CN112313284B - 固化性组合物 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种加工性优异、可以形成具有超耐热性的固化物的固化性组合物。本发明的固化性组合物含有下述式(1)表示的化合物、和溶剂。下述式(1)中,R1、R2表示固化性官能团,D1、D2表示单键或连结基团。L表示具有含有下述式(I)表示的结构和下述式(II)表示的结构的重复单元的2价基团。下述式(I)、(II)中,Ar1~Ar3表示从芳环的结构式中去除2个氢原子而得到的基团、或者从2个以上芳环经由单键或连结基团键合而成的结构式中去除2个氢原子而得到的基团。X表示‑CO‑、‑S‑、或‑SO2‑,Y表示‑S‑、‑SO2‑、‑O‑、‑CO‑、‑COO‑、或‑CONH‑。n表示0以上的整数。

Description

固化性组合物
技术领域
本发明涉及一种固化性组合物、及包含其固化物或半固化物的结构体。本申请主张于2018年6月20日向日本提出申请的日本特愿2018-117284号的优先权,将其内容援用于此。
背景技术
工程塑料是兼具高的耐热性和机械特性的高性能材料,已作为各种部件的小型化、轻质化、高性能化、高可靠性化所必须的材料而得到了重用。
然而,例如聚酰亚胺是工程塑料的一种,但由于不易溶解于溶剂、并且不易发生熔解,因此难以得到与用途相对应的成型体(专利文献1等)。
特别是也被称作特种工程塑料的聚醚醚酮(PEEK),其连续使用温度为260℃,是具有耐热性、阻燃性及电特性优异的性能的热塑性树脂,但由于熔点为343℃,因此尤其难以熔解,而由于在溶剂中也难以溶解,因此存在加工性差的方面的问题(例如,专利文献2)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2000-219741号公报
专利文献2:日本特公昭60-32642号公报
发明内容
发明所要解决的问题
因此,本发明的目的在于提供一种加工性优异、且可以形成具有超耐热性的固化物的固化性组合物。
本发明的其它目的在于提供将上述固化性组合物成型而得到成型体的成型体的制造方法。
本发明的其它目的在于提供可以在要求超耐热性的环境中使用的粘接剂、密封剂、或涂料。
本发明的其它目的在于提供层叠体的制造方法,该层叠体具有基板与具有超耐热性的固化物或其半固化物层叠而成的构成。
本发明的其它目的在于提供一种固态物,该固态物包含具有超耐热性的固化物或其半固化物。
解决问题的方法
本发明人等为了解决上述问题而进行了深入研究,结果发现,下述式(1)表示的化合物由于具有良好的溶剂溶解性,因此加工性优异;以及,下述式(1)表示的化合物的固化物具有超耐热性、阻燃性、及良好的介电特性。本发明是基于这些见解而完成的。
即,本发明提供一种固化性组合物,其含有下述式(1)表示的化合物、和溶剂,
[化学式1]
[式中,R1、R2相同或不同,表示固化性官能团,D1、D2相同或不同,表示单键或连结基团。L表示具有包含下述式(I)表示的结构和下述式(II)表示的结构的重复单元的2价基团。
[化学式2]
(式中,Ar1~Ar3相同或不同,表示从芳环的结构式中去除2个氢原子而得到的基团、或者从2个以上芳环经由单键或连结基团键合而成的结构式中去除2个氢原子而得到的基团。X表示-CO-、-S-、或-SO2-,Y相同或不同,表示-S-、-SO2-、-O-、-CO-、-COO-、或-CONH-。n表示0以上的整数)]。
另外,本发明提供上述固化性组合物,其中,溶剂为选自酮、酰胺、卤代烃、亚砜、醚、酯、腈、及芳香族烃中的至少一种溶剂。
另外,本发明提供上述固化性组合物,其中,式(1)中的R1、R2相同或不同,为具有环状酰亚胺结构的固化性官能团。
另外,本发明提供上述固化性组合物,其中,式(1)中的R1、R2相同或不同,为选自下述式(r-1)~(r-6)表示的基团中的基团。
[化学式3]
(式中的从氮原子伸出的键合臂与D1或D2键合。)
另外,本发明提供上述固化性组合物,其中,式(1)中的D1、D2相同或不同,为选自包含下述式(d-1)~(d-4)表示的结构的基团中的基团。
[化学式4]
另外,本发明提供上述固化性组合物,其中,式(I)及式(II)中的Ar1~Ar3相同或不同,为从碳原子数6~14的芳环的结构式中去除2个氢原子而得到的基团、或者从下述结构式中去除2个氢原子而得到的基团,所述结构式为2个以上碳原子数6~14的芳环经由单键、碳原子数1~5的直链状或支链状亚烷基、或碳原子数1~5的直链状或支链状亚烷基的1个以上氢原子被卤原子取代而成的基团键合而成的结构式。
另外,本发明提供上述固化性组合物,其中,式(I)表示的结构为源自二苯甲酮的结构。
另外,本发明提供上述固化性组合物,其中,在式(1)表示的化合物总量中,源自二苯甲酮的结构单元所占的比例为5重量%以上。
另外,本发明提供上述固化性组合物,其中,式(II)表示的结构为源自选自下组中的至少一种化合物的结构:对苯二酚、间苯二酚、2,6-萘二酚、2,7-萘二酚、4,4’-二羟基联苯、4,4’-二羟基二苯基醚、4,4’-二羟基二苯甲酮、4,4’-二羟基二苯硫醚、4,4’-二羟基二苯砜、及双酚A。
另外,本发明提供上述固化性组合物,其中,在式(1)表示的化合物总量中,源自对苯二酚、间苯二酚、2,6-萘二酚、2,7-萘二酚、4,4’-二羟基联苯、4,4’-二羟基二苯基醚、4,4’-二羟基二苯甲酮、4,4’-二羟基二苯硫醚、4,4’-二羟基二苯砜及双酚A的结构单元所占的比例为5重量%以上。
另外,本发明提供一种成型体的制造方法,该方法包括:将上述固化性组合物成型而得到成型体。
另外,本发明提供一种粘接剂,其含有上述固化性组合物。
另外,本发明提供一种涂料,其含有上述固化性组合物。
另外,本发明提供一种密封剂,其含有上述固化性组合物。
另外,本发明提供一种层叠体的制造方法,该方法包括:在上述基板上层叠包含上述固化性组合物的固化物的薄膜并实施加热处理,由此得到具有基板与上述固化性组合物的固化物或半固化物层叠而成的构成的层叠体。
另外,本发明提供上述层叠体的制造方法,该方法包括:在塑料制的支撑体上涂布上述固化性组合物并进行干燥,得到包含上述固化性组合物的固化物的薄膜,将得到的薄膜从上述支撑体剥离后层叠于基板,实施加热处理。
另外,本发明提供一种固态物,其包含固化性化合物的固化物,以升温速度10℃/分(氮气中)测定的该固态物的5%失重温度(Td5)为300℃以上,在320℃下对该固态物实施30分钟的加热处理后其氮原子含量为2.8~0.1重量%。
另外,本发明提供上述固态物,其IR光谱在1620~1750cm-1的区域具有峰。
发明的效果
本发明的固化性组合物中,以溶解于溶剂的状态包含有固化性化合物,该固化性化合物可以通过固化而形成具有超耐热性、阻燃性及良好的介电特性的固化物。因此,该组合物具有良好的加工性(或者易成型性)。并且会通过实施加热处理、放射线照射而迅速地发生固化。
因此,本发明的固化性组合物可以适宜用作在要求超耐热性、阻燃性及良好的介电特性(低的相对介电常数及介质损耗角正切)的领域(例如,电子信息设备、家电、汽车、精密仪器、飞机、航天产业用设备等)中使用的成型物的形成材料、或粘接剂、密封剂或涂料等。
附图说明
图1是示出制备例中得到的二胺(1)的1H-NMR谱(DMSO-d6)的图。
图2是示出制备例中得到的二胺(1)的FTIR光谱的图。
图3是示出制备例中得到的二胺(2)的1H-NMR谱(DMSO-d6)的图。
图4是示出制备例中得到的二胺(2)的FTIR光谱的图。
图5是示出制备例中得到的固化性化合物A的1H-NMR谱(CDCl3)的图。
图6是示出制备例中得到的固化性化合物A的FTIR光谱的图。
图7是示出制备例中得到的固化性化合物B的1H-NMR谱(CDCl3)的图。
图8是示出制备例中得到的固化性化合物B的FTIR光谱的图。
图9是示出制备例中得到的固化性化合物C的1H-NMR谱(CDCl3)的图。
图10是示出制备例中得到的固化性化合物C的FTIR光谱的图。
图11是示出制备例中得到的固化性化合物D的1H-NMR谱(CDCl3)的图。
图12是示出制备例中得到的固化性化合物D的FTIR光谱的图。
图13是示出制备例中得到的固化性化合物C及D的DSC测定结果的图。
图14是示出制备例中得到的固化性化合物C及D的固化物的DSC测定结果的图。
图15是示出制备例中得到的固化性化合物C及D的固化物的热失重分析结果的图。
图16是示出制备例中得到的固化性化合物A的固化物的FTIR光谱的图。
图17是示出制备例中得到的固化性化合物B的固化物的FTIR光谱的图。
具体实施方式
[固化性组合物]
本发明的固化性组合物含有后面详细叙述的式(1)表示的化合物(以下也有时称为“化合物(1)”)、和溶剂。本发明的固化性组合物可以分别单独含有化合物(1)和溶剂各一种,或者组合含有各两种以上。
本发明的固化性组合物包括:化合物(1)溶解于溶剂而得到的溶剂溶解物、及化合物(1)与溶剂的混合物。其中,从得到加工性优异、具有均匀的组成的固化物的方面考虑,本发明的固化性组合物优选为溶剂溶解物。
本发明的固化性组合物除化合物(1)和溶剂以外,还可以根据需要而含有其它成分。作为其它成分,可以使用公知或惯用的添加剂,可列举例如:化合物(1)以外的固化性化合物、催化剂、填料、有机树脂(有机硅树脂、环氧树脂、氟树脂等)、稳定剂(抗氧剂、紫外线吸收剂、耐光稳定剂、热稳定剂等)、阻燃剂(磷系阻燃剂、卤素系阻燃剂、无机系阻燃剂等)、阻燃助剂、补强材料、成核剂、偶联剂、润滑剂、蜡、增塑剂、脱模剂、耐冲击性改良剂、色相改良剂、流动性改良剂、着色剂(染料、颜料等)、分散剂、消泡剂、脱泡剂、抗菌剂、防腐剂、粘度调节剂、增粘剂等。这些添加剂可以单独使用一种,或者可以组合使用两种以上。
上述填料包含有机填料及无机填料。作为上述填料的原料,可列举例如:碳材料(例如,炭黑、人造石墨、膨胀石墨、天然石墨、焦炭、碳纳米管、金刚石等)、碳化合物(碳化硅、碳化氟、碳化硼、碳化钨、碳化钛等)、氮化合物(氮化硼、氮化铝、氮化钛、氮化碳、氮化硅等)、矿物质或陶瓷类(滑石、云母、沸石、铁素体、电气石、硅藻土、煅烧硅藻土、高岭土、绢云母、膨润土、蒙脱石、粘土、二氧化硅、石英粉末、玻璃珠、玻璃粉、玻璃薄片、磨碎纤维、硅灰石等)、金属单质或合金(例如,金属硅、铁、铜、镁、铝、金、银、铂、锌、锰、不锈钢等)、金属氧化物(例如,二氧化硅、氧化铝、氧化锆、氧化镁、氧化锌、氧化铍等)、金属氢氧化物(例如,氢氧化铝、氢氧化钙、氢氧化镁等)、碳酸盐(例如,碳酸镁、碳酸钙等)等。
相对于上述固化性化合物100重量份,上述填料的含量例如为0.1~95重量份的范围,可以根据用途适当调整。
本发明的固化性组合物总量中的化合物(1)的含量(在含有两种以上的情况下为其总量)例如为1~30重量%,下限优选为5重量%、更优选为10重量%、特别优选为15重量%。
另外,在本发明的固化性组合物的不挥发成分总量中化合物(1)(在含有两种以上的情况下为其总量)所占的比例例如为30重量%以上、优选为50重量%以上、特别优选为70重量%以上、最优选为90重量%以上。需要说明的是,上限为100重量%。
本发明的固化性组合物也可以含有除化合物(1)以外的固化性化合物,但化合物(1)在固化性组合物所含的固化性化合物总量(100重量%)中所占的比例例如为70重量%以上、优选为80重量%以上、特别优选为90重量%以上。需要说明的是,上限为100重量%。
本发明的固化性组合物总量中的溶剂的含量(在含有两种以上的情况下为其总量)例如为30~99重量%,下限优选为50重量%、更优选为60重量%、特别优选为70重量%、最优选为80重量%。另外,上限优选为95重量%、特别优选为90重量%。
本发明的固化性组合物通过实施加热处理而迅速固化,形成具有高度交联的结构(即交联密度高)的固化物。在实施加热处理前,可以设置实施干燥处理而使溶剂挥发的工序。另外,加热处理可以在常压下进行,也可以在减压下或加压下进行。
加热处理温度可以根据固化性组合物中所含的化合物(1)所含有的固化性官能团的种类而适当调整。例如,在化合物(1)具有后述的式(r-5)表示的基团作为固化性官能团的情况下,可以通过在250℃左右的温度下进行加热而形成固化物。另外,在化合物(1)具有后述的式(r-1)表示的基团作为固化性官能团的情况下,可以通过在380℃左右的温度下进行加热而可以形成固化物。
需要说明的是,加热可以在将温度保持为恒定的状态下进行,也可以阶段性地变更而进行。加热温度可以根据加热时间而适当调整,例如在期望缩短加热时间的情况下,优选将加热温度设定得较高。化合物(1)由于源自芳环的结构的比例高,因此,即使在高温下进行加热也不会发生分解,可以形成固化物(具体为具有超耐热性的固化物),通过在高温下以短时间进行加热,可以以优异的操作性效率良好地形成固化物。需要说明的是,加热方法没有特别限制,可以利用公知或惯用的方法。
此外,本发明的固化性组合物也可以在中途暂时停止固化反应而形成半固化物(B阶)。半固化物可以通过加热而暂时性地显示出流动性,从而追随高度差。另外,通过进一步实施加热处理,可以形成如上所述的具有超耐热性、阻燃性及良好的介电特性的固化物。
上述半固化物的固化度例如为85%以下(例如为10~85%、特别优选为15~75%、进一步优选为20~70%)。
需要说明的是,半固化物的固化度可以通过DSC测定式(1)表示的化合物的放热量及其半固化物的放热量、并根据下式而算出。
固化度(%)=[1-(半固化物的放热量/式(1)表示的化合物的放热量)]×100
另外,本发明的固化性组合物即使不含交联剂、固化促进剂(例如,即使本发明的固化性组合物总量中的交联剂及固化促进剂的合计含量为3重量%以下、优选小于1重量%),也可以迅速形成固化物。因此,得到的固化物具有超耐热性。另外,在固化物中,可以将未反应的固化促进剂、固化促进剂的分解物的含量抑制为极低水平,因此,可以抑制源自这些物质的排气的产生。
本发明的固化性组合物的固化物[优选为化合物(1)的含量为固化性组合物中所含的固化性化合物总量的70重量%以上(优选为80重量%以上、特别优选为90重量%以上)的固化性组合物的固化物]的耐热性优异,以升温速度10℃/分(氮气中)测定的5%失重温度(Td5)例如为300℃以上、优选为400℃以上、特别优选为450℃以上、最优选为500℃以上。5%失重温度(Td5)的上限例如为600℃、优选为550℃、特别优选为530℃。需要说明的是,5%失重温度可以通过TG/DTA(差热/热重同步测定)来测定。
另外,上述固化物[优选为化合物(1)的含量为固化性组合物中所含的固化性化合物总量的70重量%以上(优选为80重量%以上、特别优选为90重量%以上)的固化性组合物的固化物]的以升温速度10℃/分(氮气中)测定的10%失重温度(Td10)例如为300℃以上、优选为400℃以上、特别优选为480℃以上、最优选为500℃以上。10%失重温度(Td10)的上限例如为600℃、优选为550℃。需要说明的是,10%失重温度可以通过TG/DTA(差热/热重同步测定)来测定。
此外,上述固化物[优选为化合物(1)的含量为固化性组合物中所含的固化性化合物总量的70重量%以上(优选为80重量%以上、特别优选为90重量%以上)的固化性组合物的固化物]的阻燃性优异,厚度0.15mm的固化物的利用基于UL94V的方法测定的阻燃度为V-1等级,即,具备下述1~5的条件。
(1)燃烧持续时间为30秒以下
(2)5个试样的燃烧持续时间的合计为250秒以下
(3)第2次接触火焰后的持续发红时间为60秒以下
(4)不会燃烧到固定用夹具部
(5)使燃烧的粒子落下,不会点燃下面铺设的棉花
上述固化物[优选为化合物(1)的含量为固化性组合物中所含的固化性化合物总量的70重量%以上(优选为80重量%以上、特别优选为90重量%以上)的固化性组合物的固化物]的绝缘性优异,其相对介电常数例如为6以下(例如为1~6)、优选为5以下(例如为1~5)、特别优选为4以下(例如为1~4)。
另外,上述固化物[优选为化合物(1)的含量为固化性组合物中所含的固化性化合物总量的70重量%以上(优选为80重量%以上、特别优选为90重量%以上)的固化性组合物的固化物]的绝缘性优异,其介质损耗角正切例如为0.05以下(例如为0.0001~0.05)、优选为0.0001~0.03、特别优选为0.0001~0.015。
需要说明的是,上述“相对介电常数”及“介质损耗角正切”是基于JIS-C2138、以测定频率1MHz、测定温度23℃测定的值,或者是基于ASTM D2520、以频率1GHz、23℃测定的值。
因此,对于本发明的固化性组合物,可以通过公知惯用的成型方法进行成型,然后(根据需要而实施干燥处理)实施加热处理,由此形成包含上述固化性组合物的固化物或者半固化物的成型体。
通过将本发明的固化性组合物成型并进行干燥,可以为上述固化性组合物的固化物(优选为化合物(1)的固化物)赋予期望的形状,得到包含上述固化物的成型体。包含上述固化物的成型体通过加热会暂时性地显示出流动性或粘接性,从而可以实现二次成型、或与其它构件的粘接。另外,如果对赋予了期望的形状后的固化物实施加热处理,则可以得到包含上述固化性组合物的固化物或者半固化物(优选为化合物(1)的固化物或者半固化物)的成型体。需要说明的是,成型体的形状没有特别限制,可以适当选择与用途相应的形状。
另外,本发明的固化性组合物可以通过涂布于基板并实施加热处理而得到相对于基板的密合性优异的固化物,上述基板与固化物的拉伸剪切力(基于JIS K6850(1999))例如为1MPa以上、优选为5MPa以上、特别优选为10MPa以上。需要说明的是,拉伸剪切力可以使用拉伸试验机(Orient Tech公司制、Tensilon UCT-5T)以拉伸速度300mm/分、剥离角度180°进行测定。
本发明的固化性组合物可以适宜用作例如电子信息设备、家电、汽车、精密仪器、飞机、航天产业用设备、能量领域(油田挖掘管道/管、燃料容器)等要在严苛的环境温度条件下使用的复合材料(纤维增强塑料、预浸料等)的成型材料、遮蔽材料、传导材料(例如热传导材料等)、绝缘材料、粘接剂(例如耐热性粘接剂等)等功能材料。此外,可以优选用作密封剂、涂料、油墨、封闭剂、抗蚀剂、造型材料、形成材料[推力垫圈、滤油器、密封圈、轴承、齿轮、气缸盖罩、轴承保持架、进气歧管、塔板等汽车部件;基材、电绝缘材料(绝缘膜等)、层叠板、电子纸、触摸面板、太阳能电池基板、光波导、导光板、全息存储器、硅晶片载体、IC芯片托盘、电解电容器托盘、绝缘膜等半导体/液晶制造装置部件;透镜等光学部件;泵、阀、密封圈等压缩机部件;飞机的机舱内装部件;灭菌器具、柱、配管等医疗器具部件、食品/饮料制造设备部件;以在个人电脑、手机等中使用的筐体、在个人电脑的内部支撑键盘的构件即键盘支撑体为代表的电气/电子设备用构件等的形成材料]等。
本发明的固化性组合物特别是可以优选用作以现有的树脂材料难以对应的、在高耐热/高耐电压的半导体装置(功率半导体等)中包覆半导体元件等要求超耐热性的环境中使用的密封剂。
本发明的固化性组合物可以优选用作粘接剂[例如在高耐热/高耐电压的半导体装置(功率半导体等)中层叠半导体的用途等要求超耐热性的环境中使用的粘接剂等]。
另外,本发明的固化性组合物可以优选用作涂料[例如,半导体材料、纸、涂敷纸、塑料膜、木材、布、无纺布、金属用的涂料;高耐热/高耐电压的半导体装置(功率半导体等)等要求超耐热性的环境中使用的涂料等]。
另外,本发明的固化性组合物也可以适宜用作复合材料的形成材料。如果使用本发明的固化性组合物,则可以容易地制造包含纤维、和化合物(1)或其固化物或其半固化物的复合材料。作为上述复合材料的形状,可以是纤维状、片状等,没有特别限制。
作为上述纤维,可列举例如:碳纤维、芳族聚酰胺纤维、玻璃纤维等。这些可以单独使用一种,或者可以组合使用两种以上。上述纤维可以为丝状,也可以是加工成片状的纤维(织布或无纺布)。
作为复合材料的制造方法,没有特别限制,可举出例如:将纤维浸渍于本发明的固化性组合物,使上述固化性组合物浸渗于纤维,然后使所浸渗的固化性化合物干燥的方法等。通过在干燥后实施加热处理,可以使所浸渗的固化性组合物中包含的化合物(1)发生固化或者半固化,从而得到包含纤维和化合物(1)的固化物或其半固化物的复合材料。包含化合物(1)的半固化物和纤维的复合材料可以适宜用作预浸料等中间加工品。
如此得到的复合材料具有上述固化性化合物进入到纤维的空隙中并发生了固化的构成,轻质且高强度,并且耐热性、阻燃性及绝缘性优异。因此,可以在住宅/建筑、运动用具、汽车、航空/航天工业领域中适宜地用作代替铁、铝等金属的材料。此外,可以适宜用作例如消防用被服(防火衣、活动服、救助服/耐热服)材料;在高层建筑物、地下街、剧场、车辆等根据消防法而负有阻燃化义务的场所设置的幕帘、铺垫材料;二次电池用隔板、燃料电池用隔板等隔板;工业用过滤器、车载用过滤器、医疗用过滤器等过滤器;航天材料等。
[层叠体]
本发明的层叠体具有基板与化合物(1)的固化物或半固化物层叠而成的构成。本发明的层叠体包括化合物(1)的固化物或半固化物/基板、及基板/化合物(1)的固化物或半固化物/基板的构成。
作为上述基板的材料,可列举例如:半导体材料(例如,陶瓷、SiC、氮化镓等)、纸、涂敷纸、塑料膜、木材、布、无纺布、金属(例如,不锈钢、铝合金、铜)等。
上述层叠体例如可以通过将化合物(1)载置于基板上并实施加热处理而制造。
上述层叠体的制造方法包括以下方法。
1.将化合物(1)直接以固体(例如粉末状固体)的形式载置于基板上,然后实施加热处理的方法;
2.在基板上形成包含化合物(1)的薄膜,然后实施加热处理的方法;
3.将包含化合物(1)的薄膜层叠于基板上,然后实施加热处理的方法。
加热处理条件可以在与上述的固化性化合物的固化条件同样的范围内适当设定。
上述方法2的薄膜可以通过例如在基板上涂布化合物(1)的溶剂溶解物或溶剂分散物并将得到的涂膜干燥而制造。
另外,上述薄膜也可以通过在基板上涂布化合物(1)的熔融物并将得到的涂膜冷却而制造。
在上述方法3中,作为层叠于基板上的薄膜,可使用例如:在支撑体上涂布化合物(1)的溶剂溶解物或溶剂分散物并将得到的涂膜干燥后从支撑体剥离而得到的薄膜。
另外,作为上述薄膜,也可以使用在支撑体上涂布化合物(1)的熔融物并将得到的涂膜冷却后从支撑体剥离而得到的薄膜。
作为上述化合物(1)的溶剂溶解物,可以适宜地使用本发明的固化性组合物。在使用本发明的固化性组合物的情况下,通过涂布上述固化性组合物并进行干燥,从而得到包含上述固化性组合物的固化物的薄膜。
为了容易地将在支撑体上形成的薄膜从支撑体剥离,作为上述支撑体的形成材料,需要使用在形成上述薄膜的温度下不会发生熔解的材料。例如在使用PEEK作为固化性化合物的情况下,由于PEEK难以溶解于溶剂,因此需要将PEEK的熔融物涂布于基板上而形成薄膜,但PEEK的熔点为343℃,是极高的温度。因此,难以使用塑料制的支撑体,而是使用了金属、玻璃制的支撑体等。然而,化合物(1)在室温(1~30℃)下显示出优异的溶剂溶解性。另外,化合物(1)在聚酰亚胺、氟树脂等塑料不会发生熔解的温度下发生熔融。例如,在式(1)中的R1、R2为式(r-5)表示的基团的固化性化合物的情况下,固化温度为250℃左右。因此,可以使用塑料制的支撑体(例如聚酰亚胺或氟树脂制的支撑体),例如,如果将具备塑料制带的带式传输机中的上述带作为支撑体,则可以在包含带式传输机的制造线上连续地制造上述层叠体。
另外,化合物(1)的固化收缩,形状稳定性优异。因此,如果将化合物(1)的熔融物、溶剂溶解物、或溶剂分散物均匀地涂布于支撑体上等,则可以得到表面平滑的薄膜,如果将该薄膜固化,则可以形成表面平滑性优异的固化物或半固化物。因此,上述固化物或半固化物相对于挠性、形状追随性低的基板的表面也可以良好地密合,与基板强固地粘接。
上述层叠体可以适宜用于电子电路基板。
[固态物]
本发明的固态物含有固化性化合物的固化物,具有下述特性。
固态物的特性:
以升温速度10℃/分(氮气中)测定的5%失重温度(Td5)为300℃以上,在320℃下实施30分钟的加热处理后的氮原子含量为2.8~0.1重量%。
需要说明的是,上述固化性化合物的固化物为固化性化合物的交联结构体(或者聚合物)。
本发明的固态物除固化性化合物的固化物以外也可以含有其它成分,但在固体成分总量中,上述固化物所占的比例例如为70重量%以上、优选为80重量%以上、特别优选为90重量%以上。需要说明的是,上限为100重量%。
上述固态物的5%失重温度(Td5)优选为400℃以上、特别优选为450℃以上、最优选为500℃以上。5%失重温度(Td5)的上限例如为600℃、优选为550℃、特别优选为530℃。
另外,上述加热处理后的固态物的氮原子含量例如为2.8~0.1重量%、优选为2.5~0.15重量%、更优选为2.0~0.20重量%、特别优选为1.8~0.40重量%、最优选为1.5~0.70重量%。因此,本发明的固态物的韧性、耐热性优异。另一方面,氮原子含量低于上述范围时,存在固态物的韧性、耐热性降低的倾向。
其中,上述加热处理后的固态物中的氮原子含量可以通过例如CHN元素分析而求出。
在上述固态物中,除固化性化合物的固化物以外,有时还会含有添加物,但如果使固态物在320℃下经历30分钟的加热处理,则具有低于320℃的分解点、沸点的添加物会被分解而消失,而仅残存固化性化合物的固化物。由此可以推定,加热处理后的固化物中的氮原子含量是固化性化合物的固化物中所含的氮原子含量。需要说明的是,从热历史的观点考虑,也可以将固化处理设为加热处理。
另外,本发明的固态物在IR光谱的1620~1750cm-1的区域具有峰。上述峰归属于“-C(=O)-N-C(=O)-”单元。
本发明的固态物可以通过例如对上述固化性组合物[优选为化合物(1)的含量为固化性组合物中所含的固化性化合物总量的70重量%以上(优选为80重量%以上、特别优选为90重量%以上)的固化性组合物]实施加热处理而制造。
因此,本发明的固态物优选包含上述固化性组合物的固化物[优选为化合物(1)的含量为固化性组合物中所含的固化性化合物总量的70重量%以上(优选为80重量%以上、特别优选为90重量%以上)的固化性组合物的固化物]。化合物(1)的固化物在固态物总量中所占的比例例如为70重量%以上、优选为80重量%以上、特别优选为90重量%以上。需要说明的是,上限为100重量%。
(化合物(1))
本发明的化合物(1)是下述式(1)表示的固化性化合物。
[化学式5]
在式(1)中,R1、R2相同或不同,表示固化性官能团,D1、D2相同或不同,表示单键或连结基团。L表示具有包含下述式(I)表示的结构和下述式(II)表示的结构的重复单元的2价基团。
[化学式6]
(式中,Ar1~Ar3相同或不同,表示从芳环的结构式中去除2个氢原子而得到的基团、或者从2个以上芳环经由单键或连结基团键合而成的结构式中去除2个氢原子而得到的基团。X表示-CO-、-S-或-SO2-,Y相同或不同,表示-S-、-SO2-、-O-、-CO-、-COO-或-CONH-。n表示0以上的整数。)
式中,R1、R2表示固化性官能团。R1、R2各自可以相同,也可以不同。作为R1、R2中的固化性官能团,优选为例如:下述式(r)表示的基团等具有环状酰亚胺结构的固化性官能团。
[化学式7]
/>
(式中的从氮原子伸出的键合臂与D1或D2键合。)
上述式(r)中,Q表示C或CH。式中的2个Q经由单键或双键而键合。n’为0以上的整数(例如为0~3的整数、优选为0或1)。R3~R6相同或不同,表示氢原子、饱和或不饱和脂肪族烃基(优选为碳原子数1~10的烷基、碳原子数2~10的烯基、碳原子数2~10的炔基)、芳香族烃基(优选为苯基、萘基等碳原子数6~10的芳基)、或者由选自上述饱和或不饱和脂肪族烃基和芳香族烃基中的2个以上基团键合而成的基团。选自R3~R6的2个基团也可以相互键合并与相邻的碳原子共同形成环。
作为任选由选自R3~R6的2个基团相互键合并与相邻的碳原子共同形成的环,可列举例如:碳原子数3~20的脂环、及碳原子数6~14的芳环。上述碳原子数3~20的脂环包含例如:环丙烷环、环丁烷环、环戊烷环、环己烷环等3~20元(优选为3~15元、特别优选为5~8元)左右的环烷烃环;环戊烯环、环己烯环等3~20元(优选为3~15元、特别优选为5~8元)左右的环烯烃环;全氢萘环、降冰片烷环、降冰片烯环、金刚烷环、三环[5.2.1.02,6]癸烷环、四环[4.4.0.12,5.17,10]十二烷环等桥环式烃基等。上述碳原子数6~14的芳环包含苯环、萘环等。
作为上述具有环状酰亚胺结构的固化性官能团,其中优选为具有环状不饱和酰亚胺结构的固化性官能团、或具有具备芳基乙炔基的环状酰亚胺结构的固化性官能团,特别优选为选自下述式(r-1)~(r-6)表示的基团中的基团,尤其优选为下述式(r-1)或(r-5)表示的基团。
[化学式8]
(式中的从氮原子伸出的键合臂与式(1)中的D1或D2键合。)
上述式(r-1)~(r-6)表示的基团上也可以键合有一种或两种以上取代基。作为上述取代基,可列举例如:碳原子数1~6的烷基、碳原子数1~6的烷氧基、及卤原子等。
作为上述碳原子数1~6的烷基,可列举例如:甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、戊基、己基等直链状或支链状烷基。
作为上述碳原子数1~6的烷氧基,可列举例如:甲氧基、乙氧基、丁氧基、叔丁氧基等直链状或支链状烷氧基。
式(1)中,D1、D2相同或不同,表示单键或连结基团。作为上述连结基团,可列举例如:2价烃基、2价杂环式基团、羰基、醚键、酯键、碳酸酯键、酰胺键、酰亚胺键、及这些基团中的多个连结而成的基团等,
上述2价烃基包含2价脂肪族烃基、2价脂环式烃基、及2价芳香族烃基。
作为上述2价脂肪族烃基,可列举例如:碳原子数1~18的直链状或支链状的亚烷基、及碳原子数2~18的直链状或支链状的亚烯基等。作为碳原子数1~18的直链状或支链状的亚烷基,可列举例如:亚甲基、甲基亚甲基、二甲基亚甲基、亚乙基、亚丙基、三亚甲基等。作为碳原子数2~18的直链状或支链状的亚烯基,可列举例如:亚乙烯基、1-甲基亚乙烯基、亚丙烯基、1-亚丁烯基、2-亚丁烯基等。
作为上述2价脂环式烃基,可列举碳原子数3~18的2价脂环式烃基等,可列举例如:1,2-亚环戊基、1,3-亚环戊基、环戊叉、1,2-亚环己基、1,3-亚环己基、1,4-亚环己基、环己叉等亚环烷基(包括环烷叉)等。
作为上述2价芳香族烃基,可列举例如:碳原子数6~14的亚芳基等,可列举例如:1,4-亚苯基、1,3-亚苯基、4,4’-亚联苯基、3,3’-亚联苯基、2,6-亚萘基、2,7-亚萘基、1,8-亚萘基、蒽二基等。
构成上述2价杂环式基团的杂环包含芳香族性杂环及非芳香族性杂环。作为这样的杂环,可列举:在构成环的原子中具有碳原子和至少一种杂原子(例如氧原子、硫原子、氮原子等)的3~10元环(优选为4~6元环)、及它们的稠环。具体而言,可列举含有氧原子作为杂原子的杂环(例如环氧乙烷环等3元环;氧杂环丁烷环等4元环;呋喃环、四氢呋喃环、唑环、异/>唑环、γ-丁内酯环等5元环;4-氧代-4H-吡喃环、四氢吡喃环、吗啉环等6元环;苯并呋喃环、异苯并呋喃环、4-氧代-4H-苯并吡喃环、苯并二氢吡喃环、异苯并二氢吡喃环等稠环;3-氧杂三环[4.3.1.14,8]十一烷-2-酮环、3-氧杂三环[4.2.1.04,8]壬烷-2-酮环等桥环)、含有硫原子作为杂原子的杂环(例如噻吩环、噻唑环、异噻唑环、噻二唑环等5元环;4-氧代-4H-噻喃环等6元环;苯并噻吩环等稠环等)、含有氮原子作为杂原子的杂环(例如吡咯环、吡咯烷环、吡唑环、咪唑环、***环等5元环;异三聚氰酸环、吡啶环、哒嗪环、嘧啶环、吡嗪环、哌啶环、哌嗪环等6元环;吲哚环、二氢吲哚环、喹啉环、吖啶环、萘啶环、喹唑啉环、嘌呤环等稠环等)等。2价杂环式基团是从上述杂环的结构式中去除2个氢原子而得到的基团。
作为上述D1、D2,其中,从可以得到具有特别优异的耐热性的固化物的方面考虑,优选含有2价芳香族烃基。作为上述2价芳香族烃基,优选为碳原子数6~14的2价芳香族烃基,更优选为选自下述式(d-1)~(d-4)表示的基团中的基团,尤其优选为下述式(d-1)表示的基团(1,2-亚苯基、1,3-亚苯基、或1,4-亚苯基)。
[化学式9]
另外,上述D1、D2优选为连同上述2价芳香族烃基一起还连结有选自羰基、醚键、酯键、碳酸酯键、酰胺键及酰亚胺键中的至少一种基团的基团,尤其优选为在上述2价芳香族烃基上连结有醚键的基团。
因此,作为式(1)中的R1-D1-基及R2-D2-基,优选相同或不同地为含有下述式(rd-1)或(rd-2)表示的基团中的基团,特别优选为下述式(rd-1-1)或(rd-2-1)表示的基团。
[化学式10]
(式中的从亚苯基或氧原子伸出的键合臂与式(1)中的L键合。)
式(1)中的L表示具有包含上述式(I)表示的结构和上述式(II)表示的结构的重复单元的2价基团。式(I)及式(II)中的Ar1~Ar3相同或不同,表示从芳环的结构式中去除2个氢原子而得到的基团、或者从2个以上芳环经由单键或连结基团键合而成的结构式中去除2个氢原子而得到的基团。X表示-CO-、-S-或-SO2-,Y相同或不同,表示-S-、-SO2-、-O-、-CO-、-COO-或-CONH-。n表示0以上的整数,例如为0~5的整数、优选为1~5的整数、特别优选为1~3的整数。
作为上述芳环(=芳香族烃环),可列举例如:苯、萘、蒽、菲等碳原子数6~14的芳环。在本发明中,其中优选苯、萘等碳原子数6~10的芳环。
作为上述连结基团,可列举例如:碳原子数1~5的2价烃基、碳原子数1~5的2价烃基的1个以上氢原子被卤原子取代而成的基团等。
上述碳原子数1~5的2价烃基包含例如:亚甲基、甲基亚甲基、二甲基亚甲基、二亚甲基、三亚甲基等碳原子数1~5的直链状或支链状亚烷基;亚乙烯基、1-甲基亚乙烯基、亚丙烯基等碳原子数2~5的直链状或支链状亚烯基;亚乙炔基、亚丙炔基、1-甲基亚丙炔基等碳原子数2~5的直链状或支链状亚炔基等。在本发明中,其中优选为碳原子数1~5的直链状或支链状亚烷基,特别优选为碳原子数1~5的支链状亚烷基。
因此,作为上述Ar1~Ar3,优选相同或不同地为从碳原子数6~14的芳环的结构式中去除2个氢原子而得到的基团、或者从2个以上碳原子数6~14的芳环经由单键、碳原子数1~5的直链状或支链状亚烷基、或碳原子数1~5的直链状或支链状亚烷基的1个以上氢原子被卤原子取代而成的基团键合而成的结构式中去除2个氢原子而得到的基团,特别优选为从碳原子数6~14的芳环的结构式中去除2个氢原子而得到的基团、或从2个以上碳原子数6~14的芳环经由单键、碳原子数1~5的支链状亚烷基、或碳原子数1~5的支链状亚烷基的1个以上氢原子被卤原子取代而成的基团键合而成的结构式中去除2个氢原子而得到的基团。
作为上述Ar1~Ar3,尤其优选相同或不同地为选自下述式(a-1)~(a-5)表示的基团中的基团。需要说明的是,下述式中的键合臂的伸出位置没有特别限定。
[化学式11]
作为式(I)中的Ar1、Ar2,其中优选为从碳原子数6~14的芳环的结构式中去除2个氢原子而得到的基团,特别优选为上述式(a-1)或(a-2)表示的基团。另外,作为X,其中优选为-CO-或-SO2-。作为式(I)表示的结构,尤其优选包含源自二苯甲酮的结构。
在式(1)表示的化合物总量中,源自芳环的结构的比例例如为50重量%以上、优选为50~90重量%、更优选为60~90重量%、特别优选为65~80重量%。
在式(1)表示的化合物总量中,源自二苯甲酮的结构单元所占的比例例如为5重量%以上、优选为10~62重量%、特别优选为15~60重量%。
作为式(II)中的Ar3,其中优选为选自上述式(a-1)、(a-4)及(a-5)表示的基团中的基团。另外,作为Y,其中优选为-S-、-O-、或-SO2-。作为式(II)表示的结构,特别优选包含源自选自对苯二酚、间苯二酚、2,6-萘二酚、2,7-萘二酚、4,4’-二羟基联苯、4,4’-二羟基二苯基醚、4,4’-二羟基二苯甲酮、4,4’-二羟基二苯硫醚、4,4’-二羟基二苯砜、及双酚A中的至少一种化合物的结构,尤其优选包含源自选自对苯二酚、间苯二酚及双酚A中的至少一种化合物的结构。
在式(1)表示的化合物总量中,源自对苯二酚、间苯二酚、2,6-萘二酚、2,7-萘二酚、4,4’-二羟基联苯、4,4’-二羟基二苯基醚、4,4’-二羟基二苯甲酮、4,4’-二羟基二苯硫醚、4,4’-二羟基二苯砜及双酚A的结构单元所占的比例例如为5重量%以上、优选为10~55重量%、特别优选为15~53重量%。
另外,在式(1)表示的化合物总量中,源自对苯二酚、间苯二酚及双酚A的结构单元所占的比例例如为5重量%以上、优选为10~55重量%、特别优选为15~53重量%。
作为式(1)中的L,其中,从得到耐热性特别优异的固化物的方面考虑,优选为下述式(L-1)表示的2价基团。
[化学式12]
/>
上述式(L-1)中的m是分子链(=上述式(L-1)表示的2价基团)中所含的圆括号内示出的重复单元的个数、即平均聚合度,例如为2~50、优选为3~40、更优选为4~30、特别优选为5~20、最优选为5~10。在m小于2的情况下,存在所得固化物的强度、耐热性变得不充分的倾向。另一方面,在m超过50的情况下,存在溶剂溶解性降低的倾向。另外,还存在熔融温度变高的倾向。需要说明的是,m的值可以通过GPC测定、或NMR的谱图解析而求出。另外,上述式(L-1)中的n”表示0以上的整数,Ar1~Ar3与上述含义相同。需要说明的是,上述式(L-1)中的多个Ar1表示相同的基团。关于Ar2、Ar3,也同样。
作为式(1)中的L,尤其优选为下述式(L-1-1)或(L-1-2)表示的2价基团。
[化学式13]
上述式中的m1、m2是分子链(=上述式(L-1-1)或(L-1-2)表示的2价基团)中所含的圆括号内示出的重复单元的个数、即平均聚合度,例如为2~50、优选为3~40、更优选为4~30、特别优选为5~20、最优选为5~10。需要说明的是,m1、m2的值可以通过GPC测定、或NMR的谱图解析而求出。
另外,在式(1)表示的化合物中,式(1)中的L为上述式(L-1-1)或(L-1-2)表示的2价基团、且式中的m1、m2为5~10的化合物由于在300℃以下(250℃左右)熔融,因此,与PEEK等相比,可以在低温下进行熔融成型,加工性特别优异。
另一方面,分子链的平均聚合度低于上述范围时,存在导致所得固化物变脆、机械特性降低的倾向。另外,分子链的平均聚合度高于上述范围时,存在因在2溶剂的溶解性降低、或熔融粘度变高等而导致加工性降低的倾向。
另外,式(1)表示的化合物的氮原子含量例如为2.8~0.1重量%、优选为2.5~0.15重量%、更优选为2.0~0.20重量%、特别优选为1.8~0.40重量%、最优选为1.5~0.70重量%。氮原子含量可以通过例如CHN元素分析而求出。氮原子含量为上述范围时,溶剂溶解性优异,可以形成韧性、耐热性优异的固化物。另一方面,氮原子含量低于上述范围时,存在难以形成韧性、耐热性优异的固化物的倾向。另外,氮原子含量高于上述范围时,存在溶剂溶解性降低的倾向。
上述式(1)表示的化合物例如可以通过Polymer 1989p978中记载的合成法来制造。以下示出上述式(1)表示的化合物的制造方法的一例,但本发明并不限定于通过该制造方法来制造。
下述式(1a)表示的化合物例如可以经过下述工序[1]~[3]来制造。下述式中,Ar1~Ar3、X、Y、n、R3~R6、Q、n’与上述含义相同。D表示连结基团,Z表示卤原子。m为重复单元的平均聚合度,例如为3~50、优选为4~30、特别优选为5~20。在上述式(1)表示的化合物中,下述式(1a)表示的化合物以外的化合物也可以基于下述方法来制造。
工序[1]:通过使作为反应基质的下述式(2)表示的化合物与下述式(3)表示的化合物在碱的存在下反应而得到下述式(4)表示的化合物。
工序[2]:通过使氨基醇(下述式(5)表示的化合物)与下述式(4)表示的化合物反应而得到下述式(6)表示的二胺。
工序[3]:通过使环状酸酐(下述式(7)表示的化合物)与下述式(6)表示的二胺反应而得到下述式(1a)表示的化合物。
[化学式14]
(工序[1])
作为上述式(2)表示的化合物,可列举例如:二苯甲酮、2-萘基苯基酮、及双(2-萘基)酮等卤代物、及它们的衍生物等。
作为上述式(3)表示的化合物,可列举例如:对苯二酚、间苯二酚、2,6-萘二酚、2,7-萘二酚、1,5-萘二酚、4,4’-二羟基联苯、4,4’-二羟基二苯基醚、4,4’-二羟基二苯甲酮、4,4’-二羟基二苯硫醚、4,4’-二羟基二苯砜、双酚A、双酚F、双酚S、2,5-二羟基联苯、及它们的衍生物等。
作为上述衍生物,可列举例如:在上述式(2)表示的化合物、式(3)表示的化合物的芳香族烃基上键合有取代基的化合物等。作为上述取代基,可列举例如:碳原子数1~6的烷基、碳原子数1~6的烷氧基、及卤原子等。
作为式(2)表示的化合物和式(3)表示的化合物的用量,通常,相对于式(3)表示的化合物1摩尔,优选使式(2)表示的化合物为1摩尔以上,并根据期望的化合物(1)中的分子链的平均聚合度而对式(2)表示的化合物的用量进行调整。例如,优选地,在平均聚合度为5的情况下,相对于式(3)表示的化合物1摩尔,使用式(2)表示的化合物1.2摩尔左右(例如为1.18~1.22摩尔),在平均聚合度为10的情况下,使用式(2)表示的化合物1.1摩尔左右(例如为1.08~1.12摩尔),在平均聚合度为20的情况下,使用式(2)表示的化合物1.05摩尔左右(例如为1.04~1.06摩尔)。
作为式(2)表示的化合物,优选至少使用二苯甲酮的卤代物,式(2)表示的化合物的总用量(100摩尔%)中的二苯甲酮的卤代物的用量例如为10摩尔%以上、优选为30摩尔%以上、特别优选为50摩尔%以上、最优选为80摩尔%以上。需要说明的是,上限为100摩尔%。
作为式(3)表示的化合物,优选使用选自对苯二酚、间苯二酚、2,6-萘二酚、2,7-萘二酚、4,4’-二羟基联苯、4,4’-二羟基二苯基醚、4,4’-二羟基二苯甲酮、4,4’-二羟基二苯硫醚、4,4’-二羟基二苯砜、及双酚A中的至少一种(尤其是选自对苯二酚、间苯二酚及双酚A中的至少一种)的化合物,上述化合物的用量的总和为式(3)表示的化合物的总用量(100摩尔%)的例如10摩尔%以上、优选为30摩尔%以上、特别优选为50摩尔%以上、最优选为80摩尔%以上。需要说明的是,上限为100摩尔%。
上述式(2)表示的化合物与式(3)表示的化合物的反应在碱(例如为选自氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钙、碳酸钠、碳酸钾、碳酸氢钠等无机碱;吡啶、三乙胺等有机碱中的至少一种)的存在下进行。碱的用量可以根据碱的种类而适当调整。例如,氢氧化钙等二元碱的用量相对于式(3)表示的化合物1摩尔为1.0~2.0摩尔左右。
另外,该反应可以在溶剂的存在下进行。作为上述溶剂,可以使用例如:N-甲基-2-吡咯烷酮、二甲基甲酰胺、二甲亚砜、丙酮、四氢呋喃、甲苯等有机溶剂、或者这些中的两种以上的混合溶剂。
作为上述溶剂的用量,相对于反应基质的总和(重量),例如为5~20重量倍左右。溶剂的用量高于上述范围时,存在反应基质的浓度变低、反应速度降低的倾向。
作为反应气氛,只要不阻碍反应就没有特别限定,可以是例如:空气氛围、氮气氛围、氩气氛围等中的任意气体氛围。
反应温度例如为100~200℃左右。反应时间例如为5~24小时左右。另外,该反应可以通过间歇式、半间歇式、连续式等中的任意方法进行。
该反应结束后,可以通过例如过滤、浓缩、蒸馏、提取、晶析、吸附、重结晶、柱色谱法等分离方法、或将这些方法组合而成的分离方法对得到的反应产物进行分离纯化。
(工序[2])
作为上述式(5)表示的化合物,可列举例如:4-氨基苯酚、2-氨基-6-羟基萘、及它们的空间异构体、衍生物等。
上述式(5)表示的化合物的用量可以根据期望的化合物(1)中的分子链的平均聚合度而适当调整。例如,在平均聚合度为5的情况下,为相对于式(3)表示的化合物1摩尔达到0.4~0.6摩尔左右的量,在平均聚合度为10的情况下,为相对于式(3)表示的化合物1摩尔达到0.2~0.4摩尔左右的量,在平均聚合度为20的情况下,为相对于式(3)表示的化合物1摩尔达到0.1~0.15摩尔左右的量。
该反应会伴随着反应的进行而生成卤化氢,因此,从可得到促进反应进行的效果的方面考虑,优选在可捕获所生成的卤化氢的碱的存在下进行反应。作为上述碱,可列举例如:氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钙、碳酸钠、碳酸钾、碳酸氢钠等无机碱;吡啶、三乙胺等有机碱。这些可以单独使用一种,或者可以组合使用两种以上。
上述碱的用量可以根据碱的种类而适当调整。例如,氢氧化钠等一元碱的用量相对于上述式(5)表示的化合物1摩尔为1.0~3.0摩尔左右。
另外,该反应可以在溶剂的存在下进行。作为溶剂,可以使用与在工序[1]中使用的溶剂同样的溶剂。
反应温度例如为100~200℃左右。反应时间例如为1~15小时左右。另外,该反应可以通过间歇式、半间歇式、连续式等中的任意方法进行。
该反应结束后,可以通过例如过滤、浓缩、蒸馏、提取、晶析、吸附、重结晶、柱色谱法等分离方法、或将这些方法组合而成的分离方法对得到的反应产物进行分离纯化。
(工序[3])
作为上述环状酸酐(上述式(7)表示的化合物),可列举例如:马来酸酐、2-苯基马来酸酐、4-苯基乙炔基-邻苯二甲酸酐、4-(1-萘基乙炔基)-邻苯二甲酸酐、双环[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧酸酐、及它们的衍生物等。
上述环状酸酐的用量可以根据期望的化合物(1)中的分子链的平均聚合度而适当调整。例如,在平均聚合度为5的情况下,为相对于式(3)表示的化合物1摩尔达到0.4~0.8摩尔左右的量,在平均聚合度为10的情况下,为相对于式(3)表示的化合物1摩尔达到0.2~0.4摩尔左右的量,在平均聚合度为20的情况下,为相对于式(3)表示的化合物1摩尔达到0.1~0.15摩尔左右的量。
该反应可以在溶剂的存在下进行。作为溶剂,可以使用与在工序[1]中使用的溶剂同样的溶剂。
该反应优选在室温(1~30℃)下进行。反应时间例如为1~30小时左右。另外,该反应可以通过间歇式、半间歇式、连续式等中的任意方法进行。
另外,从促进反应进行的方面考虑,对于该反应,优选通过使用与水共沸的溶剂(例如甲苯等)进行共沸、或使用脱水剂(例如乙酸酐等)而将副产的生成水除去。另外,利用脱水剂而除去生成水时,优选在碱性催化剂(例如三乙胺等)的存在下进行。
该反应结束后,可以通过例如过滤、浓缩、蒸馏、提取、晶析、吸附、重结晶、柱色谱法等分离方法、或将这些方法组合而成的分离方法对得到的反应产物进行分离纯化。
化合物(1)的放热峰温度依赖于固化性官能团的种类,例如为170~450℃、优选为200~430℃、特别优选为220~420℃。放热峰温度可通过DSC测定而求出。
例如,在化合物(1)具有上述式(r-5)表示的基团作为固化性官能团的情况下,可以通过在250℃左右的温度下进行加热而形成固化物。另外,在具有上述式(r-1)表示的基团作为固化性官能团的情况下,可以通过在380℃左右的温度下进行加热而形成固化物。
化合物(1)的数均分子量(Mn)例如为1000~15000、优选为1000~14000、特别优选为1100~12000、最优选为1200~10000。因此,在溶剂中的溶解性高、熔融粘度低、成型加工容易,并且固化后的成型体表现出高韧性。数均分子量低于上述范围时,存在固化后的成型体的韧性降低的倾向。另一方面,数均分子量高于上述范围时,存在溶剂溶解性降低、或熔融粘度变得过高而导致成型加工变得困难的倾向。需要说明的是,Mn可通过凝胶渗透色谱(GPC)测定(溶剂:氯仿;以标准聚苯乙烯换算)而求出。
化合物(1)总量中源自芳环的结构所占的比例例如为50重量%以上、优选为50~90重量%、更优选为60~90重量%、特别优选为65~80重量%。因此,具有高的溶剂溶解性和低的熔融粘度,其固化物具有热稳定性。源自芳环的结构的比例低于上述范围时,存在固化后的成型体的热稳定性降低的倾向。另一方面,源自芳环的结构的比例高于上述范围时,存在溶剂溶解性降低、或熔融粘度变高的倾向。
化合物(1)的玻璃化转变温度(Tg)例如为280℃以下,优选为80~280℃、更优选为80~250℃、特别优选为100~200℃。因此,熔融成型性优异。需要说明的是,Tg可以通过DSC法来测定。
化合物(1)的溶剂溶解性优异,其溶解度在25℃下相对于溶剂100g例如为1g以上、优选为5g以上、特别优选为10g以上。
(溶剂)
作为本发明中的溶剂,可列举例如:丙酮、甲乙酮、甲基异丁基酮、环己酮等酮;甲酰胺、乙酰胺、N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)、N,N-二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺等酰胺;二氯甲烷、氯仿、1,2-二氯乙烷、氯苯、溴苯、二氯苯、三氟甲苯、六氟-2-丙醇等卤代烃;二甲亚砜(DMSO)、二乙基亚砜、苄基苯基亚砜等亚砜;***、二异丙基醚、二丁基醚、四氢呋喃(THF)、二烷、1,2-二甲氧基乙烷、环戊基甲基醚等醚;乙酸乙酯等酯;乙腈、苯甲腈等腈;苯、甲苯、二甲苯等芳香族烃;及这些溶剂中的两种以上的混合液等。
其中,从对化合物(1)(尤其是以式(1)表示且式中的L为式(1-2)或(1-3)表示的2价基团的化合物)的溶解性优异的方面考虑,优选为选自醚、酮、酰胺、卤代烃、及亚砜中的至少一种溶剂(尤其是选自醚、酰胺、卤代烃、及亚砜中的至少一种溶剂)。
实施例
以下,通过实施例对本发明更具体地进行说明,但本发明不限定于这些实施例。
需要说明的是,测定在下述条件下进行。
<NMR测定>
测定装置:BRUKER 400MHz/54mm或BRUKER AVANCE600MHz
测定溶剂:氘代DMSO、氘代氯仿、或氘代氯仿/五氟苯酚(PFP)=2/1(wt/wt)的混合液
化学位移:以TMS为标准
<GPC测定>
装置:泵“LC-20AD”(株式会社岛津制作所制)
检测器:RID-10A(株式会社岛津制作所制)或TDA-301及UV2501(Viscotek制)
溶剂:THF或氯仿
色谱柱:shodex GPC K-806L×1根+shodex GPC K-803×1根+shodex GPC K-801×2根
流速:1.0mL/min
温度:40℃
试样浓度:0.1%(wt/vol)
标准聚苯乙烯换算
<DSC测定>
装置:TA Q20
升温速度:10℃/min
气体氛围:氮气氛围
<TG/DTA测定>
装置:NETZSCH TG209F3
升温速度:10℃/min
气体氛围:氮气氛围
<IR测定>
装置:Perkin Elmer Spectrum RX1(ATR法)
在比较例中使用了PEEK(市售PEEK粉末、聚醚醚酮、VICTREX151G、熔点343℃、Tg147℃)。
制备例1(二胺(1)的制造)
在配备有搅拌装置、氮气导入管、及Dean-Stark装置的500mL(三颈)烧瓶中,加入4,4’-二氟二苯甲酮27.50g、间苯二酚11.56g、无水碳酸钾21.77g、N-甲基-2-吡咯烷酮154mL、及甲苯77mL,在氮气氛围中边搅拌边加热,在130~140℃下使甲苯回流4小时。然后,进一步进行加热,在170~180℃下将甲苯蒸馏除去。进一步在170~180℃下继续搅拌10小时后,恢复至室温。
在加入有所得产物的烧瓶中添加4-氨基苯酚5.04g、无水碳酸钾6.39g、N-甲基-2-吡咯烷酮20mL、甲苯100mL。再次在氮气氛围中边搅拌边加热,在130~140℃下使甲苯回流3小时。然后,进行加热,在170~180℃下将甲苯蒸馏除去,然后,在保持170~180℃的同时继续搅拌4小时。然后,冷却至室温,将反应液添加至3000mL的甲醇中并进行过滤,由此得到了粉末状固体。将该粉末状固体用甲醇及水反复清洗后,在100℃下减压干燥8小时,得到了粉末状固体(二胺(1)、下述式表示的化合物、收率:95%)。对得到的粉末状固体实施GPC测定(溶剂THF、以标准聚苯乙烯换算)而求出的数均分子量为2070、重均分子量为3500、及平均聚合度(m-1)为5.8。
[化学式15]
制备例2(二胺(2)的制造)
在配备有搅拌装置、氮气导入管、及Dean Stark装置的500mL(三颈)烧瓶中加入4,4’-二氟二苯甲酮27.50g、双酚A 23.98g、无水碳酸钾(K2CO3)21.77g、N-甲基-2-吡咯烷酮220mL、及甲苯110mL,在氮气氛围中边搅拌边加热,在130~140℃下使甲苯回流4小时。然后,进一步进行加热,在170~180℃下将甲苯蒸馏除去。进一步在170~180℃下继续搅拌10小时后,恢复至室温。
在加入有所得产物的烧瓶中添加4-氨基苯酚5.04g、无水碳酸钾6.39g、N-甲基-2-吡咯烷酮30mL、及甲苯150mL,再次在氮气氛围中边搅拌边加热,在130~140℃下使甲苯回流3小时。然后,进行加热,在170~180℃下将甲苯蒸馏除去,然后,在保持170~180℃的同时继续搅拌4小时。然后,冷却至室温,将反应液添加至3000mL的甲醇中并进行过滤,由此得到了粉末状固体。将该粉末状固体用甲醇及水反复清洗后,在100℃下减压干燥8小时,得到了粉末状固体(二胺(2)、下式表示的化合物、收率:95%)。对得到的粉末状固体实施GPC测定(溶剂THF、以标准聚苯乙烯换算)而求出的数均分子量为2920、重均分子量为5100、及平均聚合度(m-2)为6.2。
[化学式16]
制备例3(固化性化合物A的制造)
在配备有搅拌装置、氮气导入管及干燥管的1000mL(三颈)烧瓶中,加入马来酸酐5.88g、N-甲基-2-吡咯烷酮50mL、甲苯200mL,进行了氮气置换。向其中添加将制备例1中得到的二胺(1)26.76g溶解于NMP 250mL而得到的溶液,在氮气氛围中、于室温下搅拌了24小时。然后,添加对甲苯磺酸一水合物0.761g,加热至140℃,继续搅拌8小时,使甲苯回流而将水分除去。将反应液恢复至室温后,将反应液添加至3000mL的甲醇中并进行过滤,由此得到了粉末状固体。将该粉末状固体用甲醇及水反复清洗后,在100℃下减压干燥8小时,得到了粉末状固体(固化性化合物A、下述式(A)表示的化合物、源自芳环的结构的比例:72重量%、收率:90%)。将固化性化合物A的1H-NMR谱示于图5,将FTIR光谱示于图6。
需要说明的是,源自芳环的结构的比例是通过1H-NMR求出的。
1H-NMR(CDCl3)δ:6.88(m),7.08(d,J=8.0Hz),7.17(d,J=8.0Hz),7.39(m),7.81(d,J=8.0Hz)
[化学式17]
另外,通过流变仪对固化性化合物A在200℃下的粘度进行了测定,结果为7Pa·s。
制备例4(固化性化合物B的制造)
使用制备例2中得到的二胺(2)来代替二胺(1),并使用了将上述二胺(2)48.57g溶解于330mL的NMP而得到的溶液,除此以外,与制备例3同样地得到了粉末状固体(固化性化合物B、下述式(B)表示的化合物、源自芳环的结构的比例:71重量%、收率:90%)。将固化性化合物B的1H-NMR谱示于图7,将FTIR光谱示于图8。
1H-NMR(CDCl3)δ:1.71(s),6.87(s),7.02(m),7.09(m),7.17(d,J=8.8Hz),7.26(m),7.37(d,J=8.8Hz),7.80(m)
[化学式18]
另外,通过流变仪对固化性化合物B在200℃下的粘度进行了测定,结果为14Pa·s。
制备例5(固化性化合物C的合成)
在配备有搅拌装置、氮气导入管及干燥管的50mL(三颈)烧瓶中加入制备例1中得到的二胺(1)4.571g、4-苯基乙炔基-邻苯二甲酸酐1.852g、N-甲基-2-吡咯烷酮33mL,在氮气氛围中、于室温下搅拌了24小时。然后,添加乙酸酐4.215g、三乙胺1.405g,在60℃下搅拌了6小时。将反应液恢复至室温后,将反应液添加于1500mL的乙醇中并进行过滤,由此得到了粉末状固体。将该粉末状固体用乙醇及水反复清洗后,在100℃下减压干燥8小时,得到了粉末状固体(固化性化合物C、下述式(C)表示的化合物、源自芳环的结构的比例:76重量%、收率:90%)。将固化性化合物C的1H-NMR谱示于图9,将FTIR光谱示于图10。
[化学式19]
1H-NMR(CDCl3)δ:6.83(m),6.90(m),7.09(m),7.21(d,J=8.8Hz),7.39(m),7.48(d,J=8.8Hz),7.58(m),7.81(m),7.92(m),8.08(s)
制备例6(固化性化合物D的合成)
使用制备例2中得到的二胺(2)来代替二胺(1),使用了上述二胺(2)4.550g,并使用了4-苯基乙炔基-邻苯二甲酸酐1.395g,除此以外,与制备例5同样地得到了粉末状固体(固化性化合物D、下述式(D)表示的化合物、源自芳环的结构的比例:74重量%、收率:90%)。将固化性化合物D的1H-NMR谱示于图11,将FTIR光谱示于图12。
[化学式20]
1H-NMR(CDCl3)δ:1.71(s),7.02(m),7.11(d,J=8.8Hz),7.21(d,J=8.8Hz),7.27(m),7.41(m),7.48(d,J=8.8Hz),7.58(m),7.81(m),7.93(m),8.08(s)
[数均分子量、重均分子量]
通过GPC测定(溶剂THF、以标准聚苯乙烯换算)求出了固化性化合物A、B、C及D的数均分子量及重均分子量。
[溶剂溶解性评价]
将固化性化合物A、B、C、D、或PEEK(1g)与下表中示出的溶剂(100g)混合,在25℃下搅拌24小时,按照下述基准评价了在溶剂中的溶解性。
价了在溶剂中的溶解性。
评价基准
○(良好):完全溶解
×(不良):至少一部分未溶解而残存
将结果总结示于下表。
[表1]
溶剂NMP:N-甲基-2-吡咯烷酮
DMSO:二甲亚砜
THF:四氢呋喃
[Tg]
通过DSC测定求出了固化性化合物A、B、C及D的Tg。
将固化性化合物C及D的DSC测定结果示于图13。固化性化合物D的Tg为140℃左右,固化性化合物C的Tg为120℃左右,固化性化合物C、D均在400℃附近观测到了由固化反应引起的放热峰。
[固化物的热失重分析]
将固化性化合物A、B、C、D、或PEEK以厚度0.5mm左右均匀地载置于玻璃板上,在马弗炉中进行加热(以10℃/min从25℃升温至371℃,然后,在371℃下保持2小时),使其固化,得到了固化物。
将固化性化合物C的固化物、及固化性化合物D的固化物的DSC结果示于图14。在DSC图中未观察到放热峰,因此可知,得到的固化物具有高固化度(或者固化性化合物A、B、C或D的固化性优异,通过实施加热处理而使全部固化性官能团消失)。
另外,使用TG/DTA对得到的固化物进行热失重分析,求出了5%失重温度(Td5)及10%失重温度(Td10)。将固化性化合物C的固化物及固化性化合物D的固化物的热失重分析结果示于图15。
[氮原子含量]
对实施例中得到的固化性化合物A、B、C、D、或作为比较例的PEEK实施CHN元素分析,求出了氮原子含量。需要说明的是,标准试样中使用了安替比林。
将结果总结示于下表。
[固化性化合物的固化物的耐热性、绝缘性、及阻燃性评价]
将投入有固化性化合物A的成型用模具设置于压机(30吨手动油压真空热压机IMC-46E2-3型、株式会社井元制作所制)并调整为50℃,一边抽真空,一边以20℃/min升温至280℃,保持了1小时后,进一步以20℃/min升温至320℃,保持了30分钟。然后,对压机进行空冷及水冷,达到100℃以下时将模具取出,得到了平面状的固化物(A)(厚度:0.2cm)。将得到的固化物的FTIR光谱示于图16。得到的固化物(A)的物性如下所述。
·密度(JIS K7112A 23℃):1.29g/cm3
·玻璃化转变温度(通过DSC测定):154℃
·热膨胀系数(基于JIS K7197)(Tg以下):50.8ppm/℃
·热膨胀系数(基于JIS K7197)(Tg以上):263ppm/℃
·相对介电常数(基于ASTM D2520、23℃)(10GHz):2.94
·介质损耗角正切(基于ASTM D2520、23℃)(10GHz):0.0056
·阻燃性(基于UL94V、厚度0.15mm):V-1等级
·氮原子含量:1.30重量%
使用了固化性化合物B来代替固化性化合物A,除此以外,与上述同样地得到了平面状的固化物(B)(厚度:0.2cm)。将得到的固化物的FTIR光谱示于图17。得到的固化物(B)的物性如下所述。
·密度(JIS K7112A 23℃):1.19g/cm3
·玻璃化转变温度(通过DSC测定):176℃
·热膨胀系数(基于JIS K7197)(Tg以下):73ppm/℃
·热膨胀系数(基于JIS K7197)(Tg以上):234ppm/℃
·相对介电常数(基于JIS-C2138、23℃)(1MHz):2.69
·介质损耗角正切(基于JIS-C2138、23℃)(1MHz):0.0050
·氮原子含量:1.01重量%
实施例1~12
如下述表3中所记载的那样,将制备例中得到的固化性化合物A或B和溶剂称量至样品瓶,进行了搅拌。在25℃下施加5分钟的超声波,使固化性化合物完全溶解,得到了固化性组合物。
用注射器将得到的固化性组合物浇铸于基板上,并用涂布器均匀地铺展,对其实施一次干燥(在120℃的干燥机中干燥1小时),接着实施二次干燥(在150℃的干燥机中、真空下干燥1小时),得到了涂膜。使得到的涂膜热固化(在220℃的干燥机中、真空下1小时),得到了固化物/基板层叠体。
比较例1
在使用PEEK作为固化性化合物的情况下,即使将PEEK在140℃下加热搅拌5分钟,也未溶解于溶剂,未能形成涂料。
对实施例及比较例中得到的固化物/基板层叠体、及上述固化物/基板层叠体实施棋盘格胶带试验(基于JIS K5400-8.5),并按照以下的基准评价了固化物相对于基板的密合性。
○(良好):未观察到固化物的剥离
×(不良):观察到了固化物的剥离
将结果总结示于下表。
溶剂NMP:N-甲基-2-吡咯烷酮
基板铜箔:市售电解铜箔Rz=0.85μm
不锈钢:SUS430
铝:带把手的铝杯
玻璃:MICRO SLIDE GLASS S1214
聚酰亚胺:KaptonH、DuPont Toray株式会社制
实施例7-2、7-3
除了改变了下述方面以外,与实施例7同样地进行,得到了固化性组合物,得到了固化物/基板层叠体。
即,如下述表4中所记载的那样添加了填料。另外,将涂料的热固化条件设为“在300℃的干燥机中、真空下1小时”。
另外,对于得到的层叠体,通过与实施例7同样的方法评价了密合性。
将结果总结示于下表。
[表4]
实施例7-2 实施例7-2
固化性化合物 B B
固化性化合物浓度(wt%) 20 20
溶剂 NMP NMP
填料 二氧化硅 云母
填料浓度(wt%) 5 5
基板 铜箔 铜箔
基板密合性
二氧化硅:HS-207、日铁化学&材料株式会社制
云母:NK-8G、日本光研工业株式会社制
实施例13~20
如下述表5中所记载的那样,将制备例中得到的固化性化合物A或B溶解于环己酮,得到了复合材料形成用固化性组合物。
将纤维1.186g浸渍于所得组合物5.0g,保持该状态在25℃下静置了8小时。然后,将纤维从溶液中捞起,在130℃的热台上加热1小时,由此使环己酮挥发,得到了复合材料(预浸料)。
用铝箔夹持所得复合材料(预浸料),并将其设置于压机,在250℃下加热3分钟后,在0.1MPa下加压。在250℃下保持8分钟,然后花费12分钟升温至320℃,在320℃下保持20分钟,使固化性化合物固化,得到了复合材料(固化物)。
比较例2
在使用PEEK作为固化性化合物的情况下,即使将PEEK在140℃下加热搅拌5分钟,也未溶解于环己酮,未能得到复合材料形成用固化性组合物。因此,未能使PEEK浸渗于纤维。
对实施例13~20中得到的复合材料(复合材料形成用固化性组合物的固化物与纤维的复合材料)的截面进行观察的结果,确认了:复合材料形成用固化性组合物进入到了纤维的1μm以下的空隙中并发生了固化。
实施例21
将制备例中得到的固化性化合物B在NMP中搅拌,在25℃下施加5分钟的超声波,使固化性化合物B完全溶解,得到了固化性组合物(固化性化合物B浓度:40重量%)。
将得到的固化性组合物填充于注射器,并挤出至水中,得到了纤维状的成型体(长度10cm、直径1mm)。
比较例3
使用了PEEK来代替固化性化合物B,其结果,即使在140℃下加热5分钟,也未溶解于NMP,因此,未能成型为纤维状。
实施例22
如下述表6中所记载的那样,将固化性化合物和溶剂称量至样品瓶,进行了搅拌。在25℃下施加5分钟的超声波,使固化性化合物完全溶解,得到了固化性组合物。
用注射器将得到的固化性组合物浇注于基板(1)上,并用涂布器均匀地铺展,对其实施一次干燥(在120℃的干燥机中干燥1小时),接着实施二次干燥(在150℃的干燥机中、真空下干燥1小时),得到了涂膜。
在得到的涂膜上层叠基板(2),然后,使上述涂膜热固化(在220℃的干燥机中1小时),得到了基板(2)/固化物/基板(1)层叠体。
实施例23
将通过与实施例22同样的方法得到的固化性组合物浇注于载体(聚酰亚胺制、厚度100μm)上,并用涂布器均匀地铺展,对其实施一次干燥(在120℃的干燥机中干燥1小时),实施二次干燥(在150℃的干燥机中干燥1小时),接着实施三次干燥(210℃的干燥机中、真空下干燥1小时),得到了厚度100μm的涂膜。
将得到的涂膜从载体剥离。涂膜可以容易地从载体剥离。
使用铜箔(厚度18μm)作为基板(1)、基板(2),在基板(1)、基板(2)之间夹有上述涂膜的状态下使其热固化[在真空热压机中以5℃/分从210℃升温至300℃,并在该温度下保持了60分钟。另外,从开始升温起经5分钟升压到了3MPa],得到了基板(2)/固化物/基板(1)层叠体。
与上述同样地评价了所得层叠体中固化物相对于基板(1)的密合性。
另外,对于得到的层叠体,通过下述方法评价了弯曲性。
即,将层叠体切成1cm×10cm的大小,在长度方向的中央部(从端部起5cm)对折。在弯折部载置100g的砝码后,用肉眼观察固化物的外观,并按照下述基准进行了评价。
弯曲性评价基准
○:未确认到裂缝、剥离
×:确认到了裂缝或者剥离
将结果总结示于下表。
[表6]
作为以上内容的总结,以下附记本发明的构成及其变化。
[1]一种固化性组合物,其含有式(1)表示的化合物、和溶剂。
[2]根据[1]所述的固化性组合物,其中,溶剂为选自酮、酰胺、卤代烃、亚砜、醚、酯、腈、及芳香族烃中的至少一种溶剂。
[3]根据[1]或[2]所述的固化性组合物,其中,式(1)中的R1、R2相同或不同,为具有环状酰亚胺结构的固化性官能团。
[4]根据[1]~[3]中任一项所述的固化性组合物,其中,式(1)中的R1、R2相同或不同,为选自式(r-1)~(r-6)表示的基团中的基团。
[5]根据[1]~[4]中任一项所述的固化性组合物,其中,式(1)中的D1、D2相同或不同,为选自含有式(d-1)~(d-4)表示的结构的基团中的基团。
[6]根据[1]~[5]中任一项所述的固化性组合物,其中,式(I)及式(II)中的Ar1~Ar3相同或不同,为从碳原子数6~14的芳环的结构式中去除2个氢原子而得到的基团、或者从2个以上碳原子数6~14的芳环经由单键、碳原子数1~5的直链状或支链状亚烷基、或碳原子数1~5的直链状或支链状亚烷基的1个以上氢原子被卤原子取代而成的基团键合而成的结构式中去除2个氢原子而得到的基团。
[7]根据[1]~[6]中任一项所述的固化性组合物,其中,式(I)表示的结构为源自二苯甲酮的结构。
[8]根据[7]所述的固化性组合物,其中,在式(1)表示的化合物总量中,源自二苯甲酮的结构单元所占的比例为5重量%以上。
[9]根据[1]~[8]中任一项所述的固化性组合物,其中,式(II)表示的结构为源自选自对苯二酚、间苯二酚、2,6-萘二酚、2,7-萘二酚、4,4’-二羟基联苯、4,4’-二羟基二苯基醚、4,4’-二羟基二苯甲酮、4,4’-二羟基二苯硫醚、4,4’-二羟基二苯砜、及双酚A中的至少一种化合物的结构。
[10]根据[9]所述的固化性组合物,其中,在式(1)表示的化合物总量中,源自对苯二酚、间苯二酚、2,6-萘二酚、2,7-萘二酚、4,4’-二羟基联苯、4,4’-二羟基二苯基醚、4,4’-二羟基二苯甲酮、4,4’-二羟基二苯硫醚、4,4’-二羟基二苯砜、及双酚A的结构单元所占的比例为5重量%以上。
[11]根据[1]~[10]中任一项所述的固化性组合物,其中,式(1)中的L为式(L-1)表示的基团。
[12]根据[1]~[10]中任一项所述的固化性组合物,其中,式(1)中的L为式(L-1-1)或(L-1-2)表示的基团。
[13]根据[1]~[12]中任一项所述的固化性组合物,其氮原子含量为固化性化合物总量的2.8~0.1重量%。
[14]根据[1]~[13]中任一项所述的固化性组合物,其相对介电常数为6以下。
[15]根据[1]~[14]中任一项所述的固化性组合物,其介质损耗角正切为0.05以下。
[16]根据[1]~[15]中任一项所述的固化性组合物,其中,固化性化合物的厚度0.15mm的固化物的利用基于UL94V的方法测定的阻燃度为V-1等级。
[17]一种成型体的制造方法,该方法包括:将[1]~[16]中任一项所述的固化性组合物成型而得到成型体。
[18]一种粘接剂,其含有[1]~[16]中任一项所述的固化性组合物。
[19]一种涂料,其含有[1]~[16]中任一项所述的固化性组合物。
[20]一种密封剂,其含有[1]~[16]中任一项所述的固化性组合物。
[21]一种层叠体的制造方法,该方法包括:在基板上层叠包含[1]~[16]中任一项所述的固化性组合物的固化物的薄膜并实施加热处理,由此得到具有基材与上述固化性组合物的固化物或半固化物层叠而成的构成的层叠体。
[22]根据[21]所述的层叠体的制造方法,该方法包括:在塑料制的支撑体上涂布上述固化性组合物并进行干燥,得到包含上述固化性组合物的固化物的薄膜,将得到的薄膜从上述支撑体剥离后层叠于基板。
[23]一种固态物,其包含固化性化合物的固化物,以升温速度10℃/分(氮气中)测定的该固态物的5%失重温度(Td5)为300℃以上,在320℃下对该固态物实施30分钟的加热处理后其氮原子含量为2.8~0.1重量%。
[24]根据[23]所述的固态物,其IR光谱在1620~1750cm-1的区域具有峰。
[25]根据[23]或[24]所述的固态物,其中,固化性化合物为式(1)表示的化合物。
[26]根据[23]~[25]中任一项所述的固态物,其中,固化性化合物为以式(1)表示、且上述式中的R1、R2相同或不同地为具有环状酰亚胺结构的固化性官能团的化合物。
[27]根据[23]~[26]中任一项所述的固态物,其中,固化性化合物为以式(1)表示、且上述式中的R1、R2相同或不同地为选自式(r-1)~(r-6)表示的基团中的基团的化合物。
[28]根据[23]~[27]中任一项所述的固态物,其中,固化性化合物为以式(1)表示、且上述式中的D1、D2相同或不同地为选自含有式(d-1)~(d-4)表示的结构的基团中的基团的化合物。
[29]一种半导体装置的制造方法,该方法包括:经过使用[1]~[16]中任一项所述的固化性组合物作为粘接剂而层叠半导体基板的工序来制造半导体装置。
[30]一种半导体装置的制造方法,该方法包括:经过使用[1]~[16]中任一项所述的固化性组合物将半导体元件密封的工序来制造半导体装置。
[31]一种层叠体,其具有基板与[1]~[16]中任一项所述的固化性组合物的固化物或半固化物层叠而成的构成。
工业实用性
本发明的固化性组合物可以适宜地用作在要求超耐热性、阻燃性及良好的介电特性的领域中使用的成型物的形成材料、或粘接剂、密封剂或涂料等。

Claims (15)

1.一种固化性组合物,其包含下述式(1)表示的化合物、和溶剂,
式(1)中,
R1、R2相同或不同,表示具有环状酰亚胺结构的固化性官能团,
D1、D2相同或不同,表示单键或连结基团,
L表示下述式(L-1)表示的2价基团,
式(L-1)中,
Ar1~Ar3相同或不同,表示从芳环的结构式中去除2个氢原子而得到的基团、或者从2个以上芳环经由单键或连结基团键合而成的结构式中去除2个氢原子而得到的基团,
X表示-CO-、-S-、或-SO2-,
Y相同或不同,表示-S-、-SO2-、-O-、-CO-、-COO-、或-CONH-,
m为式(L-1)表示的2价基团中所含的圆括号内示出的重复单元的个数、即平均聚合度,为2~50,
n”表示0以上的整数,
式(L-1)中的多个Ar1表示相同的基团,关于Ar2、Ar3也同样。
2.根据权利要求1所述的固化性组合物,其中,
溶剂为选自酮、酰胺、卤代烃、亚砜、醚、酯、腈、及芳香族烃中的至少一种溶剂。
3.根据权利要求1或2所述的固化性组合物,其中,
式(1)中的R1、R2相同或不同,为选自下述式(r-1)~(r-6)表示的基团中的基团,
式(r-1)~(r-6)中的从氮原子伸出的键合臂与D1或D2键合。
4.根据权利要求1或2所述的固化性组合物,其中,
式(1)中的D1、D2相同或不同,为选自包含下述式(d-1)~(d-4)表示的结构的基团中的基团,
5.根据权利要求1或2所述的固化性组合物,其中,
式(L-1)中的Ar1~Ar3相同或不同,为从碳原子数6~14的芳环的结构式中去除2个氢原子而得到的基团、或者从下述结构式中去除2个氢原子而得到的基团,所述结构式为2个以上碳原子数6~14的芳环经由单键、碳原子数1~5的直链状或支链状亚烷基、或碳原子数1~5的直链状或支链状亚烷基的1个以上氢原子被卤原子取代而成的基团键合而成的结构式。
6.根据权利要求1或2所述的固化性组合物,其中,
在式(1)表示的化合物总量中,源自二苯甲酮的结构单元所占的比例为5重量%以上。
7.根据权利要求1或2所述的固化性组合物,其中,
在式(1)表示的化合物总量中,源自对苯二酚、间苯二酚、2,6-萘二酚、2,7-萘二酚、4,4’-二羟基联苯、4,4’-二羟基二苯基醚、4,4’-二羟基二苯甲酮、4,4’-二羟基二苯硫醚、4,4’-二羟基二苯砜、及双酚A的结构单元所占的比例为5重量%以上。
8.一种成型体的制造方法,该方法包括:
将权利要求1~7中任一项所述的固化性组合物成型而得到成型体。
9.一种粘接剂,其含有权利要求1~7中任一项所述的固化性组合物。
10.一种涂料,其含有权利要求1~7中任一项所述的固化性组合物。
11.一种密封剂,其含有权利要求1~7中任一项所述的固化性组合物。
12.一种层叠体的制造方法,该方法包括:
在基板上层叠包含权利要求1~7中任一项所述的固化性组合物的固化物的薄膜并实施加热处理,由此得到具有基板与所述固化性组合物的固化物或半固化物层叠而成的构成的层叠体。
13.根据权利要求12所述的层叠体的制造方法,该方法包括:
在塑料制的支撑体上涂布所述固化性组合物并进行干燥,得到包含所述固化性组合物的固化物的薄膜,将得到的薄膜从所述支撑体剥离后层叠于基板上,实施加热处理。
14.一种固态物,其含有下述式(1)表示的化合物的固化物,
式(1)中,
R1、R2相同或不同,表示具有环状酰亚胺结构的固化性官能团,
D1、D2相同或不同,表示单键或连结基团,
L表示下述式(L-1)表示的2价基团,
式(L-1)中,
Ar1~Ar3相同或不同,表示从芳环的结构式中去除2个氢原子而得到的基团、或者从2个以上芳环经由单键或连结基团键合而成的结构式中去除2个氢原子而得到的基团,
X表示-CO-、-S-、或-SO2-,
Y相同或不同,表示-S-、-SO2-、-O-、-CO-、-COO-、或-CONH-,
m为式(L-1)表示的2价基团中所含的圆括号内示出的重复单元的个数、即平均聚合度,为2~50,
n”表示0以上的整数,
式(L-1)中的多个Ar1表示相同的基团,关于Ar2、Ar3也同样,
以升温速度10℃/分(氮气中)测定的该固态物的5%失重温度(Td5)为300℃以上,
在320℃下对该固态物实施30分钟的加热处理后其氮原子含量为2.8~0.1重量%。
15.根据权利要求14所述的固态物,其IR光谱在1620~1750cm-1的区域具有峰。
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