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JP2015134843A - highly transparent polyimide resin - Google Patents

highly transparent polyimide resin Download PDF

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JP2015134843A
JP2015134843A JP2012078590A JP2012078590A JP2015134843A JP 2015134843 A JP2015134843 A JP 2015134843A JP 2012078590 A JP2012078590 A JP 2012078590A JP 2012078590 A JP2012078590 A JP 2012078590A JP 2015134843 A JP2015134843 A JP 2015134843A
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JP
Japan
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polyamic acid
polyimide
diamine compound
molded body
polyimide resin
Prior art date
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Pending
Application number
JP2012078590A
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Japanese (ja)
Inventor
明伸 竹上
Akinobu Takegami
明伸 竹上
礼子 峯
Reiko Mine
礼子 峯
祥二 廣
Shoji Hiro
祥二 廣
川原 康行
Yasuyuki Kawahara
康行 川原
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
New Japan Chemical Co Ltd
Original Assignee
New Japan Chemical Co Ltd
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Publication date
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  • Macromolecular Compounds Obtained By Forming Nitrogen-Containing Linkages In General (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a polyimide resin that is excellent in high transparency, heat resistance and low linear expansion coefficient.SOLUTION: The polyimide resin is obtained by the imidation polymerization reaction of a bicyclo[4.2.0]octane-3,4,7,8-tetracarboxylic acid dianhydride and an aromatic diamine compound so that in terms of molar ratio, with respect to 100 of the tetracarboxylic acid dianhydride, the total of the diamine compound is in the range of 90-110.

Description

本発明は、高透明性ポリイミド樹脂に関する。   The present invention relates to a highly transparent polyimide resin.

従来、ポリイミド樹脂は耐熱性や強度、電気絶縁性に優れることから電子材料用樹脂として多く使用されてきた。しかしながら、一般的なポリイミド樹脂は着色が強い為、用途に限界があった。 Conventionally, polyimide resins have been widely used as resins for electronic materials because of their excellent heat resistance, strength, and electrical insulation. However, since general polyimide resins are highly colored, their use is limited.

そこで、ポリイミド樹脂の色相改善の研究が行われ、ポリイミド樹脂原料にフッ素化合物を用いる手法が発見されている(非特許文献1)。しかしながら、フッ素原子を有するポリイミド樹脂原料は製造方法が難しく、高価である為に非経済的であった。   Therefore, research on improving the hue of polyimide resin has been conducted, and a technique using a fluorine compound as a polyimide resin raw material has been discovered (Non-Patent Document 1). However, the polyimide resin raw material having fluorine atoms is uneconomical because it is difficult to produce and expensive.

ポリイミド樹脂の色相改善についての別の手法として、ポリイミド樹脂原料に脂肪族または脂環式化合物を用いる研究が行われてきた。特に脂環式酸二無水物を用いる場合が色相改善に大きな効果があることが見出されてきた(非特許文献2)。   As another method for improving the hue of a polyimide resin, studies have been conducted using an aliphatic or alicyclic compound as a polyimide resin raw material. In particular, it has been found that the use of alicyclic acid dianhydrides has a great effect on hue improvement (Non-patent Document 2).

透明なポリイミドは特にガラスの代替用途で期待されている。現在のフラットパネルディスプレイ分野ではガラス基板を用いる手法が主流である。ガラスは高透明性、高耐熱性、低線膨張係数などの特性に優れる材料であるが、衝撃を受けた際に割れやすく比重が大きいという課題があった。その為、高透明性、高耐熱性、低線膨張係数を満たすフレキシブル性に優れたポリイミドの開発が求められていた。   Transparent polyimides are especially expected for glass replacement applications. In the current flat panel display field, a technique using a glass substrate is the mainstream. Glass is a material excellent in properties such as high transparency, high heat resistance, and low linear expansion coefficient, but has a problem that it is easily broken when subjected to an impact and has a high specific gravity. Therefore, there has been a demand for the development of a polyimide excellent in flexibility that satisfies high transparency, high heat resistance, and a low linear expansion coefficient.

「躍進するポリイミドの最新動向IV −多様化する種類・特性・加工性と用途拡大の実態− 発行11周年記念 特集版」 2008年3月発行 発行 住ベリサーチ株式会社 P.39"Latest Trends in Revolutionary Polyimide IV-Diversified Types, Characteristics, Processability and Actual Status of Application Expansion-11th Anniversary Special Edition" Published in March 2008 Published by Sumibe Research Co., Ltd. 39 「最新ポリイミド〜基礎と応用〜」 2002年1月28日初版第1刷発行 編者 日本ポリイミド研究会 編著 今井淑夫、横田力男 発行者 吉田隆 発行所 株式会社 エヌ・ティー・エス P.241〜242"Latest Polyimide-Basics and Applications-" Issued the first edition of the first edition on January 28, 2002 Editor Edited by Japan Polyimide Study Group Ikuo Imai, Rikio Yokota Issuer Takashi Yoshida Publisher NTS Corporation 241-242

本発明は、高透明性、耐熱性及び低線膨張係数に優れたポリイミド樹脂を提供することを目的とする。   An object of this invention is to provide the polyimide resin excellent in high transparency, heat resistance, and a low linear expansion coefficient.

本発明者らは、上記の課題を解決すべく鋭意検討を進めた結果、特定のテトラカルボン酸二酸無水物と芳香族ジアミン化合物を原料に用いることで、高透明性、耐熱性及び低線膨張係数に優れたポリイミド樹脂が得られることを見出だし、更に鋭意検討した結果、本発明を完成するに至った。   As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventors have used a specific tetracarboxylic dianhydride and an aromatic diamine compound as raw materials, so that high transparency, heat resistance, and low line are achieved. As a result of finding out that a polyimide resin having an excellent expansion coefficient can be obtained and further studying it, the present invention has been completed.

即ち、本発明は、以下のポリイミド樹脂を提供するものである。   That is, the present invention provides the following polyimide resins.

[項1]
一般式(1)
で表わされるテトラカルボン酸二無水物と、
芳香族ジアミン化合物とを、モル比で該テトラカルボン酸二無水物100に対して、該ジアミン化合物の合計が90〜110の範囲でイミド化重合反応して得られるポリイミド樹脂。
[Claim 1]
General formula (1)
A tetracarboxylic dianhydride represented by:
A polyimide resin obtained by imidation polymerization reaction of an aromatic diamine compound with respect to the tetracarboxylic dianhydride 100 in a molar ratio within a range of 90 to 110.

[項2]
芳香族ジアミン化合物が、一般式(2)
のジアミン化合物で表される少なくとも1種である、項1に記載のポリイミド樹脂。
[Section 2]
The aromatic diamine compound is represented by the general formula (2)
Item 2. The polyimide resin according to Item 1, which is at least one kind represented by the diamine compound.

[項3]
一般式(1)
で表わされるテトラカルボン酸二無水物と、
芳香族ジアミン化合物とを、モル比で該テトラカルボン酸二無水物100に対して、該ジアミン化合物の合計が90〜110の範囲で共重合反応して得られるポリアミド酸樹脂。
[Section 3]
General formula (1)
A tetracarboxylic dianhydride represented by:
A polyamic acid resin obtained by copolymerizing an aromatic diamine compound with respect to the tetracarboxylic dianhydride 100 in a molar ratio within a range of 90 to 110.

[項4]
芳香族ジアミン化合物が、下記一般式(2)
のジアミン化合物で表される少なくとも1種である、項3に記載のポリアミド酸樹脂。
[Claim 4]
The aromatic diamine compound is represented by the following general formula (2)
Item 4. The polyamic acid resin according to Item 3, which is at least one kind represented by the diamine compound.

[項5]
項3又は4に記載のポリアミド酸樹脂及び有機溶剤を含有するポリアミド酸ワニス。
[Section 5]
Item 5. A polyamic acid varnish containing the polyamic acid resin according to Item 3 or 4 and an organic solvent.

[項6]
項5に記載のポリアミド酸ワニスを成形加工して得られるポリイミド成形体。
[Claim 6]
Item 6. A polyimide molded body obtained by molding the polyamic acid varnish according to Item 5.

[項7]
ポリイミド成形体が、膜状、フィルム状又はシート状の形態である、項6に記載のポリイミド成形体。
[Claim 7]
Item 7. The polyimide molded body according to Item 6, wherein the polyimide molded body is in the form of a film, a film, or a sheet.

[項8]
ポリイミド成形体の線膨張係数が60ppm/K以下、全光線透過率が87%以上及びガラス転移温度が280℃以上である、項6又は7に記載のポリイミド成形体。
[Section 8]
Item 8. The polyimide molded article according to item 6 or 7, wherein the polyimide molded article has a linear expansion coefficient of 60 ppm / K or less, a total light transmittance of 87% or more, and a glass transition temperature of 280 ° C or more.

[項9]
項6〜8の何れかに記載のポリイミド成形体からなるプラスチック基板。
[Claim 9]
Item 9. A plastic substrate comprising the polyimide molded body according to any one of Items 6 to 8.

[項10]
項9に記載のプラスチック基板を備えた電気部品又は電子部品。
[Section 10]
Item 10. An electrical component or electronic component comprising the plastic substrate according to Item 9.

[項11]
項1又は2に記載のポリイミド樹脂を使用した、耐熱絶縁材、耐熱塗料、耐熱コーティング材又は耐熱接着材。
[Section 11]
Item 3. A heat-resistant insulating material, heat-resistant paint, heat-resistant coating material, or heat-resistant adhesive using the polyimide resin according to Item 1 or 2.

本発明によれば、高透明性、耐熱性及び低線膨張係数に優れたポリイミド樹脂を得ることができ、当該ポリイミド樹脂の成形体からなるプラスチック基板が電気部品、電子部品に使用できる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the polyimide resin excellent in high transparency, heat resistance, and a low linear expansion coefficient can be obtained, and the plastic substrate which consists of a molded object of the said polyimide resin can be used for an electrical component and an electronic component.

また、当該ポリイミド樹脂は、耐熱絶縁材、耐熱塗料、耐熱コーティング材、耐熱接着材に使用できる。   In addition, the polyimide resin can be used for heat-resistant insulating materials, heat-resistant paints, heat-resistant coating materials, and heat-resistant adhesives.

[ポリイミド樹脂]
本発明のポリイミド樹脂は、一般式(1)
で表されるテトラカルボン酸二無水物と、
芳香族ジアミン化合物とを、イミド化重合反応を行うことにより得られる。
[Polyimide resin]
The polyimide resin of the present invention has the general formula (1)
A tetracarboxylic dianhydride represented by:
It can be obtained by carrying out an imidization polymerization reaction with an aromatic diamine compound.

(テトラカルボン酸二無水物)
テトラカルボン酸二無水物は、上記一般式(1)で表される、ビシクロ[4.2.0]オクタン−3,4,7,8−テトラカルボン酸二無水物であり、本発明のポリイミド樹脂の構成成分である。
(Tetracarboxylic dianhydride)
The tetracarboxylic dianhydride is a bicyclo [4.2.0] octane-3,4,7,8-tetracarboxylic dianhydride represented by the general formula (1), and is a polyimide according to the present invention. It is a constituent component of the resin.

一般式(1)で表されるテトラカルボン酸二無水物の製造方法としては光二量化反応が推奨される。具体例としては、1,2,3,6−テトラヒドロフタル酸無水物と無水マレイン酸の等モル量を、メチルエチルケトン等のケトン系溶媒、酢酸エチル等のエステル系溶媒またはジオキサン等のエーテル系溶媒に溶解させて、高圧水銀ランプ等を用いて250〜400nmの光を照射することで当該テトラカルボン酸二無水物反応物を得ることができる。   As a method for producing the tetracarboxylic dianhydride represented by the general formula (1), a photodimerization reaction is recommended. Specific examples include equimolar amounts of 1,2,3,6-tetrahydrophthalic anhydride and maleic anhydride in a ketone solvent such as methyl ethyl ketone, an ester solvent such as ethyl acetate, or an ether solvent such as dioxane. The tetracarboxylic dianhydride reactant can be obtained by dissolving and irradiating light of 250 to 400 nm using a high pressure mercury lamp or the like.

テトラカルボン酸二無水物は、テトラカルボン酸、又はテトラカルボン酸のモノ、ジ、トリ又はテトラ酸塩化物、及び、炭素数1〜4の低級アルコールとのモノ、ジ、トリ又はテトラエステルなどの誘導体として使用することもできる。 Tetracarboxylic dianhydrides include tetracarboxylic acids or mono, di, tri or tetra acid chlorides of tetracarboxylic acids and mono, di, tri or tetra esters of lower alcohols having 1 to 4 carbon atoms. It can also be used as a derivative.

テトラカルボン酸二無水物は、本発明の効果を妨げない範囲で、テトラカルボン酸二無水物の一部を他のテトラカルボン酸二無水物に置き換えて使用することができる。他のテトラカルボン酸二無水物としては、芳香族テトラカルボン酸二無水物、脂環式テトラカルボン酸二無水物、脂肪族テトラカルボン酸二無水物が挙げられる。 The tetracarboxylic dianhydride can be used by replacing a part of the tetracarboxylic dianhydride with another tetracarboxylic dianhydride as long as the effects of the present invention are not impaired. Other tetracarboxylic dianhydrides include aromatic tetracarboxylic dianhydrides, alicyclic tetracarboxylic dianhydrides, and aliphatic tetracarboxylic dianhydrides.

具体的には、芳香族テトラカルボン酸二無水物としては、ピロメリット酸二無水物、3,3’ ,4,4’−ジフェニルスルホンテトラカルボン酸二無水物、4,4’−オキシジフタル酸二無水物、 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、2,2−ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)プロパン二無水物、2,2−ビス(2,3−ジカルボキシフェニル)プロパン二無水物、2,2−ビス(3,4−ジカルボキシフェノキシフェニル)プロパン二無水物、1,1−ビス(2,3−ジカルボキシフェニル)エタン二無水物、1,2−ビス(2,3−ジカルボキシフェニル)エタン二無水物、1,1−ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)エタン二無水物、1,2−ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)エタン二無水物、ビス(2,3−ジカルボキシフェニル)メタン二無水物、ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)メタン二無水物、4,4’−(p−フェニレンジオキシ)ジフタル酸二無水物、4,4’−(m−フェニレンジオキシ)ジフタル酸二無水物、2,3,6,7−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、1,4,5,8−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、1,2−エチレンビス(アンヒドロトリメリテート)、1,3,3a,4,5,9b−ヘキサヒドロ−5(テトラヒドロ−2,5−ジオキソ−3−フラニル)ナフト[1,2−c]フラン−1.3−ジオン及びそれらの誘導体などが例示される。   Specifically, examples of the aromatic tetracarboxylic dianhydride include pyromellitic dianhydride, 3,3 ′, 4,4′-diphenylsulfone tetracarboxylic dianhydride, and 4,4′-oxydiphthalic acid dianhydride. Anhydride, 3,3 ′, 4,4′-benzophenonetetracarboxylic dianhydride, 3,3 ′, 4,4′-biphenyltetracarboxylic dianhydride, 2,2-bis (3,4-di Carboxyphenyl) propane dianhydride, 2,2-bis (2,3-dicarboxyphenyl) propane dianhydride, 2,2-bis (3,4-dicarboxyphenoxyphenyl) propane dianhydride, 1,1 -Bis (2,3-dicarboxyphenyl) ethane dianhydride, 1,2-bis (2,3-dicarboxyphenyl) ethane dianhydride, 1,1-bis (3,4-dicarboxyphenyl) ethane Two anhydrous 1,2-bis (3,4-dicarboxyphenyl) ethane dianhydride, bis (2,3-dicarboxyphenyl) methane dianhydride, bis (3,4-dicarboxyphenyl) methane dianhydride, 4,4 ′-(p-phenylenedioxy) diphthalic dianhydride, 4,4 ′-(m-phenylenedioxy) diphthalic dianhydride, 2,3,6,7-naphthalenetetracarboxylic dianhydride 1,4,5,8-naphthalenetetracarboxylic dianhydride, 1,2-ethylenebis (anhydrotrimellitate), 1,3,3a, 4,5,9b-hexahydro-5 (tetrahydro- 2,5-dioxo-3-furanyl) naphtho [1,2-c] furan-1.3-dione and derivatives thereof are exemplified.

脂環式テトラカルボン酸二無水物としては、1,2,4,5−シクロヘキサンテトラカルボン酸二無水物、1,2,3,4−シクロブタンテトラカルボン酸二無水物、1,3−ジメチル−1,2,3,4−シクロブタンテトラカルボン酸、1,2,3,4−シクロペンタンテトラカルボン酸二無水物、2,3,5−トリカルボキシシクロペンチル酢酸二無水物、3,5,6−トリカルボキシノルボナン−2−酢酸二無水物、2,3,4,5−テトラヒドロフランテトラカルボン酸二無水物、5−(2,5−ジオキソテトラヒドロフラル)−3−メチル−3−シクロヘキセン−1,2−ジ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及びそれらの誘導体などが例示される。 Examples of the alicyclic tetracarboxylic dianhydride include 1,2,4,5-cyclohexanetetracarboxylic dianhydride, 1,2,3,4-cyclobutanetetracarboxylic dianhydride, 1,3-dimethyl- 1,2,3,4-cyclobutanetetracarboxylic acid, 1,2,3,4-cyclopentanetetracarboxylic dianhydride, 2,3,5-tricarboxycyclopentylacetic acid dianhydride, 3,5,6- Tricarboxynorbonane-2-acetic acid dianhydride, 2,3,4,5-tetrahydrofurantetracarboxylic dianhydride, 5- (2,5-dioxotetrahydrofural) -3-methyl-3-cyclohexene-1 , 2-dicarboxylic dianhydride, bicyclo [2.2.2] -oct-7-ene-2,3,5,6-tetracarboxylic dianhydride and derivatives thereof.

また、脂肪族テトラカルボン酸二無水物としては、1,2,3,4−ブタンテトラカルボン酸二無水物、1,2,3,4−ペンタンテトラカルボン酸二無水物及びそれらの誘導体などが例示される。   Examples of the aliphatic tetracarboxylic dianhydride include 1,2,3,4-butanetetracarboxylic dianhydride, 1,2,3,4-pentanetetracarboxylic dianhydride, and derivatives thereof. Illustrated.

上記の他のテトラカルボン酸二無水物は、単独で又は2種以上を適宜混合して当該イミド化重合反応に供することができる。   Said other tetracarboxylic dianhydride can be used for the imidation polymerization reaction alone or in combination of two or more.

テトラカルボン酸二無水物の一部を上記の他のテトラカルボン酸二無水物に置き換えて使用する場合には、その使用量は全テトラカルボン酸二無水物のモル数に対して、好ましくは20モル%以下、より好ましくは10モル%以下、特に5モル%以下が推奨される。   When a part of the tetracarboxylic dianhydride is used in place of the other tetracarboxylic dianhydrides, the amount used is preferably 20 with respect to the total number of tetracarboxylic dianhydrides. A mol% or less, more preferably 10 mol% or less, particularly 5 mol% or less is recommended.

(芳香族ジアミン化合物)
芳香族ジアミン化合物は、本発明のポリイミド樹脂の構成成分である。芳香族ジアミン化合物は、特に制限はなく市販品や従来公知の製造方法により得られるものが使用できる。
(Aromatic diamine compound)
The aromatic diamine compound is a constituent component of the polyimide resin of the present invention. There is no restriction | limiting in particular in an aromatic diamine compound, The thing obtained by a commercial item or a conventionally well-known manufacturing method can be used.

芳香族ジアミン化合物の具体例としては、m−フェニレンジアミン、p−フェニレンジアミン、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プロパン、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、3,3’−ジアミノジフェニルエーテル、4,4’−ジアミノジフェニルスルホン、3,4’−ジアミノジフェニルスルホン、3,3’−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、3,4’−ジアミノジフェニルスルフィド、3,3’−ジアミノジフェニルスルフィド、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、1,4−ビス(3−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、ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]スルホン、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−(3−アミノフェノキシ)フェニル]プロパン、4,4’−ビス(4−アミノフェノキシ)ビフェニル、4,4'−ビス(3−アミノフェノキシ)ビフェニル、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]エーテル、9,9−ビス(4−アミノフェニル)フルオレン、O−トリジン、m−トリジンなどが例示される。これらの中でも、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プロパン、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、3,3’−ジアミノジフェニルエーテル、4,4’−ジアミノジフェニルスルホン、3,3’−ジアミノジフェニルスルホン、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、1,4−ビス(3−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、ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]スルホン、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−(3−アミノフェノキシ)フェニル]プロパン、4,4’−ビス(4−アミノフェノキシ)ビフェニル、4,4'−ビス(3−アミノフェノキシ)ビフェニル、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]エーテルが好ましい。特に好ましいジアミン化合物として、下記一般式(2)のジアミン化合物が挙げられる。これらの芳香族ジアミン化合物は、単独で使用してもよいし2種以上適宜混合して用いてもよい。
Specific examples of the aromatic diamine compound include m-phenylenediamine, p-phenylenediamine, 4,4'-diaminodiphenylmethane, 4,4'-diaminodiphenylpropane, 4,4'-diaminodiphenyl ether, 3,4'- Diaminodiphenyl ether, 3,3′-diaminodiphenyl ether, 4,4′-diaminodiphenyl sulfone, 3,4′-diaminodiphenyl sulfone, 3,3′-diaminodiphenyl sulfone, 4,4′-diaminodiphenyl sulfide, 3,4 '-Diaminodiphenyl sulfide, 3,3'-diaminodiphenyl sulfide, 1,4-bis (4-aminophenoxy) benzene, 1,3-bis (4-aminophenoxy) benzene, 1,4-bis (3-amino Phenoxy) benzene, 1,3-bis (3-aminophenoxy) Benzene, bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] sulfone, 2,2-bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] propane, 2,2-bis [4- (3-aminophenoxy) phenyl] Propane, 4,4′-bis (4-aminophenoxy) biphenyl, 4,4′-bis (3-aminophenoxy) biphenyl, bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] ether, bis [4- (3 -Aminophenoxy) phenyl] ether, 9,9-bis (4-aminophenyl) fluorene, O-tolidine, m-tolidine and the like. Among these, 4,4′-diaminodiphenylmethane, 4,4′-diaminodiphenylpropane, 4,4′-diaminodiphenyl ether, 3,4′-diaminodiphenyl ether, 3,3′-diaminodiphenyl ether, 4,4′- Diaminodiphenyl sulfone, 3,3′-diaminodiphenyl sulfone, 1,4-bis (4-aminophenoxy) benzene, 1,3-bis (4-aminophenoxy) benzene, 1,4-bis (3-aminophenoxy) Benzene, 1,3-bis (3-aminophenoxy) benzene, bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] sulfone, 2,2-bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] propane, 2,2 -Bis [4- (3-aminophenoxy) phenyl] propane, 4,4′-bis (4-aminophenoxy) ) Biphenyl, 4,4'-bis (3-aminophenoxy) biphenyl, bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] ether, bis [4- (3-aminophenoxy) phenyl] ether. As a particularly preferred diamine compound, a diamine compound represented by the following general formula (2) is exemplified. These aromatic diamine compounds may be used alone or in combination of two or more.

芳香族ジアミン化合物は、本発明の効果を妨げない範囲で、その一部を他のジアミン化合物に置き換えて使用することができる。他のジアミン化合物としては、脂環式ジアミン化合物及び脂肪族ジアミン化合物が挙げられる。 The aromatic diamine compound can be used by replacing a part thereof with another diamine compound as long as the effect of the present invention is not hindered. Other diamine compounds include alicyclic diamine compounds and aliphatic diamine compounds.

脂環式ジアミン化合物の具体例としては、ジアミノシクロヘキサン、ジアミノジシクロヘキシルメタン、ジメチルージアミノジシクロヘキシルメタン、テトラメチルージアミノジシクロヘキシルメタン、ジアミノジシクロヘキシルプロパン、ジアミノビシクロ[2.2.1]ヘプタン、ビス(アミノメチル)−ビシクロ[2.2.1]ヘプタン、3(4),8(9)−ビス(アミノメチル)トリシクロ[5.2.1.02,6]デカン、1,3−ビスアミノメチルシクロヘキサン、イソホロンジアミンなどが例示される。これらの中でも、ジアミノシクロヘキサン、ジアミノジシクロヘキシルメタン、ジメチルージアミノジシクロヘキシルメタン、ジアミノビシクロ[2.2.1]ヘプタン、ビス(アミノメチル)−ビシクロ[2.2.1]ヘプタン、3(4),8(9)−ビス(アミノメチル)トリシクロ[5.2.1.02,6]デカン、1,3−ビスアミノメチルシクロヘキサン、イソホロンジアミンなどが例示される。 Specific examples of the alicyclic diamine compound include diaminocyclohexane, diaminodicyclohexylmethane, dimethyl-diaminodicyclohexylmethane, tetramethyl-diaminodicyclohexylmethane, diaminodicyclohexylpropane, diaminobicyclo [2.2.1] heptane, bis (aminomethyl). ) -Bicyclo [2.2.1] heptane, 3 (4), 8 (9) -bis (aminomethyl) tricyclo [5.2.1.0 2,6 ] decane, 1,3-bisaminomethylcyclohexane And isophoronediamine. Among these, diaminocyclohexane, diaminodicyclohexylmethane, dimethyl-diaminodicyclohexylmethane, diaminobicyclo [2.2.1] heptane, bis (aminomethyl) -bicyclo [2.2.1] heptane, 3 (4), 8 (9) -Bis (aminomethyl) tricyclo [5.2.1.0 2,6 ] decane, 1,3-bisaminomethylcyclohexane, isophoronediamine and the like are exemplified.

また、脂肪族ジアミン化合物の具体例としては、エチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、オクタメチレンジアミン、デカメチレンジアミンなどが例示される。 Specific examples of the aliphatic diamine compound include ethylene diamine, hexamethylene diamine, octamethylene diamine, and decamethylene diamine.

上記の脂環式ジアミン化合物及び脂肪族ジアミン化合物は、単独で又は2種以上を適宜混合して当該イミド化重合反応に供することができる。   Said alicyclic diamine compound and aliphatic diamine compound can be used alone or in combination of two or more for the imidation polymerization reaction.

芳香族ジアミン化合物の一部を上記の他のジアミン化合物に置き換えて使用する場合には、その使用量は全ジアミン化合物のモル数に対して、好ましくは20モル%以下、より好ましくは10モル%以下、特に5モル%以下が推奨される。   When a part of the aromatic diamine compound is replaced with the other diamine compound, the amount used is preferably 20 mol% or less, more preferably 10 mol%, based on the number of moles of the total diamine compound. Hereinafter, 5 mol% or less is particularly recommended.

本発明に係るイミド化重合反応でのモル比は、全てのテトラカルボン酸二無水物100に対して、全てのジアミン化合物90〜110の範囲であり、より好ましくは95〜105の範囲であり、さらに好ましくは98〜102の範囲である。この範囲内でイミド化重合反応を行うことで、十分な重合度のポリイミド樹脂を得ることができる。 The molar ratio in the imidation polymerization reaction according to the present invention is in the range of all diamine compounds 90 to 110, more preferably in the range of 95 to 105, with respect to all tetracarboxylic dianhydrides 100. More preferably, it is the range of 98-102. By performing the imidization polymerization reaction within this range, a polyimide resin having a sufficient degree of polymerization can be obtained.

本明細書及び特許請求の範囲において、ジアミン化合物は、「ジアミン」の形態で記載しているが、反応性の向上の目的で且つ本発明の効果を奏する限り、それらの代わりにアミノ基の一部又は全部をイソシアネート基に変換した化合物やシリル化した化合物等を使用することができる。   In the present specification and claims, the diamine compound is described in the form of “diamine”. However, as long as the effect of the present invention is obtained for the purpose of improving the reactivity, an amino group is substituted for them. A compound obtained by converting part or all into an isocyanate group, a silylated compound, or the like can be used.

[ポリアミド酸樹脂]
本発明に係るポリイミド樹脂前駆体であるポリアミド酸樹脂は、反応溶媒中、上記に記載のテトラカルボン酸二無水物とジアミン化合物を5℃〜100℃の温度範囲で共重合反応して得られる。
[Polyamide acid resin]
The polyamic acid resin which is a polyimide resin precursor according to the present invention is obtained by copolymerizing the above-described tetracarboxylic dianhydride and diamine compound in a reaction solvent in a temperature range of 5 ° C to 100 ° C.

(反応溶媒)
共重合反応で使用される反応溶媒は、共重合反応より生成するポリアミド酸樹脂を溶解できるものであれば何れの反応溶媒でも良い。例えば、非プロトン性溶媒、フェノール系溶媒、エーテル系溶媒、カーボネート系溶媒などが好ましい例として挙げられる。
(Reaction solvent)
The reaction solvent used in the copolymerization reaction may be any reaction solvent as long as it can dissolve the polyamic acid resin produced from the copolymerization reaction. For example, preferred examples include aprotic solvents, phenol solvents, ether solvents, carbonate solvents, and the like.

非プロトン性溶媒の具体例としては、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、N−メチル−2−ピロリドン、N−メチルカプロラクタム、1,3−ジメチルイミダゾリジノン、テトラメチル尿素などのアミド系溶媒、γ−ブチロラクトン、γ−バレロラクトンなどのラクトン系溶媒、ヘキサメチルホスホリックアミド、ヘキサメチルホスフィントリアミドなどの含リン系アミド系溶媒、ジメチルスルホン、ジメチルスルホキシド、スルホランなどの含硫黄系溶媒、アセトン、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサノンなどのケトン系溶媒、ピコリン、ピリジンなどのアミン系溶媒、酢酸(2−メトキシ−1−メチルエチル)などのエステル系溶媒などが例示される。   Specific examples of the aprotic solvent include N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide, N-methyl-2-pyrrolidone, N-methylcaprolactam, 1,3-dimethylimidazolidinone, tetramethylurea and the like. Amide solvents, lactone solvents such as γ-butyrolactone and γ-valerolactone, phosphorus-containing amide solvents such as hexamethylphosphoric amide and hexamethylphosphine triamide, sulfur-containing dimethylsulfone, dimethylsulfoxide, sulfolane and the like Examples thereof include a system solvent, a ketone solvent such as acetone, cyclohexane and methylcyclohexanone, an amine solvent such as picoline and pyridine, and an ester solvent such as acetic acid (2-methoxy-1-methylethyl).

フェノール系溶媒の具体例としては、フェノール、o−クレゾール、m−クレゾール、p−クレゾール、2,3−キシレノール、2,4−キシレノール、2,5−キシレノール、2,6−キシレノール、3,4−キシレノール、3,5−キシレノールなどが例示される。 Specific examples of the phenol solvent include phenol, o-cresol, m-cresol, p-cresol, 2,3-xylenol, 2,4-xylenol, 2,5-xylenol, 2,6-xylenol, 3,4 -Xylenol, 3,5-xylenol and the like are exemplified.

エーテル系溶媒の具体例としては、エチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、トリエチレングリコールジメチルエーテル、テトラヒドロフラン、1,4−ジオキサンなどが例示される。 Specific examples of the ether solvent include ethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol dimethyl ether, triethylene glycol dimethyl ether, tetrahydrofuran, 1,4-dioxane and the like.

また、カーボネート系溶媒の具体例としては、ジエチルカーボネート、メチルエチルカーボネート、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネートなどが例示される。上記の反応溶媒は単独で又は2種類以上混合して用いてもよい。   Specific examples of the carbonate solvent include diethyl carbonate, methyl ethyl carbonate, ethylene carbonate, propylene carbonate, and the like. You may use said reaction solvent individually or in mixture of 2 or more types.

これらの反応溶媒の中でも、特に、N−メチル−2−ピロリドン、1,3−ジメチルイミダゾリジノン、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、γ−ブチロラクトンが推奨される。   Among these reaction solvents, N-methyl-2-pyrrolidone, 1,3-dimethylimidazolidinone, N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide, and γ-butyrolactone are particularly recommended.

反応溶媒の使用量としては、生成するポリアミド酸樹脂を溶解できる量であれば良い。具体的なポリアミド酸樹脂の濃度としては、好ましくは5〜50重量%、より好ましくは10〜40重量%、さらに好ましくは10〜30重量%となるように調整することが推奨される。   The amount of the reaction solvent used may be an amount that can dissolve the produced polyamic acid resin. The specific concentration of the polyamic acid resin is preferably adjusted to 5 to 50% by weight, more preferably 10 to 40% by weight, and still more preferably 10 to 30% by weight.

反応溶媒は、ポリアミド酸ワニスを構成する有機溶剤と同一でも異なってもよいが、溶媒置換の作業等の煩雑さを考慮すると同一であることが好ましい。   The reaction solvent may be the same as or different from the organic solvent constituting the polyamic acid varnish, but is preferably the same in consideration of the complexity of the solvent replacement operation.

共重合反応系内は、その反応系の着色防止及び安全性の観点から、不活性ガス雰囲気下とすることが望ましい。通常、不活性ガスで反応系内を置換し、反応中は不活性ガスを流通させるおく方法が推奨される。不活性ガスとしては、窒素、アルゴンなどが例示される。   The inside of the copolymerization reaction system is preferably an inert gas atmosphere from the viewpoint of preventing coloration and safety of the reaction system. Usually, a method of replacing the inside of the reaction system with an inert gas and allowing the inert gas to flow during the reaction is recommended. Examples of the inert gas include nitrogen and argon.

本発明に係るポリアミド酸樹脂の共重合反応において、塩の発生抑制剤を使用することができる。塩の発生抑制剤としては、ポリアミド酸樹脂ワニスを加熱イミド化する際に揮発して除去可能であることが好ましい。   In the copolymerization reaction of the polyamic acid resin according to the present invention, a salt generation inhibitor can be used. The salt generation inhibitor is preferably removable by volatilization when the polyamic acid resin varnish is heated to imidize.

塩の発生抑制剤には、例えば、一般的なシリル化剤を用いることができ、N,O−ビス(トリメチルシリル)アセトアミドやN,O−ビス(トリメチルシリル)トリフルオロアセトアミドやトリメチルシリルクロリドやヘキサメチルジシラザンなどが例示される。   As the salt generation inhibitor, for example, a general silylating agent can be used. Silazane and the like are exemplified.

ポリアミド酸樹脂の共重合反応の反応時間は、仕込み比率、基質濃度などにもよるが、通常2〜24時間程度が好ましい。反応時間が短すぎる場合には、重合度が低くなる傾向が認められる。反応時間が長すぎる場合には、部分的にアミド基部分が加水分解反応を起こして重合度が低下することがある。 The reaction time for the copolymerization reaction of the polyamic acid resin is usually preferably about 2 to 24 hours, although it depends on the charging ratio and the substrate concentration. When reaction time is too short, the tendency for a polymerization degree to become low is recognized. If the reaction time is too long, the amide group part may partially undergo a hydrolysis reaction and the degree of polymerization may decrease.

ポリアミド酸樹脂の数平均分子量は、好ましくは6,000以上、且つ、重量平均分子量が10,000以上であり、より好ましくは数平均分子量が6,000〜100,000で、且つ、重量平均分子量が10,000〜500,000の範囲のものである。この範囲は、特に成形体を与えることができる程度の重合度を有している範囲である。なお、本明細書及び特許請求範囲においてポリアミド酸樹脂の分子量は、後術の実施例に記載した方法で測定された値である。 The number average molecular weight of the polyamic acid resin is preferably 6,000 or more, and the weight average molecular weight is 10,000 or more, more preferably the number average molecular weight is 6,000 to 100,000, and the weight average molecular weight. Is in the range of 10,000 to 500,000. This range is a range having a degree of polymerization that can give a molded product. In the present specification and claims, the molecular weight of the polyamic acid resin is a value measured by the method described in the example of the later operation.

(イミド化重合反応)
イミド化重合反応の方法としては、(1)反応溶媒と少量の共沸溶剤の存在下でテトラカルボン酸二無水物とジアミン化合物とを加熱し、生成水を共沸により系外に留去させる熱イミド化方法、(2)ポリイミド前駆体のポリアミド酸を製造後、無水酢酸、無水プロピオン酸等の酸無水物、又はジシクロヘキシルカルボジイミド等のカルボジイミド化合物の脱水作用を用いる化学イミド化方法、(3)ポリイミド前駆体のポリアミド酸を製造後、300℃以上に加熱する熱イミド化方法等が挙げられる。
(Imidation polymerization reaction)
As a method of imidation polymerization reaction, (1) tetracarboxylic dianhydride and diamine compound are heated in the presence of a reaction solvent and a small amount of azeotropic solvent, and the generated water is distilled out of the system by azeotropic distillation. Thermal imidization method, (2) Chemical imidization method using dehydration action of carbodiimide compounds such as acid anhydrides such as acetic anhydride and propionic anhydride, or dicyclohexylcarbodiimide after producing polyamic acid as polyimide precursor, (3) Examples thereof include a thermal imidization method in which a polyamic acid as a polyimide precursor is produced and then heated to 300 ° C. or higher.

上記ポリイミド樹脂の製造方法のうち(3)の熱イミド化方法が工業的に好ましく、例えば、ポリアミド酸樹脂を300〜350℃の温度範囲で加熱することで、イミド化反応に伴う生成水を留去してイミド化重合反応する方法が挙げられる。   Among the methods for producing the polyimide resin, the thermal imidation method (3) is industrially preferable. For example, the polyamic acid resin is heated in a temperature range of 300 to 350 ° C., so that the generated water accompanying the imidization reaction is retained. The method of leaving and imidating polymerization reaction is mentioned.

上記(3)のポリアミド酸樹脂の加熱イミド化反応におけるイミド化率は、通常70%以上、好ましくは80%以上、より好ましくは90%以上、特に95%以上が推奨される。さらに、ポリイミド樹脂の使用用途によってはイミド化率を100%に近づけることが望ましい場合もある。   The imidation ratio in the heat imidization reaction of the polyamic acid resin (3) is usually 70% or more, preferably 80% or more, more preferably 90% or more, and particularly 95% or more. Furthermore, it may be desirable to make the imidization rate close to 100% depending on the use application of the polyimide resin.

[ポリアミド酸ワニス]
本発明のポリアミド酸ワニスは、ポリアミド酸樹脂と有機溶剤とを含有することを特徴とするものである。
[Polyamide acid varnish]
The polyamic acid varnish of the present invention contains a polyamic acid resin and an organic solvent.

ポリアミド酸ワニスの粘度として所望の用途により適宜選択することができるが、25℃における粘度としては、0.1〜500Pa・sの範囲が好ましく、より好ましくは1〜100Pa・sの範囲が推奨される。 The viscosity of the polyamic acid varnish can be appropriately selected depending on the desired application, but the viscosity at 25 ° C. is preferably in the range of 0.1 to 500 Pa · s, more preferably in the range of 1 to 100 Pa · s. The

ポリアミド酸ワニス中のポリアミド酸樹脂の濃度としては、好ましくは5〜50重量%であり、より好ましくは10〜40重量%、さらに好ましくは10〜30重量%となるように調整することが推奨される。 The concentration of the polyamic acid resin in the polyamic acid varnish is preferably 5 to 50% by weight, more preferably 10 to 40% by weight, and further preferably 10 to 30% by weight. The

また、ポリアミド酸ワニスからポリイミド樹脂の塗膜を得る際に、乾燥工程を効率よく行う目的で、有機溶剤の一部を低沸点溶剤に代えることができる。係る低沸点溶剤としては、トルエン、キシレン、ソルベントナフサ等の芳香族炭化水素や、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン、ジメチルシクロヘキサン等の脂環式炭化水素、プロピレングリコールモノメチルエーテル、又はアセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等のケトン類が例示される。これらの低沸点溶剤を使用する場合、その使用量は、全有機溶剤量に対して、好ましくは1〜30重量%、より好ましくは、5〜20重量%の範囲が推奨される。   Moreover, when obtaining the coating film of a polyimide resin from a polyamic-acid varnish, a part of organic solvent can be replaced with a low boiling-point solvent for the purpose of performing a drying process efficiently. Such low boiling point solvents include aromatic hydrocarbons such as toluene, xylene, solvent naphtha, alicyclic hydrocarbons such as cyclohexane, methylcyclohexane, dimethylcyclohexane, propylene glycol monomethyl ether, or acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, etc. The ketones are exemplified. When these low-boiling solvents are used, the amount used is preferably 1 to 30% by weight, more preferably 5 to 20% by weight, based on the total amount of organic solvent.

また、本発明のポリイミド樹脂前駆体であるポリアミド酸ワニスには、本発明の効果を妨げない範囲でその他の成分を添加しても良い。例えば、ポリエステル樹脂、ポリイミド樹脂(本発明のポリイミド樹脂を除く。)、ポリアミドイミド樹脂、ポリアミド樹脂などの高分子化合物、平滑剤、レベリング剤、脱泡剤、難燃剤、消泡剤、酸化防止剤などが例示される。   Moreover, you may add another component to the polyamic-acid varnish which is a polyimide resin precursor of this invention in the range which does not inhibit the effect of this invention. For example, polyester resin, polyimide resin (excluding the polyimide resin of the present invention), polymer compound such as polyamideimide resin, polyamide resin, smoothing agent, leveling agent, defoaming agent, flame retardant, antifoaming agent, antioxidant Etc. are exemplified.

[ポリイミド成形体]
本発明のポリイミド成形体は、アミド酸ワニスを成形加工して得られるものである。成形加工する方法としては、特に制限なく従来公知の方法が使用できる。
例えば、該ポリアミド酸ワニスを、基板に塗布した後(膜状、フィルム状又はシート状に塗布若しくは成形した後)、該ポリアミド酸ワニスを200℃以上、好ましくは300℃以上に乾燥して加熱イミド化しながら溶剤を除去して、膜状、フィルム状又はシート状のポリイミド成形体に成形する方法などが例示される。
[Polyimide molded product]
The polyimide molded body of the present invention is obtained by molding an amic acid varnish. As a method for molding, a conventionally known method can be used without any particular limitation.
For example, after applying the polyamic acid varnish to a substrate (after coating or forming into a film, film, or sheet), the polyamic acid varnish is dried to 200 ° C. or higher, preferably 300 ° C. or higher, and heated imide Examples thereof include a method of forming a film-like, film-like or sheet-like polyimide molded body by removing the solvent while forming.

ポリイミド成形体を製造する例としては、PET基板(ポリエチレンテレフタレート基板)上にポリアミド酸ワニスをキャストし、真空乾燥機内(減圧度1〜10mmHg)で、室温にて30分〜2時間、さらに約200℃まで30分〜2時間で昇温し、その温度で1〜4時間溶剤を留去させる。室温まで冷却後、真空乾燥機からPET基板上に形成されたポリイミドフィルムを取出し、PET基板から剥離する。剥離したポリアミド酸フィルムをステンレス製の金属枠に固定し、再び真空乾燥機にて、室温から230〜330℃まで1〜4時間で昇温し、その温度で2〜5時間乾燥し溶剤を完全に留去し、室温まで冷却後、真空乾燥機から取出すことでポリイミドフィルムを得ることができる。このように得られたポリイミドフィルムの厚みは、キャスト時の塗工厚みを調整することで目的の厚さに調整する方法が挙げられる。 As an example of producing a polyimide molded body, a polyamic acid varnish is cast on a PET substrate (polyethylene terephthalate substrate), and is placed in a vacuum dryer (decompression degree 1 to 10 mmHg) at room temperature for 30 minutes to 2 hours, and further about 200. The temperature is raised to 30 ° C. in 30 minutes to 2 hours, and the solvent is distilled off at that temperature for 1 to 4 hours. After cooling to room temperature, the polyimide film formed on the PET substrate is taken out from the vacuum dryer and peeled off from the PET substrate. The peeled polyamic acid film is fixed to a stainless steel metal frame, heated again from room temperature to 230 to 330 ° C in 1 to 4 hours in a vacuum dryer, and dried at that temperature for 2 to 5 hours to completely remove the solvent. The polyimide film can be obtained by removing from the vacuum dryer after cooling to room temperature. A method of adjusting the thickness of the polyimide film thus obtained to a target thickness by adjusting the coating thickness at the time of casting can be mentioned.

本発明のポリイミド樹脂の線膨張係数の範囲は好ましくは60ppm/K以下であり、さらに好ましくは56ppm/K以下、特に52ppm/K以下が好ましい。線膨張係数は、本明細書及び特許請求の範囲において、後述の実施例に記載した方法にて得られる値である。例えば、上記の線膨張係数の範囲は、特に有機EL等の透明フレキシブル基板用途では有効な範囲である。   The range of the linear expansion coefficient of the polyimide resin of the present invention is preferably 60 ppm / K or less, more preferably 56 ppm / K or less, and particularly preferably 52 ppm / K or less. The linear expansion coefficient is a value obtained by the method described in Examples described later in the present specification and claims. For example, the range of the above linear expansion coefficient is an effective range particularly for the use of a transparent flexible substrate such as an organic EL.

本発明のポリイミド樹脂の透明性は、全光線透過率で評価することができる。全光線透過率の範囲は、好ましくは87%以上であり、さらに好ましくは88%以上、特に89%以上が好ましい。全光線透過率は、本明細書及び特許請求の範囲において、後述の実施例に記載した方法にて得られる値である。例えば、上記の全光線透過率の範囲は、特に高透明性を要求される用途では有効な範囲である。   The transparency of the polyimide resin of the present invention can be evaluated by the total light transmittance. The range of the total light transmittance is preferably 87% or more, more preferably 88% or more, and particularly preferably 89% or more. The total light transmittance is a value obtained by the method described in Examples described later in this specification and claims. For example, the above range of the total light transmittance is an effective range particularly in applications requiring high transparency.

本発明のポリイミド樹脂の耐熱性は、ガラス転移温度で評価することができる。ガラス転移温度の範囲は好ましくは280℃以上であり、さらに好ましくは290℃以上、特に300℃以上が好ましい。ガラス転移温度は、本明細書及び特許請求の範囲において、後述の実施例に記載した方法にて得られる値である。例えば、上記のガラス転移温度の範囲は、特に耐熱性を要求される用途では有効な範囲である。   The heat resistance of the polyimide resin of the present invention can be evaluated by the glass transition temperature. The range of the glass transition temperature is preferably 280 ° C. or higher, more preferably 290 ° C. or higher, and particularly preferably 300 ° C. or higher. The glass transition temperature is a value obtained by the method described in Examples described later in the present specification and claims. For example, the above glass transition temperature range is an effective range particularly in applications requiring heat resistance.

[プラスチック基板/電気部品・電子部品]
本発明のプラスチック基板は、上記ポリイミド成形体からなることを特徴とする。その製造方法は、従来公知の製造方法を用いることができる。
[Plastic substrates / Electric and electronic components]
The plastic substrate of the present invention is characterized by comprising the polyimide molded body. As the manufacturing method, a conventionally known manufacturing method can be used.

該プラスチック基板は、本発明のポリイミド成形体が高透明性、耐熱性及び低線膨張係数を有することにより、例えば、フレキシブル透明基板などに好適に使用される。   The plastic substrate is suitably used for, for example, a flexible transparent substrate because the polyimide molded body of the present invention has high transparency, heat resistance and a low coefficient of linear expansion.

また、フレキシブル透明基板は、電気部品又は電子部品で数多く使用されており、例えば、電子ペーパー、有機太陽電池、有機EL照明、フレキシブル液晶ディスプレーなどの部品として好適に使用される。   Moreover, many flexible transparent substrates are used by an electrical component or an electronic component, for example, are used suitably as components, such as electronic paper, an organic solar cell, organic EL lighting, and a flexible liquid crystal display.

[耐熱絶縁材/耐熱塗料/耐熱コーティング材/耐熱接着材]
本発明の耐熱絶縁材、耐熱塗料、耐熱コーティング材又は耐熱接着材は本発明のポリイミド樹脂を使用したものである。 その製造方法は、従来公知の製造方法を用いることができる。何れも、該ポリイミド樹脂が高透明性、耐熱性及び低線膨張係数を有することから、好適に使用される。
[Heat-resistant insulation / heat-resistant paint / heat-resistant coating material / heat-resistant adhesive]
The heat-resistant insulating material, heat-resistant coating material, heat-resistant coating material or heat-resistant adhesive material of the present invention uses the polyimide resin of the present invention. As the manufacturing method, a conventionally known manufacturing method can be used. In any case, the polyimide resin is preferably used because it has high transparency, heat resistance and a low linear expansion coefficient.

以下に実施例を示し、本発明を更に詳しく説明するが、本発明はこれらの実施例によって制限されるものではない。尚、実施例及び比較例中の各特性の測定方法、化合物の略称は以下の通りである。   The present invention will be described in more detail with reference to the following examples, but the present invention is not limited to these examples. In addition, the measuring method of each characteristic in an Example and a comparative example and the abbreviation of a compound are as follows.

<化合物の略号>
[テトラカルボン酸二無水物(A)]
BCODA:ビシクロ[4.2.0]オクタン−3,4,7,8−テトラカルボン酸二無水物
DSDA:3,3’ ,4,4’−ジフェニルスルホンテトラカルボン酸二無水物
[芳香族ジアミン化合物(B)]
DPE:4,4’−ジアミノジフェニルエーテル
DAM:4,4’−ジアミノジフェニルメタン
BAPS:ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]スルホン
BAPB:4,4’−ビス(4−アミノフェノキシ)ビフェニル
TPE−Q:1,4−ビス(4−アミノフェノキシ)ベンゼン
m−TD:m−トリジン
[反応溶媒]
NMP :N−メチル−2−ピロリドン
<Abbreviation of compound>
[Tetracarboxylic dianhydride (A)]
BCODA: Bicyclo [4.2.0] octane-3,4,7,8-tetracarboxylic dianhydride DSDA: 3,3 ′, 4,4′-diphenylsulfone tetracarboxylic dianhydride [aromatic diamine Compound (B)]
DPE: 4,4′-diaminodiphenyl ether DAM: 4,4′-diaminodiphenylmethane BAPS: bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] sulfone BAPB: 4,4′-bis (4-aminophenoxy) biphenyl TPE— Q: 1,4-bis (4-aminophenoxy) benzene m-TD: m-tolidine [reaction solvent]
NMP: N-methyl-2-pyrrolidone

<ポリアミド酸樹脂の数平均分子量と重量平均分子量>
ポリアミド酸樹脂の反応溶液(ポリアミド酸ワニス)約1gをN,N−ジメチルホルムアミド約30mlで希釈して、分子量測定用の試料溶液を調製する。ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)を用いて下記の測定条件でポリスチレン換算の数平均分子量(Mn)及び重量平均分子量(Mw)を求めた。
[測定条件]
装置:東ソー株式会社製 EcoSEC HLC−8320GPC
カラム:東ソー株式会社製 SuperH−Hを1本とSuperHM−Mを3本直列に連結
カラム温度:40℃
溶離液:(5.15mmol/L−臭化リチウム+5.10mmol/L−リン酸)/N,N−ジメチルホルムアミド
流速:0.5mL/min
検出器:RI
<Number average molecular weight and weight average molecular weight of polyamic acid resin>
About 1 g of a polyamic acid resin reaction solution (polyamic acid varnish) is diluted with about 30 ml of N, N-dimethylformamide to prepare a sample solution for molecular weight measurement. The number average molecular weight (Mn) and weight average molecular weight (Mw) in terms of polystyrene were determined under the following measurement conditions using gel permeation chromatography (GPC).
[Measurement condition]
Device: EcoSEC HLC-8320GPC manufactured by Tosoh Corporation
Column: manufactured by Tosoh Corporation One SuperH-H and three SuperHM-Ms connected in series Column temperature: 40 ° C
Eluent: (5.15 mmol / L-lithium bromide + 5.10 mmol / L-phosphoric acid) / N, N-dimethylformamide Flow rate: 0.5 mL / min
Detector: RI

<線膨張係数>
JIS K7197(1991年)に準拠し、ポリイミドフィルム(40μm)を順風乾燥機内で300℃×30分間加熱して応力緩和処理を行った。このフィルムから切り取った4.0×10.0mmをエスアイアイ・ナノテクノロジー株式会社製TMA/SS6100を用いて100〜150℃の範囲を窒素流量200ml/min、昇温速度10℃/minの条件で測定し、その測定値の平均値を線膨張係数とした。
<Linear expansion coefficient>
In accordance with JIS K7197 (1991), the polyimide film (40 μm) was heated in a normal air dryer at 300 ° C. for 30 minutes for stress relaxation treatment. 4.0 × 10.0 mm cut out from this film was used in a range of 100 to 150 ° C. under the conditions of a nitrogen flow rate of 200 ml / min and a temperature increase rate of 10 ° C./min using TMA / SS6100 manufactured by SII Nano Technology. The average value of the measured values was taken as the linear expansion coefficient.

<全光線透過率>
JIS K7361−1(1997年)に準拠し、ポリイミドフィルム(40μm)を株式会社東洋精機製作所製HAZE−GUARD IIを用いて、D65光源を使用したシングルビーム法により測定した。
<Total light transmittance>
Compliant with JIS K7361-1 (1997 years), polyimide film (40 [mu] m) using a Toyo Seiki Seisakusho HAZE-GUARD II Ltd., was measured by single beam method using illuminant D 65.

<ガラス転移温度>
動的粘弾性測定装置RHEOGEL−E4000(ユーピーエム社製)を用いて、下記の測定条件下、ポリイミド成形体(フィルム)のtanδを測定した。そのtanδの極大値をガラス転移温度(℃)とした。
測定条件;
測定モード:引張モード
正弦波:10Hz
昇温速度:5℃/min
空気流速:10L/min
<Glass transition temperature>
Using a dynamic viscoelasticity measuring device RHEOGEL-E4000 (manufactured by UPM), tan δ of the polyimide molded body (film) was measured under the following measurement conditions. The maximum value of tan δ was defined as the glass transition temperature (° C.).
Measurement condition;
Measurement mode: Tensile mode Sine wave: 10 Hz
Temperature increase rate: 5 ° C / min
Air flow rate: 10L / min

<機械的特性評価>
ポリイミド成形体(フィルム)の「弾性率」、「強度」及び「伸び」は、インストロン製の万能材料試験機5565を用いて、JIS K−7161(1994年)に準拠して測定した。
<Mechanical property evaluation>
The “elastic modulus”, “strength”, and “elongation” of the polyimide molded body (film) were measured according to JIS K-7161 (1994) using an universal material testing machine 5565 manufactured by Instron.

[製造例]
BCODAは特許文献US3423431を参考に製造した。具体的には、内容積700ml内部照射型パイレックス(登録商標)ガラス製五つ口反応フラスコに無水マレイン酸37.0g(377mmol)と1,2,3,6−テトラヒドロフタル酸無水物(新日本理化社製 リカシッドTH)60.0g(394mmol)及び光増感剤としてベンゾフェノン5.0g(27mmol)及びメチルエチルケトン375gを仕込み、反応器外壁をアルミ箔で被いながら室温で撹拌溶解させた。さらにアルゴンガスを用いて15分間バブリングして、反応容器中の酸素を除いた。続いて撹拌しながら反応容器を20℃に冷却し、フラスコ中央部の光源冷却管中の100W高圧水銀ランプを用いて光照射を24時間続けた。反応終了後、濾過によりDCODA結晶4.7g(19mmol、収率5%)を得た。
[Production example]
BCODA was produced with reference to US Pat. No. 3,234,431. Specifically, 37.0 g (377 mmol) of maleic anhydride and 1,2,3,6-tetrahydrophthalic anhydride (New Japan) were added to a 700 ml internal irradiation type Pyrex (registered trademark) glass five-necked reaction flask. 60.0 g (394 mmol) of Rikacid TH) manufactured by Rika Co., Ltd., 5.0 g (27 mmol) of benzophenone and 375 g of methyl ethyl ketone as photosensitizers were charged, and the reactor was stirred and dissolved at room temperature while covering the outer wall of the reactor with aluminum foil. Further, argon gas was bubbled for 15 minutes to remove oxygen in the reaction vessel. Subsequently, the reaction vessel was cooled to 20 ° C. while stirring, and light irradiation was continued for 24 hours using a 100 W high-pressure mercury lamp in a light source cooling tube at the center of the flask. After completion of the reaction, 4.7 g (19 mmol, yield 5%) of DCODA crystals was obtained by filtration.

[実施例1]
撹拌機を備え付けた200mL三角フラスコにNMP136g及び芳香族ジアミン化合物としてm−TD11.04g(52mol)を加えて15分間撹拌した。得られた溶液にBCODA13.01g(52mmol)を加えてから終夜撹拌して本発明のポリアミド酸ワニスを得た。得られたポリアミド酸ワニスの平均分子量の測定結果を表1に示す。
[Example 1]
To a 200 mL Erlenmeyer flask equipped with a stirrer, 136 g of NMP and 11.04 g (52 mol) of m-TD as an aromatic diamine compound were added and stirred for 15 minutes. After adding 13.01 g (52 mmol) of BCODA to the resulting solution, the mixture was stirred overnight to obtain the polyamic acid varnish of the present invention. The measurement results of the average molecular weight of the obtained polyamic acid varnish are shown in Table 1.

[実施例2]
芳香族ジアミン化合物をDPE10.41g(52mmol)に変更した以外は、実施例1と同様の方法で本発明のポリアミド酸ワニスを得た。得られたポリアミド酸ワニスの平均分子量の測定結果を表1に示す。
[Example 2]
A polyamic acid varnish of the present invention was obtained in the same manner as in Example 1 except that the aromatic diamine compound was changed to 10.41 g (52 mmol) of DPE. The measurement results of the average molecular weight of the obtained polyamic acid varnish are shown in Table 1.

[実施例3]
芳香族ジアミン化合物をTPE−Q15.20g(52mmol)に変更した以外は、実施例1と同様の方法で本発明のポリアミド酸ワニスを得た。得られたポリアミド酸ワニスの平均分子量の測定結果を表1に示す。
[Example 3]
A polyamic acid varnish of the present invention was obtained in the same manner as in Example 1 except that the aromatic diamine compound was changed to 15.20 g (52 mmol) of TPE-Q. The measurement results of the average molecular weight of the obtained polyamic acid varnish are shown in Table 1.

[実施例4]
芳香族ジアミン化合物をBAPB19.16g(52mmol)に変更した以外は、実施例1と同様の方法で本発明のポリアミド酸ワニスを得た。得られたポリアミド酸ワニスの平均分子量の測定結果を表1に示す。
[Example 4]
A polyamic acid varnish of the present invention was obtained in the same manner as in Example 1 except that the aromatic diamine compound was changed to 19.16 g (52 mmol) of BAPB. The measurement results of the average molecular weight of the obtained polyamic acid varnish are shown in Table 1.

[実施例5]
芳香族ジアミン化合物をBAPS22.49g(52mmol)に変更した以外は、実施例1と同様の方法で本発明のポリアミド酸ワニスを得た。得られたポリアミド酸ワニスの平均分子量の測定結果を表1に示す。
[Example 5]
A polyamic acid varnish of the present invention was obtained in the same manner as in Example 1, except that the aromatic diamine compound was changed to 22.49 g (52 mmol) of BAPS. The measurement results of the average molecular weight of the obtained polyamic acid varnish are shown in Table 1.

[実施例6]
芳香族ジアミン化合物をDAM10.31g(52mmol)に変更した以外は、実施例1と同様の方法で本発明のポリアミド酸ワニスを得た。得られたポリアミド酸ワニスの平均分子量の測定結果を表1に示す。
[Example 6]
A polyamic acid varnish of the present invention was obtained in the same manner as in Example 1 except that the aromatic diamine compound was changed to 10.31 g (52 mmol) of DAM. The measurement results of the average molecular weight of the obtained polyamic acid varnish are shown in Table 1.

[比較例1]
テトラカルボン酸二無水物をBCODAからDSDA18.63g(52mol)に変更した以外は、実施例2と同様の方法でポリアミド酸ワニスを得た。得られたポリアミド酸ワニスの平均分子量の測定結果を表1に示す。
[Comparative Example 1]
A polyamic acid varnish was obtained in the same manner as in Example 2 except that the tetracarboxylic dianhydride was changed from BCODA to 18.63 g (52 mol) of DSDA. The measurement results of the average molecular weight of the obtained polyamic acid varnish are shown in Table 1.

[実施例7]
実施例1〜6で得られたポリアミド酸ワニスを、ガラス基板上にバーコーターを用いて、乾燥膜厚が40μmとなるよう塗布し、真空乾燥機内で真空下(減圧度10mmHg以下)、300℃×1時間乾燥し、室温へ冷却後、ガラス基板より剥離させ、ポリイミド成形体(フィルム)を得た。得られたポリイミド成形体(フィルム)の線膨張係数、全光線透過率、ガラス転移温度及び機械的特性の測定結果を表1に示す。
[Example 7]
The polyamic acid varnish obtained in Examples 1 to 6 was applied onto a glass substrate using a bar coater so that the dry film thickness was 40 μm, and was vacuumed in a vacuum dryer (decompression degree: 10 mmHg or less) at 300 ° C. * It dried for 1 hour, and after making it cool to room temperature, it was made to peel from a glass substrate, and the polyimide molding (film) was obtained. Table 1 shows the measurement results of the linear expansion coefficient, total light transmittance, glass transition temperature, and mechanical properties of the obtained polyimide molded body (film).

[比較例2]
比較例1で得られたポリアミド酸ワニスを、実施例13と同様の方法でポリイミド成形体(フィルム)を得た。得られたポリイミド成形体(フィルム)の線膨張係数、全光線透過率、ガラス転移温度及び機械的特性の測定結果を表1に示す。
[Comparative Example 2]
A polyimide molded body (film) was obtained from the polyamic acid varnish obtained in Comparative Example 1 in the same manner as in Example 13. Table 1 shows the measurement results of the linear expansion coefficient, total light transmittance, glass transition temperature, and mechanical properties of the obtained polyimide molded body (film).

本発明のポリイミド樹脂は、表1から60ppm/K以下という低い線膨張係数、87%以上という高い全光線透過率且つ280℃以上という高いガラス転移温度の優れた物性を有していることが明らかである。比較例1のポリイミド樹脂は、全光線透過率が低いことが明らかである。 From Table 1, it is clear that the polyimide resin of the present invention has excellent physical properties such as a low linear expansion coefficient of 60 ppm / K or less, a high total light transmittance of 87% or more, and a high glass transition temperature of 280 ° C. or more. It is. It is clear that the polyimide resin of Comparative Example 1 has a low total light transmittance.

本発明のポリイミド樹脂は、高透明性、耐熱性及び低線膨張係数を併せ持っている。そのため、本発明のポリアミド酸ワニスを成形加工して得られるポリイミド成形体は、ディスプレーや照明等の光学材料に好適に用いることができる。また、当該ポリイミド樹脂は、耐熱絶縁材、耐熱塗料、耐熱コーティング材、耐熱接着材に使用できる。   The polyimide resin of the present invention has both high transparency, heat resistance and a low coefficient of linear expansion. Therefore, the polyimide molded body obtained by molding the polyamic acid varnish of the present invention can be suitably used for optical materials such as displays and lighting. In addition, the polyimide resin can be used for heat-resistant insulating materials, heat-resistant paints, heat-resistant coating materials, and heat-resistant adhesives.

Claims (11)

一般式(1)
で表わされるテトラカルボン酸二無水物と、
芳香族ジアミン化合物とを、モル比で該テトラカルボン酸二無水物100に対して、該ジアミン化合物の合計が90〜110の範囲でイミド化重合反応して得られるポリイミド樹脂。
General formula (1)
A tetracarboxylic dianhydride represented by:
A polyimide resin obtained by imidation polymerization reaction of an aromatic diamine compound with respect to the tetracarboxylic dianhydride 100 in a molar ratio within a range of 90 to 110.
芳香族ジアミン化合物が、一般式(2)
のジアミン化合物で表される少なくとも1種である、請求項1に記載のポリイミド樹脂。
The aromatic diamine compound is represented by the general formula (2)
The polyimide resin of Claim 1 which is at least 1 sort (s) represented by the diamine compound.
一般式(1)
で表わされるテトラカルボン酸二無水物と、
芳香族ジアミン化合物とを、モル比で該テトラカルボン酸二無水物100に対して、該ジアミン化合物の合計が90〜110の範囲で共重合反応して得られるポリアミド酸樹脂。
General formula (1)
A tetracarboxylic dianhydride represented by:
A polyamic acid resin obtained by copolymerizing an aromatic diamine compound with respect to the tetracarboxylic dianhydride 100 in a molar ratio within a range of 90 to 110.
芳香族ジアミン化合物が、下記一般式(2)
のジアミン化合物で表される少なくとも1種である、請求項3に記載のポリアミド酸樹脂。
The aromatic diamine compound is represented by the following general formula (2)
The polyamic acid resin according to claim 3, which is at least one kind represented by a diamine compound.
請求項3又は4に記載のポリアミド酸樹脂及び有機溶剤を含有するポリアミド酸ワニス。 A polyamic acid varnish containing the polyamic acid resin according to claim 3 or 4 and an organic solvent. 請求項5に記載のポリアミド酸ワニスを成形加工して得られるポリイミド成形体。 A polyimide molded body obtained by molding the polyamic acid varnish according to claim 5. ポリイミド成形体が、膜状、フィルム状又はシート状の形態である、請求項6に記載のポリイミド成形体。 The polyimide molded body according to claim 6, wherein the polyimide molded body is in the form of a film, a film, or a sheet. ポリイミド成形体の線膨張係数が60ppm/K以下、全光線透過率が87%以上及びガラス転移温度が280℃以上である、請求項6又は7に記載のポリイミド成形体。 The polyimide molded body according to claim 6 or 7, wherein the polyimide molded body has a linear expansion coefficient of 60 ppm / K or lower, a total light transmittance of 87% or higher, and a glass transition temperature of 280 ° C or higher. 請求項6〜8の何れかに記載のポリイミド成形体からなるプラスチック基板。 The plastic substrate which consists of a polyimide molded body in any one of Claims 6-8. 請求項9に記載のプラスチック基板を備えた電気部品又は電子部品。 An electrical component or electronic component comprising the plastic substrate according to claim 9. 請求項1又は2に記載のポリイミド樹脂を使用した、耐熱絶縁材、耐熱塗料、耐熱コーティング材又は耐熱接着材。 A heat-resistant insulating material, heat-resistant paint, heat-resistant coating material, or heat-resistant adhesive using the polyimide resin according to claim 1.
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