due to oxidative decomposition of the solvent or the like can be prevented.
  • the thickness of the thin molded body is preferably 1 ⁇ m to 1 mm, more preferably 10 to 500 ⁇ m, and even more preferably 30 to 300 ⁇ m.
  • the thin molded article preferably has a total light transmittance of 88% or more at a film thickness of 100 ⁇ m, more preferably 89% or more.
  • the total light transmittance is 88% or more, the transparency is sufficient when used as a substrate for a display substrate such as a computer or a cellular phone device or a substrate for a solar cell.
  • the thin molded article preferably has a haze value of 1.3 or less, more preferably 1.0 or less at a film thickness of 100 ⁇ m. If the haze value is 1.3 or less, the transparency is sufficient when used as a display substrate for computers and mobile phone devices, or a substrate for solar cells.
  • the glass transition temperature which is a heat resistance index of the thin molded article, is preferably 240 ° C. or higher. If the glass transition temperature of the thin molded article is 240 ° C. or higher, sufficient heat resistance is ensured.
  • a heat treatment process at 250 ° C. or higher is required in order to lower the insulation resistance of the conductive layer and increase the electron mobility.
  • the glass transition temperature of the thin molded article is preferably 250 ° C. or higher, more preferably 270 ° C. or higher. If the glass transition temperature of the thin-walled molded product is 250 ° C. or higher, it is possible to prevent problems from occurring during the soldering process.
  • the thin molded article comprising the alicyclic polyimide resin composition of the present invention utilizes the excellent transparency, heat resistance, insulation characteristics and flame retardancy, sealing materials for optical and electronic / electronic parts, protective films Suitable as material and insulating material. Moreover, after apply
  • a fluorescent material or the like may be mixed with the sealing resin for light emitting diodes for the purpose of converting the emission wavelength into the visible region. Since the alicyclic polyimide resin of the present invention is excellent in mixing property, dispersibility, and stability when mixed with various fluorescent materials, it is preferable as a sealing material for a light emitting diode.
  • the present invention will be specifically described by way of examples. However, the present invention is not limited to these examples.
  • the physical properties of the thin molded article comprising the alicyclic polyimide resin (A) obtained in each production example and the alicyclic polyimide resin composition obtained in each example and comparative example were measured by the following methods.
  • ⁇ Glass transition temperature> The heat resistance of the alicyclic polyimide resin composition was raised to 400 ° C. at 10 ° C./min in a nitrogen atmosphere using a differential thermal analyzer (model number DSC-6220) manufactured by SII NanoTechnology. The glass transition temperature was measured.
  • Total light transmittance and haze value As an index for evaluating colorlessness and transparency according to “JIS K7105 Transparency Test Method” using a thin molded product of an alicyclic polyimide resin composition, a color difference / turbidity measuring instrument (manufactured by Nippon Denshoku Industries Co., Ltd.) The total light transmittance and haze value were determined using model number COH-400).
  • Insulation characteristics of thin-walled molded products of alicyclic polyimide resin compositions were measured for surface resistivity using a microammeter (model number R-8340) manufactured by Advantest Co., Ltd. in an environment of 23 ° C / 50% RH. It was evaluated by doing.
  • ⁇ Flame retardance evaluation> A thin molded product having a thickness of about 0.1 mm made of an alicyclic polyimide resin composition is cut into 50 mm ⁇ 200 mm, rounded into a cylindrical shape with a diameter of 12.7 mm and a length of 200 mm, and a test piece compliant with the UL94VTM standard is prepared. A vertical combustion test was performed.
  • the hydrogen gas in the reaction vessel was replaced with nitrogen gas, the reaction solution was extracted from the autoclave, and the reaction solution was filtered to separate the catalyst.
  • the filtrate was concentrated by removing water with a rotary evaporator under reduced pressure to precipitate crystals.
  • the precipitated crystals were separated into solid and liquid at room temperature, dried and dried to 481 g of 1,2,4,5-cyclohexanetetracarboxylic acid (yield). 85.0%).
  • 481 g of the obtained 1,2,4,5-cyclohexanetetracarboxylic acid and 4000 g of acetic anhydride were charged into a 5-liter glass separable flask, and the inside of the reaction vessel was replaced with nitrogen gas while stirring. .
  • the temperature was raised to the reflux temperature of the solvent under a nitrogen gas atmosphere, and the solvent was refluxed for 10 minutes. While stirring, the mixture was cooled to room temperature to precipitate crystals. The precipitated crystals were separated into solid and liquid and dried to obtain primary crystals. Further, the separated mother liquor was concentrated under reduced pressure using a rotary evaporator to precipitate crystals. The crystals were separated into solid and liquid and dried to obtain secondary crystals. The primary crystal and the secondary crystal were combined to obtain 375 g of 1,2,4,5-cyclohexanetetracarboxylic dianhydride (anhydrous yield of 96.6%).
  • tetracarboxylic dianhydride and diamine used in the production examples and the flame retardants used in the examples and comparative examples are as follows.
  • BisAP 1,4-bis (4-amino- ⁇ , ⁇ -dimethylbenzyl) benzene
  • BAPB 4,4′-bis (4-aminophenoxy) biphenyl
  • BAFL 9,9-bis (4-aminophenyl) fluorene
  • DCHM 4,4-Diaminodicyclohexylmethane
  • B1 Cyano-modified cyclic phenoxyphosphazene compound [manufactured by Fushimi Pharmaceutical Co., Ltd., trade name Ravitor FP-300 (in the general formula (2), n is a mixture of 3 and 4; 4- The proportion of cyanophen
  • the temperature was raised to 180 ° C., refluxed for 5 hours while distilling off the distillate as needed, the reaction was terminated, air-cooled until the internal temperature reached 120 ° C., and N, N-dimethylacetamide as the diluent 143.7g was added and it cooled, stirring, and obtained the alicyclic polyimide resin solution (A1 ') of solid content concentration 20 mass%.
  • a portion of the above solution is poured into 1 L of methanol to precipitate a polymer, which is filtered and washed with methanol, and then dried in a vacuum dryer at 100 ° C. for 24 hours to obtain a white powder (alicyclic polyimide resin A1). Obtained.
  • the IR spectrum of this powder was measured, absorptions of 1704 and 1770 cm ⁇ 1 peculiar to the imide group were observed.
  • the logarithmic viscosity of the alicyclic polyimide resin (A1) was measured and found to be 1.05.
  • 1,2,4,5-cyclohexanetetracarboxylic dianhydride 22.45 (0.1 mol) and 0.51 g (0.005 mol) of triethylamine as an imidization catalyst were added all at once. .
  • the temperature was raised to 180 ° C., refluxed for 5 hours while distilling off the distillate as needed, the reaction was terminated, air-cooled until the internal temperature reached 120 ° C., and N, N-dimethylacetamide as the diluent 134.7g was added and it cooled, stirring, and obtained the alicyclic polyimide resin solution (A2 ') of solid content concentration 20 mass%.
  • the mass of the solution was 278.26 g, and the total distillate mass was 3.66 g.
  • a portion of the above solution is poured into 1 L of methanol to precipitate a polymer, which is filtered and washed with methanol, and then dried in a vacuum dryer at 100 ° C. for 24 hours to obtain a white powder (alicyclic polyimide resin (A2)).
  • alicyclic polyimide resin (A2) alicyclic polyimide resin
  • the mass of the above solution was 270.26 g, and the total mass of the distillate was 4.35 g.
  • a part of the above solution is poured into 1 L of methanol to precipitate a polymer, filtered, washed with methanol, dried in a vacuum dryer at 100 ° C. for 24 hours, and then white powder (alicyclic polyimide resin (A3)).
  • white powder alicyclic polyimide resin (A3)
  • Example 1 The alicyclic polyimide resin solution (A1 ′) obtained in Production Example 1 contains 3 parts by mass of a cyano-modified cyclic phenoxyphosphazene compound (B1) as a flame retardant with respect to 100 parts by mass of the polyimide resin solid content. Then, the mixture was stirred and mixed at 70 ° C. for 2 hours to obtain an alicyclic polyimide resin composition solution. The concentration of the solution was 20.48% by mass. The obtained alicyclic polyimide resin composition solution was cast on a glass substrate on which a plastic release agent (pericoat) was uniformly applied using a 1000 ⁇ m doctor blade. This was kept on a hot plate at 100 ° C.
  • a plastic release agent peripheral component
  • Example 2 The alicyclic polyimide resin solution (A2 ′) obtained in Production Example 2 contains 5 parts by mass of a cyano-modified cyclic phenoxyphosphazene compound (B1) as a flame retardant with respect to 100 parts by mass of the polyimide resin solid content. Then, the mixture was stirred and mixed at 70 ° C. for 2 hours to obtain an alicyclic polyimide resin composition solution. The concentration of the solution was 20.79% by mass. Next, a thin molded article made of a transparent alicyclic polyimide resin composition having a thickness of 101 ⁇ m was prepared in the same manner as in Example 1 except that the alicyclic polyimide resin composition solution obtained above was used. Got. These total light transmittances and haze values were determined, and the glass transition temperature and surface resistivity were measured. Further, as a result of conducting a flammability test, it corresponded to UL standard VTM-0. The results are shown in Table 1.
  • Example 3 The alicyclic polyimide resin solution (A3 ′) obtained in Production Example 3 contains 3 parts by mass of a cyano-modified cyclic phenoxyphosphazene compound (B1) as a flame retardant with respect to 100 parts by mass of the polyimide resin solid content. Then, the mixture was stirred and mixed at 70 ° C. for 2 hours to obtain an alicyclic polyimide resin composition solution. The concentration of the solution was 20.48% by mass. Next, a thin molded article made of a transparent alicyclic polyimide resin composition having a film thickness of 100 ⁇ m was prepared in the same manner as in Example 1 except that the alicyclic polyimide resin composition solution obtained above was used. Got. These total light transmittances and haze values were determined, and the glass transition temperature and surface resistivity were measured. Further, as a result of conducting a flammability test, it corresponded to UL standard VTM-0. The results are shown in Table 1.
  • Example 4 The content of the cyano-modified cyclic phenoxyphosphazene compound (B1) as a flame retardant in the polyimide resin solution (A4 ′) obtained in Production Example 4 is 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the polyimide resin solid content. The mixture was stirred and mixed at 70 ° C. for 2 hours to obtain an alicyclic polyimide resin composition solution. The concentration of the solution was 21.57% by mass. Next, a thin molded article made of a transparent alicyclic polyimide resin composition having a thickness of 102 ⁇ m was prepared in the same manner as in Example 1 except that the alicyclic polyimide resin composition solution obtained above was used. Got. These total light transmittances and haze values were determined, and the glass transition temperature and surface resistivity were measured. Further, as a result of conducting a flammability test, it corresponded to UL standard VTM-0. The results are shown in Table 1.
  • the alicyclic polyimide resin solution (A1 ′) obtained in Production Example 1 contains 10 parts by mass of a cyano-modified cyclic phenoxyphosphazene compound (B1) as a flame retardant with respect to 100 parts by mass of polyimide resin solids. Then, the mixture was stirred and mixed at 70 ° C. for 2 hours to obtain an alicyclic polyimide resin composition solution. The concentration of the solution was 21.57% by mass. Next, a thin-walled molding made of a colorless and transparent alicyclic polyimide resin composition having a thickness of 105 ⁇ m was performed in the same manner as in Example 1 except that the alicyclic polyimide resin composition solution obtained above was used. Got the body. These total light transmittances and haze values were determined, and the glass transition temperature and surface resistivity were measured. Further, as a result of conducting a flammability test, it corresponded to UL standard VTM-0. The results are shown in Table 1.
  • Example 6 The content of the cyano-modified cyclic phenoxyphosphazene compound (B1) as a flame retardant in the polyimide resin solution (A4 ′) obtained in Production Example 4 is 5 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the polyimide resin solid content. The mixture was stirred and mixed at 70 ° C. for 2 hours to obtain an alicyclic polyimide resin composition solution. The concentration of the solution was 20.79% by mass. Next, a thin molded article made of a transparent alicyclic polyimide resin composition having a thickness of 104 ⁇ m was prepared in the same manner as in Example 1 except that the alicyclic polyimide resin composition solution obtained above was used. Got. These total light transmittances and haze values were determined, and the glass transition temperature and surface resistivity were measured. Further, as a result of conducting a flammability test, it corresponded to UL standard VTM-0. The results are shown in Table 1.
  • Triphenyl phosphate (B2) is added as a flame retardant to the alicyclic polyimide resin solution (A1 ′) obtained in Production Example 1 so that the content with respect to 100 parts by mass of the polyimide resin solid content is 3 parts by mass.
  • a thin molded article made of a transparent alicyclic polyimide resin composition having a film thickness of 118 ⁇ m was obtained in the same manner as in Example 1 except that. These total light transmittances and haze values were determined, and the glass transition temperature and surface resistivity were measured. In addition, as a result of conducting the flammability test, it was completely burned and corresponded to a non-UL standard. The results are shown in Table 2.
  • Triphenyl phosphate (B2) is added as a flame retardant to the alicyclic polyimide resin solution (A1 ′) obtained in Production Example 1 so that the content with respect to 100 parts by mass of the polyimide resin solid content is 20 parts by mass.
  • a thin molded article made of an alicyclic polyimide resin composition having a film thickness of 103 ⁇ m was obtained in the same manner as in Example 1 except that.
  • the total light transmittance was decreased as compared with Example 1, and the haze value was greatly increased. Further, as a result of conducting a flammability test, it corresponded to UL standard VTM-1. The results are shown in Table 2.
  • Phenoxyphosphazene (B4) as a flame retardant in the alicyclic polyimide resin solution (A1 ′) obtained in Production Example 1 is 3 parts by mass with respect to 100 parts by mass of polyimide resin solid content.
  • a thin molded article made of a transparent alicyclic polyimide resin composition having a film thickness of 105 ⁇ m was obtained in the same manner as in Example 1 except that it was added. These total light transmittances and haze values were determined, and the glass transition temperature and surface resistivity were measured. Further, as a result of conducting a flammability test, it corresponded to UL standard VTM-1. The results are shown in Table 2.
  • the alicyclic polyimide resin solution (A1 ′) obtained in Production Example 1 contains 20 parts by mass of the phenoxyphosphazene compound (B4) as a flame retardant with respect to 100 parts by mass of the polyimide resin solid content.
  • a thin molded article made of an alicyclic polyimide resin composition having a film thickness of 109 ⁇ m was obtained in the same manner as in Example 1 except that it was added. These total light transmittances and haze values were determined, and the glass transition temperature and surface resistivity were measured.
  • the alicyclic polyimide resin solution (A1 ′) obtained in Production Example 1 contains 20 parts by mass of a cyano-modified cyclic phenoxyphosphazene compound (B1) as a flame retardant with respect to 100 parts by mass of polyimide resin solids.
  • a thin molded article made of a transparent alicyclic polyimide resin composition having a film thickness of 111 ⁇ m was obtained in the same manner as in Example 1 except that it was added so as to be. These total light transmittances and haze values were determined, and the glass transition temperature and surface resistivity were measured.
  • it corresponded to UL standard VTM-0 but the glass transition temperature was significantly lowered as compared with Example 1.
  • the results are shown in Table 2.
  • an alicyclic compound excellent in flame retardancy, transparency, heat resistance, and insulation characteristics without using a flame retardant such as a halogen compound or an antimony oxide compound which may be affected by the human body and the environment.
  • a polyimide resin composition and a thin molded body thereof are provided, and are used as sealing materials, protective film materials, and insulating materials for various electric / electronic parts that require transparency and flame retardancy.
  • it is suitably used for applications such as display substrates for computers and mobile phone devices, insulating substrates such as solar cells, and sealing materials for light emitting diodes.

Abstract

 本発明は、特定構造を有する脂環式ポリイミド樹脂(A)100質量部に対して、シアノ変性環状フェノキシフォスファゼン化合物(B)を1~13質量部含む脂環式ポリイミド樹脂組成物、及び該脂環式ポリイミド樹脂組成物から成る薄肉成型体であって成物溶液を流延させた後に加熱して得られる、薄肉成型体である。本発明は、ハロゲン系難燃剤、アンチモン系難燃剤、無機金属水和物、リン酸塩類等の難燃剤を含有することなく難燃化され、かつ透明性、耐熱性、絶縁特性にも優れる、脂環式ポリイミド樹脂組成物およびその薄肉成型体を得ることを目的とする。

Description

難燃化された脂環式ポリイミド樹脂組成物およびその薄肉成型体
 本発明は、ポリイミド樹脂組成物およびその薄肉成型体に関するものである。
 一般に、ポリイミド樹脂は芳香族テトラカルボン酸無水物と芳香族ジアミンを原料とし、これらの縮合反応により合成されるポリアミド酸を閉環反応して得られる耐熱性の樹脂である。このような全芳香族ポリイミド樹脂は分子鎖の剛直性、共鳴安定化、強い化学結合により熱分解に優れた抵抗を有し、酸化又は加水分解のような化学変化に対して高い耐久性を持ち、機械的特性及び電気的特性に優れる。加えて全芳香族ポリイミド樹脂は柔軟性があるため、電気、電子、自動車および航空宇宙産業などの分野においてフィルム、コーティング剤、成形部品および絶縁材料として幅広く使用されている。しかし、全芳香族ポリイミド樹脂は淡黄色から赤褐色に着色しているため、コンピュータや携帯電話機器等の基板に用いられているガラス及びセラミックの代替材料としては不向きである。
 フレキシブル性と耐熱性および機械強度を併せ持つ透明高耐熱性樹脂の技術開発が急務となっている。そのような要求を満足する材料として無色透明性ポリイミドに期待が持たれている。高い耐熱性と透明性を有するポリイミド樹脂として、繰り返し構造単位中にパーフルオロアルキル基を導入したフッ素化ポリイミド樹脂が報告されている(特許文献1及び特許文献2参照)。これらのポリイミド樹脂自体は、溶媒可溶性に乏しいことから、保存安定性の悪いポリアミド酸をキャストして膜形成した後、350℃の高温で加熱イミド化するため、フィルム成形や塗膜形成の際の熱処理条件によっては黄色に着色し、十分な透明性を得ることができないという欠点がある。
 一方、フィルム成形に高温処理を必要としない溶媒可溶性の透明ポリイミド樹脂として、4価の脂環式テトラカルボン酸およびその誘導体と2価のジアミンを構成成分とする脂環式ポリイミド樹脂、または4価のテトラカルボン酸およびその誘導体と2価の脂環式ジアミンを構成成分とする脂環式ポリイミド樹脂が報告されている。例えば、1,2,4,5-シクロヘキサンテトラカルボン酸二無水物と特定の構造を有するジアミンから調整したポリイミド樹脂溶液からガラス転移温度300℃以上で透明で着色の少ないフィルムを作製する方法について開示されている(特許文献3参照)。
 しかしながら、脂環式ポリイミド樹脂は脂環式成分や脂肪族成分をポリイミド樹脂に導入することにより溶剤溶解性を付与できる反面、燃焼しやすい欠点を有する。安全上の観点から、電気・電子部品の封止材料、保護膜材料、絶縁材料などとしての使用が制限されていた。また、コンピュータや携帯電話機器等のディスプレイ基板や太陽電池等の基板として使用する場合においても、難燃性は求められてきている。
 樹脂に難燃性を付与させるために複合化される難燃剤としては、一般的にハロゲン系難燃剤、アンチモン系難燃剤、ハロゲンおよびアンチモンを含まない難燃剤が使用される。
 ハロゲン系難燃剤は、ハロゲン化合物において、遊離するハロゲンの為に樹脂組成物の耐候性や電気特性が低下する問題、樹脂の高温暴露時に熱分解してハロゲン化水素を発生して環境を汚染する問題など多くの懸念材料がある。
 アンチモン系難燃剤の代表例として、酸化アンチモンがあげられる。通常難燃助剤として添加される酸化アンチモンに対しては、発ガン性が指摘されており、人体に対する安全性が問題とされている。
 上記の背景からハロゲン化合物およびアンチモン化合物を使用しない難燃性樹脂組成物が求められている。
 ハロゲンを含まない難燃剤としては、水酸化マグネシウムや水酸化アルミニウムなどの無機金属水和物、ポリリン酸アンモニウムなどのリン酸塩類などが挙げられる。しかしながら、これらの難燃剤は十分な難燃効果を得るために大量に添加する必要があり、透明性の低下を招く恐れがある。またこれらの難燃剤を樹脂に対して均一に複合化させることが難しく、機械特性の低下を招く恐れがある。
 またこれらはイオン成分を含有することから、ポリイミド樹脂が有している良好な絶縁特性が損なわれる場合がある。
 脂肪族化合物成分、脂環族化合物成分、もしくは、ビスフェノール化合物のアルキレンオキサイド付加物成分の少なくとも一種から選ばれる溶剤溶解性付与成分を含むポリイミド系樹脂に難燃性を付与させる方法として、環状フェノキシフォスファゼン化合物を複合化させる手法が報告されている(特許文献4参照)。特許文献4の実施例では、フォスファゼン化合物の添加のみでUL94規格のV-0に相当する難燃性を付与させるにはポリイミド樹脂100質量部に対し、フォスファゼン化合物が30質量部も添加され(実施例1参照)、フォスファゼン化合物の添加量を下げるためにアエロジェルなどの難燃助剤が配合される。このようなフォスファゼン化合物の添加量の増加や難燃助剤の配合は、無色透明性、耐熱性、電気絶縁性などの特性が損なわれる恐れがあり、実用性に劣る。
特開平8-143666号公報 特開平8-225645号公報 特開2003-168800号公報 特開2002-235001号公報
 本発明は、ハロゲン系難燃剤、アンチモン系難燃剤、無機金属水和物、リン酸塩類等の難燃剤を含有することなく難燃化され、かつ透明性、耐熱性、絶縁特性にも優れる脂環式ポリイミド樹脂組成物およびその薄肉成型体を提供することを目的とする。
 本発明者らは、上記課題を解決すべく、鋭意検討した結果、特定の構造を有する脂環式ポリイミド樹脂100質量部に対して、シアノ変性環状フェノキシフォスファゼン化合物1~13質量部を複合化することにより、透明性、耐熱性および絶縁特性に優れ、かつ難燃化された脂環式ポリイミド樹脂組成物が得られることを見出した。さらに、上記脂環式ポリイミド樹脂組成物から成る薄肉成型体であって、上記脂環式ポリイミド樹脂組成物を有機溶媒に溶解させてなる溶液を流延させた後、加熱することにより、全光線透過率が高く、ヘイズ値が低い薄肉成型体が得られることを見出し、本発明を完成するに至った。
 すなわち本発明は、下記一般式(1)で表される構造単位を有する脂環式ポリイミド樹脂(A)100質量部に対して、下記一般式(2)で表されるシアノ変性環状フェノキシフォスファゼン化合物(B)を1~13質量部含む脂環式ポリイミド樹脂組成物、及び該脂環式ポリイミド樹脂組成物から成る薄肉成型体であって、該脂環式ポリイミド樹脂組成物を有機溶媒に溶解させてなる脂環式ポリイミド樹脂組成物溶液を流延させた後に加熱して得られる、薄肉成型体である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000004
(式(1)中、R1は炭素数4~16の4価の脂環式炭化水素基であり、R2は炭素数2~28の2価の脂肪族炭化水素基、及び炭素数6~27の2価の芳香族炭化水素基から選ばれる少なくとも1つの基である。)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000005
(式(2)中、nは3または4の整数である。Xは、それぞれ独立にフェノキシ基又は4-シアノフェノキシ基であり、複数あるXのうち25%以上が4-シアノフェノキシ基であり、すべてのXが4-シアノフェノキシ基であってもよい。)
  本発明によれば、人体および環境への影響が懸念されるハロゲン化合物や酸化アンチモン化合物などの難燃剤を使用することなく、難燃性、透明性、耐熱性、絶縁特性に優れた脂環式ポリイミド樹脂組成物およびその薄肉成型体を提供することができる。
 本発明の脂環式ポリイミド樹脂(A)は、下記一般式(1)で表される繰り返し単位を有する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000006
 式(1)式中、R1は炭素数4~16の4価の脂環式炭化水素基である。R2は炭素数2~28の2価の脂肪族炭化水素基、及び炭素数6~27の2価の芳香族炭化水素基から選ばれる少なくとも1つの基である。R2は、スルフィド基、スルホニル基、スルフィニル基、カルボニル基、メトキシ基、エステル基、エーテル基、フルオロ基等を含んでもよい。R2は炭素数2~28の2価の脂肪族炭化水素基は、アリーレン基を介して連結した脂肪族炭化水素基でもよい。
 R1における炭素数4~16の4価の脂環族炭化水素基としては、炭素数6~12の4価の脂環式炭化水素基が好ましく、後で具体的に例示する脂環式テトラカルボン酸またはその誘導体に由来する脂環式炭化水素基がより好ましく、下記一般式(3)で表される構成単位に含まれるシクロヘキサンに由来する基が更に好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000007
 式(3)中、R2は前記と同じである。
 前記一般式(1)および(3)のR2における炭素数2~28の2価の脂肪族炭化水素基としては、後で具体的に例示する脂肪族ジアミンから2つのアミノ基を除いた基が挙げられる。同様に、R2における炭素数6~27の2価の芳香族炭化水素基としては、後で具体的に例示する芳香族ジアミンから2つのアミノ基を除いた基が挙げられる。
 前記一般式(1)および(3)のR2としては、炭素数6~27の2価の芳香族炭化水素基であって、R2に結合する窒素原子がR2の芳香環に直結する構造を有していることが好ましい。
 脂環式ポリイミド樹脂(A)は、炭素数4~16の4価の脂環式炭化水素基を有する脂環式テトラカルボン酸またはその誘導体と、炭素数2~28の2価の脂肪族炭化水素基を有する脂肪族ジアミン、及び炭素数6~27の2価の芳香族炭化水素基を有する芳香族ジアミンから選ばれる少なくとも1つのジアミンとを、有機溶媒中においてイミド化触媒の存在下で反応させることにより、合成される。
 脂環式テトラカルボン酸またはその誘導体としては、脂環式テトラカルボン酸、脂環式テトラカルボン酸エステル類、脂環式テトラカルボン酸二無水物などが挙げられる。これらの中で、脂環式テトラカルボン酸二無水物が好ましい。
 炭素数4~16の4価の脂環式炭化水素基を有する脂環式テトラカルボン酸二無水物としては、例えば、1,2,4,5-シクロペンタンテトラカルボン酸二無水物、1,2,4,5-シクロヘキサンテトラカルボン酸二無水物、ビシクロ[2.2.1]ヘプタンテトラカルボン酸二無水物、ビシクロ[2.2.2]オクト-7-エン-2,3,5,6-テトラカルボン酸二無水物、ビシクロ[2.2.2]オクタン-2,3,5,6-テトラカルボン酸二無水物、3,3',4,4'-ジシクロヘキシルテトラカルボン酸二無水物などが挙げられる。これらの中で、1,2,4,5-シクロヘキサンテトラカルボン酸二無水物が好ましい。これらの脂環式テトラカルボン酸二無水物は、単独あるいは二種以上混合して使用することができるが、1,2,4,5-シクロヘキサンテトラカルボン酸二無水物を単独で使用するのが好ましい。
 炭素数4~16の4価の脂環式炭化水素基を有するテトラカルボン酸としては、例えば、1,2,4,5-シクロペンタンテトラカルボン酸、1,2,4,5-シクロヘキサンテトラカルボン酸、ビシクロ[2.2.1]ヘプタンテトラカルボン酸、ビシクロ[2.2.2]オクト-7-エン-2,3,5,6-テトラカルボン酸、ビシクロ[2.2.2]オクタン-2,3,5,6-テトラカルボン酸、3,3',4,4'-ジシクロヘキシルテトラカルボン酸などが挙げられる。
 炭素数4~16の4価の脂環式炭化水素基を有するテトラカルボン酸エステル類としては、例えば、1,2,4,5-シクロヘキサンテトラカルボン酸メチルエステル、1,2,4,5-シクロヘキサンテトラカルボン酸ジメチルエステル、1,2,4,5-シクロヘキサンテトラカルボン酸トリメチルエステル、1,2,4,5-シクロヘキサンテトラカルボン酸テトラメチルエステル、ビシクロ[2.2.2]オクト-7-エン-2,3,5,6-テトラカルボン酸メチルエステル、ビシクロ[2.2.2]オクト-7-エン-2,3,5,6-テトラカルボン酸ジメチルエステル、ビシクロ[2.2.2]オクト-7-エン-2,3,5,6-テトラカルボン酸トリメチルエステル、ビシクロ[2.2.2]オクト-7-エン-2,3,5,6-テトラカルボン酸テトラメチルエステル、ビシクロ[2.2.1]ヘプタンテトラカルボン酸メチルエステル、ビシクロ[2.2.1]ヘプタンテトラカルボン酸ジメチルエステル、ビシクロ[2.2.1]ヘプタンテトラカルボン酸トリメチルエステル、ビシクロ[2.2.1]ヘプタンテトラカルボン酸テトラメチルエステル、ビシクロ[2.2.2]オクタン-2,3,5,6-テトラカルボン酸メチルエステル、ビシクロ[2.2.2]オクタン-2,3,5,6-テトラカルボン酸ジメチルエステル、ビシクロ[2.2.2]オクタン-2,3,5,6-テトラカルボン酸トリメチルエステル、ビシクロ[2.2.2]オクタン-2,3,5,6-テトラカルボン酸テトラメチルエステル、3,3',4,4'-ジシクロヘキシルテトラカルボン酸メチルエステル、3,3',4,4'-ジシクロヘキシルテトラカルボン酸ジメチルエステル、3,3',4,4'-ジシクロヘキシルテトラカルボン酸トリメチルエステル、3,3',4,4'-ジシクロヘキシルテトラカルボン酸テトラメチルエステルなどが挙げられる。
 前記脂肪族ジアミン、及び前記芳香族ジアミンは、下記一般式(4)で示される。
  H2N-R2-NH2    (4)
 式(4)中、R2は前記と同じである。すなわち、前記脂肪族ジアミンは、炭素数2~28の2価の脂肪族炭化水素基に直接2つのアミノ基が結合した構造を有している。炭素数2~28の2価の脂肪族炭化水素基としては、アリーレン基を介して連結した脂肪族炭化水素基でもよい。
 前記芳香族ジアミンは、炭素数6~27の2価の芳香族炭化水素基に直接2つのアミノ基が結合した構造を有している。
 前記脂肪族ジアミンおよび前記芳香族ジアミンは、それぞれ骨格の中にスルフィド基、スルホニル基、スルフィニル基、カルボニル基、メトキシ基、エステル基、エーテル基、フルオロ基を含んでもよい。
 前記脂肪族ジアミンとしては、特に限定されないが、直鎖状又は分枝鎖状の脂肪族ジアミンでもよく、脂環構造を含む脂肪族ジアミンであってもよい。直鎖状又は分枝鎖状の脂肪族ジアミンとしては、エチレンジアミン、テトラメチレンジアミン、パラキシリレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、2,5-ジメチルヘキサメチレンジアミン、トリメチルヘキサメチレンジアミン、ポリエチレングリコールビス(3-アミノプロピル)エーテル、ポリプロピレングリコールビス(3-アミノプロピル)エーテル、メタキシリレンジアミン、シロキサンジアミンなどが挙げられる。脂環構造を含む脂肪族ジアミンとしては、4,4-ジアミノジシクロヘキシルメタン、イソホロンジアミン、ノルボルナンジアミン、1,3-ビス(アミノメチル)シクロヘキサン、1,3-ジアミノシクロヘキサン、1,4-ジアミノシクロヘキサン、ビシクロヘキシルジアミンなどが挙げられる。これらのジアミンは、単独あるいは二種以上混合して使用することができる。
 前記芳香族ジアミンとしては、特に限定されないが4,4'-ジアミノジフェニルエーテル、3,4'-ジアミノジフェニルエーテル、4,4'-ジアミノジフェニルメタン、1,3-フェニレンジアミン、1,4-フェニレンジアミン、4,4'-ジアミノ-3,3'-ジメチルビフェニル、4,4'-ジアミノ-2,2'-ジメチルビフェニル、4,4'-ジアミノ-2,2'-ジメトキシビフェニル、4,4'-ジアミノ-2,2'-ビス(トリフルオロメチル)ビフェニル、4,4'-ジアミノジフェニルスルフィド、4,4'-ジアミノジフェニルスルホン、4,4'-ジアミノベンゾフェノン、9,9-ビス(4-アミノフェニル)フルオレン、1,1-ビス[4―(4-アミノフェノキシ)フェニル]シクロヘキサン、2,2-ビス(3-アミノフェニル)プロパン、2,2-ビス(4-アミノフェニル)プロパン、2,2-ビス[4-(4-アミノフェノキシ)フェニル]プロパン、2,2-ビス[4-(4-アミノフェノキシ)フェニル]-1,1,1,3,3,3-ヘキサフルオロプロパン、1,3-ビス(3-アミノ-α,α-ジメチルベンジル)ベンゼン、1,3-ビス(4-アミノ-α,α-ジメチルベンジル)ベンゼン、1,4-ビス(3-アミノ-α,α-ジメチルベンジル)ベンゼン、1,4-ビス(4-アミノ-α,α-ジメチルベンジル)ベンゼン、1,4-ビス(3-アミノフェノキシ)ベンゼン、1,4-ビス(4-アミノフェノキシ)ベンゼン、1,3-ビス(3-アミノフェノキシ)ベンゼン、1,3-ビス(4-アミノフェノキシ)ベンゼン、4,4'-ビス(3-アミノフェノキシ)ビフェニル、4,4'-ビス(4-アミノフェノキシ)ビフェニル、ビス[4-(3-アミノフェノキシ)フェニル]ケトン、ビス[4-(4-アミノフェノキシ)フェニル]ケトン、ビス[4-(3-アミノフェノキシ)フェニル]スルフィド、ビス[4-(4-アミノフェノキシ)フェニル]スルフィド、ビス[4-(3-アミノフェノキシ)フェニル]エーテル、ビス[4-(4-アミノフェノキシ)フェニル]エーテル、ビス[4-(3-アミノフェノキシ)フェニル]スルホン、ビス[4-(4-アミノフェノキシ)フェニル]スルホンなどが挙げられる。これらのジアミンは、単独あるいは二種以上混合して使用することができる。
 上記ジアミンの中でも、耐熱性が高いポリイミドを得られる点で、前記芳香族ジアミンが好ましい。前記芳香族ジアミンの中でも、高分子量化が容易で、耐熱性に優れるという点で、1,4-ビス(4-アミノ-α,α-ジメチルベンジル)ベンゼン、4,4'-ビス(4-アミノフェノキシ)ビフェニル、9,9-ビス(4-アミノフェニル)フルオレン、4,4'-ジアミノジフェニルエーテル、4,4'-ジアミノ-2,2'-ジメトキシビフェニル、4,4'-ジアミノ-2,2'-ビス(トリフルオロメチル)ビフェニルが好ましい。
 本発明の脂環式ポリイミド樹脂(A)の製造時に使用する有機溶媒は、環状エーテル、環状ケトン、環状エステル、アミド、およびウレアからなる群から選ばれる構造を少なくとも1つ含有する溶媒が好ましい。具体例としては、特に限定されないがγ-ブチロラクトン、N,N-ジメチルアセトアミド、N,N-ジメチルフォルムアミド、N-メチル-2-ピロリドン、ジメチルスルホキシド、ヘキサメチルホスホルアミド、シクロペンタノン、シクロヘキサノン、1,3-ジオキソラン、1,4-ジオキサン、テトラメチルウレア、テトラヒドロフランなどの非プロトン性の極性有機溶媒から選ばれる少なくとも1つを含有することが好ましい。中でも、γ-ブチロラクトン、N,N-ジメチルアセトアミド、N,N-ジメチルフォルムアミドおよびN-メチル-2-ピロリドンより選ばれる一種以上であることがより好ましい。
 脂環式ポリイミド樹脂(A)の製造時に使用するイミド化触媒としては、トリエチルアミン、トリプロピルアミン、トリブチルアミン、ピリジン、キノリン、イソキノリン、α-ピコリン、β-ピコリン、N,N-ジメチルアニリン、N,N-ジエチルアニリンなどの3級アミン、あるいはクロトン酸、安息香酸、メチル安息香酸、オキシ安息香酸、ベンゼンスルホン酸、パラトルエンスルホン酸などの酸類を使用することができるが、3級アミンを使用するのが好ましい。
 以下に脂環式ポリイミド樹脂(A)の製造方法の例を示すが、製造方法は下記に限定されない。
 30℃以下の温度においてジアミンを有機溶媒に溶解させた溶液と脂肪族テトラカルボン酸またはその誘導体を混合し、4~30℃の温度において反応させ、ポリアミド酸溶液を得る。上記ポリアミド酸溶液にイミド化触媒を添加して、生成水を系外に留出しつつ脱水イミド化反応を行い、脂環式ポリイミド樹脂(A)の溶液を得る。
 ジアミンと脂環式テトラカルボン酸またはその誘導体とのモル比(ジアミン/脂肪族テトラカルボン酸またはその誘導体)としては、0.95~1.05の範囲が好ましく、特に0.99~1.01の範囲が好ましい。ジアミンと脂環式テトラカルボン酸またはその誘導体とのモル比が0.95以上、もしくは1.05以下であれば、高分子量化が十分に進行し、薄肉成型体が脆くなるのを防ぐことができる。
 イミド化触媒とジアミンの適正なモル比(イミド化触媒/ジアミン)としては、0.01~1.0の範囲が好ましく、0.05~0.5の範囲がより好ましい。イミド化触媒とジアミンのモル比が0.01以上であれば、イミド化触媒の触媒作用により、イミド化反応が十分に進行し、1.0以下であれば、イミド化触媒自体を除去するのが容易であり、後述する脂環式ポリイミド樹脂組成物から成る薄肉成型体の着色を防止することができるだけでなく、脂環式ポリイミド樹脂の溶解性が低下するのを防止することができる。
 脱水イミド化反応では、水を主成分とする留出液を反応槽上部に取り付けた蒸気冷却塔とそれに係合した留出液貯留装置によって反応系外へ除去する。反応温度は、通常160~200℃の範囲であり、好ましくは170~190℃の範囲、より好ましくは180~190℃の範囲である。160℃以上であれば、イミド化および高分子量化が十分に進行し、200℃以下であれば、溶液粘度が著しく増加した場合に反応容器の壁面に樹脂が焦げ付くなどの不具合が発生するのを防止することができる。なお、場合によってはトルエン、キシレンなどの共沸脱水剤を用いても良い。反応圧力は通常、常圧であるが、必要に応じて加圧でも反応を行うことができる。反応温度の保持時間としては、少なくとも1時間以上が必要であり、より好ましくは3時間以上である。1時間未満であると、イミド化および高分子量化が十分に進行しない恐れがある。反応時間について上限は特にないが、通常3~10時間の範囲で行う。
 上記工程における有機溶媒を含む全質量部に対する脂環式ポリイミド樹脂の固形分濃度は、好ましくは20質量%以上50質量%以下であり、より好ましくは30質量%以上40質量%以下である。20質量%以上であれば、ポリイミド樹脂の固有粘度が適度に上昇し、高分子量化が十分に進行するため、薄肉成型体が脆くなるのを防止することができる。また50質量%以下であれば、ポリイミド樹脂の固有粘度の上昇に伴ってポリイミド樹脂溶液の粘度が過度に上昇するのを抑えることができ、均一に撹拌することができるため、樹脂の焦げ付きが発生するのを防止することができる。上記有機溶媒に溶解させる温度としては、少なくとも20℃以上であることが望ましく、好ましくは30℃~100℃の温度範囲である。20℃以上であれば、適度な溶液粘度を有するために、取り扱い性が向上する。
 上記脂環式ポリイミド樹脂溶液に対して過剰のメタノールを混合して攪拌し、脂環式ポリイミド樹脂の沈殿物を得る。上記沈殿物をろ過した後真空下で加熱し、白色粉末状の脂環式ポリイミド樹脂(A)が得られる。
 なお上記製造方法において、イミド化触媒は脂環式テトラカルボン酸またはその誘導体を添加する以前に加えてもよい。その場合は、一般的にポリアミド酸を形成する反応条件である室温付近ないしそれ以下の温度に保つ必要なく、即座に加熱を開始し、脱水イミド化を行うことができる。
 本発明に用いられるシアノ変性環状フェノキシフォスファゼン化合物(B)としては、下記一般式(2)で示されるシアノフェノール置換環状フォスファゼンまたはシアノフェノール・フェノール混合置換環状フォスファゼンである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000008
(式(2)中、nは3または4の整数である。Xは、それぞれ独立にフェノキシ基又は4-シアノフェノキシ基であり、複数あるXのうち25%以上が4-シアノフェノキシ基であり、すべてのXが4-シアノフェノキシ基であってもよい。)
 上記シアノ変性環状フェノキシフォスファゼン化合物は、後述する有機溶媒に対する溶解度が高く、脂環式ポリイミド樹脂(A)に対しても良好な相溶性を示すため、薄肉成型体に十分な透明性を付与することができる。また、シアノ変性された置換基を有することにより、従来の環状フェノキシフォスファゼン化合物に比べて高温時における質量減少が小さく高温信頼性に優れるだけでなく、樹脂成型体の誘電特性を損ないにくい。また、単位質量当たりの窒素含有比率が高いことから、少量添加で優れた難燃性が発揮される。よって、シアノ変性環状フェノキシフォスファゼン化合物を複合化して得られる脂環式ポリイミド樹脂組成物およびその薄肉成型体は透明性に優れ、さらに耐熱性および機械強度も低下しにくい。
 上記一般式(2)におけるリン原子に結合するすべてのXの中で、4-シアノフェノキシ基である割合は、25~100%であり、35~75%であることがより好ましく、45~55%であることがより好ましい。
 シアノ変性環状フェノキシフォスファゼン化合物は、合成したものを用いてもよいし、市販品を用いてもよい。市販品としては、例えば、ラビトルFP-300(以上、(株)伏見製薬工業社製、商品名)等が挙げられる。シアノ変性環状フェノキシフォスファゼン化合物は、1種単独で用いてもよいし2種以上を併用してもよい。
 本発明の脂環式ポリイミド樹脂組成物中のシアノ変性環状フェノキシフォスファゼン化合物の配合量は、脂環式ポリイミド樹脂100質量部に対して1~13質量部であることが必要であり、1~10質量部であることが好ましい。シアノ変性環状フェノキシフォスファゼン化合物の配合量が13質量部を超えると、後述する脂環式ポリイミド樹脂組成物から成る薄肉成型体において、ガラス転移温度が低下し耐熱性が損なわれる。また上記薄肉成型体において全光線透過率の低下およびヘイズ値の上昇を招き、透明性が低下する。さらに機械強度が低下する場合がある。配合量が1質量部未満の場合、難燃性が損なわれるため実用的ではない。
 上記脂環式ポリイミド樹脂組成物は、シアノ変性環状フェノキシフォスファゼン化合物以外に、本発明の効果を阻害しない範囲で、分子量の大きい縮合型リン酸エステル類や環状有機リン化合物等を含んでもよい。縮合型リン酸エステル類や環状有機リン化合物等の具体例としては、レゾルシノールビス(フェニル)フォスフェート、レゾルシノールビス(2,6-ジキシレニル)フォスフェート、ビスフェノールAビス(ジフェニル)フォスフェート、ビスフェノールAビス(ジクレジル)フォスフェート、9,10-ジヒドロ-9-オキサ-10-ホスファフェナントレン-10-オキシド(三光(株)、商品名:HCA)などが挙げられるが、これらに限定されるものではない。
 また、上記脂環式ポリイミド樹脂組成物は、公知の添加剤、例えば2,6-ジ-t-ブチル-4-メチルフェノール、2-(1-メチルシクロヘキシル)-4,6-ジメチルフェノール、2,2-メチレンビス-(4-エチル-6-t-メチルフェノール)、4,4’-チオビス-(6-t-ブチル-3-メチルフェノール)などの酸化防止剤、2,2’-ジヒドロキシ-4-メトキシベンゾフェノン、2-(2’-ヒドロキシ-4’-n-オクトキシフェニル)ベンゾトリアゾール、p-t-ブチルフェニルサリシレートなどの紫外線吸収剤、炭酸カルシウム、クレー、シリカ、ガラス繊維、カーボン繊維などの充填剤および各種界面活性剤を必要に応じて透明性を保持する範囲内で含んでもよい。
 また、上記脂環式ポリイミド樹脂組成物は、環状エーテル、環状ケトン、環状エステル、アミド、およびウレアからなる群から選ばれる構造を少なくとも1つ含有する有機溶媒を含んでいてもよい。具体例としては、特に限定されないがγ-ブチロラクトン、N,N-ジメチルアセトアミド、N,N-ジメチルフォルムアミド、N-メチル-2-ピロリドン、ジメチルスルホキシド、ヘキサメチルホスホルアミド、シクロペンタノン、シクロヘキサノン、1,3-ジオキソラン、1,4-ジオキサン、テトラメチルウレア、テトラヒドロフランなどの非プロトン性の極性有機溶媒から選ばれる少なくとも1つを含有することができる。中でも、γ-ブチロラクトン、N,N-ジメチルアセトアミド、N,N-ジメチルフォルムアミドおよびN-メチル-2-ピロリドンから選ばれる少なくとも1つであることがより好ましい。
 本発明の脂環式ポリイミド樹脂組成物から成る薄肉成型体は下記の方法により製造される。
工程(1):脂環式ポリイミド樹脂(A)とシアノ変性環状フェノキシフォスファゼン化合物(B)と有機溶媒の3成分を含む脂環式ポリイミド樹脂組成物溶液を調製する。
工程(2):該溶液を支持体上に膜状に押し出しまたは塗布した後、該溶液を加熱し、有機溶媒を揮発させることにより脂環式ポリイミド樹脂組成物から成る薄肉成型体を製造する。
 工程(1)の脂環式ポリイミド樹脂(A)とシアノ変性環状フェノキシフォスファゼン化合物(B)と有機溶媒の3成分を含む脂環式ポリイミド樹脂組成物溶液を調製する方法としては、脂環式ポリイミド樹脂(A)を有機溶媒に溶解させた脂環式ポリイミド樹脂溶液(A’)と、シアノ変性環状フェノキシフォスファゼン化合物(B)を混合する方法、あるいは、シアノ変性環状フェノキシフォスファゼン化合物(B)を脂環式ポリイミド樹脂(A)と均一に混合し得る有機溶媒に予め溶解または膨潤させたもの(B’)と、前記溶液(A’)を混合する方法のいずれでもよい。該工程(1)における混合時の温度は、20~90℃であることが好ましい。いずれの際も混合後に均一になるまで混練機などにより機械的剪断下で撹拌することが重要である。
 工程(1)で得られる脂環式ポリイミド樹脂組成物溶液中の固形分濃度としては、10~50質量%が好ましく、20~40質量%がより好ましい。10質量%以上であれば、薄肉成型体の厚みを保持することが困難になったり、有機溶媒の除去に長時間を要するという不具合が発生するのを防止することができる。また、50質量%以下であれば、脂環式ポリイミド樹脂組成物溶液の流動性が悪くなることにより薄肉成型体の形成が困難になるという不具合が発生するのを防止することができる。
 工程(2)における支持体の材質は特に限定されないが、ガラス基板、ステンレス製基板の他に、ポリエチレンテレフタレートやポリエチレンナフタレートのような有機高分子のフィルムを使用することもできる。
 工程(2)において、上記支持体上に膜状に押し出しまたは塗布し、塗工層を形成する方法としては、公知の方法を使用できる。例えば、ダイ押し出しによる流延法、アプリケーター、コーター等を用いる方法が挙げられる。
 次いでホットプレート上あるいは乾燥炉中において、その塗工層を、自己支持性を有するまで120℃以下の温度で約30~60分加熱し、有機溶媒を揮発させる。次いで、これを支持体から引き剥がし、金属製クリップあるいはテンターにより端部を固定する。次いで、窒素気流下または減圧において、膜の収縮を制限しながら残留有機溶媒の突沸が起こらないように少なくとも有機溶媒の沸点まで昇温し、好ましくは少なくとも有機溶媒の沸点よりも5~10℃高い温度まで昇温し、該温度において乾燥およびアニール処理することで残留溶媒の除去を行い、薄肉成型体を得る。
 上記薄肉成型体中に含まれる有機溶媒の含有率は1質量%未満であることが好ましい。有機溶媒の含有率が1質量%未満であると、可塑化の作用により薄肉成型品のガラス転移温度が低下して熱変形等の不具合が発生するのを防止することができ、高温曝露時における溶媒の酸化分解等により着色するのを防止することができる。
 上記薄肉成型体の肉厚は、成型方法の観点から、1μm~1mmであることが好ましく、10~500μmであることがより好ましく、30~300μmであることが更に好ましい。
 上記薄肉成型体は、膜厚100μmにおける全光線透過率が88%以上であることが好ましく、89%以上であることがより好ましい。全光線透過率が88%以上であると、コンピュータや携帯電話機器等のディスプレイ基板や太陽電池等の基板として使用する場合において透明性が十分である。
 上記薄肉成型体は、膜厚100μmにおけるヘイズ値が1.3以下であることが好ましく、1.0以下であることがより好ましい。ヘイズ値が1.3以下であれば、コンピュータや携帯電話機器等のディスプレイ基板や太陽電池等の基板として使用する場合において透明性が十分である。
 上記薄肉成型体の耐熱指標であるガラス転移温度としては、240℃以上であることが好ましい。上記薄肉成形体のガラス転移温度が240℃以上であれば、十分な耐熱性が確保される。コンピュータ、携帯電話機器等のディスプレイ基板として透明導電層を形成する際、導電層の絶縁抵抗を下げ、電子移動度を上げるため、250℃以上の熱処理プロセスが必要とされている。また、各種の電気・電子部品中におけるフレキシブル金属張積層体の絶縁基板として使用する場合、より高い耐熱性が要求される。上記の観点から、上記薄肉成形体のガラス転移温度としては250℃以上が好ましく、より好ましくは270℃以上である。上記薄肉成形体のガラス転移温度が250℃以上であれば、半田工程で不具合が発生するのを防止することができる。
 本発明の脂環式ポリイミド樹脂組成物から成る薄肉成型体は、優れた透明性、耐熱性、絶縁特性および難燃性を活かして、光学材料をはじめ電気・電子部品の封止材料、保護膜材料、絶縁材料として好適である。また、上記方法により得た脂環式ポリイミド樹脂組成物溶液を光電変換素子の上に塗布した後、有機溶媒を揮発させることにより、耐熱性に優れ、高い屈折率を有する樹脂封止部を形成し、優れた光電変換デバイスを得ることができる。また、発光ダイオード用封止樹脂には発光波長を可視領域に変換する等の目的で蛍光材料などが混合される場合がある。本発明の脂環式ポリイミド樹脂は各種蛍光材料と混合した場合に混合性、分散性、安定性に優れているので、発光ダイオード用の封止材料として好ましい。
 以下、実施例により本発明を具体的に説明する。但し、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。
 各製造例で得られた脂環式ポリイミド樹脂(A)および各実施例および比較例で得られた脂環式ポリイミド樹脂組成物から成る薄肉成型体の物性は、以下に示す方法で測定した。
<対数粘度測定>
 製造例1~4において得られた脂環式ポリイミド樹脂溶液を無水メタノールに投入し、固体を析出させて未反応単量体を除去した後、濾過してから80℃で12時間真空乾燥して得られたポリイミド樹脂0.1gをN-メチル-2-ピロリドン20mLに溶解させ、キャノンフェンスケ粘度計を使用して30℃における対数粘度を測定した。対数粘度(μ)は下記式により求められた。
   μ=ln(ts/t0)/C
   t0:溶媒の流れる時間
   ts:希薄高分子溶液の流れる時間
   C:0.5g/dL
<ガラス転移温度>
 脂環式ポリイミド樹脂組成物の耐熱性はエス・アイ・アイ・ナノテクノロジー(株)製示差熱分析装置(型番DSC-6220)により、窒素雰囲気下において10℃/分で400℃まで昇温し、ガラス転移温度を測定した。
<全光線透過率およびヘイズ値>
 脂環式ポリイミド樹脂組成物の薄肉成型品を用いて、「JIS K7105透明度試験法」に準ずる無色性、透明性を評価する指標として、日本電色工業(株)製色差・濁度測定器(型番COH-400)を用いて全光線透過率およびヘイズ値を求めた。
<表面抵抗率>
 脂環式ポリイミド樹脂組成物の薄肉成型品の絶縁特性は、23℃/50%RH環境下においてアドバンテスト(株)製の微小電流計(型番R-8340)を使用して、表面抵抗率を測定することにより評価した。
<難燃性評価>
 脂環式ポリイミド樹脂組成物からなる厚み約0.1mmの薄肉成型品を50mm×200mmに切り、直径12.7mm、長さ200mmの筒状になるように丸め、UL94VTM規格に準拠した試験片を作製し、垂直燃焼試験を実施した。
(参考例)
<1,2,4,5-シクロヘキサンテトラカルボン酸二無水物の合成>
 内容積5リットルのハステロイ製(HC22)オートクレーブにピロメリット酸552g、活性炭にロジウム(Rh)を担持させた触媒(エヌ・イーケムキャット(株)製)200g、水1656gを仕込み、撹拌をしながら反応容器内を置換し、反応器の水素圧を5.0MPaとして60℃まで昇温した。水素圧を5.0MPaに保ちながら2時間反応させた。反応容器内の水素ガスを窒素ガスで置換し、反応液をオートクレーブから抜き出し、この反応液を濾過して触媒を分離した。濾過液をロータリーエバポレーターで減圧下で水を飛ばして濃縮し、結晶を析出させた析出した結晶を室温で固液分離し、乾燥して1,2,4,5-シクロヘキサンテトラカルボン酸481g(収率85.0%)を得た。続いて、得られた1,2,4,5-シクロヘキサンテトラカルボン酸481gと無水酢酸4000gとを、5リットルのガラス製セパラブルフラスコに仕込み、撹拌をしながら反応容器内を窒素ガスで置換した。窒素ガス雰囲気下に溶媒の還流温度まで昇温し、10分間溶媒を還流させた。撹拌しながら室温まで冷却し、結晶を析出させた。析出した結晶を固液分離し、乾燥して一次結晶を得た。さらに分離母液をロータリーエバポレーターにて減圧下に濃縮し、結晶を析出させた。この結晶を固液分離し、乾燥して二次結晶を得た。一次結晶、二次結晶を合わせて1,2,4,5-シクロヘキサンテトラカルボン酸二無水物375gが得られた(無水化の収率96.6%)。
 製造例にて使用したテトラカルボン酸二無水物とジアミン、および実施例と比較例にて使用した難燃剤に関しては、以下のとおりである。
<テトラカルボン酸二無水物>
H-PMDA: 1,2,4,5-シクロヘキサンテトラカルボン酸二無水物
<ジアミン>
BisAP: 1,4-ビス(4-アミノ-α,α-ジメチルベンジル)ベンゼン
BAPB: 4,4’-ビス(4-アミノフェノキシ)ビフェニル
BAFL: 9,9-ビス(4-アミノフェニル)フルオレン
DCHM: 4,4-ジアミノジシクロヘキシルメタン
<難燃剤>
B1:シアノ変性環状フェノキシフォスファゼン化合物〔(株)伏見製薬所製、商品名ラビトルFP-300(前記一般式(2)においてnが3及び4の混合物であり、すべてのXのうち4-シアノフェノキシ基である割合が50%である。)〕
B2:トリフェニルホスフェート(大八化学工業(株)製、商品名TPP)
B3:レゾルシノールビス(フェニル)フォスフェート(大八化学工業(株)製、商品名CR-733S)
B4:フェノキシフォスファゼン化合物(大塚化学(株)製、商品名SPS-100)
(製造例1)
<脂環式ポリイミド樹脂(A1)の合成>
 温度計、撹拌器、窒素導入環、分留器付き冷却管を備えた500mLの5つ口フラスコに、1,4-ビス(4-アミノ-α,α-ジメチルベンジル)ベンゼン24.18g(0.07モル)および4,4’-ビス(4-アミノフェノキシ)ビフェニル11.07g(0.03モル)溶剤としてSP値12.6のγ-ブチロラクトン68.19g及び、SP値10.8のN,N-ジメチルアセトアミド17.25gを仕込んで溶解させ、氷水バスを用いて5℃に冷却した。同温に保ちながら、1,2,4,5-シクロヘキサンテトラカルボン酸二無水物22.45(0.1モル)およびイミド化触媒としてトリエチルアミン0.51g(0.005モル)を一括で添加した。滴下終了後、180℃に昇温し、随時留出液を留去させながら5時間還流を行い反応終了とし、内温が120℃になるまで空冷した後、希釈溶剤としてN,N-ジメチルアセトアミド143.7gを加え、撹拌しながら冷却し、固形分濃度20質量%の脂環式ポリイミド樹脂溶液(A1’)を得た。上記溶液の一部を1Lのメタノールに注ぎ入れてポリマーを沈殿させ、ろ過、メタノール洗浄を行った後、100℃の真空乾燥機中24時間乾燥させ、白色粉末(脂環式ポリイミド樹脂A1)を得た。この粉末のIRスペクトルを測定したところ、イミド基に特有の1704、1770cm-1の吸収が見られた。脂環式ポリイミド樹脂(A1)の対数粘度を測定したところ、1.05であった。
(製造例2)
<脂環式ポリイミド樹脂(A2)の合成>
 温度計、撹拌器、窒素導入環、分留器付き冷却管を備えた500mLの5つ口フラスコに、4,4’-ビス(4-アミノフェノキシ)ビフェニル36.89g(0.1モル)溶剤としてSP値12.6のγ-ブチロラクトン71.18g及び、SP値10.8のN,N-ジメチルアセトアミド17.79gを仕込んで溶解させ、氷水バスを用いて5℃に冷却した。同温に保ちながら、1,2,4,5-シクロヘキサンテトラカルボン酸二無水物22.45(0.1モル)およびイミド化触媒としてトリエチルアミン0.51g(0.005モル)を一括で添加した。滴下終了後、180℃に昇温し、随時留出液を留去させながら5時間還流を行い反応終了とし、内温が120℃になるまで空冷した後、希釈溶剤としてN,N-ジメチルアセトアミド134.7gを加え、撹拌しながら冷却し、固形分濃度20質量%の脂環式ポリイミド樹脂溶液(A2’)を得た。上記溶液の質量は278.26g、また、留出液総質量は3.66gであった。上記溶液の一部を1Lのメタノールに注ぎ入れてポリマーを沈殿させ、ろ過、メタノール洗浄を行った後、100℃の真空乾燥機中24時間乾燥させ、白色粉末(脂環式ポリイミド樹脂(A2))を得た。この粉末のIRスペクトルを測定したところ、イミド基に特有の1705、1768cm-1の吸収が見られた。脂環式ポリイミド樹脂(A2)の対数粘度を測定したところ、1.24であった。
(製造例3)
<脂環式ポリイミド樹脂(A3)の合成>
 温度計、撹拌器、窒素導入環、分留器付き冷却管を備えた500mLの5つ口フラスコに、9,9-ビス(4-アミノフェニル)フルオレン27.95g(0.08モル)および4,4’-ビス(4-アミノフェノキシ)ビフェニル7.38g(0.02モル)溶剤としてSP値12.6のγ-ブチロラクトン69.31g及び、SP値10.8のN,N-ジメチルアセトアミド17.33gを仕込んで溶解させ、氷水バスを用いて5℃に冷却した。同温に保ちながら、1,2,4,5-シクロヘキサンテトラカルボン酸二無水物22.45(0.1モル)およびイミド化触媒としてトリエチルアミン0.51g(0.005モル)を一括で添加した。滴下終了後、180℃に昇温し、随時留出液を留去させながら5時間還流を行い反応終了とし、内温が120℃になるまで空冷した後、希釈溶剤としてN,N-ジメチルアセトアミド130.7gを加え、撹拌しながら冷却し、固形分濃度20質量%の脂環式ポリイミド樹脂溶液(A3’)を得た。上記溶液の質量は270.26g、また、留出液総質量は4.35gであった。上記溶液の一部を1Lのメタノールに注ぎ入れてポリマーを沈殿させ、ろ過、メタノール洗浄を行った後、100℃の真空乾燥機中24時間乾燥させ、白色粉末(脂環式ポリイミド樹脂(A3))を得た。この粉末のIRスペクトルを測定したところ、イミド基に特有の1704、1771cm-1の吸収が見られた。脂環式ポリイミド樹脂(A3)の対数粘度を測定したところ、1.16であった。
(製造例4)
<脂環式ポリイミド樹脂(A4)の合成>
 温度計、撹拌器、窒素導入環、分留器付き冷却管を備えた500mLの5つ口フラスコに、4,4-ジアミノジシクロヘキシルメタン21.14g(0.1モル)と有機溶媒としてSP値11.3のN-メチル-2-ピロリドン54.54gおよびSP値10.8のN, N-ジメチルアセトアミド13.60gを仕込んで溶解させ、氷水バスを用いて5℃に冷却した。同温に保ちながら、1,2,4,5-シクロヘキサンテトラカルボン酸二無水物22.62g(0.1モル)およびイミド化触媒としてトリエチルアミン0.50g(0.005モル)を一括で添加した。130℃まで昇温し、30分程撹拌することにより、生成した塊状の塩が均一に溶解した。その後、180℃に昇温し、随時留出液を留去させながら6時間還流を行い反応終了とし、内温が120℃になるまで空冷した後、希釈溶媒としてN,N-ジメチルアセトアミド113.4gを加え、撹拌しながら冷却し、濃度20質量%の脂環式ポリイミド樹脂溶液(A4')を得た。上記溶液の質量は223.82g、また、留出液総質量は3.54gであった。上記溶液の一部を1Lのメタノールに注ぎ入れてポリマーを沈殿させ、ろ過、メタノール洗浄を行った後、100℃の真空乾燥機中24時間乾燥させ、白色粉末(脂環式ポリイミド樹脂(A4))を得た。この粉末のIRスペクトルを測定したところ、イミド基に特有の1691、1764cm-1の吸収が見られた。脂環式ポリイミド樹脂(A4)の対数粘度を測定したところ、0.86であった。
(実施例1)
 製造例1で得られた脂環式ポリイミド樹脂溶液(A1’)に難燃剤としてシアノ変性環状フェノキシフォスファゼン化合物(B1)をポリイミド樹脂固形分100質量部に対しての含有量が3質量部となるように室温で添加し、70℃の条件で2時間撹拌混合し、脂環式ポリイミド樹脂組成物溶液を得た。溶液の濃度は20.48質量%であった。得られた脂環式ポリイミド樹脂組成物溶液を、1000μmのドクターブレードを用いて、プラスチック離型剤(ペリコート)を均一に塗布したガラス基板上にキャストした。これをホットプレートで100℃、60分間保持し、溶媒を揮発させることで自己支持性を有する無色透明な一次乾燥フィルムを得た。このフィルムをステンレス枠に固定し、200℃で3時間真空乾燥により、残留溶媒の除去を行い、膜厚97μmの透明な脂環式ポリイミド樹脂組成物から成る薄肉成型体を得た。これらの全光線透過率およびヘイズ値を求め、ガラス転移温度、表面抵抗率を測定した。また、燃焼性試験を実施した結果、UL規格VTM-0に相当した。結果を表1に示す。
(実施例2)
 製造例2で得られた脂環式ポリイミド樹脂溶液(A2’)に難燃剤としてシアノ変性環状フェノキシフォスファゼン化合物(B1)をポリイミド樹脂固形分100質量部に対しての含有量が5質量部となるように室温で添加し、70℃の条件で2時間撹拌混合し、脂環式ポリイミド樹脂組成物溶液を得た。溶液の濃度は20.79質量%であった。
 次に、前記で得られた脂環式ポリイミド樹脂組成物溶液を用いたこと以外は、実施例1と同様の方法で、膜厚101μmの透明な脂環式ポリイミド樹脂組成物から成る薄肉成型体を得た。これらの全光線透過率およびヘイズ値を求め、ガラス転移温度、表面抵抗率を測定した。また、燃焼性試験を実施した結果、UL規格VTM-0に相当した。結果を表1に示す。
(実施例3)
 製造例3で得られた脂環式ポリイミド樹脂溶液(A3’)に難燃剤としてシアノ変性環状フェノキシフォスファゼン化合物(B1)をポリイミド樹脂固形分100質量部に対しての含有量が3質量部となるように室温で添加し、70℃の条件で2時間撹拌混合し、脂環式ポリイミド樹脂組成物溶液を得た。溶液の濃度は20.48質量%であった。
 次に、前記で得られた脂環式ポリイミド樹脂組成物溶液を用いたこと以外は、実施例1と同様の方法で、膜厚100μmの透明な脂環式ポリイミド樹脂組成物から成る薄肉成型体を得た。これらの全光線透過率およびヘイズ値を求め、ガラス転移温度、表面抵抗率を測定した。また、燃焼性試験を実施した結果、UL規格VTM-0に相当した。結果を表1に示す。
(実施例4)
 製造例4で得られたポリイミド樹脂溶液(A4’)に難燃剤としてシアノ変性環状フェノキシフォスファゼン化合物(B1)をポリイミド樹脂固形分100質量部に対しての含有量が10質量部となるように室温で添加し、70℃の条件で2時間撹拌混合し、脂環式ポリイミド樹脂組成物溶液を得た。溶液の濃度は21.57質量%であった。
 次に、前記で得られた脂環式ポリイミド樹脂組成物溶液を用いたこと以外は、実施例1と同様の方法で、膜厚102μmの透明な脂環式ポリイミド樹脂組成物から成る薄肉成型体を得た。これらの全光線透過率およびヘイズ値を求め、ガラス転移温度、表面抵抗率を測定した。また、燃焼性試験を実施した結果、UL規格VTM-0に相当した。結果を表1に示す。
(実施例5)
 製造例1で得られた脂環式ポリイミド樹脂溶液(A1’)に難燃剤としてシアノ変性環状フェノキシフォスファゼン化合物(B1)をポリイミド樹脂固形分100質量部に対しての含有量が10質量部となるように室温で添加し、70℃の条件で2時間撹拌混合し、脂環式ポリイミド樹脂組成物溶液を得た。溶液の濃度は21.57質量%であった。
 次に、前記で得られた脂環式ポリイミド樹脂組成物溶液を用いたこと以外は、実施例1と同様の方法で、膜厚105μmの無色透明な脂環式ポリイミド樹脂組成物から成る薄肉成型体を得た。これらの全光線透過率およびヘイズ値を求め、ガラス転移温度、表面抵抗率を測定した。また、燃焼性試験を実施した結果、UL規格VTM-0に相当した。結果を表1に示す。
(実施例6)
 製造例4で得られたポリイミド樹脂溶液(A4’)に難燃剤としてシアノ変性環状フェノキシフォスファゼン化合物(B1)をポリイミド樹脂固形分100質量部に対しての含有量が5質量部となるように室温で添加し、70℃の条件で2時間撹拌混合し、脂環式ポリイミド樹脂組成物溶液を得た。溶液の濃度は20.79質量%であった。
 次に、前記で得られた脂環式ポリイミド樹脂組成物溶液を用いたこと以外は、実施例1と同様の方法で、膜厚104μmの透明な脂環式ポリイミド樹脂組成物から成る薄肉成型体を得た。これらの全光線透過率およびヘイズ値を求め、ガラス転移温度、表面抵抗率を測定した。また、燃焼性試験を実施した結果、UL規格VTM-0に相当した。結果を表1に示す。
(比較例1)
 製造例1で得られた脂環式ポリイミド樹脂溶液(A1’)に難燃剤としてトリフェニルホスフェート(B2)をポリイミド樹脂固形分100質量部に対しての含有量が3質量部となるように添加した以外は、実施例1と同様の方法で膜厚118μmの透明な脂環式ポリイミド樹脂組成物から成る薄肉成型体を得た。これらの全光線透過率およびヘイズ値を求め、ガラス転移温度、表面抵抗率を測定した。また、燃焼性試験を実施した結果、全焼となり、UL規格外に相当した。結果を表2に示す。
(比較例2)
 製造例1で得られた脂環式ポリイミド樹脂溶液(A1’)に難燃剤としてトリフェニルホスフェート(B2)をポリイミド樹脂固形分100質量部に対しての含有量が20質量部となるように添加した以外は、実施例1と同様の方法で膜厚103μmの脂環式ポリイミド樹脂組成物から成る薄肉成型体を得た。これらの全光線透過率およびヘイズ値を求め、ガラス転移温度、表面抵抗率を測定した結果、実施例1と比較して全光線透過率が低下し、ヘイズ値が大きく上昇していた。また、燃焼性試験を実施した結果、UL規格VTM-1に相当した。結果を表2に示す。
(比較例3)
 製造例1で得られた脂環式ポリイミド樹脂溶液(A1’)に難燃剤としてレゾルシノールビス(フェニル)フォスフェート(B3)をポリイミド樹脂固形分100質量部に対しての含有量が20質量部となるように添加した以外は、実施例1と同様の方法で膜厚98μmの脂環式ポリイミド樹脂組成物から成る薄肉成型体を得た。これらの全光線透過率およびヘイズ値を求め、ガラス転移温度、表面抵抗率を測定した結果、実施例1と比較して全光線透過率が低下し、ヘイズ値が大きく上昇していた。また、燃焼性試験を実施した結果、UL規格VTM-1に相当した。結果を表2に示す。
(比較例4)
 製造例1で得られた脂環式ポリイミド樹脂溶液(A1’)に難燃剤としてフェノキシフォスファゼン(B4)をポリイミド樹脂固形分100質量部に対しての含有量が3質量部となるように添加した以外は、実施例1と同様の方法で膜厚105μmの透明な脂環式ポリイミド樹脂組成物から成る薄肉成型体を得た。これらの全光線透過率およびヘイズ値を求め、ガラス転移温度、表面抵抗率を測定した。また、燃焼性試験を実施した結果、UL規格VTM-1に相当した。結果を表2に示す。
(比較例5)
 製造例1で得られた脂環式ポリイミド樹脂溶液(A1’)に難燃剤としてフェノキシフォスファゼン化合物(B4)をポリイミド樹脂固形分100質量部に対しての含有量が20質量部となるように添加した以外は、実施例1と同様の方法で膜厚109μmの脂環式ポリイミド樹脂組成物から成る薄肉成型体を得た。これらの全光線透過率およびヘイズ値を求め、ガラス転移温度、表面抵抗率を測定した。また、燃焼性試験を実施した結果、UL規格VTM-0に相当したが、実施例1と比較してガラス転移温度が大幅に低下し、全光線透過率が低下し、ヘイズ値が上昇していた。結果を表2に示す。
(比較例6)
 製造例1で得られた脂環式ポリイミド樹脂溶液(A1’)に難燃剤としてシアノ変性環状フェノキシフォスファゼン化合物(B1)をポリイミド樹脂固形分100質量部に対しての含有量が20質量部となるように添加した以外は、実施例1と同様の方法で膜厚111μmの透明な脂環式ポリイミド樹脂組成物から成る薄肉成型体を得た。これらの全光線透過率およびヘイズ値を求め、ガラス転移温度、表面抵抗率を測定した。また、燃焼性試験を実施した結果、UL規格VTM-0に相当したが、ガラス転移温度が実施例1と比較して大幅に低下していた。結果を表2に示す。
(比較例7)~(比較例10)
 表3に示す、脂環式ポリイミド樹脂組成物から成る薄肉成型体を、難燃剤を添加しなかったこと以外は実施例1と同様の方法で得た。これらの全光線透過率およびヘイズ値を求め、ガラス転移温度、表面抵抗率を測定した。また、燃焼性試験を実施した結果、全焼となり、UL規格外に相当した。結果を表3に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000009
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000010
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000011
 本発明によれば、人体および環境への影響が懸念されるハロゲン化合物や酸化アンチモン化合物などの難燃剤を使用することなく、難燃性、透明性、耐熱性、絶縁特性に優れた脂環式ポリイミド樹脂組成物およびその薄肉成型体が提供され、透明性や難燃性が必要とされる各種の電気・電子部品の封止材料、保護膜材料、絶縁材料として使用される。具体例としては、コンピュータ、携帯電話機器等のディスプレイ基板、太陽電池等の絶縁基板、発光ダイオード用の封止材料などの用途に好適に使用される。

Claims (4)

  1.  下記一般式(1)で表される構造単位を有する脂環式ポリイミド樹脂(A)100質量部に対して、下記一般式(2)で表されるシアノ変性環状フェノキシフォスファゼン化合物(B)を1~13質量部含む脂環式ポリイミド樹脂組成物。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
    (式(1)中、R1は炭素数4~16の4価の脂環式炭化水素基であり、R2は炭素数2~28の2価の脂肪族炭化水素基、及び炭素数6~27の2価の芳香族炭化水素基から選ばれる少なくとも1つの基である。)
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
    (式(2)中、nは3または4の整数である。Xは、それぞれ独立にフェノキシ基又は4-シアノフェノキシ基であり、複数あるXのうち25%以上が4-シアノフェノキシ基であり、すべてのXが4-シアノフェノキシ基であってもよい。)
  2.  脂環式ポリイミド樹脂(A)が下記一般式(3)で示される構造単位を有するポリイミド樹脂である、請求項1に記載の脂環式ポリイミド樹脂組成物。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003
    (式(3)中、R2は前記と同じである。)
  3.  上記式(1)および(3)において、R2が炭素数6~27の2価の芳香族炭化水素基であって、R2に結合する窒素原子がR2の芳香環に直結する、請求項1又は2に記載の脂環式ポリイミド樹脂組成物。
  4.  請求項1~3のいずれかに記載の脂環式ポリイミド樹脂組成物から成る薄肉成型体であって、該脂環式ポリイミド樹脂組成物を有機溶媒に溶解させてなる脂環式ポリイミド樹脂組成物溶液を流延させた後に加熱して得られる、薄肉成型体。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016190105A1 (ja) * 2015-05-25 2016-12-01 コニカミノルタ株式会社 ポリイミドフィルム、ポリイミドフィルムの製造方法、フレキシブルプリント基板、フレキシブルディスプレイ用基板、フレキシブルディスプレイ用前面板、led照明装置及び有機エレクトロルミネッセンス表示装置
JP2021100822A (ja) * 2014-11-10 2021-07-08 住友化学株式会社 樹脂フィルム、積層フィルム、光学部材、表示部材、前面板、及び積層フィルムの製造方法

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9790349B2 (en) * 2014-11-14 2017-10-17 Schill & Seilacher Gmbh Flame retardant wood plastic composite
EP3441428B1 (en) * 2016-04-05 2024-03-13 Mitsubishi Gas Chemical Company, Inc. Polyimide resin composition, method for producing same, and polyimide film
CN109575285B (zh) * 2018-12-11 2020-05-05 中国地质大学(北京) 一种利用pi基体树脂制备聚酰亚胺薄膜的方法

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08143666A (ja) 1994-11-16 1996-06-04 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 一定の複屈折を有するポリイミド共重合体、及びその製造方法
JPH08225645A (ja) 1995-12-18 1996-09-03 Nitto Denko Corp 無色透明なポリイミド成形体およびその製法
JPH11181429A (ja) * 1997-02-14 1999-07-06 Otsuka Chem Co Ltd 難燃剤、難燃性樹脂組成物及び難燃性樹脂成形体
JP2002235001A (ja) 2001-02-09 2002-08-23 Toyobo Co Ltd 耐熱性組成物
JP2003168800A (ja) 2001-11-30 2003-06-13 Mitsubishi Gas Chem Co Inc 薄膜トランジスタ基板
JP2005047995A (ja) * 2003-07-30 2005-02-24 Kaneka Corp 難燃性を向上させた耐熱性樹脂組成物およびその利用
WO2008146637A1 (ja) * 2007-05-24 2008-12-04 Mitsubishi Gas Chemical Company, Inc. 無色透明樹脂フィルムの製造方法及び製造装置
WO2011062137A1 (ja) * 2009-11-19 2011-05-26 東洋紡績株式会社 ウレタン変性ポリイミド系難燃樹脂組成物

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1131265C (zh) * 1997-10-15 2003-12-17 大塚化学株式会社 交联苯氧基磷腈化合物、阻燃剂、阻燃性树脂组合物和阻燃性树脂成形体
JP3362217B2 (ja) * 1998-07-14 2003-01-07 大塚化学株式会社 難燃性樹脂組成物
JP4426774B2 (ja) * 2003-04-18 2010-03-03 株式会社カネカ 熱硬化性樹脂組成物、及びそれを用いてなる積層体、回路基板
JP4375533B2 (ja) * 2003-06-26 2009-12-02 三菱瓦斯化学株式会社 溶媒可溶性ポリイミドの製造方法
EP1829910B1 (en) * 2004-12-24 2011-11-30 Mitsubishi Gas Chemical Company, Inc. Low water-absorptive polyimide resin and method for producing same
JP2007224162A (ja) * 2006-02-23 2007-09-06 Matsushita Electric Works Ltd 難燃性樹脂組成物、プリプレグ、樹脂シート、成形品
JP5289309B2 (ja) * 2007-05-11 2013-09-11 三井化学株式会社 樹脂組成物、ドライフィルム、およびそれから得られる加工品
JP5129230B2 (ja) * 2007-10-26 2013-01-30 旭化成イーマテリアルズ株式会社 感光性樹脂組成物
CN101892027B (zh) * 2010-07-08 2013-05-01 广东生益科技股份有限公司 低卤素含量的阻燃胶粘剂以及用其制备的挠性覆铜板

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08143666A (ja) 1994-11-16 1996-06-04 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 一定の複屈折を有するポリイミド共重合体、及びその製造方法
JPH08225645A (ja) 1995-12-18 1996-09-03 Nitto Denko Corp 無色透明なポリイミド成形体およびその製法
JPH11181429A (ja) * 1997-02-14 1999-07-06 Otsuka Chem Co Ltd 難燃剤、難燃性樹脂組成物及び難燃性樹脂成形体
JP2002235001A (ja) 2001-02-09 2002-08-23 Toyobo Co Ltd 耐熱性組成物
JP2003168800A (ja) 2001-11-30 2003-06-13 Mitsubishi Gas Chem Co Inc 薄膜トランジスタ基板
JP2005047995A (ja) * 2003-07-30 2005-02-24 Kaneka Corp 難燃性を向上させた耐熱性樹脂組成物およびその利用
WO2008146637A1 (ja) * 2007-05-24 2008-12-04 Mitsubishi Gas Chemical Company, Inc. 無色透明樹脂フィルムの製造方法及び製造装置
WO2011062137A1 (ja) * 2009-11-19 2011-05-26 東洋紡績株式会社 ウレタン変性ポリイミド系難燃樹脂組成物

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2021100822A (ja) * 2014-11-10 2021-07-08 住友化学株式会社 樹脂フィルム、積層フィルム、光学部材、表示部材、前面板、及び積層フィルムの製造方法
WO2016190105A1 (ja) * 2015-05-25 2016-12-01 コニカミノルタ株式会社 ポリイミドフィルム、ポリイミドフィルムの製造方法、フレキシブルプリント基板、フレキシブルディスプレイ用基板、フレキシブルディスプレイ用前面板、led照明装置及び有機エレクトロルミネッセンス表示装置
JPWO2016190105A1 (ja) * 2015-05-25 2018-03-08 コニカミノルタ株式会社 ポリイミドフィルム、ポリイミドフィルムの製造方法、フレキシブルプリント基板、フレキシブルディスプレイ用基板、フレキシブルディスプレイ用前面板、led照明装置及び有機エレクトロルミネッセンス表示装置

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