KR20220158865A - 비스이미드페놀 화합물 - Google Patents
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Abstract
하기 일반식 (1) 로 나타내는 비스이미드페놀 화합물.
(일반식 (1) 에 있어서, R1 및 R2 는, 각각 독립적으로 수소 원자, 수산기 또는 탄소수 1 ∼ 10 의 유기기를 나타내고, R1 및 R2 중 2 개 이상은 수산기이고, n 은, 각각 독립적으로 1 ∼ 5 의 정수이다.)
(일반식 (1) 에 있어서, R1 및 R2 는, 각각 독립적으로 수소 원자, 수산기 또는 탄소수 1 ∼ 10 의 유기기를 나타내고, R1 및 R2 중 2 개 이상은 수산기이고, n 은, 각각 독립적으로 1 ∼ 5 의 정수이다.)
Description
본 발명은, 신규한 비스이미드페놀 화합물, 및 그것으로부터 유도되는 비스이미드페닐에스테르산 2 무수물, 폴리아믹산, 및 폴리이미드, 그리고, 이것들을 포함하는 수지 조성물에 관한 것이다.
폴리이미드는, 내열성에 추가하여, 기계 물성, 내약품성, 난연성, 전기 특성 등의 점에 있어서 우수한 특성을 갖고 있기 때문에, 성형 재료, 복합 재료, 전기·전자 부품 등의 분야에 있어서 폭넓게 사용되고 있다.
최근, 전기 자동차의 항속 거리를 늘리기 위해 주기 (主機) 모터의 소형 경량화 및 고전압화가 진전되고 있다. 주기 모터에서는 도체 표면을 절연 피막으로 코트한 권선이 사용되고 있으며, 주기 모터에 전류를 흘리면 이 권선 사이나 권선과 코어 사이 등에서 전위차가 발생한다. 주기 모터의 고전압화에 수반하여, 이 전위차에 의해 부분 방전이 발생하기 쉬워진다. 이와 같은 부분 방전이 발생하면 절연 피막을 손상시키고, 그 손상이 진행되면 절연 파괴가 발생한다.
이와 같은 부분 방전을 방지하기 위해 절연 수지의 두께를 두껍게 하는 것을 생각할 수 있다. 그러나, 절연 피막이 두꺼워지면, 그만큼 도체의 체적 비율이 작아진다. 그러면, 주기 모터의 체격을 크게 할 필요가 생기거나, 전기 저항이 커지거나 하기 때문에, 소형화 및 고출력화에 반하는 결과가 된다.
그래서, 특허문헌 1 에는, 부분 방전에 의한 침식의 억제를 목적으로 하여, 절연 피막에 무기 필러를 일정량 함유시키는 것이 개시되어 있다.
그러나, 특허문헌 1 에 기재된 방법은 부분 방전이 발생하였을 때에 침식되기 어렵게 하는 것이기 때문에, 결국은 부분 방전에 의해 절연 수지가 침식되어 절연 파괴가 발생한다. 그 때문에, 주기 모터의 소형 경량화 및 고전압화에 수반되는 부분 방전에 대한 근본적인 해결책으로서, 부분 방전을 발생시키지 않는 저유전율의 절연 피막 재료의 개발이 요망되고 있다.
본 발명은, 상기 문제점을 감안하여 이루어진 것으로서, 저유전율을 갖는 신규한 비스이미드페놀 화합물, 및 그것으로부터 유도되는 비스이미드페닐에스테르산 2 무수물, 폴리아믹산, 및 폴리이미드, 그리고, 이것들을 포함하는 수지 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명자들은 예의 검토하였다. 그 결과, 소정의 구조를 갖는 신규한 비스이미드페놀 화합물 폴리이미드를 사용함으로써, 상기 과제를 해결할 수 있는 것을 알아내어, 본 발명을 완성하기에 이르렀다.
즉, 본 발명은, 이하와 같다.
〔1〕
하기 일반식 (1) 로 나타내는, 비스이미드페놀 화합물.
[화학식 1]
(일반식 (1) 에 있어서, R1 및 R2 는, 각각 독립적으로 수소 원자, 수산기 또는 탄소수 1 ∼ 10 의 유기기를 나타내고, R1 및 R2 중 2 개 이상은 수산기이고, n 은, 각각 독립적으로 1 ∼ 5 의 정수이다.)
〔2〕
R1 및 R2 중, 각각 1 개 이상은 수산기인,〔1〕에 기재된 비스이미드페놀 화합물.
〔3〕
하기 일반식 (2) 로 나타내는 비스이미드페닐에스테르산 2 무수물.
[화학식 2]
(일반식 (2) 에 있어서, R3 및 R4 는, 각각 독립적으로 수소 원자 또는 탄소수 1 ∼ 10 의 유기기를 나타내고, m 은, 각각 독립적으로 1 ∼ 4 의 정수이고, A 는, 각각 독립적으로 방향 고리 또는 지환을 나타낸다.)
〔4〕
하기 일반식 (3) 으로 나타내는 구성 단위를 갖는, 폴리아믹산.
[화학식 3]
(일반식 (3) 에 있어서, R3 및 R4 는, 각각 독립적으로 수소 원자 또는 탄소수 1 ∼ 10 의 유기기를 나타내고, m 은, 각각 독립적으로 1 ∼ 4 의 정수이고, A 는, 각각 독립적으로 방향 고리 또는 지환을 나타내고, B 는, 각각 독립적으로 2 가의 방향족기 또는 2 가의 지방족기를 나타낸다.)
〔5〕
산 2 무수물에서 유래하는 구성 단위의 총량에 대하여, 비스이미드페닐에스테르산 2 무수물에서 유래하는 구성 단위의 함유량이, 10 몰％ ∼ 100 몰％ 인,〔4〕에 기재된 폴리아믹산.
〔6〕
하기 일반식 (4) 로 나타내는 구성 단위를 갖는, 폴리이미드.
[화학식 4]
(일반식 (4) 에 있어서, R3 및 R4 는, 각각 독립적으로 수소 원자 또는 탄소수 1 ∼ 10 의 유기기를 나타내고, m 은, 각각 독립적으로 1 ∼ 4 의 정수이고, A 는, 각각 독립적으로 방향 고리 또는 지환을 나타내고, B 는, 각각 독립적으로 2 가의 방향족기 또는 2 가의 지방족기를 나타낸다.)
〔7〕
산 2 무수물에서 유래하는 구성 단위의 총량에 대하여, 비스이미드페닐에스테르산 2 무수물에서 유래하는 구성 단위의 함유량이, 10 몰％ ∼ 100 몰％ 인,〔6〕에 기재된 폴리이미드.
〔8〕
〔1〕또는〔2〕에 기재된 비스이미드페놀 화합물,〔3〕에 기재된 비스이미드페닐에스테르산 2 무수물,〔4〕또는〔5〕에 기재된 폴리아믹산, 또는,〔6〕또는〔7〕에 기재된 폴리이미드를 포함하는, 수지 조성물.
본 발명에 의하면, 저유전율을 갖는 신규한 비스이미드페놀 화합물, 및 그것으로부터 유도되는 비스이미드페닐에스테르산 2 무수물, 폴리아믹산, 및 폴리이미드, 그리고, 이것들을 포함하는 수지 조성물을 제공할 수 있다.
이하, 본 발명의 실시형태 (이하,「본 실시형태」라고 한다) 에 대해 상세하게 설명하지만, 본 발명은 이것에 한정되는 것은 아니며, 그 요지를 일탈하지 않는 범위에서 다양한 변형이 가능하다.
1. 비스이미드페놀 화합물
본 실시형태의 비스이미드페놀 화합물은, 하기 일반식 (1) 로 나타낸다.
[화학식 5]
(일반식 (1) 에 있어서, R1 및 R2 는, 각각 독립적으로 수소 원자, 수산기 또는 탄소수 1 ∼ 10 의 유기기를 나타내고, R1 및 R2 중 2 개 이상은 수산기이고, n 은, 각각 독립적으로 1 ∼ 5 의 정수이다.)
R1 및 R2 중 2 개 이상은 수산기이며, R1 이 2 개 이상의 수산기여도 되고, R2 가 2 개 이상의 수산기여도 되고, R1 및 R2 의 각각이 1 개 이상의 수산기여도 된다. 이 중에서도, R1 및 R2 가 각각 1 개 이상은 수산기인 것이 바람직하고, R1 및 R2 가 각각 1 개의 수산기를 갖는 것이 보다 바람직하다. 이와 같이 R1 및 R2 가 각각 1 개 이상은 수산기를 가짐으로써, 비스이미드페놀 화합물을 사용하여 얻어지는 폴리아믹산 또는 폴리이미드는, 상기 비스이미드페놀 골격을 주사슬에 포함하는 구조를 갖는 것이 되어, 유전율이 보다 저하되는 경향이 있다.
일반식 (1) 중, R1 및 R2 에 의해 나타내는 탄소수 1 ∼ 10 의 유기기로는, 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어, 메틸기, 에틸기, n-프로필기, 이소프로필기, n-부틸기, 이소부틸기, sec-부틸기, t-부틸기 등의 알킬기 ; 시클로프로필기, 시클로부틸기, 시클로펜틸기, 시클로헥실기, 시클로옥틸기 등의 시클로알킬기 ; 페닐기 등의 아릴기 ; 메틸페닐기 등의 아르알킬기 ; 비닐기, 프로피닐기, 부티닐기 등의 알케닐기를 들 수 있다. 이 중에서도, 알킬기, 시클로알킬기가 바람직하다. 유기기의 탄소수는, 1 ∼ 10 이고, 바람직하게는 1 ∼ 6 이고, 보다 바람직하게는 1 ∼ 4 이다.
일반식 (1) 중, n 은, 각각의 벤젠 고리에 대한 R1 및 R2 의 치환수를 나타내며, 1 ∼ 5 이고, 바람직하게는 1 ∼ 3 이고, 보다 바람직하게는 1 ∼ 2 이다.
본 실시형태의 비스이미드페놀 화합물의 제조 방법은, 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어, 1,2,4,5-시클로헥산테트라카르복실산 2 무수물 (HPMDA) 에 대하여, o-, m-, 또는 p-아미노페놀을 반응시키는 방법 등을 들 수 있다.
2. 비스이미드페닐에스테르산 2 무수물
본 실시형태의 비스이미드페닐에스테르산 2 무수물은, 하기 일반식 (2) 로 나타낸다.
[화학식 6]
(일반식 (2) 에 있어서, R3 및 R4 는, 각각 독립적으로 수소 원자 또는 탄소수 1 ∼ 10 의 유기기를 나타내고, m 은, 각각 독립적으로 1 ∼ 4 의 정수이고, A 는, 각각 독립적으로 방향 고리 또는 지환을 나타낸다.)
일반식 (2) 중, R3 및 R4 에 의해 나타내는 탄소수 1 ∼ 10 의 유기기로는, 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어, R1 및 R2 에 있어서 예시한 것과 동일한 것을 들 수 있다. 또, m 은, 각각의 벤젠 고리에 대한 R3 및 R4 의 치환수를 나타내며, 1 ∼ 4 이고, 바람직하게는 1 ∼ 3 이고, 보다 바람직하게는 1 ∼ 2 이다.
A 는, 각각 독립적으로 방향 고리 또는 지환을 나타내고, 바람직하게는 방향 고리이다. 이와 같은 구조를 가짐으로써, 내열성이 보다 향상되는 경향이 있다. 또한, 방향 고리는 3 가의 벤젠 고리이고, 지환은 3 가의 시클로헥실 고리라고도 할 수 있다.
비스이미드페닐에스테르산 2 무수물의 제조 방법으로는, 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어, 상기 비스이미드페놀 화합물에 대하여, 무수 트리멜리트산클로라이드나 핵 수소 첨가 무수 트리멜리트산클로라이드를 반응시키는 방법 등을 들 수 있다.
3. 폴리아믹산
본 실시형태의 폴리아믹산은, 하기 일반식 (3) 으로 나타내는 구성 단위를 갖고, 필요에 따라, 다른 구성 단위를 갖고 있어도 된다.
[화학식 7]
(일반식 (3) 에 있어서, R3 및 R4 는, 각각 독립적으로 수소 원자 또는 탄소수 1 ∼ 10 의 유기기를 나타내고, m 은, 각각 독립적으로 1 ∼ 4 의 정수이고, A 는, 각각 독립적으로 방향 고리 또는 지환을 나타내고, B 는, 각각 독립적으로 2 가의 방향족기 또는 2 가의 지방족기를 나타낸다.)
일반식 (3) 중, R3 및 R4 에 의해 나타내는 탄소수 1 ∼ 10 의 유기기로는, 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어, R1 및 R2 에 있어서 예시한 것과 동일한 것을 들 수 있다. 또, 일반식 (3) 중, m 은, 각각의 벤젠 고리에 대한 R3 및 R4 의 치환수를 나타내며, 1 ∼ 4 이고, 바람직하게는 1 ∼ 3 이고, 보다 바람직하게는 1 ∼ 2 이다.
A 는, 각각 독립적으로 방향 고리 또는 지환을 나타내고, 바람직하게는 방향 고리이다. 이와 같은 구조를 가짐으로써, 내열성이 보다 향상되는 경향이 있다. 또한, 방향 고리는 3 가의 벤젠 고리이고, 지환은 3 가의 시클로헥실 고리라고도 할 수 있다.
B 는, 각각 독립적으로 2 가의 방향족기 또는 2 가의 지방족기를 나타낸다. 이와 같은 2 가의 방향족기로는, 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어, 1,3-페닐렌, 1,4-페닐렌, 4,4'-비페닐렌, 5-클로로-1,3-페닐렌, 5-메톡시-1,3-페닐렌 등의 2 가의 단고리형 방향족기 ; 1,4-나프틸렌, 2,6-나프틸렌, 1,4-안트릴렌, 9,10-안트릴렌, 3,4-페릴레닐렌 등의 2 가의 축합 다고리형 방향족기 ; 2,2-프로필리덴비스(1,4-페닐렌), 2,2-(1,1,1,3,3,3-헥사플루오로프로필리덴)비스(1,4-페닐렌), 카르보닐비스(1,4-페닐렌), 옥시비스(1,4-페닐렌), 술포닐비스(1,4-페닐렌), 9,9-플루오레닐리덴비스(1,4-페닐렌) 등의 페닐, 비페닐 등의 단고리형 방향족기가 산소 원자, 카르보닐기, 에스테르기, 메틸렌, 에틸리덴, 1-메틸에틸리덴, 1,1-프로필리덴, 1,4-페닐렌비스(1-메틸에틸리덴), 1,3-페닐렌비스(1-메틸에틸리덴), 시클로헥실리덴, 페닐메틸렌, 나프틸메틸렌, 1-페닐에틸리덴 등의 연결기에 의해 서로 연결된 2 가의 비축합 다고리형 방향족기 등을 들 수 있다. 상기 방향족기는 메틸기나 에틸기 등의 치환기를 갖고 있어도 된다.
또, 2 가의 지방족기로는, 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어, 메틸렌기, 에틸렌기, 프로필렌기, 부틸렌기, 펜틸렌기, 헥실렌기, 옥틸렌기, 데실렌기, 도데실렌기, 헥사데실렌기, 옥타데실렌기 등의 2 가의 직사슬 지방족기 ; 이소프로필렌기, 이소부틸렌기, 터셔리부틸렌기, 네오펜틸렌기, 2-헥실렌기, 2-옥틸렌기, 2-데실렌기, 2-도데실렌기, 2-헥사데실렌기, 2-옥타데실렌기 등의 2 가의 분기 지방족기 ; 시클로프로필렌기, 시클로부틸렌기, 시클로펜틸렌기, 시클로헥실렌기, 시클로옥틸렌기, 시클로데실렌기, 시클로도데실렌기, 시클로헥사데실렌기, 시클로옥타데실렌기 등의 2 가의 고리형 지방족기 등을 들 수 있다.
본 실시형태의 폴리아믹산은, 일반식 (3) 으로 나타내는 아믹산의 호모폴리머여도 되고, 산 2 무수물에서 유래하는 구성 단위로서, 비스이미드페닐에스테르산 2 무수물에서 유래하는 구성 단위 이외의 그 밖의 구성 단위를 갖는 코폴리머여도 된다. 이 경우, 본 실시형태의 폴리아믹산은, 일반식 (3) 으로 나타내는 아믹산의 구성 단위와 다른 아믹산의 구성 단위의 블록 코폴리머여도 되고, 랜덤 코폴리머여도 된다.
또한, 본 실시형태의 폴리아믹산에 있어서, 비스이미드페닐에스테르산 2 무수물에서 유래하는 구성 단위란, 일반식 (3) 으로부터 디아민에서 유래하는 구성 단위 (-NH-B-) 를 제거한 하기 일반식 (3') 로 나타내는 구성 단위를 말하는 것으로 한다.
[화학식 8]
본 실시형태의 폴리아믹산에 있어서, 비스이미드페닐에스테르산 2 무수물에서 유래하는 구성 단위의 함유량은, 산 2 무수물에서 유래하는 구성 단위의 총량에 대하여, 바람직하게는 10 ∼ 100 몰％ 이고, 보다 바람직하게는 30 ∼ 100 몰％ 이고, 더욱 바람직하게는 50 ∼ 100 몰％ 이고, 보다 더 바람직하게는 70 ∼ 100 몰％ 이고, 보다 더 바람직하게는 80 ∼ 100 몰％ 이고, 특히 바람직하게는 90 ∼ 100 몰％ 이다. 비스이미드페닐에스테르산 2 무수물에서 유래하는 구성 단위의 함유량이 상기 범위 내임으로써, 유전율이 보다 저하되는 경향이 있다.
또, 일반식 (3) 으로 나타내는 구성 단위 이외의 구성 단위를 구성하는 그 밖의 산 2 무수물로는, 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어, 피로멜리트산 2 무수물, 1,2,3,4-벤젠테트라카르복실산 2 무수물, 3,3',4,4'-벤조페논테트라카르복실산 2 무수물, 2,2',3,3'-벤조페논테트라카르복실산 2 무수물, 3,3',4,4'-비페닐테트라카르복실산 2 무수물, 2,2',3,3'-비페닐테트라카르복실산 2 무수물, 2,3,3',4'-비페닐테트라카르복실산 2 무수물, 2,2-비스(3,4-디카르복시페닐)프로판 2 무수물, 2,2-비스(2,3-디카르복시페닐)프로판 2 무수물, 비스(3,4-디카르복시페닐)에테르 2 무수물, 비스(2,3-디카르복시페닐)에테르 2 무수물, 비스(3,4-디카르복시페닐)술폰 2 무수물, 비스(2,3-디카르복시페닐)술폰 2 무수물, 2,3-비스(3,4-디카르복시페닐)-1,1,1,3,3,3-헥사플루오로프로판 2 무수물, 2,2-비스(2,3-디카르복시페닐)-1,1,1,3,3,3-헥사플루오로프로판 2 무수물, 9,9-비스(4-(3,4-디카르복시페녹시)페닐)플루오렌 2 무수물, 9,9-비스(4-(2,3-디카르복시페녹시)페닐)플루오렌 2 무수물, 2,3,6,7-나프탈렌테트라카르복실산 2 무수물, 1,4,5,8-나프탈렌테트라카르복실산 2 무수물, 3,4,9,10-페릴렌테트라카르복실산 2 무수물 등을 들 수 있다.
본 실시형태의 폴리아믹산의 중량 평균 분자량은, 바람직하게는 3000 ∼ 150000 이고, 보다 바람직하게는 3500 ∼ 100000 이고, 더욱 바람직하게는 3500 ∼ 75000 이다.
본 실시형태의 폴리아믹산의 제조 방법으로는, 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어, 상기 비스이미드페닐에스테르산 2 무수물과 디아민을 중축합시키는 방법을 들 수 있다. 이 때, 필요에 따라 상기 그 밖의 산 2 무수물을 병용해도 된다. 또, 디아민도 1 종 단독으로 사용해도 되고, 2 종 이상을 병용해도 된다.
또, 디아민으로는, 상기 B 에 있어서의 2 가의 방향족기 또는 2 가의 지방족기를 갖는 디아민을 들 수 있다. 이와 같은 디아민으로는, 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어, p-페닐렌디아민, m-페닐렌디아민, 3,4'-디아미노디페닐에테르, 4,4'-디아미노디페닐에테르, 1,5-나프틸렌디아민, 4,4'-디아미노디페닐메탄, 3,4'-디아미노디페닐술폰, 4,4'-디아미노디페닐술폰, 2,4-디아미노클로로벤젠, 2,2-비스[4-(4-아미노페녹시)페닐]프로판, 2,2-[4-(4-아미노페녹시페닐)][4-(3-아미노페녹시페닐)]프로판, 2,2-비스[3-(3-아미노페녹시)페닐]-1,1,1,3,3,3-헥사플루오로프로판, 2,2-비스[4-(4-아미노페녹시)페닐]-1,1,1,3,3,3-헥사플루오로프로판, 2,2-[4-(4-아미노페녹시페닐)][4-(3-아미노페녹시페닐)]-1,1,1,3,3,3-헥사플루오로프로판, 1,3-비스(3-아미노페녹시)벤젠, 1,4-비스(3-아미노페녹시)벤젠, 1,4-비스(4-아미노페녹시)벤젠, 1,3-비스(4-아미노페녹시)벤젠, 4,4'-비스(4-아미노페녹시)비페닐 등을 들 수 있다.
디아민과 산 2 무수물의 중축합은, 유기 용매 중에서 실시할 수 있다. 당해 중축합에 사용하는 유기 용매로는, 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어, N,N-디메틸포름아미드, N,N-디메틸아세트아미드, N,N-디메틸메톡시아세트아미드, N,N-디에틸메톡시아세트아미드, N-메틸-2-피롤리돈, N-메틸카프로락탐, 1,2-디메톡시에탄, 디에틸렌글리콜디메틸에테르, 디에틸렌글리콜에틸메틸에테르, 디에틸렌글리콜디에틸에테르, 테트라하이드로푸란, 1,3-디옥산, 1,4-디옥산, 피리딘, 피콜린, 디메틸술폭사이드, 디메틸술폰, 테트라메틸우레아 등을 들 수 있다. 이들 유기 용매는, 단독으로 또는 2 종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.
4. 폴리이미드
본 실시형태의 폴리이미드는, 하기 일반식 (4) 로 나타내는 구성 단위를 갖는다.
[화학식 9]
(일반식 (4) 에 있어서, R3 및 R4 는, 각각 독립적으로 수소 원자 또는 탄소수 1 ∼ 10 의 유기기를 나타내고, m 은, 각각 독립적으로 1 ∼ 4 의 정수이고, A 는, 각각 독립적으로 방향 고리 또는 지환을 나타내고, B 는, 각각 독립적으로 2 가의 방향족기 또는 2 가의 지방족기를 나타낸다.)
일반식 (4) 중, R3 및 R4 에 의해 나타내는 탄소수 1 ∼ 10 의 유기기로는, 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어, R1 및 R2 에 있어서 예시한 것과 동일한 것을 들 수 있다. 또, 식 (4) 중, m 은, 각각의 벤젠 고리에 대한 R3 및 R4 의 치환수를 나타내며, 1 ∼ 4 이고, 바람직하게는 1 ∼ 3 이고, 보다 바람직하게는 1 ∼ 2 이다.
또한, 일반식 (4) 중, A 및 B 로는, 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어, 일반식 (3) 에 있어서 예시한 것과 동일한 것을 들 수 있다.
본 실시형태의 폴리이미드는, 일반식 (4) 로 나타내는 폴리이미드의 호모폴리머여도 되고, 산 2 무수물에서 유래하는 구성 단위로서, 비스이미드페닐에스테르산 2 무수물에서 유래하는 구성 단위 이외의 그 밖의 구성 단위를 갖는 코폴리머여도 된다. 이 경우, 본 실시형태의 폴리이미드는, 일반식 (4) 로 나타내는 폴리이미드의 구성 단위와 다른 폴리이미드의 구성 단위의 블록 코폴리머여도 되고, 랜덤 코폴리머여도 된다.
또한, 본 실시형태의 폴리이미드에 있어서, 비스이미드페닐에스테르산 2 무수물에서 유래하는 구성 단위란, 일반식 (4) 로부터 디아민에서 유래하는 구성 단위 (-N-B-) 를 제거한 하기 일반식 (4') 로 나타내는 구성 단위를 말하는 것으로 한다.
[화학식 10]
본 실시형태의 폴리이미드에 있어서, 비스이미드페닐에스테르산 2 무수물에서 유래하는 구성 단위의 함유량은, 산 2 무수물에서 유래하는 구성 단위의 총량에 대하여, 바람직하게는 10 ∼ 100 몰％ 이고, 보다 바람직하게는 30 ∼ 100 몰％ 이고, 더욱 바람직하게는 50 ∼ 100 몰％ 이고, 보다 더 바람직하게는 70 ∼ 100 몰％ 이고, 보다 더 바람직하게는 80 ∼ 100 몰％ 이고, 특히 바람직하게는 90 ∼ 100 몰％ 이다. 비스이미드페닐에스테르산 2 무수물에서 유래하는 구성 단위의 함유량이 상기 범위 내임으로써, 유전율이 보다 저하되는 경향이 있다.
본 실시형태의 폴리이미드의 제조 방법으로는, 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어, 상기 폴리아믹산을 탈수 폐환하여 이미드화하는 방법을 들 수 있다.
이미드화로는, 예를 들어, 가열 이미드화법 또는 화학 이미드화법을 들 수 있다. 가열 이미드화법으로는, 예를 들어, 폴리아믹산 용액을 유리, 금속 등의 표면이 평활한 기판 상에 유연 후, 가열하여 탈수 폐환하는 방법 (a), 혹은, 폴리아믹산 용액을 그대로 가열하여 탈수 폐환하는 방법 (b) 를 들 수 있다. 이들 방법에 있어서의 폴리아믹산 용액의 용매로는, 예를 들어, 폴리아믹산의 제조에 사용되는 것과 동일한 유기 용매를 들 수 있다.
가열 이미드화법 (a) 에서는, 폴리아믹산 용액을 기판 상에 유연하여 형성된 박막을, 상압하 또는 감압하에서 가열함으로써, 필름상의 폴리이미드를 얻을 수 있다. 이 경우의 탈수 폐환을 위한 가열 온도는, 통상적으로 100 ∼ 400 ℃, 바람직하게는 150 ∼ 350 ℃ 이며, 반응 중 서서히 온도를 높이는 것이 바람직하다.
또, 가열 이미드화법 (b) 에서는, 폴리아믹산 용액을 가열함으로써, 폴리이미드가 분말 내지 용액으로서 얻어진다. 이 경우의 탈수 폐환을 위한 가열 온도는, 통상적으로 80 ∼ 300 ℃, 바람직하게는 100 ∼ 250 ℃ 이다.
가열 이미드화법 (b) 시에는, 부생되는 물의 제거를 용이하게 하기 위해, 물과 공비하고, 특히 반응계 외에서 물과 용이하게 분리할 수 있는 성분, 예를 들어, 벤젠, 톨루엔, 자일렌 등의 방향족 탄화수소를 탈수제로서 존재시킬 수도 있다. 또한, 가열 이미드화법 (b) 시에는, 탈수 폐환을 촉진시키기 위해, 제 3 급 아민, 예를 들어, 트리메틸아민, 트리에틸아민, 트리-n-프로필아민, 트리-i-프로필아민, 트리-n-부틸아민 등의 지방족 제 3 급 아민류 ; N,N-디메틸아닐린, N,N-디에틸아닐린 등의 방향족 제 3 급 아민류 ; 피리딘, 퀴놀린, 이소퀴놀린 등의 복소 고리형 제 3 급 아민류 등의 촉매를 사용해도 된다.
화학 이미드화법으로는, 예를 들어, 폴리아믹산을 탈수 고리화시키는 폐환제를 사용하여, 용액 상태에서 폴리이미드화하는 방법 (c) 를 들 수 있다. 이로써, 폴리이미드는 분말 혹은 용액으로서 얻어진다.
이 방법에서 사용되는 용매로서도, 예를 들어, 폴리아믹산의 제조에 사용되는 것과 동일한 유기 용매를 들 수 있다. 또, 화학 이미드화법 (c) 에 사용되는 폐환제로는, 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어, 무수 아세트산, 무수 프로피온산, 무수 부티르산과 같은 산 무수물 등을 들 수 있다. 이들 폐환제는, 단독으로 또는 2 종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.
화학 이미드화법 (c) 에 있어서의 반응 온도는, 통상적으로 0 ∼ 200 ℃ 이다. 또한 화학 이미드화법에 있어서도, 가열 이미드화법의 경우와 동일하게 제 3 급 아민을 촉매로서 사용할 수 있다.
가열 이미드화법 또는 화학 이미드화법에 의해 폴리이미드가 분말로서 얻어진 경우에는, 여과, 분무 건조, 수증기 증류 등의 적절한 방법에 의해, 폴리이미드 분말을 매체로부터 분리 회수할 수 있다. 본 실시형태의 폴리이미드의 이미드화율은, 50 ％ 이상, 바람직하게는 90 ％ 이상이다.
5. 수지 조성물
본 실시형태의 수지 조성물은, 상기 비스이미드페놀 화합물, 상기 비스이미드페닐에스테르산 2 무수물, 상기 폴리아믹산, 또는, 상기 폴리이미드를 포함하고, 필요에 따라, 그 밖의 수지나 무기 충전제 등을 포함하고 있어도 된다.
본 실시형태의 수지 성형물은, 낮은 유전율을 갖기 때문에, 하이브리드차나 전기 자동차 등의 구동용 모터, 발전기, 보기 (補機) 모터 등에 사용되는 전선의 피복재로서 바람직하게 사용할 수 있다. 또, 그 밖에 고주파용 및/또는 고전압용 전선의 보호막, 혹은 회로 기판용의 절연막으로서도 바람직하게 사용할 수 있다.
실시예
이하, 본 발명을 실시예 및 비교예를 사용하여 보다 구체적으로 설명한다. 본 발명은, 이하의 실시예에 의해 전혀 한정되는 것은 아니다.
〔NMR 측정〕
1H-NMR 은, 테트라메틸실란을 내부 표준으로서 포함하는 중디메틸술폭사이드 (DMSO-d6 ; 중수소화율 D 99.9 ％, 0.05 vol％ TMS) 에, 측정 샘플을 용해시키고, 1H-NMR 측정을 실시하였다. NMR 장치는 BRUKERCorporation 제조의 ASCEND TM 500 을 이용하였다.
〔유전율〕
공동 공진기 섭동법 (Agilent 8722ES, 애질런트 테크놀로지 주식회사 제조) 으로, 실시예 10 ∼ 15, 비교예 1 에서 얻어진 폴리이미드 필름의 10 GHz 의 유전율을 3 회 측정하여, 그 평균값을 구하였다.
〔중량 평균 분자량〕
하기 측정 조건에 의해, 실시예 10 ∼ 15 에서 얻어진 폴리아믹산의 폴리메틸메타크릴레이트 환산의 중량 평균 분자량을 측정하였다.
(측정 조건)
장치 : CBM-20A, SIL-10ADvp, LC-10ADvp, DGU-12A, SPD-10Avp, CTO-10Avp, RID-10A, FRC-10A (모두 주식회사 시마즈 제작소 제조)
칼럼 : Shodex GPC K-804
칼럼 온도 : 50 ℃
이동상 : N-메틸피롤리돈 (LiBr (30 mM), H3PO4 (30 mM))
이동상 유량 : 0.7 mL/분
분자량 표준 물질 : 폴리메틸메타크릴레이트 (Shodex M-75)
〔실시예 1〕
질소 플로하면서 500 mL 3 구 플라스크에 1,2,4,5-시클로헥산테트라카르복실산 2 무수물 (이하,「HPMDA」라고 약기한다) 44.8 g, о-아미노페놀 48.0 g, 아세트산 300 mL 를 첨가하여 110 ℃ 에서 6 시간 교반과 환류를 실시하고, 상온까지 방랭시켰다. 2 L 의 H2O 가 들어있는 3 L 비커에 반응액을 주입하면 백색 침전이 생성되었다. 그 후, 생성된 백색 침전을 키리야마 깔때기용 여과지 5C 로 수세·여과를 충분히 실시하였다. 여과물을 회수하여, 100 ℃ 에서 진공 건조를 밤새 실시함으로써 백색 분말 61.97 g (수율 76.2 ％) 을 얻었다. 이하에 얻어진 화합물의 구조식과 1H-NMR 의 결과를 나타낸다.
[화학식 11]
〔실시예 2〕
질소 플로하면서 500 mL 3 구 플라스크에 HPMDA 44.8 g, m-아미노페놀 48.0 g, 아세트산 300 mL 를 첨가하여 110 ℃ 에서 6 시간 교반과 환류를 실시하고, 상온까지 방랭시켰다. 2 L 의 H2O 가 들어있는 3 L 비커에 반응액을 주입하면 백색 침전이 생성되었다. 그 후, 생성된 백색 침전을 키리야마 깔때기용 여과지 5C 로 수세·여과를 충분히 실시하였다. 여과물을 회수하여, 100 ℃ 에서 진공 건조를 밤새 실시함으로써 백색 분말 72.2 g (수율 88.0 ％) 을 얻었다. 이하에 얻어진 화합물의 구조식과 1H-NMR 의 결과를 나타낸다.
[화학식 12]
〔실시예 3〕
질소 플로하면서 500 mL 3 구 플라스크에 HPMDA 44.8 g, p-아미노페놀 48.0 g, 아세트산 300 mL 를 첨가하여 110 ℃ 에서 6 시간 교반과 환류를 실시하고, 상온까지 방랭시켰다. 2 L 의 H2O 가 들어있는 3 L 비커에 반응액을 주입하면 백색 침전이 생성되었다. 그 후, 생성된 백색 침전을 키리야마 깔때기용 여과지 5C 로 수세·여과를 충분히 실시하였다. 여과물을 회수하여, 100 ℃ 에서 진공 건조를 밤새 실시함으로써 백색 분말 76.8 g (수율 94.5 ％) 을 얻었다. 이하에 얻어진 화합물의 구조식과 1H-NMR 의 결과를 나타낸다.
[화학식 13]
〔실시예 4〕
질소 플로하면서 300 mL 3 구 플라스크에 실시예 1 에서 얻어진 비스이미드페놀 15.0 g, 안정제 불함 초 (超) 탈수 THF 60 mL, 피리딘 9.0 g 을 첨가하여, 30 분간 교반하였다 (용기 A). 질소 플로하면서 100 mL 가지형 플라스크에 무수 트리멜리트산클로라이드 17.6 g, 안정제 불함 초탈수 THF 20 mL 를 용해시켰다 (용기 B). 용기 A 를 빙욕하면서 용기 B 중의 용액을 천천히 적하하였다. 빙욕에서 2 시간 교반 후, 실온에서 22 시간 반응을 실시함으로써 백색 침전을 생성시켰다. 3 구 플라스크 중으로부터 백색 침전을 취출하고, 키리야마 깔때기용 여과지 5C 로 충분히 수세하여 과잉량의 피리딘과 피리딘염산염을 제거하였다. 충분히 수세한 후에 60 ℃ 에서 진공 건조를 실시하였다. 진공 건조 후의 백색 분말을 무수 아세트산 100 mL, 90 ℃ 중에서 2 시간 교반을 실시함으로써 폐환 처리를 하였다. 그 후, 무수 아세트산 용액 중에 톨루엔을 첨가하고 이배퍼레이터로 용매를 증류 제거함으로써 백색 분말을 얻었다. 얻어진 백색 분말 전체량을 아세토니트릴 100 mL, 100 ℃ 중에서 1 시간 교반하고 열시 (熱時) 여과를 실시하였다. 여과물을 디에틸에테르로 치환시키고, 100 ℃ 에서 진공 건조시킴으로써 백색 분말 15.8 g (수율 56.7 ％) 을 얻었다. 이하에 얻어진 화합물의 구조식과 1H-NMR 의 결과를 나타낸다.
[화학식 14]
〔실시예 5〕
질소 플로하면서 300 mL 3 구 플라스크에 실시예 2 에서 얻어진 비스이미드페놀 15.0 g, 안정제 불함 초탈수 THF 40 mL, 피리딘 9.0 g 을 첨가하여, 30 분간 교반하였다 (용기 A). 질소 플로하면서 100 mL 가지형 플라스크에 무수 트리멜리트산클로라이드 17.6 g, 안정제 불함 초탈수 THF 20 mL 를 용해시켰다 (용기 B). 용기 A 를 빙욕하면서 용기 B 중의 용액을 천천히 적하하였다. 빙욕에서 2 시간 교반 후, 실온에서 22 시간 반응을 실시함으로써 백색 침전을 생성시켰다. 3 구 플라스크 중으로부터 백색 침전을 취출하고, 키리야마 깔때기용 여과지 5C 로 충분히 수세하여 과잉량의 피리딘과 피리딘염산염을 제거하였다. 충분히 수세한 후에 60 ℃ 에서 진공 건조를 실시하였다. 진공 건조 후의 백색 분말을 무수 아세트산 100 mL, 90 ℃ 중에서 2 시간 교반을 실시함으로써 폐환 처리를 하였다. 그 후, 무수 아세트산 용액 중에 톨루엔을 첨가하고 이배퍼레이터로 용매를 증류 제거함으로써 백색 분말을 얻었다. 얻어진 백색 분말 전체량을 아세토니트릴 100 mL, 100 ℃ 중에서 1 시간 교반하고 열시 여과를 실시하였다. 여과물을 디에틸에테르로 치환시키고, 100 ℃ 에서 진공 건조시킴으로써 백색 분말 8.4 g (수율 30.0 ％) 을 얻었다. 이하에 얻어진 화합물의 구조식과 1H-NMR 의 결과를 나타낸다.
[화학식 15]
〔실시예 6〕
질소 플로하면서 300 mL 3 구 플라스크에 실시예 3 에서 얻어진 비스이미드페놀 15.0 g, 안정제 불함 초탈수 THF 40 mL, 피리딘 9.0 g 을 첨가하여, 30 분간 교반하였다 (용기 A). 질소 플로하면서 100 mL 가지형 플라스크에 무수 트리멜리트산클로라이드 17.6 g, 안정제 불함 초탈수 THF 20 mL 를 용해시켰다 (용기 B). 용기 A 를 빙욕하면서 용기 B 중의 용액을 천천히 적하하였다. 빙욕에서 2 시간 교반 후, 실온에서 22 시간 반응을 실시함으로써 백색 침전을 생성시켰다. 3 구 플라스크 중으로부터 백색 침전을 취출하고, 키리야마 깔때기용 여과지 5C 로 충분히 수세하여 과잉량의 피리딘과 피리딘염산염을 제거하였다. 충분히 수세한 후에 60 ℃ 에서 진공 건조를 실시하였다. 진공 건조 후의 백색 분말을 무수 아세트산 100 mL, 90 ℃ 중에서 2 시간 교반을 실시함으로써 폐환 처리를 하였다. 그 후, 무수 아세트산 용액 중에 톨루엔을 첨가하고 이배퍼레이터로 용매를 증류 제거함으로써 백색 분말을 얻었다. 얻어진 백색 분말 전체량을 아세토니트릴 100 mL, 100 ℃ 중에서 1 시간 교반하고 열시 여과를 실시하였다. 여과물을 디에틸에테르로 치환시키고, 100 ℃ 에서 진공 건조시킴으로써 백색 분말 13.7 g (수율 49.3 ％) 을 얻었다. 이하에 얻어진 화합물의 구조식과 1H-NMR 의 결과를 나타낸다.
[화학식 16]
〔실시예 7〕
질소 플로하면서 300 mL 3 구 플라스크에 실시예 1 에서 얻어진 비스이미드페놀 15.0 g, 안정제 불함 초탈수 THF 40 mL, 피리딘 9.0 g 을 첨가하여, 30 분간 교반하였다 (용기 A). 질소 플로하면서 100 mL 가지형 플라스크에 핵 수소 첨가 무수 트리멜리트산클로라이드 18.1 g, 안정제 불함 초탈수 THF 30 mL 를 용해시켰다 (용기 B). 용기 A 를 빙욕하면서 용기 B 중의 용액을 천천히 적하하였다. 빙욕에서 2 시간 교반 후, 실온에서 22 시간 반응을 실시함으로써 백색 침전을 생성시켰다. 3 구 플라스크 중으로부터 백색 고체를 취출하고, 키리야마 깔때기용 여과지 5C 로 충분히 수세하여 과잉량의 피리딘과 피리딘염산염을 제거하였다. 충분히 수세한 후에 60 ℃ 에서 진공 건조를 실시하였다. 진공 건조 후의 백색 분말을 무수 아세트산 50 mL, 90 ℃ 중에서 2 시간 교반을 실시함으로써 폐환 처리를 하였다. 무수 아세트산 용액을 90 ℃ 로 유지한 상태에서 1,4-디옥산 100 mL 를 첨가함으로써 백색 침전이 생성되었다. 생성된 백색 침전을 키리야마 깔때기용 여과지 5C 로 여과하고, 디에틸에테르로 충분히 세정하고, 80 ℃ 에서 진공 건조시킴으로써 백색 분말 1.37 g (수율 4.84 ％) 을 얻었다. 이하에 얻어진 화합물의 구조식과 1H-NMR 의 결과를 나타낸다.
[화학식 17]
〔실시예 8〕
질소 플로하면서 300 mL 3 구 플라스크에 실시예 2 에서 얻어진 비스이미드페놀 15.0 g, 안정제 불함 초탈수 THF 40 mL, 피리딘 9.0 g 을 첨가하여, 30 분간 교반하였다 (용기 A). 질소 플로하면서 100 mL 가지형 플라스크에 핵 수소 첨가 무수 트리멜리트산클로라이드 18.1 g, 안정제 불함 초탈수 THF 30 mL 를 용해시켰다 (용기 B). 용기 A 를 빙욕하면서 용기 B 중의 용액을 천천히 적하하였다. 빙욕에서 2 시간 교반 후, 실온에서 22 시간 반응을 실시함으로써 백색 침전을 생성시켰다. 3 구 플라스크 중으로부터 백색 고체를 취출하고, 키리야마 깔때기용 여과지 5C 로 충분히 수세하여 과잉량의 피리딘과 피리딘염산염을 제거하였다. 충분히 수세한 후에 60 ℃ 에서 진공 건조를 실시하였다. 진공 건조 후의 백색 분말을 무수 아세트산 100 mL, 90 ℃ 중에서 2 시간 교반을 실시함으로써 폐환 처리를 하였다. 무수 아세트산 용액을 상온까지 방랭시킨 후, 디에틸에테르 500 mL 가 들어있는 1 L 비커 중에 교반하면서 적하함으로써 백색 침전이 생성되었다. 생성된 백색 침전을 키리야마 깔때기용 여과지 5C 로 여과하고, 디에틸에테르로 충분히 세정하고, 80 ℃ 에서 진공 건조시킴으로써 백색 분말 13.0 g (수율 46.0 ％) 을 얻었다. 이하에 얻어진 화합물의 구조식과 1H-NMR 의 결과를 나타낸다.
[화학식 18]
〔실시예 9〕
질소 플로하면서 300 mL 3 구 플라스크에 실시예 3 에서 얻어진 비스이미드페놀 15.0 g, 안정제 불함 초탈수 THF 40 mL, 피리딘 9.0 g 을 첨가하여, 30 분간 교반하였다 (용기 A). 질소 플로하면서 100 mL 가지형 플라스크에 핵 수소 첨가 무수 트리멜리트산클로라이드 18.1 g, 안정제 불함 초탈수 THF 30 mL 를 용해시켰다 (용기 B). 용기 A 를 빙욕하면서 용기 B 중의 용액을 천천히 적하하였다. 빙욕에서 2 시간 교반 후, 실온에서 22 시간 반응을 실시함으로써 백색 침전을 생성시켰다. 3 구 플라스크 중으로부터 백색 고체를 취출하고, 키리야마 깔때기용 여과지 5C 로 충분히 수세하여 과잉량의 피리딘과 피리딘염산염을 제거하였다. 충분히 수세한 후에 60 ℃ 에서 진공 건조를 실시하였다. 진공 건조 후의 백색 분말을 무수 아세트산 100 mL, 90 ℃ 중에서 2 시간 교반을 실시함으로써 폐환 처리를 하였다. 무수 아세트산 용액을 상온까지 방랭시킨 후, 디에틸에테르 500 mL 가 들어있는 1 L 비커 중에 교반하면서 적하함으로써 백색 침전이 생성되었다. 생성된 백색 침전을 키리야마 깔때기용 여과지 5C 로 여과하고, 디에틸에테르로 충분히 세정하고, 80 ℃ 에서 진공 건조시킴으로써 백색 분말 14.2 g (수율 50.0 ％) 을 얻었다. 이하에 얻어진 화합물의 구조식과 1H-NMR 의 결과를 나타낸다.
[화학식 19]
〔실시예 10〕
질소 플로하면서 300 mL 세퍼러블 플라스크에 4,4'-디아미노디페닐에테르 (이하,「ODA」라고 약기한다) 1.0 g 과 몰레큘러시브 4 Å 로 충분히 탈수한 N-메틸피롤리돈 (이하,「NMP」라고 약기한다) 11.1 g 을 넣어 용해시켰다. 이 용액을 빙욕하면서 실시예 4 에서 얻어진 산 2 무수물 3.8 g 을 첨가하고 초기의 전체 용질 농도 30 중량％ 에서부터 중합 반응을 개시하였다. 메커니컬 스터러로 150 rpm 으로 1 시간 교반 후, 알루미늄 블록 배스에서 50 ℃ 로 가온시켜 23 시간 반응시킴으로써 폴리아믹산을 얻었다. 얻어진 폴리아믹산의 중량 평균 분자량은 39,071 이었다. 얻어진 폴리아믹산 용액을 기재에 도포하고, 100 ℃ 에서 1 시간 건조 후, 200 ℃ 에서 1 시간, 250 ℃ 에서 30 분간 가열하고 기재로부터 박리함으로써 폴리이미드 필름을 얻었다. 이 폴리이미드의 10 GHz 에 있어서의 유전율은 2.71 이었다.
〔실시예 11〕
질소 플로하면서 300 mL 세퍼러블 플라스크에 ODA 1.0 g 과 몰레큘러시브 4 Å 로 충분히 탈수한 NMP 11.1 g 을 넣어 용해시켰다. 이 용액을 빙욕하면서 실시예 5 에서 얻어진 산 2 무수물 3.8 g 을 첨가하고 초기의 전체 용질 농도 30 중량％ 에서부터 중합 반응을 개시하였다. 메커니컬 스터러로 150 rpm 으로 24 시간 교반하여 폴리아믹산을 얻었다. 얻어진 폴리아믹산의 중량 평균 분자량은 22,291 이었다. 얻어진 폴리아믹산 용액을 기재에 도포하고, 100 ℃ 에서 1 시간 건조 후, 200 ℃ 에서 1 시간, 250 ℃ 에서 30 분간 가열하고 기재로부터 박리함으로써 폴리이미드 필름을 얻었다. 이 폴리이미드의 10 GHz 에 있어서의 유전율은 2.62 였다.
〔실시예 12〕
질소 플로하면서 300 mL 세퍼러블 플라스크에 ODA 1.0 g 과 몰레큘러시브 4 Å 로 충분히 탈수한 NMP 11.1 g 을 넣어 용해시켰다. 이 용액을 빙욕하면서 실시예 6 에서 얻어진 산 2 무수물 3.8 g 을 첨가하고 초기의 전체 용질 농도 30 중량％ 에서부터 중합 반응을 개시하였다. 중합 개시로부터 4 시간 후에 NMP 8.0 g 을 첨가하였다. 그 후, 메커니컬 스터러로 200 rpm 으로 20 시간 교반하여 폴리아믹산을 얻었다. 얻어진 폴리아믹산의 중량 평균 분자량은 67,403 이었다. 얻어진 폴리아믹산 용액을 기재에 도포하고, 100 ℃ 에서 1 시간 건조 후, 200 ℃ 에서 1 시간, 250 ℃ 에서 30 분간 가열하고 기재로부터 박리함으로써 폴리이미드 필름을 얻었다. 이 폴리이미드의 10 GHz 에 있어서의 유전율은 2.69 였다.
〔실시예 13〕
질소 플로하면서 300 mL 세퍼러블 플라스크에 ODA 0.26 g 과 몰레큘러시브 4 Å 로 충분히 탈수한 NMP 2.94 g 을 넣어 용해시켰다. 이 용액을 빙욕하면서 실시예 7 에서 얻어진 산 2 무수물 1.00 g 을 첨가하고 초기의 전체 용질 농도 30 중량％ 에서부터 중합 반응을 개시하였다. 메커니컬 스터러로 150 rpm 으로 48 시간 교반하여 폴리아믹산을 얻었다. 얻어진 폴리아믹산의 중량 평균 분자량은 23,312 였다. 얻어진 폴리아믹산 용액을 기재에 도포하고, 100 ℃ 에서 1 시간 건조 후, 200 ℃ 에서 1 시간, 250 ℃ 에서 30 분간 가열하고 기재로부터 박리함으로써 폴리이미드 필름을 얻었다. 이 폴리이미드의 10 GHz 에 있어서의 유전율은 2.57 이었다.
〔실시예 14〕
질소 플로하면서 300 mL 세퍼러블 플라스크에 ODA 1.0 g 과 몰레큘러시브 4 Å 로 충분히 탈수한 NMP 11.3 g 을 넣어 용해시켰다. 이 용액을 빙욕하면서 실시예 8 에서 얻어진 산 2 무수물 3.8 g 을 첨가하고 초기의 전체 용질 농도 30 중량％ 에서부터 중합 반응을 개시하였다. 메커니컬 스터러로 150 rpm 으로 48 시간 교반하여 폴리아믹산을 얻었다. 얻어진 폴리아믹산의 중량 평균 분자량은 3,765 였다. 얻어진 폴리아믹산 용액을 기재에 도포하고, 100 ℃ 에서 1 시간 건조 후, 200 ℃ 에서 1 시간, 250 ℃ 에서 30 분간 가열하고 기재로부터 박리함으로써 폴리이미드 필름을 얻었다. 이 폴리이미드의 10 GHz 에 있어서의 유전율은 2.70 이었다.
〔실시예 15〕
질소 플로하면서 300 mL 세퍼러블 플라스크에 ODA 1.0 g 과 몰레큘러시브 4 Å 로 충분히 탈수한 NMP 11.3 g 을 넣어 용해시켰다. 이 용액을 빙욕하면서 실시예 9 에서 얻어진 산 2 무수물 3.8 g 을 첨가하고 초기의 전체 용질 농도 30 중량％ 에서부터 중합 반응을 개시하였다. 메커니컬 스터러로 150 rpm 으로 48 시간 교반하여 폴리아믹산을 얻었다. 얻어진 폴리아믹산의 중량 평균 분자량은 13,877 이었다. 얻어진 폴리아믹산 용액을 기재에 도포하고, 100 ℃ 에서 1 시간 건조 후, 200 ℃ 에서 1 시간, 250 ℃ 에서 30 분간 가열하고 기재로부터 박리함으로써 폴리이미드 필름을 얻었다. 이 폴리이미드의 10 GHz 에 있어서의 유전율은 2.68 이었다.
〔비교예 1〕
비교예 1 에는 캡톤 (등록 상표, 도레이·듀퐁 주식회사 제조) 을 사용하였다. 이 폴리이미드는 10 GHz 에 있어서의 유전율이 2.87 이었다.
또한, 내열 평가로서 실시예 10 및 12 의 유리 전이 온도를 측정한 결과, 실시예 10 의 폴리이미드의 유리 전이 온도는 265 ℃ 이고, 실시예 12 의 폴리이미드의 유리 전이 온도는 260 ℃ 로서, 충분한 내열성을 갖는 것도 확인할 수 있었다.
또한, 유리 전이 온도는, 주식회사 히타치 하이테크 사이언스 제조, 고감도 시차 주사 열량계 DSC7020 을 사용하여 측정하였다. 구체적으로는, 질소 분위기하, 30 ℃ 에서부터 승온 속도 10 ℃/분으로 350 ℃ 까지 승온시키고, 거기에서부터 강온 속도 20 ℃/분으로 30 ℃ 까지 강온시켰다. 추가로 반복하여 30 ℃ 에서부터 승온 속도 10 ℃/분으로 350 ℃ 까지 승온시키고, 2 회째의 사이클의 변곡점으로부터 폴리이미드의 유리 전이 온도를 구하였다.
본 발명의, 신규한 비스이미드페놀 화합물, 및 그것으로부터 유도되는 비스이미드페닐에스테르산 2 무수물, 폴리아믹산, 및 폴리이미드는, 하이브리드차나 전기 자동차 등의 주기 모터, 발전기, 보기 모터 등에 사용되는 전선의 피복재, 혹은, 그 밖의 고주파용 및/또는 고전압용 전선의 보호막으로서 산업상 이용가능성을 갖는다.
Claims (8)
- 하기 일반식 (1) 로 나타내는 비스이미드페놀 화합물.
(일반식 (1) 에 있어서, R1 및 R2 는, 각각 독립적으로 수소 원자, 수산기 또는 탄소수 1 ∼ 10 의 유기기를 나타내고, R1 및 R2 중 2 개 이상은 수산기이고, n 은, 각각 독립적으로 1 ∼ 5 의 정수이다.) - 제 1 항에 있어서,
R1 및 R2 중, 각각 1 개 이상은 수산기인, 비스이미드페놀 화합물. - 하기 일반식 (2) 로 나타내는 비스이미드페닐에스테르산 2 무수물.
(일반식 (2) 에 있어서, R3 및 R4 는, 각각 독립적으로 수소 원자 또는 탄소수 1 ∼ 10 의 유기기를 나타내고, m 은, 각각 독립적으로 1 ∼ 4 의 정수이고, A 는, 각각 독립적으로 방향 고리 또는 지환을 나타낸다.) - 하기 일반식 (3) 으로 나타내는 구성 단위를 갖는, 폴리아믹산.
(일반식 (3) 에 있어서, R3 및 R4 는, 각각 독립적으로 수소 원자 또는 탄소수 1 ∼ 10 의 유기기를 나타내고, m 은, 각각 독립적으로 1 ∼ 4 의 정수이고, A 는, 각각 독립적으로 방향 고리 또는 지환을 나타내고, B 는, 각각 독립적으로 2 가의 방향족기 또는 2 가의 지방족기를 나타낸다.) - 제 4 항에 있어서,
산 2 무수물에서 유래하는 구성 단위의 총량에 대하여, 비스이미드페닐에스테르산 2 무수물에서 유래하는 구성 단위의 함유량이, 10 몰％ ∼ 100 몰％ 인, 폴리아믹산. - 하기 일반식 (4) 로 나타내는 구성 단위를 갖는, 폴리이미드.
(일반식 (4) 에 있어서, R3 및 R4 는, 각각 독립적으로 수소 원자 또는 탄소수 1 ∼ 10 의 유기기를 나타내고, m 은, 각각 독립적으로 1 ∼ 4 의 정수이고, A 는, 각각 독립적으로 방향 고리 또는 지환을 나타내고, B 는, 각각 독립적으로 2 가의 방향족기 또는 2 가의 지방족기를 나타낸다.) - 제 6 항에 있어서,
산 2 무수물에서 유래하는 구성 단위의 총량에 대하여, 비스이미드페닐에스테르산 2 무수물에서 유래하는 구성 단위의 함유량이, 10 몰％ ∼ 100 몰％ 인, 폴리이미드. - 제 1 항 또는 제 2 항에 기재된 비스이미드페놀 화합물, 제 3 항에 기재된 비스이미드페닐에스테르산 2 무수물, 제 4 항 또는 제 5 항에 기재된 폴리아믹산, 또는, 제 6 항 또는 제 7 항에 기재된 폴리이미드를 포함하는, 수지 조성물.
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