TW201343722A - 聚醯亞胺前驅物清漆、聚醯亞胺樹脂、電子零件、耐熱膠帶、耐熱塗料以及航空宇宙用黏接劑 - Google Patents

聚醯亞胺前驅物清漆、聚醯亞胺樹脂、電子零件、耐熱膠帶、耐熱塗料以及航空宇宙用黏接劑 Download PDF

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Kiyomi Imagawa
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Abstract

本發明提供一種聚醯亞胺前驅物清漆、聚醯亞胺樹脂及這些的用途,上述聚醯亞胺前驅物清漆可提供具有優異的絕緣特性及機械強度、而且兼具耐熱性與低吸水性的原材料。本發明的聚醯亞胺前驅物清漆包含含有聚醯亞胺前驅物、及溶劑的組成物,且在將上述組成物進行塗膜、以5℃/min進行升溫、於300℃於氮氣環境下加熱處理1小時而得的乾燥後的塗膜厚度為20 μm~60 μm的聚醯亞胺膜時,玻璃轉移溫度為290℃以上、吸水率為2.0%以下、及拉伸斷裂伸長率為55%以上。

Description

聚醯亞胺前驅物清漆、聚醯亞胺樹脂及其用途
本發明是有關於一種包含含有聚醯亞胺前驅物、及溶劑的組成物的聚醯亞胺前驅物清漆。並且是有關於一種藉由將由聚醯亞胺前驅物清漆而得的成形物進行醯亞胺化而形成的聚醯亞胺樹脂。而且是有關於一種使用上述聚醯亞胺前驅物清漆、或聚醯亞胺樹脂的用途。
電線配線或電纜等成為金屬導體藉由絕緣被覆材塗佈,而保護導體部的構成。絕緣被覆材根據用途而開發了各種製品,作為電線或馬達捲線等的絕緣被覆材用途,可使用:聚醯胺、聚醯胺醯亞胺、聚酯醯亞胺、聚醯亞胺等工程塑膠。這些中,聚醯亞胺就耐熱性、電絕緣性、機械強度等的觀點而言表現出極優異的特性,因此特別是利用於使用環境嚴酷的馬達捲線等。
作為商品化的聚醯亞胺,有:包含雙(4-胺基苯基)醚與均苯四甲酸二酐的KAPTON、VESPEL(註冊商標、杜邦(Dupont)公司製造),作為包含雙(4-胺基苯基)醚與3,3',4,4'-聯苯四甲酸二酐的聚醯亞胺的Upilex(註冊商標、宇部興產公司製造),AURUM (註冊商標、三井化學公司製造)等。
專利文獻1中記載如下的絕緣電線的製造方法:藉由擠出機於300℃以上、450℃以下的溫度範圍內,將具有下述通式(I)所示的重複結構單元的聚醯亞胺加熱熔融而被覆導體,進行冷卻固化而形成絕緣體。
式(I)中,R表示選自由碳數2以上的脂肪族基、環式脂肪族基、單環式芳香族基、縮合多環式芳香族基、芳香族基直接或藉由交聯員相互連結的非縮合多環式芳香族基所組成的組群的4價基團,X表示單鍵、硫原子、碸基、羰基、亞異丙基或六氟亞異丙基的2價基團。
專利文獻2揭示,使用對苯二胺及4,4'-二胺基二苯醚作為二胺、使用3,3',4,4'-聯苯四甲酸二酐作為酸二酐的絕緣電線。
專利文獻3中,為了獲得可形成具有耐熱性並且對導體的密接性高、介電常數低的絕緣被膜的絕緣塗料、絕緣電線,而提出包含具有下述通式(II)所示的重複單元、及下述通式(III)所示的重複單元的聚醯亞胺樹脂的絕緣塗料。
通式(II)中,X1為具有下述式(IV)所示的芳香族醚結構的4價芳香族基,Y1為具有芳香族醚結構的2價芳香族基,通式(III)中,X2為4價脂環式基,Y2為包含脂環式結構的2價脂環式基,通式(II)及通式(III)中,m、n為重複數,且分別為正整數。
[現有技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開平2-210713號公報
[專利文獻2]日本專利特開平7-37439號公報
[專利文獻3]日本專利特開2010-189510號公報
電子產業的顯著的發展受到各種電子零件、電子零件所用的原材料的開發的支撐。絕緣原材料中,如上述般,藉由銳意的研究開發而提出優異的原材料。然而,市場中作為更高性能的原材料,要求除了優異的絕緣特性、及機械強度外,還兼具耐熱性與低吸水性這兩者的原材料。若可提供滿足耐熱性與低吸水性這兩者的材料,則可提高高溫環境下的耐久性。另外,例如在用作絕緣電線的絕緣被覆材時,可期待實現低傳輸損失化。
另外,上述對絕緣被覆材的課題進行了敍述,但關於以耐熱膠帶、耐熱塗料、航空宇宙用黏接劑等為代表的各種用途,亦可產生同樣的課題。
本發明是鑒於上述背景而完成,其目的是提供一種聚醯亞胺前驅物清漆、聚醯亞胺樹脂、及這些的用途,上述聚醯亞胺前驅物清漆可提供具有優異的絕緣特性及機械強度、而且滿足耐熱性與低吸水性這兩者的原材料。
本發明者等人反覆進行銳意研究,結果發現在以下形態中可解決本發明的課題,從而完成了本發明。即,本發明的聚醯亞胺前驅物清漆包含含有聚醯亞胺前驅物、及溶劑的組成物,且將上述組成物進行塗膜,在以5℃/min進行升溫、於300℃於氮氣環境下加熱處理1小時而得的乾燥後的塗膜厚度為20 μm~60 μm的聚醯亞胺膜時,玻璃轉移溫度為290℃以上、吸水率為2.0%以 下、及拉伸斷裂伸長率為55%以上。
此處所揭示的聚醯亞胺前驅物清漆的較佳的一個形態中,上述聚醯亞胺前驅物藉由將二胺、與酸二酐進行聚縮合而得,上述二胺是至少將相對於該二胺的總量而為19莫耳%以上、56莫耳%以下的化學式(1)所示的二胺成分A、及相對於該二胺的總量而為44莫耳%以上、81莫耳%以下的化學式(2)所示的二胺成分B作為構成成分,上述酸二酐是至少將相對於該酸二酐的總量而為60莫耳%以上、100莫耳%以下的化學式(3)所示的酸二酐成分C、及相對於該酸二酐的總量而為0莫耳%以上、40莫耳%以下的化學式(4)所示的酸二酐成分D作為構成成分。
(式中,X表示單鍵、氧原子、硫原子、碸基、羰基、亞甲基、亞異丙基或六氟亞異丙基的2價基團)
(式中,Y表示單鍵、氧原子、硫原子、碸基、羰基、亞甲基、亞異丙基或六氟亞異丙基的2價基團)
另外,此處所揭示的聚醯亞胺前驅物清漆的較佳的一個形態中,上述聚醯亞胺前驅物是相對於上述二胺與上述酸二酐的合計,而在上述二胺成分A與上述二胺成分B的合計滿足47.5 mol%~52.5 mol%、上述酸二酐成分C與上述酸二酐成分D的合計滿足47.5 mol%~52.5 mol%的範圍內進行共聚合者。
另外,此處所揭示的聚醯亞胺前驅物清漆的較佳的一個形態中,上述二胺成分B是化學式(5)所記載的4,4'-雙(3-胺基苯氧基)聯苯。
另外,此處所揭示的聚醯亞胺前驅物清漆的較佳的一個形態中,上述二胺成分A是化學式(6)所記載的4,4'-二胺基二苯醚。
另外,此處所揭示的聚醯亞胺前驅物清漆的較佳的一個形態中,上述酸二酐成分D是化學式(7)所記載的3,3',4,4'-聯苯四甲酸二酐。
本發明的聚醯亞胺樹脂藉由將由上述形態的聚醯亞胺前驅物清漆而得的成形物進行醯亞胺化而形成。
另外,此處所揭示的聚醯亞胺樹脂的較佳的一個形態中,有用作被覆導體的絕緣被覆材的形態。
本發明的電子零件具備:導體、及被覆上述導體的絕緣被覆材,且上述絕緣被覆材的至少一部分具備聚醯亞胺樹脂,該聚醯亞胺樹脂藉由將由上述形態的聚醯亞胺前驅物清漆而得的成形物進行醯亞胺化而形成。作為電子零件的較佳例,有絕緣電線。
本發明的耐熱膠帶具備:支撐基材、及形成於上述支撐基材上的接合層,上述支撐基材包含聚醯亞胺樹脂作為成分,該聚醯亞胺樹脂藉由將由上述形態的聚醯亞胺前驅物清漆而得的成形物進行醯亞胺化而形成。
本發明的耐熱塗料包含上述形態的聚醯亞胺前驅物清漆。
本發明的航空宇宙用黏接劑包含上述形態的聚醯亞胺前驅物清漆、或包含由上述聚醯亞胺前驅物清漆形成的凝膠膜。
根據本發明,有可提供聚醯亞胺前驅物清漆、聚醯亞胺樹脂、及這些的用途的優異的效果,上述聚醯亞胺前驅物清漆可提供具有優異的絕緣特性及機械強度、而且兼具耐熱性與低吸水性這兩者的原材料。另外,根據本發明,有可提供低吸水性優異的原材料的優異的效果。
1‧‧‧絕緣電線
2‧‧‧耐熱膠帶
10‧‧‧導體
20‧‧‧絕緣被覆層
21‧‧‧第1絕緣被覆層
22‧‧‧第2絕緣被覆層
30‧‧‧支撐基材
31‧‧‧接合層
圖1A是表示本實施形態的絕緣電線的一例的示意性剖面圖。
圖1B是表示變形例的絕緣電線的一例的示意性剖面圖。
圖2是表示本實施形態的耐熱膠帶的一例的示意性剖面圖。
以下,對應用本發明的實施形態的一例進行說明。另外,只要與本發明的宗旨一致,則當然其他的實施形態亦包含在本發明的範疇中。另外,以下的圖中的各構件的尺寸或比率,為了方便說明,未必與實際的尺寸或比率一致。另外,本說明書中,「任意的數A~任意的數B」的記載是指數A及大於數A的範圍、且數B及小於數B的範圍。
[聚醯亞胺前驅物清漆、聚醯亞胺樹脂]本發明的聚醯亞胺前驅物清漆包含含有聚醯亞胺前驅物、及溶劑的組成物。更詳細而言,在將作為組成物的聚醯亞胺前驅物清漆進行塗膜,以5℃/min進行升溫、於300℃於氮氣環境下加熱處理1小時而得的乾燥後的塗膜厚度為20 μm以上、60 μm以下的範圍的聚醯亞胺膜(以下簡稱為「聚醯亞胺膜」)中,滿足(i)玻璃轉移溫度為290℃以上、(ii)吸水率為2.0%以下、及(iii)拉伸斷裂伸長率為55%以上的全部的條件。
本發明的聚醯亞胺樹脂是藉由將由本發明的聚醯亞胺前驅物清漆而得的成形物進行醯亞胺化而形成者。此處,所謂成形物,是塗膜、膜、片、成形體、凝膠膜等。
為了使上述聚醯亞胺膜的乾燥後的塗膜厚度為20 μm~60 μm,例如將聚醯亞胺前驅物清漆塗成300 μm~400 μm的膜即可。上述聚醯亞胺膜的製作方法並無特別限定,作為一例,可列舉以下的方法。即,藉由300 μm~400 μm間隙的敷料器使用桌上塗敷機,在玻璃板上塗佈聚醯亞胺前驅物清漆。繼而,立即使用防爆型乾燥機,如上述般於氮氣環境中自常溫起以5℃/min升溫,於300℃保持1小時。然後,藉由自然冷卻而充分冷卻後,於溫水中漬水24小時,藉此自玻璃板剝離聚醯亞胺膜。並且,藉由充分地乾燥而以乾燥後的塗膜厚度為20 μm~60 μm的方式進行製作。
另外,本發明的聚醯亞胺前驅物清漆在製作上述膜厚的聚醯亞胺膜時,只要滿足上述(i)~(iii)的特性即可,並未規 定本發明的聚醯亞胺前驅物清漆的利用形態的膜厚。即,本發明的聚醯亞胺前驅物清漆可用於獲得各種膜厚的膜、片,及各種形態的成形物。
本發明者等人反覆進行銳意研究,結果弄清,藉由使用在製作上述聚醯亞胺膜時,全部滿足上述(i)~(iii)的特性的聚醯亞胺前驅物清漆,而可提供具有優異的絕緣特性、及機械強度,而且兼具耐熱性與低吸水性的原材料。以下,進行詳細地說明。
上述聚醯亞胺膜中,就提供更優異的原材料的觀點而言,(i)的玻璃轉移溫度更佳為295℃以上,尤佳為300℃以上。另外,(ii)的吸水率更佳為設為1.9%以下,尤佳為設為1.8%以下。另外,(iii)的拉伸斷裂伸長率更佳為70%以上,特佳為100%以上。另外,作為絕緣體,就提高部分放電電壓耐性的觀點而言,聚醯亞胺樹脂的測定頻率為1 Hz時的介電常數,較佳為3.6以下,更佳為3.5以下,尤佳為3.4以下。
另外,本說明書中玻璃轉移溫度是指藉由以下方法而測定的值。即,使用TA儀器(TA instruments)公司製造的RSA-II,藉由拉伸模式,於測定頻率1 Hz的條件下,進行上述聚醯亞胺膜的固體黏彈性的溫度分散測定,測定儲存彈性模數E'及損失彈性模數E"。並且,將由所得的損失正切tanδ=E"/E'的峰值導出的值設為「玻璃轉移溫度」。
另外,本說明書的吸水率是指藉由以下方法而測定的 值。即,將上述聚醯亞胺膜切出為50 mm×50 mm尺寸,進行150℃×5分鐘乾燥後,立即測定質量。然後,於23℃的離子交換水中浸漬24小時。浸漬後,使用***等將自水槽取出的樣品的表面所附著的水分充分地吹散,然後測定質量,將根據下述數式(1)算出的值設為吸水率。
<數式1>吸水率={(浸水後樣品的質量)-(浸水前樣品質量)}÷(浸水前樣品質量)..數式(1)
另外,拉伸斷裂伸長率是指藉由以下方法測定的值。即,將上述聚醯亞胺膜切出為長度140 mm×寬度10 mm尺寸,將實際的測定長度設為100 mm(其中兩端20 mm的部分為拉伸區域),使用島津製作所公司製造的AUTOGRAPH AGS-100D於室溫(23℃)下、以速度50 mm/min將短條狀膜樣品拉伸。將根據此時的(斷裂時的聚醯亞胺膜的長度)/(聚醯亞胺膜的原來長度)算出的值設為拉伸斷裂伸長率。
作為本發明的聚醯亞胺前驅物清漆的成分的聚醯亞胺前驅物,藉由將二胺與酸二酐進行聚縮合而得。以下,對用以滿足上述特性的較佳的聚醯亞胺前驅物的較佳實施形態進行說明。
本發明的聚醯亞胺前驅物若滿足上述(i)~(iii)的特性,則並無特別限定,作為較佳的單體,有以下形態。即,二胺有至少將相對於該二胺的總量而為19莫耳%以上、56莫耳%以下 的化學式(1)所示的二胺成分A、及相對於該二胺的總量而為44莫耳%以上、81莫耳%以下的化學式(2)所示的二胺成分B作為構成成分的形態。
化學式(2)中,X表示單鍵、氧原子、硫原子、碸基、羰基、亞甲基、亞異丙基或六氟亞異丙基的2價基團。
酸二酐有至少將相對於該酸二酐的總量而為60莫耳%以上、100莫耳%以下的化學式(3)所示的均苯四甲酸二酐即酸二酐成分C、及相對於該酸二酐的總量而為0莫耳%以上、40莫耳%以下的化學式(4)所示的酸二酐成分D作為構成成分的形態。化學式(3)所示的均苯四甲酸二酐的下限值更佳為70莫耳%以上,尤佳為80莫耳%以上。另外,化學式(4)所示的酸二酐成分D的上限值更佳為30莫耳%以下,尤佳為20莫耳%以下。
化學式(4)中,Y表示單鍵、氧原子、硫原子、碸基、羰基、亞甲基、亞異丙基或六氟亞異丙基的2價基團。
上述化學式(1)、化學式(2)及化學式(4)在合成聚醯亞胺前驅物時,可分別獨立地使用單一或多種化合物。
化學式(2)的二胺成分B的較佳例,可列舉:雙[4-(3-胺基苯氧基)苯基]硫醚、雙[4-(3-胺基苯氧基)苯基]碸、雙[4-(3-胺基苯氧基)苯基]酮、4,4'-雙(3-胺基苯氧基)聯苯、4,4'-雙(4-胺基苯氧基)聯苯、2,2-雙[4-(3-胺基苯氧基)苯基]丙烷、2,2-雙[4-(3-胺基苯氧基)苯基]-1,1,1,3,3,3-六氟丙烷等。
作為二胺成分B的特佳例,可列舉:化學式(5)所記載的4,4'-雙(3-胺基苯氧基)聯苯。
作為化學式(1)的二胺成分A的較佳例,可列舉:4,4'-二胺基二苯醚、3,4'-二胺基二苯醚、3,3'-二胺基二苯醚等。就結晶性提高的觀點而言,特佳為化學式(6)所示的4,4'-二胺基二苯醚。
二胺較佳為將二胺成分A相對於二胺總量而設為19莫耳%~56莫耳%,將二胺成分B相對於二胺總量而設為44莫耳%~81莫耳%。藉由設為該範圍,而可更有效地兼具低吸水性與高Tg。相對於二胺總量的二胺成分A的下限值更佳為20莫耳%以上,尤佳為24莫耳%以上,特佳為30莫耳%以上,最佳為39莫耳%以上。另外,相對於二胺總量的二胺成分A的上限值更佳為設為51莫耳%以下,尤佳為設為50莫耳%以下。相對於二胺總量的二胺成分B的下限值更佳為49莫耳%以上,上限值更佳為80莫耳%以下,尤佳為76莫耳%以下,特佳為70莫耳%以下,最佳為61莫耳%以下。
本實施形態中的二胺只要在上述聚醯亞胺膜中滿足上述(i)~(iii)的特性,則可使用上述化學式(1)、化學式(2)以外的二胺。就耐熱性的觀點而言,其他二胺較佳為芳香族二胺類。
其他芳香族二胺例如可列舉:對苯二胺、間苯二胺、間 胺基苄基胺、對胺基苄基胺、4,4'-二胺基聯苯、3,3'-二胺基聯苯、4,4'-二胺基二苯基甲烷、3,3'-二胺基二苯基甲烷、1,1-雙(4-胺基苯基)乙烷、1,1-雙(3-胺基苯基)乙烷、2,2-雙(4-胺基苯基)丙烷、2,2-雙(3-胺基苯基)丙烷、2,2-雙(4-胺基苯基)-1,1,1,3,3,3-六氟丙烷、2,2-雙-(3-胺基苯基)-1,1,1,3,3,3-六氟丙烷、3,3'-二胺基二苯硫醚、4,4'-二胺基二苯硫醚、3,3'-二胺基二苯基碸、3,3'-二胺基二苯甲酮、4,4'-二胺基二苯甲酮、1,3-雙(3-胺基苯氧基)苯、1,3-雙(4-胺基苯氧基)苯、2,2'-雙(4-(4-胺基苯氧基)苯基)丙烷、2,2'-二甲基-4,4'-二胺基聯苯、雙胺基苯基茀、雙甲苯胺茀、2,7-二胺基茀、2,2'-雙(三氟甲基)-1,1'-聯苯-4,4'-二胺、4,4'-亞甲基二苯胺、4,4'-(間苯二亞異丙基)二苯胺等。
作為上述化學式(4)所示的酸二酐成分D的較佳例,可列舉:3,3',4,4'-聯苯四甲酸二酐、2,2',3,3'-聯苯四甲酸二酐、3,3',4,4'-二苯甲酮四甲酸二酐、2,2',3,3'-二苯甲酮四甲酸二酐、2,2-雙(3,4-二羧基苯基)丙烷二酐、雙(3,4-二羧基苯基)醚二酐、雙(2,3-二羧基苯基)醚二酐、雙(3,4-二羧基苯基)碸二酐、雙(2,3-二羧基苯基)碸二酐、2,2-雙(3,4-二羧基苯基)1,1,1,3,3,3-六氟丙烷二酐、2,2-雙(3,4-二羧基苯基)1,1,1,3,3,3-六氯丙烷二酐、1,1-雙(2,3-二羧基苯基)乙烷二酐、雙(2,3-二羧基苯基)甲烷二酐、雙(3,4-二羧基苯基)甲烷二酐、4,4'-(對苯二氧)二鄰苯二甲酸二酐、4,4'-(間苯二氧)二鄰苯二甲酸二酐等化合物。
這些中,更佳為3,3',4,4'-聯苯四甲酸二酐、3,3',4,4'-二 苯甲酮四甲酸二酐、3,3',4,4'-二苯醚四甲酸二酐、對苯二氧二(4-鄰苯二甲酸)二酐。
特佳為可列舉:化學式(7)所記載的3,3',4,4'-聯苯四甲酸二酐。
酸二酐可單獨使用酸二酐成分C,除了酸二酐成分C外亦可添加酸二酐成分D。酸二酐成分D可使用1種化合物,亦可混合使用2種以上。本實施形態中的酸二酐只要滿足上述(i)~(iii)的特性,則可使用上述化學式(3)、化學式(4)以外的酸二酐。就耐熱性的觀點而言,其他酸二酐較佳為芳香族酸二酐。
作為其他芳香族酸二酐的較佳例,可列舉:1,2,3,4-苯四甲酸二酐、2,3,6,7-萘四甲酸二酐、1,4,5,8-萘四甲酸二酐、1,2,5,6-萘四甲酸二酐、3,4,9,10-苝四甲酸二酐、2,3,6,7-蒽四甲酸二酐、1,2,7,8-菲四甲酸二酐等。
本實施形態的聚醯亞胺前驅物的數量平均分子量並無特別限定,例如可設為5,000~100萬的範圍。作為較佳的範圍,為5,000~50,000。聚醯亞胺前驅物的數量平均分子量可藉由凝膠滲透層析法(gel permeation chromatography,GPC)而測定。
繼而,對聚醯亞胺前驅物清漆的製造方法進行說明。首先,使上述特定的二胺與特定的四甲酸二酐反應而獲得聚醯胺酸。聚醯亞胺前驅物的酸二酐與二胺在合成時的比例並無特別限定,較佳為相對於二胺與酸二酐的合計,而在二胺成分A與二胺成分B的合計滿足47.5莫耳%~52.5莫耳%,且酸二酐成分C與酸二酐成分D的合計滿足47.5莫耳%~52.5莫耳%的範圍內進行共聚合。
聚合亦可藉由固相系進行,但較佳為藉由液相系進行。液相系中,聚合濃度例如設為20質量%~30質量%左右。反應溶劑並無特別限定,較佳為沸點為100℃以上者。通常,可較佳地利用聚醯亞胺前驅物的聚合時所用的溶劑。例如將至少一種反應物質、較佳為酸二酐類與二胺類這兩種溶解者。具體而言,可列舉:N,N-二甲基甲醯胺、N,N-二甲基乙醯胺、甲酚、二甲基亞碸、N-甲基-2-吡咯烷酮、四甲基脲等。這些溶劑類可單獨使用,或者亦可藉由與苯甲腈、二噁烷、二甲苯或甲苯等其他溶劑的組合而使用。
聚醯亞胺前驅物的製造中,可不使用觸媒而進行,但亦可適當使用觸媒。觸媒只要不脫離本發明的宗旨,則並無特別限制。另外,觸媒的使用量考慮觸媒的揮散性或酸強度等觸媒自身的性質、反應條件,進行適當調整即可。
液相反應步驟中,原料、溶劑及根據需要而添加的其他觸媒等的投入順序、方法並無特別限定。反應溫度只要可獲得必 需的數量平均分子量(Mn)即可,並無特別限制,但將作為聚醯亞胺前驅物的聚醯胺酸進行聚合時,通常為20℃以上、100℃以下。反應時間只要為對獲得必需的聚合度而言充分的範圍內,則並無特別限定。另外,反應時較佳為於氮氣等惰性氣體環境下進行。反應系內(反應機內)的固體成分濃度並無特別限定,通常為5質量%以上~50質量%以下。
反應裝置並無特別限定,可列舉:高速混合機(住友重機械工業公司製造)、愛工化學混合機(愛工舍製作所公司製造)、行星式混合機(井上製作所公司製造)、氦氮氧混合機(trimix)(井上製作所公司製造)等混練機。
就提高塗敷性的觀點等而言,聚醯亞胺前驅物清漆中的樹脂固體成分的濃度較佳為5質量%~50質量%,更佳為10質量%~30質量%。溶劑並無特別限定,較佳為極性溶劑。極性溶劑的例子除了N,N-二甲基甲醯胺、N,N-二甲基乙醯胺、N,N-二乙基甲醯胺、N,N-二乙基乙醯胺、N,N-二甲基甲氧基乙醯胺、二甲基亞碸、六甲基磷醯胺、N-甲基-2-吡咯烷酮、二甲基碸等外,亦包括:這些的2種以上的混合溶劑,或這些溶劑與作為非極性溶劑的苯、甲苯、二甲苯、苯甲腈、二噁烷、環己烷、1,3,5-三甲基苯、1,2,4-三甲基苯等的混合溶劑等。
本發明的聚醯亞胺前驅物清漆在不脫離本發明的宗旨的範圍內,可添加任意的添加劑。例如可添加黏接助劑、黏接劑、抗氧化劑、紫外線吸收劑、著色劑等。另外,亦可添加矽烷偶合 劑等表面改質劑等。作為較佳的添加劑,可例示環氧、雙順丁烯二醯亞胺、耐地醯亞胺。就耐熱性與反應性的觀點而言,較佳為添加分子量為600以下的雙順丁烯二醯亞胺。本發明的聚醯亞胺前驅物可為單一種類,亦可混合使用多種。而且,本發明的聚醯亞胺前驅物清漆在不脫離本發明的宗旨的範圍內,可混合與本發明的聚醯亞胺前驅物不同的聚合物。即,在由聚醯亞胺前驅物清漆而得的聚醯亞胺樹脂中,在不脫離本發明的宗旨的範圍內,可包含其他聚合物。另外,在聚醯亞胺前驅物清漆中,亦可包含經部分醯亞胺化者。
先前的聚醯亞胺樹脂中,通常源自醯亞胺基,因此吸水率超過2.0%。因此,例如在應用聚醯亞胺樹脂作為絕緣電線的導體的絕緣被覆材時,存在因絕緣被覆材導致傳輸損失變大的問題。另外,先前的聚醯亞胺樹脂中,存在於高濕熱下因吸水而容易產生絕緣性不良的問題。
藉由採用如上述專利文獻1的聚醯亞胺結構體,而可相 對降低醯亞胺基密度而改善吸水率。然而,由此會導致玻璃轉移溫度變低,因此在耐熱性方面存在課題。如此,聚醯亞胺樹脂中於低吸水性與耐熱性具有折衷(trade off)的關係,而難以滿足低吸水性與耐熱性這兩者。另外,如專利文獻1般藉由熔融擠出成形法進行成形加工時,通常需要在400℃以上的高溫下成形,而與樹脂的熱分解溫度接近,因此需要精密地控制成形條件。
根據本發明的聚醯亞胺前驅物清漆,可藉由在上述的聚 醯亞胺膜中將玻璃轉移溫度設為290℃以上、吸水率設為2.0%以下、拉伸斷裂伸長率設為55%以上,而提供兼具低吸水性與高玻璃轉移溫度、高機械強度且平衡優異的聚醯亞胺樹脂。更詳細而言,藉由將玻璃轉移溫度設為290℃以上,而可實現高溫環境下亦優異的可靠性、及耐久性。例如即便在250℃左右的環境中亦可長期使用。另外,藉由將吸水率設為2.0%以下,而可在用作被覆導體的絕緣被覆材時實現低傳輸損失化。另外,可改善在高濕度下容易產生絕緣不良的問題。而且,藉由將拉伸斷裂伸長率設為55%以上,而可實現優異的機械強度,並實現優異的可靠性、耐久性。另外,藉由將拉伸斷裂伸長率設為55%以上,而撓性優異。另外,根據塗佈本發明的聚醯亞胺前驅物清漆的方法,而具有可於400℃以下加熱乾燥,而且容易薄膜化的優異的優點。
作為聚醯亞胺前驅物,使用上述特定結構的二胺、且使用上述特定結構的酸二酐,藉此可容易提供具有兼具低吸水性與高玻璃轉移溫度、高機械強度且平衡優異的上述效果的聚醯亞胺樹脂。作為酸二酐,導入化學式(3)的均苯四甲酸二酐、或均苯四甲酸二酐與化學式(4),且使用化學式(1)、化學式(2)的二胺,藉此在製成聚醯亞胺樹脂時,可實現剛直化並降低醯亞胺基密度,且提高結晶性。作為其結果,考察認為成功取得了低吸水性與高玻璃轉移溫度、高機械強度的平衡。且,根據所得的聚醯亞胺樹脂,亦有可實現低介電常數性的優異的優點。
另外,若在聚醯亞胺骨架中導入以4,4'-雙(3-胺基苯氧 基)聯苯(以下為mBP)、及3,3',4,4'-聯苯四甲酸二酐(以下為s-BPDA)等聯苯結構為主體的結構,則可更有效地實現低醯亞胺基密度化、結晶性提高的效果,而且可實現因導入4,4'-二胺基二苯醚、及均苯四甲酸二酐而帶來的剛直化。因此,可更有效地取得低吸水性與高玻璃轉移溫度、高機械強度的平衡。藉此,例如作為電線被覆材時,可更有效地實現低傳輸損失化。
另外,聚醯亞胺樹脂具有耐藥品性優異的特性。因此,具有在高溫、多濕等嚴酷的條件、或要求耐藥品性的用途中亦可使用的優異的優點。根據本發明的聚醯亞胺前驅物清漆,可提供具有優異的絕緣特性及機械強度,並兼具耐熱性與低吸水性的原材料,因此可較佳地利用於以絕緣電線等各種電子零件、耐熱膠帶、耐熱性塗料、航空宇宙用黏接劑為代表的寬廣範圍的用途。以下,對使用本發明的聚醯亞胺前驅物清漆而形成的實施形態的一例進行說明。
[絕緣電線]圖1A是表示本發明的絕緣電線的一例的示意性剖面圖。絕緣電線1具有導體10、及藉由絕緣被覆材而形成的絕緣被覆層20。導體10只要可發揮出作為電線的功能即可,並無特別限定,例如包含:無氧銅、銅、鋁、鋁合金、或這些的組合等金屬等導電材料。絕緣被覆層20被覆導體10,包含使用聚醯亞胺前驅物清漆而形成的聚醯亞胺樹脂。在導體10與絕緣被覆層20之間,可設置使這些的接合變得良好的密接層。在圖1A的例子中,表示絕緣被覆層20由1層聚醯亞胺樹脂形成的例子,但如 圖1B所示般,可為包含第1絕緣被覆層21、第2絕緣被覆層22等2層的積層結構的絕緣被覆層20,亦可為3層以上的積層結構。在進行多層積層時,可積層多層的使用本發明的聚醯亞胺前驅物清漆而形成的聚醯亞胺樹脂,亦可製成其他絕緣層與本發明的聚醯亞胺樹脂的積層體。其他絕緣層並無特別限定,例如可根據需求適當設計與導體10的密接性提高的材料、或柔軟性高的材料等。
絕緣被覆層20的厚度可根據用途進行任意設定,並無特別限定,例如可設為1 μm~100 μm左右。絕緣被覆層20的更佳的下限值為10 μm以上,尤佳的範圍為20 μm以上。絕緣被覆層20可藉由在導體10上塗佈聚醯亞胺前驅物清漆進行乾燥、燒接而得。塗佈方法並無特別限定,可例示直接或間地接塗佈於導體10的外周的方法。藉由燒接,而自聚醯亞胺前驅物轉變為聚醯亞胺。在積層多層絕緣被覆層時,可藉由重複進行塗佈、燒接步驟而形成。在積層聚醯亞胺樹脂層以外的絕緣被覆層時,可適當利用公知的形成方法。
燒接步驟並無特別限定,較佳為在惰性氣體中進行,例如可在氮氣環境化進行。加熱條件若為可自聚醯亞胺前驅物轉變為聚醯亞胺的條件,則並無特別限定,例如可列舉:於200℃~400℃左右加熱1分鐘~10小時的範圍的例子。另外,上述導體10、絕緣被覆層20表示剖面具有圓形狀剖面的例子,並無特別限定,亦可分別獨立為矩形形狀、橢圓形狀等。
根據本發明的絕緣電線,由於絕緣被覆層20的至少一 層使用由本發明的聚醯亞胺前驅物清漆而得的聚醯亞胺樹脂,因此機械強度優異。因此,即便受到強外力作用,亦可恰當保護內部的導體10。另外,本發明的聚醯亞胺樹脂由於低吸水性優異,因此在用作絕緣電線1時,可實現低傳輸損失化。而且,本發明的聚醯亞胺樹脂由於耐藥品性、耐熱性亦優異,因此亦可於高溫、高濕度下等嚴酷的條件下較佳地利用。
[耐熱膠帶]圖2是表示本發明的耐熱膠帶的一例的示意性剖面圖。耐熱膠帶2具備:支撐基材30、及接合層31。在支撐基材30與接合層31之間可設置將這些的接合強化的中間層等。耐熱膠帶2例如為了確保在200℃左右的高溫區域亦可使用的耐熱性,而支撐基材30、接合層31使用具有耐熱性者。
支撐基材30至少具備:由本發明的聚醯亞胺前驅物清漆形成的聚醯亞胺樹脂層。支撐基材30可包含單層或多層的聚醯亞胺樹脂層,亦可為包含其他材料的層與聚醯亞胺樹脂層的積層體。其他材料只要不脫離本發明的宗旨,則並無特別限定,例如可列舉:鋁箔等金屬箔或金屬層、塑膠膜等。較佳為與由本發明的聚醯亞胺前驅物清漆形成的聚醯亞胺樹脂層的接合性優異、且耐熱性亦優異者。
接合層31可與被黏接體接合,若為不脫離本發明的宗旨者,則並無特別限定,通常使用黏著層。作為接合層31的較佳的例子,可列舉:矽酮系黏著劑、橡膠系黏著劑、及丙烯酸系黏著劑。就提高接合層31的耐熱性的觀點而言,較佳為熱硬化性。
耐熱膠帶2的厚度或尺寸可根據各種用途進行適當設計。例如支撐基材30的厚度較佳為2 μm~100 μm左右。支撐基材30的下限值更佳為5 μm以上,尤佳為10 μm以上。另外,支撐基材30的上限值更佳為50 μm以下,尤佳為30 μm以下。接合層31的厚度例如可設為3 μm~100 μm左右。藉由調整支撐基材30與接合層31的厚度,而可調整黏著力。根據所要求的用途,而適當選擇厚度或接合層的材料、積層形態,從而可提供追隨性優異的耐熱膠帶、或剛性高的耐熱膠帶。
耐熱膠帶2可藉由各種方法製造,可例示以下的方法。即,藉由在進行旋轉的支撐體上成膜狀地連續擠出或塗佈聚醯亞胺前驅物清漆而獲得凝膠膜。繼而,藉由自上述支撐體剝離凝膠膜,並進行延伸、乾燥、熱處理,而進行醯亞胺化而獲得支撐基材30。然後,於其上藉由先前公知的塗佈方法形成接合層31。塗敷方法並無特別限定,例如可例示:輥塗法、逆輥塗佈法、凹版輥法、棒塗法、缺角輪塗佈法、模塗法等。經塗敷的黏著劑的乾燥條件根據所用的黏著劑進行適當調整即可,通常在80℃~200℃的溫度範圍內乾燥10秒~10分鐘。
另外,本發明中所謂的凝膠膜,是包含將聚醯亞胺前驅物及/或經部分醯亞胺化的聚醯亞胺樹脂混合而成的聚醯亞胺前驅物、與溶劑的膜。凝膠膜例如有膜厚為1 μm~100 μm左右、溶劑含量為1質量%~70質量%左右者。
另外,耐熱膠帶2並不限定於圖2的例子,可取各種形 態。例如可製成在支撐基材30的雙面設置接合層的雙面膠帶。另外,亦可設為在接合層31的上層積層剝離膜、在使用時將剝離膜剝離的構成。另外,亦可製成輥狀耐熱膠帶。另外,本發明的耐熱膠帶2的尺寸並無特別限定,除了細帶狀的所謂膠帶狀的形態外,亦包括片狀者。另外,亦可不設置接合層31而將由聚醯亞胺前驅物清漆而得的凝膠膜自身用作耐熱膠帶2。
根據本發明的耐熱膠帶,由於使用由本發明的聚醯亞胺前驅物清漆而得的聚醯亞胺樹脂,因此絕緣特性及機械強度優異,而且兼具耐熱性與低吸水性這兩者。此外,耐藥品性、耐候性亦優異。另外,由於撓性亦優異,因此可應用於各種各樣的形狀的被黏接體。因此,例如適合作為在熱輥或加熱器等熱設備中所用的遮蔽、加溫加壓條件下所用的構件的電絕緣、半導體製造製程領域中印刷基板等的保護膠帶。
[耐熱塗料]對使用本發明的聚醯亞胺前驅物清漆作為耐熱塗料的例子進行說明。本發明的耐熱塗料根據需要可包含顏料。顏料的種類在不脫離本發明的宗旨的範圍內並無特別限定,作為一例,可列舉:碳黑、磷酸鋅、磷酸鋁、磷酸鈣、磷酸鎂、鉬酸鋅、鉬酸鈣、矽砂、碳酸鈣、滑石、黏土、高嶺土、沈積性硫酸鋇等。較佳為具有耐熱性、耐蝕性的防蝕顏料。另外,本發明的耐熱塗料中,在不脫離本發明的宗旨的範圍內,可添加任意其他的添加劑。例如可例示:加強材、硬化劑、瀝青乳劑、造膜助劑、消泡劑、分散劑、增黏劑、塑化劑、防腐劑、防菌劑、防 銹劑、著色劑等。
耐熱塗料中,在不脫離本發明的宗旨的範圍內,可添加聚醯亞胺前驅物以外的樹脂。聚醯亞胺前驅物以外的樹脂可為熱塑性樹脂、熱硬化性樹脂的任一種,但就耐熱性的觀點而言,較佳為熱硬化性樹脂。
本發明的耐熱塗料的固體成分濃度若可形成塗膜,則並無特別限定,較佳為10質量%~70質量%左右。在固體成分濃度小於10質量%時,厚膜塗裝性降低,若固體成分濃度超過70質量%,則在調配時作業性、或儲存穩定性等方面容易產生問題。
本發明的耐熱塗料的塗裝方法例如可例示:將上述聚醯亞胺前驅物清漆塗敷於被塗裝面,在可自聚醯亞胺前驅物轉變為聚醯亞胺的條件下進行加熱處理的方法。作為被塗裝面,可應用金屬材料、陶瓷材料、塑膠材料等各種材料。為了提高與被塗裝面的密接性,可預先對被塗裝面實施電漿處理、噴射處理等表面處理,或形成底塗層。
耐熱塗料的皮膜可藉由利用加熱處理進行醯亞胺化的方法而得,塗敷方法可不受限地利用公知的方法。例如可例示:藉由塗佈法、浸漬法、噴霧法、刷毛塗佈法等而形成塗膜的方法。加熱處理條件若可自聚醯亞胺前驅物轉變為聚醯亞胺,則並無特別限定,例如可藉由在200℃~400℃左右加熱1分鐘~10小時的範圍而得。可於大氣中進行,亦可於氮氣環境化等進行。經過這些步驟而可獲得耐熱皮膜。皮膜厚度根據用途進行適當設計即可。
根據本發明的耐熱塗料,由於含有由本發明的聚醯亞胺前驅物清漆而得的聚醯亞胺樹脂作為主成分,因此可提供具有優異的絕緣特性及機械強度、且兼具耐熱性與低吸水性的耐熱皮膜。此外,耐藥品性、耐候性亦優異。另外,由於撓性亦優異,因此可用作各種各樣的形狀的被塗裝面的耐熱皮膜。具體而言,適合於電氣、電子設備,機械,汽車,航空、宇宙設備,一般產業用設備等。亦適合於暴露於高溫環境的用途。
[航空宇宙用黏接劑]對本發明的聚醯亞胺前驅物清漆、或包含本發明的聚醯亞胺樹脂的航空宇宙用黏接劑進行說明。本發明的航空宇宙黏接劑可僅包含本發明的聚醯亞胺前驅物清漆,亦可在使用二液型等其他黏接成分時進行混合。另外,航空宇宙用黏接劑還可包含將聚醯亞胺前驅物清漆的塗膜進行醯亞胺化而得的聚醯亞胺樹脂膜。
航空宇宙用黏接劑的一個形態是包含聚醯亞胺前驅物清漆者。作為樹脂,在不脫離本發明的宗旨的範圍內,可添加聚醯亞胺前驅物以外的樹脂。聚醯亞胺前驅物以外的樹脂可為熱塑性樹脂、熱硬化性樹脂的任一種,但較佳為至少部分地與聚醯亞胺前驅物相溶者,就耐熱性的觀點而言,較佳為熱硬化性樹脂。作為較佳的樹脂,可列舉:環氧樹脂、雙順丁烯二醯亞胺樹脂、丙烯酸系樹脂、苯并噁唑樹脂等。
就耐熱性優異、黏接時的流動性亦適當、膜形成性變佳的方面而言,較理想為熱硬化性樹脂的量相對於聚醯亞胺樹脂100 質量份,在較佳為1質量份~200質量份、更佳為5質量份~100質量份的範圍內使用。
這些熱硬化性樹脂中,市售有各種結構者,就產業上的利用範圍廣、可實現適度的硬化、交聯密度等亦可藉由調配比例進行控制的方面而言,較佳為環氧樹脂。作為環氧樹脂,若為分子內包含至少2個環氧基者,則並無特別限定。例如作為酚的縮水甘油醚型環氧樹脂,可列舉:雙酚A、雙酚AD、雙酚S、雙酚F或鹵化雙酚A與表氯醇的縮合物、苯酚酚醛清漆樹脂的縮水甘油醚、甲酚酚醛清漆樹脂的縮水甘油醚、雙酚A酚醛清漆樹脂的縮水甘油醚、二環戊二烯改質苯酚酚醛清漆樹脂的縮水甘油醚、聯苯型環氧樹脂等。
另外,根據需要可含有硬化劑,可列舉:酚系硬化劑、胺系硬化劑、酸酐系硬化劑、咪唑類等。而且,亦可調配無機物質填料。填料是為了對黏接劑賦予低熱膨脹性、低吸濕性、高彈性、高導熱性等而調配,並且亦有助於膜狀黏接劑的強度提高。作為無機物質填料,例如可列舉:二氧化矽、氧化鋁、氮化矽、氮化鋁、氮化硼、二氧化鈦、玻璃、氧化鐵、陶瓷等無機絕緣體。這些可單獨使用或混合使用2種以上。而且,在黏接劑中,根據需要在不損及本發明的目的的範圍內,可適當添加矽烷偶合劑、鈦系偶合劑等偶合劑。偶合劑有助於提高與被黏接體或填料的黏接界面的黏接強度。
作為本發明的航空宇宙用黏接劑的溶劑量,並無特別限 制,通常以成為清漆具有流動性的程度的黏度的方式進行調整。通常若清漆所含的聚醯亞胺前驅物成分量為1質量%~40質量%、較佳為5質量%~35質量%、更佳為10質量%~30質量%的範圍,則於流動性或加工性、成膜性、塗敷性等方面而言為理想。另外,清漆的黏度並無特別限制,可在容易操作的範圍內進行適當選擇,而且根據需要可包含黏度調節劑等。
本發明的航空宇宙用黏接劑的被塗敷面並無特別限定,作為一例,可列舉:金屬材料、陶瓷材料、塑膠材料等。為了提高與被塗敷面的密接性,而可預先對被塗敷面實施電漿處理、噴射處理等表面處理、或形成底塗層。另外,航空宇宙用黏接劑可直接塗佈,並且亦可於基材膜上成形。塗膜形成方法、加熱處理方法等並無特別限定。例如可列舉:耐熱塗料的塗裝方法中所說明的例子。
另外,作為本發明的航空宇宙用黏接劑的其他形態,有膜狀者。在製成膜狀黏接劑時,較佳為使用上述的凝膠膜的方法。即,較佳為藉由以下方式而製造的方法:藉由在進行旋轉的支撐體上成膜狀地連續擠出或塗佈聚醯亞胺前驅物清漆而獲得凝膠膜,自上述支撐體剝離凝膠膜,並進行延伸、乾燥、熱處理。另外,亦可例示:藉由在玻璃基板上或脫模性高的聚醯亞胺膜上形成塗膜而在熱處理後進行剝離而得的方法;或者藉由將塗佈於實施了脫模處理的聚對苯二甲酸乙二酯(polyethylene terephthalate,PET)膜上的凝膠膜剝離,然後進行延伸、乾燥、 熱處理而製造的方法等。
膜狀黏接劑層的厚度亦取決於用途,例如可設為1 μm~200 μm左右。在使用膜狀黏接劑時,可夾持於被黏接物之間並進行熱壓接。壓接時的溫度較佳為高於樹脂組成物的玻璃轉移溫度,通常設為300℃~450℃、較佳為設為350℃~400℃。若為此種範圍,則聚醯亞胺組成物不會熱分解,且可進行充分的黏接。
根據本發明的航空宇宙用黏接劑,由於包含由本發明的聚醯亞胺前驅物清漆而得的聚醯亞胺樹脂作為主成分,因此具有優異的絕緣特性及機械強度,並且兼具耐熱性與低吸水性。此外,耐藥品性、耐候性亦優異。另外,由於撓性亦優異,因此適合作為在嚴酷的高溫環境下、高濕度環境下使用的航空宇宙用黏接劑。
≪實施例≫
以下,藉由實施例對本發明進行更詳細地說明,但本發明不受以下實施例的任何限定。
[實施例1](聚醯亞胺前驅物清漆的製備)在二甲基乙醯胺溶劑中,將4,4'-二胺基二苯醚(和歌山精化公司製造)(以下稱為「4,4'-ODA」)、4,4'-雙(3-胺基苯氧基)聯苯(三井化學公司製造)(以下稱為「m-BP」)這2種二胺、與均苯四甲酸二酐(三菱瓦斯化學公司製造)(以下稱為「PMDA」)的酸二酐,以4,4'-ODA:mBP:PMDA=20:30:49.5的莫耳比進行調配。繼而,將混合物攪拌4小時以上而獲得樹脂固體成分比例為20質量%~25質量%的聚醯亞胺前驅物清漆。
(聚醯亞胺膜的製作)在玻璃板上藉由360 μm間隙的敷料器使用桌上塗敷機塗佈上述聚醯亞胺前驅物清漆。塗佈後,立即使用防爆型乾燥機在氮氣環境中進行乾燥。乾燥是自常溫起以5℃/min升溫,於300℃下保持1小時。然後進行自然冷卻。經充分冷卻後,在溫水中浸水24小時,藉此自玻璃板剝離聚醯亞胺膜,而獲得所期望的聚醯亞胺膜樣品。所得的聚醯亞胺膜在乾燥後的膜厚為30 μm。
(吸水性評價)藉由吸水率評價所製作的膜樣品的吸水性。將對象樣品切出為50 mm×50 mm尺寸,進行150℃×5分鐘乾燥後,立即測定質量。然後,在23℃的離子交換水中浸漬24小時。浸漬後,藉由***將自水槽取出的樣品的表面所附著的水分充分地吹散後,測定質量,根據上述數式(1)算出吸水率。將吸水率為2.0%以下者設為○,將吸水率超過2.0%者設為×。
(玻璃轉移溫度評價(耐熱性評價))對藉由上述方法而製作的聚醯亞胺膜評價玻璃轉移溫度。測定是藉由固體黏彈性的溫度分散測定(拉伸模式),評價儲存彈性模數E'與損失彈性模數E",由損失正切tanδ=E"/E'的峰值導出玻璃轉移溫度。測定裝置是使用TA儀器公司製造的RSA-III。將玻璃轉移溫度為290℃以上者設為○,將小於290℃者設為×。
(機械強度評價)測定所製作的聚醯亞胺膜的拉伸機械強度。將樣品切出為140 mm長度×10 mm寬度尺寸,使用兩端20 mm部分作為拉伸區域(實際的測定長度為100 mm)。以速度50 mm/min拉伸短條狀膜樣品,藉此測定拉伸斷裂伸長率。測定裝置是使用島津製作所公司製造的AUTOGRAPH AGS-100D。將拉伸斷裂伸長率(亦簡稱為「斷裂伸長率」)為55%以上者設為○,將小於55%者設為×。
(介電常數評價)對藉由上述方法而製作的聚醯亞胺膜,藉由依據JIS K6911的方法,評價介電常數。使用安捷倫科技(Agilent Technology)公司製造的LCR計HP4284A,於頻率1 MHz、主電極=18 mmφ、保護電極=26 mmφ、對電極=28 mmφ的條件下,使用於22℃×60%RH下放置24小時的聚醯亞胺膜樣品,於22℃×60%RH環境下實施評價。
[實施例2]將作為二胺的4,4'-ODA、m-BP這2種、與作為酸二酐的PMDA,以4,4'-ODA:mBP:PMDA=25:25:49.5的莫耳比進行調配,除此以外,以與實施例1相同的方式,製作聚醯亞胺前驅物清漆,並評價。膜厚調整為30 μm(以下的實施例、比較例中亦同樣地調整為30 μm)。
[實施例3]將作為二胺的4,4'-ODA、m-BP這2種、與作為酸二酐的PMDA,以4,4'-ODA:mBP:PMDA=12.5:37.5:49.5的莫耳比進行調配,除此以外,以與實施例1相同的方式,製作聚醯亞胺前驅物清漆,並評價。
[實施例4]將作為二胺的4,4'-ODA、m-BP這2種、與作為酸二酐的PMDA、3,3',4,4'-聯苯四甲酸二酐(JFE化學(JFE Chemical)公司製造)(以下稱為「s-BPDA」)這2種,以4,4'-ODA: mBP:PMDA:s-BPDA=25:25:44.55:4.95的莫耳比進行調配,除此以外,以與實施例1相同的方式,製作聚醯亞胺前驅物清漆,並評價。
[實施例5]將作為二胺的4,4'-ODA、m-BP這2種、與作為酸二酐的PMDA、s-BPDA這2種,以4,4'-ODA:mBP:PMDA:s-BPDA=25:25:35:14.5的莫耳比進行調配,除此以外,以與實施例1相同的方式,製作聚醯亞胺前驅物清漆,並評價。
[實施例6]將作為二胺的4,4'-ODA、m-BP、1,3-雙(4-胺基苯氧基)苯(日本純良藥品公司製造、以下稱為4-APB)這3種、與作為酸二酐的PMDA、s-BPDA這2種,以4,4'-ODA:mBP:4-APB:PMDA:s-BPDA=10:25:15:35:14.5的莫耳比進行調配,除此以外,以與實施例1相同的方式,製作聚醯亞胺前驅物清漆,並評價。
[比較例1]將作為二胺的4,4'-ODA、與作為酸二酐的PMDA,以4,4'-ODA:PMDA=50:49.5的莫耳比進行調配,除此以外,以與實施例1相同的方式,製作聚醯亞胺前驅物清漆,並評價。
[比較例2]將作為二胺的m-BP、與作為酸二酐的PMDA,以m-BP:PMDA=50:49.5的莫耳比進行調配,除此以外,以與實施例1相同的方式,製作聚醯亞胺前驅物清漆,並評價。
[比較例3]將作為二胺的4,4'-ODA、m-BP這2種、與作為酸二酐的PMDA、s-BPDA這2種,以4,4'-ODA:mBP:PMDA: s-BPDA=25:25:24.5:25的莫耳比進行調配,除此以外,以與實施例1相同的方式,製作聚醯亞胺前驅物清漆,並評價。
[比較例4]將作為二胺的4,4'-(間苯二亞異丙基)二苯胺(三井精細化學(Mitsui Fine Chemicals)公司製造)(以下稱為「雙苯胺M」)、m-BP這2種、與作為酸二酐的PMDA,以雙苯胺M:mBP:PMDA=25:25:49.5的莫耳比進行調配,除此以外,以與實施例1相同的方式,製作聚醯亞胺前驅物清漆,並評價。
[比較例5]將2,2'-二甲基-4,4'-二胺基聯苯(和歌山精化公司製造)(以下稱為「間聯甲苯胺」)、m-BP這2種、與作為酸二酐的PMDA,以間聯甲苯胺:mBP:PMDA=25:25:49.5的莫耳比進行調配,除此以外,以與實施例1相同的方式,製作聚醯亞胺前驅物清漆,並評價。
[比較例6]將作為二胺的4,4'-ODA、m-BP這2種、與作為酸二酐的PMDA這1種,以4,4'-ODA:mBP:PMDA=7.5:42.5:49.5的莫耳比進行調配,除此以外,以與實施例1相同的方式,製作聚醯亞胺前驅物清漆,並評價。
表1表示聚醯亞胺酸清漆的製備比率,表2表示物性值的結果。
本實施例的聚醯亞胺膜確認到低介電常數性優異。例如比較例1的聚醯亞胺膜的介電常數為3.61,相對於此,實施例2的聚醯亞胺膜的介電常數為3.35、實施例5的聚醯亞胺膜的介電常數為3.33。
根據本實施例可知,在任一種聚醯亞胺膜中,玻璃轉移 溫度均為290℃以上、吸水率均為2.0%以下、及拉伸斷裂伸長率均為55%以上,除了優異的機械強度外,在耐熱性與低吸水性這兩者中亦可提供必需的充分的特性。
該申請案主張以2012年3月14日申請的日本專利申請特願2012-57315為基礎的優先權,其揭示的全部內容併入於此。
[產業上之可利用性]
由本發明的聚醯亞胺前驅物清漆而得的聚醯亞胺樹脂,具有優異的絕緣特性、及機械特性,且兼具優異的低吸水性、耐熱性,因此可廣泛地用於要求這些特性的所有用途。作為較佳的用途例,可列舉:絕緣電線等各種電子零件、耐熱膠帶、耐熱塗料、航空宇宙用黏接劑。另外,例如適合作為以耐熱膜、印刷配線板用基材、汽車、航空宇宙為代表的各種產業用滑動零件,辦公室自動化(office automation,OA)設備用無縫帶、散熱構件、電磁波屏蔽構件、電池用黏合劑、太陽電池用構件、牙科用構件、透明導體的絕緣保護材。另外,由於可實現低傳輸損失化、低介電常數化,因此特別適合於絕緣電線、或捲線等用途。
1‧‧‧絕緣電線
10‧‧‧導體
20‧‧‧絕緣被覆層

Claims (12)

  1. 一種聚醯亞胺前驅物清漆,其包含含有聚醯亞胺前驅物、及溶劑的組成物,且在將上述組成物進行塗膜,以5℃/min進行升溫、於300℃於氮氣環境下加熱處理1小時而得的乾燥後的塗膜厚度為20 μm~60 μm的聚醯亞胺膜時,玻璃轉移溫度為290℃以上,吸水率為2.0%以下,及拉伸斷裂伸長率為55%以上。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的聚醯亞胺前驅物清漆,其中上述聚醯亞胺前驅物是藉由將二胺、與酸二酐進行聚縮合而得者,上述二胺是至少將相對於上述二胺的總量而為19莫耳%以上、56莫耳%以下的化學式(1)所示的二胺成分A、及相對於上述二胺的總量而為44莫耳%以上、81莫耳%以下的化學式(2)所示的二胺成分B作為構成成分,上述酸二酐是至少將相對於上述酸二酐的總量而為60莫耳%以上、100莫耳%以下的化學式(3)所示的酸二酐成分C、及相對於上述酸二酐的總量而為0莫耳%以上、40莫耳%以下的化學式(4)所示的酸二酐成分D作為構成成分; (式中,X表示單鍵、氧原子、硫原子、碸基、羰基、亞甲基、亞異丙基或六氟亞異丙基的2價基團) (式中,Y表示單鍵、氧原子、硫原子、碸基、羰基、亞甲基、亞異丙基或六氟亞異丙基的2價基團)。
  3. 如申請專利範圍第2項所述的聚醯亞胺前驅物清漆,其中上述聚醯亞胺前驅物是 相對於上述二胺與上述酸二酐的合計,而在上述二胺成分A與上述二胺成分B的合計滿足47.5莫耳%~52.5莫耳%、上述酸二酐成分C與上述酸二酐成分D的合計滿足47.5莫耳%~52.5莫耳%的範圍內進行共聚合者。
  4. 如申請專利範圍第2項或第3項所述的聚醯亞胺前驅物清漆,其中上述二胺成分B是化學式(5)所記載的4,4'-雙(3-胺基苯氧基)聯苯:
  5. 如申請專利範圍第2項或第3項所述的聚醯亞胺前驅物清漆,其中上述二胺成分A是化學式(6)所記載的4,4'-二胺基二苯醚:
  6. 如申請專利範圍第2項或第3項所述的聚醯亞胺前驅物清漆,其中上述酸二酐成分D是化學式(7)所記載的3,3',4,4'-聯苯四甲酸二酐:
  7. 一種聚醯亞胺樹脂,其藉由將由如申請專利範圍第1項至第6項中任一項所述的聚醯亞胺前驅物清漆而得的成形物進行醯亞胺化而形成。
  8. 如申請專利範圍第7項所述的聚醯亞胺樹脂,其用作被覆導體的絕緣被覆材。
  9. 一種電子零件,其具備:導體、及被覆上述導體的絕緣被覆材,上述絕緣被覆材的至少一部分包含聚醯亞胺樹脂,上述聚醯亞胺樹脂是藉由將由如申請專利範圍第1項至第6項中任一項所述的聚醯亞胺前驅物清漆而得的成形物進行醯亞胺化而形成。
  10. 一種耐熱膠帶,其具備:支撐基材、及形成於上述支撐基材上的接合層,上述支撐基材包含聚醯亞胺樹脂作為成分,上述聚醯亞胺樹脂是藉由將由如申請專利範圍第1項至第6項中任一項所述的聚醯亞胺前驅物清漆而得的成形物進行醯亞胺化而形成。
  11. 一種耐熱塗料,其包含如申請專利範圍第1項至第6項中任一項所述的聚醯亞胺前驅物清漆。
  12. 一種航空宇宙用黏接劑,其包含如申請專利範圍第1項 至第6項中任一項所述的聚醯亞胺前驅物清漆、或者包含由上述聚醯亞胺前驅物清漆形成的凝膠膜。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110229609A (zh) * 2019-05-23 2019-09-13 东南大学 一种带功能材料的聚酰亚胺涂料及采用该涂料制备功能型聚酰亚胺材料的方法

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5931654B2 (ja) 2012-09-03 2016-06-08 日立金属株式会社 絶縁電線及びそれを用いたコイル
JP5761151B2 (ja) 2012-10-16 2015-08-12 日立金属株式会社 絶縁電線及びコイル
JP2015130281A (ja) * 2014-01-08 2015-07-16 三井化学株式会社 多層絶縁電線
CN105139927B (zh) * 2015-06-30 2017-09-29 蓬莱市特种绝缘材料厂 一种核电机组用电磁线及其制备方法
JP6097351B2 (ja) * 2015-07-15 2017-03-15 株式会社デンソー 絶縁電線
KR101959807B1 (ko) * 2018-08-22 2019-03-20 에스케이씨코오롱피아이 주식회사 방향족 카르복실산을 포함하는 도체 피복용 폴리이미드 바니쉬 및 이의 제조방법
JP7363488B2 (ja) * 2020-01-06 2023-10-18 株式会社プロテリアル エナメル線及び塗料
CN111978725A (zh) * 2020-07-28 2020-11-24 凯正包装科技(广东)有限公司 一种抗菌耐高温老化的聚酰亚胺薄膜及其制备方法
CN113968971B (zh) * 2021-11-30 2022-05-27 富优特(山东)新材料科技有限公司 可溶性、低温快速酰亚胺化聚酰亚胺薄膜的制备方法
CN114806396A (zh) * 2022-05-17 2022-07-29 住井科技(深圳)有限公司 使聚酰亚胺清漆兼具耐电涌性和耐湿热性的方法、聚酰亚胺清漆和绝缘电线

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63199237A (ja) * 1987-02-13 1988-08-17 Toray Ind Inc ポリイミド組成物
JPH0578484A (ja) * 1992-03-09 1993-03-30 Toray Ind Inc ポリイミド共重合体
JPH0741556A (ja) * 1993-07-29 1995-02-10 Kanegafuchi Chem Ind Co Ltd ポリイミド樹脂及びポリイミドフィルム
JP3320524B2 (ja) * 1993-10-29 2002-09-03 三井化学株式会社 ポリイミドフィルム・金属箔積層体およびその製造方法
JP3712164B2 (ja) * 1997-10-23 2005-11-02 株式会社カネカ ポリイミド組成物及びそれからなるtab用テープとフレキシブルプリント基板
JP2006218767A (ja) * 2005-02-10 2006-08-24 Kaneka Corp ポリイミド系多層フィルムの製造方法およびその利用
JP5546304B2 (ja) * 2010-03-23 2014-07-09 株式会社カネカ 接着フィルムの製造方法ならびにフレキシブル金属張積層板
JP2012224697A (ja) * 2011-04-18 2012-11-15 Sumitomo Electric Wintec Inc ポリイミド樹脂ワニス及びそれを用いた絶縁電線、電機コイル、モータ

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110229609A (zh) * 2019-05-23 2019-09-13 东南大学 一种带功能材料的聚酰亚胺涂料及采用该涂料制备功能型聚酰亚胺材料的方法
CN110229609B (zh) * 2019-05-23 2021-06-25 东南大学 一种带功能材料的聚酰亚胺涂料及采用该涂料制备功能型聚酰亚胺材料的方法

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