JP3390270B2 - 保存安定性に優れた含フッ素ポリイミド系前駆体溶液及びその製造法 - Google Patents
保存安定性に優れた含フッ素ポリイミド系前駆体溶液及びその製造法Info
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Description
学材料、電子部品材料として好適な含フッ素ポリイミド
系前駆体溶液及びその製造法に関する。
透過性に優れ、また低誘電率なため、高速信号処理用の
半導体装置や光学装置の光伝送用材料などに用いられる
(特開平3−72528号公報)。しかし、フッ素を含
むポリイミド系前駆体溶液は、フッ素を含まないポリイ
ミド系前駆体溶液に比べ、合成時に増粘しにくく、また
保存時にも、粘度が変化しやすいという問題点がある。
技術の問題点を解決し、保存時の粘度安定性に優れ、光
学材料、電子部品材料へ好適に用いることができる含フ
ッ素ポリイミド系前駆体溶液およびその製造法を提供す
るものである。
重量%以上1.0重量%以下含有する粘度安定性に優れ
た含フッ素ポリイミド系前駆体溶液、及び水含有量の少
ない極性溶媒中でジアミン成分とカルボン酸二無水物成
分を反応させた後に水を水含有量が0.13重量%以上
1.0重量%以下になるように添加する含フッ素ポリイ
ミド系前駆体溶液の製造法に関する。
としては、含フッ素ポリアミック酸溶液、含フッ素ポリ
イミド溶液、含フッ素ポリイミド・イソインドロキナゾ
リンジオンイミド溶液、含フッ素ポリエーテルイミド溶
液、含フッ素ポリアミドイミド溶液などが挙げられる。
メチル−2−ピロリドン、N,N−ジメチルアセトアミ
ド、γ−ブチロラクトン、ジメチルスルホキシド、ジグ
ライム等の極性溶媒中で、ジアミン成分とカルボン酸二
無水物成分の反応により得られる。フッ素はジアミン成
分およびカルボン酸二無水物成分の少なくとも一方に含
まれればよい。ジアミン成分とカルボン酸二無水物成分
とはほぼ等モルとして反応させることが好ましく、反応
温度は、通常0〜40℃とされ、反応時間は、通常30
分〜50時間の範囲とされる。
分を反応させる場合、極性溶媒中の水が多いと両者が反
応しにくく、所定の粘度が得られなくなる。光学材料、
電子部品材料への適用に適したポリイミド系前駆体溶液
の粘度は塗膜強度、塗膜厚などから、1ポイズ以上が好
ましく、より好ましくは5ポイズ以上、特に10ポイズ
以上が好ましい。粘度が1ポイズ以上の含フッ素ポリイ
ミド系前駆体溶液を得るには極性溶媒中の水含有量を
0.05重量%以下にすることが好ましく、粘度を所望
のものにする点からは、より好ましくは水含有量を0.
03重量%以下、特に好ましくは0.01重量%以下と
される。水含有量の少ない極性溶媒は、モレキュラーシ
ーブなどの脱水剤を極性溶媒中に添加して保管すること
により得られる。
ては、(トリフルオロメチル)ピロメリット酸二無水
物、ジ(トリフルオロメチル)ピロメリット酸二無水
物、ジ(ヘプタフルオロプロピル)ピロメリット酸二無
水物、ペンタフルオロエチルピロメリット酸二無水物、
ビス{3.5−ジ(トリフルオロメチル)フェノキシ}
ピロメリット酸二無水物、2,2−ビス(3,4−ジカ
ルボキシフェニル)ヘキサフルオロプロパン二無水物、
5,5′−ビス(トリフルオロメチル)−3,3′,
4,4′−テトラカルボキシビフェニル二無水物、2,
2′,5,5′−テトラキス(トリフルオロメチル)−
3,3′,4,4′−テトラカルボキシビフェニル二無
水物、5,5′−ビス(トリフルオロメチル)−3,
3′,4,4′−テトラカルボキシジフェニルエーテル
二無水物、5,5′−ビス(トリフルオロメチル)−
3,3′,4,4′−テトラカルボキシベンゾフェノン
二無水物、ビス{(トリフルオロメチル)ジカルボキシ
フェノキシ}ベンゼン二無水物、ビス{(トリフルオロ
メチル)ジカルボキシフェノキシ}(トリフルオロメチ
ル)ベンゼン二無水物、ビス(ジカルボキシフェノキ
シ)(トリフルオロメチル)ベンゼン二無水物、ビス
(ジカルボキシフェノキシ)ビス(トリフルオロメチ
ル)ベンゼン二無水物、ビス(ジカルボキシフェノキ
シ)テトラキス(トリフルオロメチル)ベンゼン二無水
物、2,2−ビス{(4−(3,4−ジカルボキシフェ
ノキシ)フェニル}ヘキサフルオロプロパン二無水物、
ビス{(トリフルオロメチル)ジカルボキシフェノキ
シ}ビフェニル二無水物、ビス{(トリフルオロメチ
ル)ジカルボキシフェノキシ}ビス(トリフルオロメチ
ル)ビフェニル二無水物、ビス{(トリフルオロメチ
ル)ジカルボキシフェノキシ}ジフェニルエーテル二無
水物、ビス(ジカルボキシフェノキシ)ビス(トリフル
オロメチル)ビフェニル二無水物などが挙げられる。
ば4−(1H,1H,11H−エイコサフルオロウンデ
カノキシ)−1,3−ジアミノベンゼン、4−(1H,
1H−パーフルオロ−1−ブタノキシ)−1,3−ジア
ミノベンゼン、4−(1H,1H−パーフルオロ−1−
ヘプタノキシ)−1,3−ジアミノベンゼン、4−(1
H,1H−パーフルオロ−1−オクタノキシ)−1,3
−ジアミノベンゼン、4−ペンタフルオロフェノキシ−
1,3−ジアミノベンゼン、4−(2,3,5,6−テ
トラフルオロフェノキシ)−1,3−ジアミノベンゼ
ン、4−(4−フルオロフェノキシ)−1,3−ジアミ
ノベンゼン、4−(1H,1H,2H,2H−パーフル
オロ−1−ヘキサノキシ)−1,3−ジアミノベンゼ
ン、4−(1H,1H,2H,2H−パーフルオロ−1
−ドデカノキシ)−1,3−ジアミノベンゼン、(2,
5)−ジアミノベンゾトリフルオライド、ビス(トリフ
ルオロメチル)フェニレンジアミン、ジアミノテトラ
(トリフルオロメチル)ベンゼン、ジアミノ(ペンタフ
ルオロエチル)ベンゼン、2,5−ジアミノ(パーフル
オロヘキシル)ベンゼン、2,5−ジアミノ(パーフル
オロブチル)ベンゼン、2,2′−ビス(トリフルオロ
メチル)−4,4′−ジアミノビフェニル、3,3′−
ビス(トリフルオロメチル)−4,4′−ジアミノビフ
ェニル、オクタフルオロベンジジン、4,4′−ジアミ
ノジフェニルエーテル、2,2−ビス(p−アミノフェ
ニル)ヘキサフルオロプロパン、1,3−ビス(アニリ
ノ)ヘキサフルオロプロパン、1,4−ビス(アニリ
ノ)オクタフルオロブタン、1,5−ビス(アニリノ)
デカフルオロペンタン、1,7−ビス(アニリノ)テト
ラデカフルオロヘプタン、2,2′−ビス(トリフルオ
ロメチル)−4,4′−ジアミノジフェニルエーテル、
3,3′−ビス(トリフルオロメチル)−4,4′−ジ
アミノジフェニルエーテル、3,3′,5,5′−テト
ラキス(トリフルオロメチル)−4,4′−ジアミノジ
フェニルエーテル、3,3′−ビス(トリフルオロメチ
ル)−4,4′−ジアミノベンゾフェノン、4,4′−
ジアミノ−p−テルフェニル、1,4−ビス(p−アミ
ノフェニル)ベンゼン、p−ビス(4−アミノ−2−ト
リフルオロメチルフェノキシ)ベンゼン、ビス(アミノ
フェノキシ)ビス(トリフルオロメチル)ベンゼン、ビ
ス(アミノフェノキシ)テトラキス(トリフルオロメチ
ル)ベンゼン、2,2−ビス{4−(4−アミノフェノ
キシ)フェニル}ヘキサフルオロプロパン、2,2−ビ
ス{4−(3−アミノフェノキシ)フェニル}ヘキサフ
ルオロプロパン、2,2−ビス{4−(2−アミノフェ
ノキシ)フェニル}ヘキサフルオロプロパン、2,2−
ビス{4−(4−アミノフェノキシ)−3,5−ジメチ
ルフェニル}ヘキサフルオロプロパン、2,2−ビス
{4−(4−アミノフェノキシ)−3,5−ジトリフル
オロメチルフェニル}ヘキサフルオロプロパン、4,
4′−ビス(4−アミノ−2−トリフルオロメチルフェ
ノキシ)ビフェニル、4,4′−ビス(4−アミノ−3
−トリフルオロメチルフェノキシ)ビフェニル、4,
4′−ビス(4−アミノ−2−トリフルオロメチルフェ
ノキシ)ジフェニルスルホン、4,4′−ビス(3−ア
ミノ−5−トリフルオロメチルフェノキシ)ジフェニル
スルホン、2,2−ビス{4−(4−アミノ−3−トリ
フルオロメチルフェノキシ)フェニル}ヘキサフルオロ
プロパン、ビス{(トリフルオロメチル)アミノフェノ
キシ}ビフェニル、ビス〔{(トリフルオロメチル)ア
ミノフェノキシ}フェニル〕ヘキサフルオロプロパン、
ビス{2−〔(アミノフェノキシ)フェニル〕ヘキサフ
ルオロイソプロピル}ベンゼンなどが挙げられる。
としては、p−ターフェニル−3,4,3″,4″−テ
トラカルボン酸二無水物、ピロメリット酸二無水物、
3,3′,4,4′−ベンゾフェノンテトラカルボン酸
二無水物、3,3′,4,4′−ビフェニルテトラカル
ボン酸二無水物、3,3′,4,4′−ビフェニルエー
テルテトラカルボン酸二無水物、1,2,5,6−ナフ
タレンテトラカルボン酸二無水物、2,3,6,7−ナ
フタレンテトラカルボン酸二無水物、2,3,5,6−
ピリジンテトラカルボン酸二無水物、1,4,5,8−
ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、3,4,9,1
0−ペリレンテトラカルボン酸二無水物、4,4′−ス
ルホニルジフタル酸二無水物、3,3′,4,4′−テ
トラフェニルシランテトラカルボン酸二無水物、メタ−
ターフェニル−3,3″,4,4″−テトラカルボン酸
二無水物、3,3′,4,4′−ジフェニルエーテルテ
トラカルボン酸二無水物、1,3−ビス(3,4−ジカ
ルボキシフェニル)−1,1,3,3−テトラメチルジ
シロキサン二無水物、1−(2,3−ジカルボキシフェ
ニル)−3−(3,4−ジカルボキシフェニル)−1,
1,3,3−テトラメチルジシロキサン二無水物などが
挙げられる。なお、ポリアミドイミド樹脂を得る場合に
は、塩化無水トリメリット酸などが用いられる。
4,4′−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、4,4′−ジアミノジフェニ
ルスルホン、4,4′−ジアミノジフェニルスルフィ
ド、ベンジン、メタンフェニレンジアミン、パラフェニ
レンジアミン、2,2−ビス−(4−アミノフェノキシ
フェニル)プロパン、1,5−ナフタレンジアミン、
2,6−ナフタレンジアミン、ビス−(4−アミノフェ
ノキシフェニル)スルホン、ビス−(4−アミノフェノ
キシフェニル)スルフィド、ビス−(4−アミノフェノ
キシフェニル)ビフェニル、1,4−ビス−(4−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、3,4′−ジアミノジフェニル
エーテル、3,3′−ジメチル−4,4′−ジアミノビ
フェニル、3,3′−ジメトキシ−4,4′−ジアミノ
ビフェニル、4,4′−ジアミノジフェニルエーテル−
3−スルホンアミド、3,4′−ジアミノジフェニルエ
ーテル−4−スルホンアミド、3,4′−ジアミノジフ
ェニルエーテル−3′−スルホンアミド、3,3′−ジ
アミノジフェニルエーテル−4−スルホンアミド、4,
4′−ジアミノジフェニルメタン−3−スルホンアミ
ド、3,4′−ジアミノジフェニルメタン−4−スルホ
ンアミド、3,4′−ジアミノジフェニルメタン−3′
−スルホンアミド、3,3′−ジアミノジフェニルメタ
ン−4−スルホンアミド、4,4′−ジアミノジフェニ
ルスルホン−3−スルホンアミド、3,4′−ジアミノ
ジフェニルスルホン−4−スルホンアミド、3,4′−
ジアミノジフェニルスルホン−3′−スルホンアミド、
3,3′−ジアミノジフェニルスルホン−4−スルホン
アミド、4,4′−ジアミノジフェニルサルファイド−
3−スルホンアミド、3,4′−ジアミノジフェニルサ
ルファイド−4−スルホンアミド、3,3′−ジアミノ
ジフェニルサルファイド−4−スルホンアミド、3,
4′−ジアミノジフェニルサルファイド−3′−スルホ
ンアミド、1,4−ジアミノベンゼン−2−スルホンア
ミド、4,4′−ジアミノジフェニルエーテル−3−カ
ルボンアミド、3,4′−ジアミノジフェニルエーテル
−4−カルボンアミド、3,4′−ジアミノジフェニル
エーテル−3′−カルボンアミド、3,3′−ジアミノ
ジフェニルエーテル−4−カルボンアミド、4,4′−
ジアミノジフェニルメタン−3−カルボンアミド、3,
4′−ジアミノジフェニルメタン−4−カルボンアミ
ド、3,4′−ジアミノジフェニルメタン−3′−カル
ボンアミド、3,3′−ジアミノジフェニルメタン−4
−カルボンアミド、4,4′−ジアミノジフェニルスル
ホン−3−カルボンアミド、3,4′−ジアミノジフェ
ニルスルホン−4−カルボンアミド、3,4′−ジアミ
ノジフェニルスルホン−3′−カルボンアミド、3,
3′−ジアミノジフェニルスルホン−4−カルボンアミ
ド、4,4′−ジアミノジフェニルサルファイド−3−
カルボンアミド、3,4′−ジアミノジフェニルサルフ
ァイド−4−カルボンアミド、3,3′−ジアミノジフ
ェニルサルファイド−4−カルボンアミド、3,4′−
ジアミノジフェニルサルファイド−3′−スルホンアミ
ド、1,4−ジアミノベンゼン−2−カルボンアミドな
どが挙げられる。上記のカルボン酸二無水物成分および
ジアミン成分はそれぞれ2種以上を併用してもよい。
反応させて得られた含フッ素ポリイミド系前駆体溶液
は、40℃〜80℃に加熱して所望の粘度に調製する
が、この工程の前に水分を添加すると、低温で保存した
ときに粘度安定性の優れた含フッ素ポリイミド系前駆体
溶液が得られる。水の添加量は、粘度安定性の点から、
含フッ素ポリイミド系前駆体溶液中の水含有量が0.1
3重量%以上になるよう添加され、好ましくは水含有量
を0.20重量%以上、より好ましくは0.25重量%
以上になるように添加される。含フッ素ポリイミド系前
駆体溶液中の水含有量が0.13重量%未満の場合、低
温で含フッ素ポリイミド系前駆体溶液を保存すると、増
粘を生じる。また、含フッ素ポリイミド系前駆体溶液中
の水含有量は1.0重量%以下になるように添加され
る。含フッ素ポリイミド系前駆体溶液中の水含有量が
1.0重量%を超えると、ポリイミド塗膜を形成した時
に塗膜が白化しやすくなる。水は、極性溶媒に含まれる
水の量を考慮に入れて、水含有量が0.13重量%以上
1.0重量%以下となる量で添加される。含フッ素ポリ
イミド系前駆体溶液の保存温度は、粘度安定性の点か
ら、0℃以下が好ましく、より好ましくは−10℃以
下、特に−20℃以下にするのが好ましい。保存温度が
0℃より高いと、含フッ素ポリイミド系前駆体溶液の粘
度は低下する。
/分の流量で乾燥窒素を通しながら、2,2−ビス(4
−アミノフェニル)ヘキサフルオロプロパン89.23
g、モレキュラーシーブ(和光純薬工業(株)製商品名モ
レキュラーシーブス4A1/8)を添加して保管した、
水含有量が0.008重量%(平沼産業株式会社製自動
水分測定装置AQV−5SPで測定)のN,N−ジメチ
ルアセトアミド850gを仕込み、溶解した後にピロメ
リット酸二無水物60.77gを添加し、室温で10時
間撹拌して粘度1000ポイズの含フッ素ポリイミド系
前駆体溶液を得た。この溶液に水2.0gを添加した
後、70℃で4時間撹拌し、粘度50ポイズの含フッ素
ポリイミド系前駆体溶液を得た。この溶液の水含有量は
0.28重量%であった。この溶液を−20℃の保冷庫
に保存し、粘度の経日変化を測定した。結果を図1に示
した。
/分の流量で乾燥窒素を通しながら、4,4′−ジアミ
ノジフェニルエーテル46.60g、水含有量0.01
重量%のN−メチル−2−ピロリドン850gを仕込
み、溶解した後に2,2−ビス(3,4−ジカルボキシ
フェニル)ヘキサフルオロプロパン二無水物103.4
0gを添加し、室温で15時間撹拌して粘度800ポイ
ズの含フッ素ポリイミド系前駆体溶液を得た。この溶液
に水3.0gを添加した後、65℃で3時間撹拌し、粘
度100ポイズの含フッ素ポリイミド系前駆体溶液を得
た。この溶液の水含有量は0.36重量%であった。こ
の溶液を−20℃の保冷庫に保存し、粘度の経日変化を
測定した。結果を図1に示した。
時間撹拌し、粘度50ポイズの含フッ素ポリイミド系前
駆体溶液を得た。この溶液の水含有量は0.10重量%
であった。この溶液を−20℃の保冷庫に保存し、粘度
の経日変化を測定した。結果を図1に示した。
アセトアミドの水含有量を0.2重量%に変えて、含フ
ッ素ポリイミド系前駆体溶液を合成した。しかし、室温
で10時間撹拌後の粘度は0.5ポイズにしか増加せ
ず、所望の粘度の含フッ素ポリイミド系前駆体溶液は得
られなかった。図1から、実施例においては比較例に比
べ、保存時の粘度安定性が優れていることが示される。
きに粘度安定性が優れ、光学材料、電子部品材料へ好適
に用いることができる含フッ素ポリイミド系前駆体溶液
が製造できる。
する粘度変化を示す図である。
Claims (4)
- 【請求項1】 水含有量が0.05重量%以下の極性溶
媒中でジアミン成分とカルボン酸二無水物成分を反応さ
せた後に、水を水含有量が0.13重量%以上1.0重
量%以下になるように添加することを特徴とする含フッ
素ポリイミド系前駆体溶液の製造法。 - 【請求項2】 極性溶媒中の水含有量が0.03重量%
以下である請求項1記載の含フッ素ポリイミド系前駆体
溶液の製造法。 - 【請求項3】 極性溶媒中の水含有量が0.01重量%
以下である請求項1記載の含フッ素ポリイミド系前駆体
溶液の製造法。 - 【請求項4】 含フッ素ポリイミド系前駆体溶液が光学
材料用である請求項1〜3のいずれか一項に記載の含フ
ッ素ポリイミド系前駆体溶液の製造法。
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- 1994-10-27 JP JP26407094A patent/JP3390270B2/ja not_active Expired - Fee Related
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