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TWI758269B - 聚醯亞胺材料及其製造方法與使用於其製造的聚醯亞胺前驅體組成物 - Google Patents

聚醯亞胺材料及其製造方法與使用於其製造的聚醯亞胺前驅體組成物 Download PDF

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TWI758269B
TWI758269B TW105143559A TW105143559A TWI758269B TW I758269 B TWI758269 B TW I758269B TW 105143559 A TW105143559 A TW 105143559A TW 105143559 A TW105143559 A TW 105143559A TW I758269 B TWI758269 B TW I758269B
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中山知則
久野信治
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日商宇部興產股份有限公司
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Abstract

本發明提供發揮聚醯亞胺薄膜自以往的特性且同時紫外線耐久性改善之聚醯亞胺材料。此聚醯亞胺材料含有聚醯亞胺與紫外線吸收劑,且0.5%重量減少溫度超過200℃。

Description

聚醯亞胺材料及其製造方法與使用於其製造的聚醯亞胺前驅體組成物
本發明係關於紫外線耐久性優異之聚醯亞胺材料。
聚醯亞胺薄膜由於耐熱性、耐藥品性、機械強度、電特性、尺寸安定性等優異,廣泛使用在電氣‧電子器件領域、半導體領域等領域。另一方面,近年隨著高度資訊化社會的到來,在光通信領域之光纖、光波導等顯示裝置領域的液晶配向膜、彩色濾光片用保護膜等光學材料的開發已進展。尤其在顯示裝置領域,已積極探討替代玻璃基板的輕量且可撓性優異之塑膠基板、能夠彎曲、圓化的顯示器之開發。故需要能使用在如此的用途使用的更高性能之光學材料。
芳香族聚醯亞胺,由於形成分子內共軛或電荷移動錯合物而固有地著色為黃褐色。為了抑制著色之方法,有人提出例如對於分子內導入氟原子、對於主鏈 賦予彎曲性、導入體積大的基團作為側鏈等以妨礙分子內共軛或電荷移動錯合物形成並且使其展現透明性之方法(例如:專利文獻1)。
又,也有人提出使用理論上不形成電荷移動錯合物的半脂環族或全脂環族聚醯亞胺以使其展現透明性之方法(例如:專利文獻2~5)。
自以往,已開發發揮聚醯亞胺之特性的用途,但因為聚醯亞胺一般於紫外線區域有吸收,故有時耐光性,尤其對於紫外線區域之光線的耐久性不足。專利文獻6(日本特開2004-258544)記載藉由將含有紫外線吸收劑與特定聚醯亞胺之溶液塗佈在基材上而獲得之相位差薄膜。
專利文獻7(中國專利申請案公開第103897391號說明書)記載:將聚醯亞胺、奈米粉末、光硬化劑、抗氧化劑、紫外線吸收劑及光安定劑混合,於220~290℃之範圍進行擠壓成形而製造光硬化性聚醯亞胺薄膜。並記載藉由將此光硬化性聚醯亞胺薄膜使用在太陽能電池,而提高太陽能電池之性能。
專利文獻8(日本特開平10-148835號公報)揭示為了解決因照光導致發生之電特性劣化及殘影的問題而在配向膜中添加紫外線吸收劑之技術(〔0006〕等)。配向膜之材料列舉聚醯亞胺,實施例則記載:在將十亞甲基雙偏苯三甲酸二酐與3,3’,4,4’-雙環己基四羧酸二酐以4/6之比例含有之四羧酸成分以及含有對苯二胺及4,4’-二胺基二苯基甲烷之二胺成分反應而獲得之聚醯胺酸中添加紫外線吸收劑而製備液晶配向膜用之聚醯胺酸溶液、及使用其於180℃加熱而形成配向膜。
專利文獻9(日本特開昭62-184055號公報)記載:為了製造在液晶顯示元件等使用之遮光膜之含紫外線吸收劑之遮光膜用之聚醯胺酸組成物,及使用此組成物之遮光膜。
專利文獻10記載:含有聚醯亞胺、具醌二疊氮化物結構之化合物及紫外線吸收劑之感光性樹脂組成物,及使用其形成之保護膜。
〔先前技術文獻〕 〔專利文獻〕
〔專利文獻1〕日本特表2010-538103號公報
〔專利文獻2〕日本特開2012-41529號公報
〔專利文獻3〕國際公開第2014/046064號
〔專利文獻4〕日本特開2009-286706號公報
〔專利文獻5〕日本特開2014-92775號公報
〔專利文獻6〕日本特開2004-258544號公報
〔專利文獻7〕中國專利出願公開第103897391號說明書
〔專利文獻8〕日本特開平10-148835號公報
〔專利文獻9〕日本特開昭62-184055號公報
〔專利文獻10〕日本特開2014-22951號公報
但是專利文獻6係只著眼於聚醯亞胺之光學異向性的技術,並非是充分活用耐熱性、耐藥品性、機械強度、電特性、尺寸安定性等聚醯亞胺之特性的技術。為了製造有充分耐熱性、耐藥品性、機械強度、電特性、尺寸安定性等之聚醯亞胺(薄膜、塗層),需要高溫加熱處理。但是專利文獻6只啟示於40~200℃之範圍之較低溫加熱,並不具充分耐熱性。又,專利文獻6之技術中,聚醯亞胺之種類限於特定之可溶性聚醯亞胺,用途顯著受到限制。
專利文獻7中,如上所述,記載藉由使用含有紫外線吸收劑之光硬化性聚醯亞胺薄膜,提高太陽能電池之性能,但是並未啟示藉由紫外線吸收劑使得聚醯亞胺(其本身)之紫外線耐久性改善。亦即專利文獻7針對在含有光硬化劑之組成物以外之情形,於聚醯亞胺添加紫外線吸收劑並無任何教示。再者,考量薄膜之形成係於220~290℃之範圍之擠壓成形進行,含有之聚醯亞胺係有290℃以下之熔點之低耐熱性之聚醯亞胺。據認為添加光硬化劑等添加劑會使其本身、物性降低,或因交聯導致機械特性,例如斷裂伸長度降低。因此為了充分活用聚醯亞胺之特性,宜不含有光硬化劑較佳。
專利文獻8,如上所述,揭示為了解決液晶配向膜特有之問題之聚醯胺酸溶液及使用其形成之配向膜,但針對在液晶配向膜以外之用途中於聚醯亞胺添加紫外線吸收劑並無任何教示。又,配向膜形成之溫度為180℃之低,聚醯亞胺之耐熱性不充分。又,揭示之聚醯亞胺本身的機械特性、耐熱性方面也不夠。
專利文獻9記載為了形成遮光膜,亦即為了將光(紫外線)予以遮光而添加紫外線吸收劑,但針對使聚醯亞胺之紫外線耐久性改善並無教示。專利文獻9的目的係為了形成遮光膜,針對在聚醯亞胺添加紫外線吸收劑並減小霧度、著色(黃色度)完全沒有教示。
專利文獻10的目的係減小紫外線對於有機EL顯示元件之TFT之影響,記載於其保護膜中添加紫外線吸收劑(0218),但是並未教示使聚醯亞胺之紫外線耐久性改善。亦即專利文獻10針對含有聚醯亞胺樹脂及醌二疊氮化物結構之化合物之感光性樹脂組成物以外之用途中,在聚醯亞胺中添加紫外線吸收劑完全未教示。
如以上,尚未解決能夠發揮聚醯亞胺自以往的特性且改善紫外線耐久性的課題。因此本發明之目的為提供能夠發揮聚醯亞胺自以往的特性且同時紫外線耐久性優異之聚醯亞胺材料、其製造方法及為了其之製造使用之聚醯亞胺前驅體組成物。
本發明之權利由附帶的申請專利範圍決定。另一方面,本申請案之主要揭示事項彙整如下。
1.一種聚醯亞胺材料,含有聚醯亞胺與紫外線吸收劑,其特徵為:0.5%重量減少溫度超過200℃。
2.如上述1.之聚醯亞胺材料,其霧度為15%以下。
3.如上述1.或2.之聚醯亞胺材料,其於紫外線照射試驗前後之黃色度之變化△YI為8以下;惟前述紫外線照射試驗之條件,係使用QUV-313燈,且於310nm之照度0.59W/m2、溫度50℃、照射時間24小時。
4.如上述1.~3.中任一項之聚醯亞胺材料,其中,前述聚醯亞胺含有下列通式(1)表示之重複單元。
Figure 105143559-A0305-02-0008-60
式中,X1為有芳香族環或脂環結構之4價基,Y1為有芳香族環或脂環結構之2價基。
5.如上述4.之聚醯亞胺材料,其中,X1為有脂環結構之4價基且Y1為脂環結構之2價基之通式(1)表示之重複單元之含量,相對於全部重複單元為50莫耳%以下。
6.如4.之聚醯亞胺材料,其中,通式(1)中之X1為有芳香族環之4價基,Y1為有芳香族環之2價基。
7.如上述4.之聚醯亞胺材料,其中,通式(1)中之X1為有脂環結構之4價基,Y1為有芳香族環之2價基。
8.如上述4.之聚醯亞胺材料,其中,通式(1)中之X1為有芳香族環之4價基,Y1為有脂環結構之2價基。
9.如上述1.~8.中任一項之聚醯亞胺材料,其係薄膜或塗層之形態。
10.如上述1.~9.中任一項之聚醯亞胺材料,其中,前述紫外線吸收劑係選自苯并三唑化合物或苯并三唑化合物之加熱改性物。
11.一種聚醯亞胺材料之製造方法,其特徵為:將含有聚醯亞胺前驅體、紫外線吸收劑及溶劑之聚醯亞胺前驅體組成物、或含有聚醯亞胺、紫外線吸收劑及溶劑之聚醯亞胺溶液組成物於超過200℃之溫度進行加熱處理。
12.如上述11.之聚醯亞胺材料之製造方法,其中,前述聚醯亞胺前驅體組成物所含有之前述聚醯亞胺前驅體包括下列通式(A1)表示之重複單元。
Figure 105143559-A0305-02-0010-2
式中,X1為有芳香族環或脂環結構之4價基,Y1為有芳香族環或脂環結構之2價基,R1、R2各自獨立地為氫、碳數1~6,較佳為碳數1~3之烷基、或碳數3~9之烷基矽基。
13.如上述11.之聚醯亞胺材料之製造方法,其中,前述聚醯亞胺溶液組成物含有之前述聚醯亞胺包括在上述4.定義之通式(1)表示之重複單元。
14.如上述11.之聚醯亞胺材料之製造方法,具有以下步驟:將前述聚醯亞胺前驅體組成物或前述聚醯亞胺溶液組成物塗佈在基材上;將已塗佈在基材上之聚醯亞胺前驅體組成物或聚醯亞胺溶液組成物進行加熱處理。
15.如上述11.~14.中任一項之聚醯亞胺材料之製造方法,其中,前述加熱處理溫度為250℃以上。
16.如上述11.~15.中任一項之聚醯亞胺材料之製造方法,其中,前述紫外線吸收劑係選自苯并三唑化合物或苯并三唑化合物之加熱改性物。
17.如上述16.之聚醯亞胺材料之製造方法,其中,前述苯并三唑化合物係選自式(100)及式(101)表示之化合物。
Figure 105143559-A0305-02-0011-3
式中,R11~R18表示有機基。
Figure 105143559-A0305-02-0011-4
式中,R31~R37及R41~R47代表針對R11~R18給予之含意,X為2價之有機基。
18.如17.之聚醯亞胺材料之製造方法,其中,前述苯并三唑化合物係選自於由(a)及(b)構成之群組:(a)式(100)表示之化合物,此時,R11~R18彼此獨立地為H、芳基、或也可被經取代或未經取代之馬來醯亞胺基(對烷基之取代位置為N)取代之碳數1~20之烷基,惟烷基中之-CH2-基也可替換為-COO-或-OCO-;式中不含Cl,且R11~R18中合計不含有2個以上的芳香環;(b)以式(101)表示之化合物,此時R31~R37及R41~R47彼此獨立地為H、芳基、或也可被經取代或未經取代之馬來醯亞胺基(對烷基之取代位置為N)取代之碳數1~20之烷基,惟烷基中之-CH2-基也可替換為-COO-或-OCO-;X為碳數1~20之伸烷基,惟烷基中之-CH2-基也可替換為-COO-或-OCO-;式中不具有Cl,且R31~R37、R41~R47及X中合計不含有2個以上的芳香環。
19.一種聚醯亞胺前驅體組成物,其特徵為含有聚醯亞胺前驅體、紫外線吸收劑、及溶劑。
20.如上述19.之聚醯亞胺前驅體組成物,其中,前述聚醯亞胺前驅體係在上述12.中定義之聚醯亞胺前驅體。
21.如上述19.或20.之聚醯亞胺前驅體組成物,其中,前述紫外線吸收劑選自苯并三唑化合物或苯并三唑化合物之加熱改性物。
22.如上述21.之聚醯亞胺前驅體組成物,其中,前述苯并三唑化合物選自式(100)及式(101)表示之化合物。
Figure 105143559-A0305-02-0013-5
式中,R11~R18表示有機基。
Figure 105143559-A0305-02-0013-7
式中,R31~R37及R41~R47係代表針對R11~R18給予之含意,X為2價之有機基。
23.如上述22.之聚醯亞胺前驅體組成物,其中,前述苯并三唑化合物係選自由(a)及(b)構成之群組; (a)以式(100)表示之化合物,此時R11~R18彼此獨立地為H、芳基、或也可被經取代或未經取代之馬來醯亞胺基(對烷基之取代位置為N)取代之碳數1~20之烷基,惟烷基中之-CH2-基也可替換為-COO-或-OCO-;式中不含Cl,R11~R18中合計不含有2個以上之芳香環;(b)以式(101)表示之化合物,此時,R31~R37及R41~R47彼此獨立地為H、芳基、或也可被經取代或未經取代之馬來醯亞胺基(對烷基之取代位置為N)取代之碳數1~20之烷基,惟烷基中之-CH2-基也可替換為-COO-或-OCO-;X為碳數1~20之伸烷基,惟烷基中之-CH2-基也可替換為-COO-或-OCO-;式中不含Cl,R31~R37、R41~R47及X中合計不含有2個以上的芳香環。
除了上述揭示事項以外,本申請案之理想實施形態具有以下列舉的1個或2個以上的特徵。
關於聚醯亞胺材料,(a-1)不含有光感受性成分及來自光感受性成分之改性物;(a-2)聚醯亞胺材料的霧度為15%以下、或黃色度(YI)在紫外線照射試驗之前後兩者皆為15以下,或就物質而言之聚醯亞胺材料形成具有於5~100μm之範圍之至少1個之厚度之薄膜或塗膜時,霧度為15%以下、或黃色度(YI)在紫外線照射試驗之前後兩者皆為15以下(惟前述紫外線照射試驗之條件,係使用QUV-313燈,於310nm之照度0.59W/m2、溫度50℃、照射時間24小時); (a-3)通式(1)之X1為具脂環結構之4價基的重複單元之含量,為全部重複單元中之超過60%之比例(惟X1為具脂環結構之4價基且Y1為有脂環結構之2價基之通式(1)表示之重複單元之含量相對於全部重複單元,係50莫耳%以下);(a-4)通式(1)之Y1係從選自2,2’-雙(三氟甲基)聯苯胺及間聯甲苯胺中之至少一者衍生之基的重複單元的含量,為全部重複單元中之50%以上之比例;(a-5)前述聚醯亞胺之熔點為300℃以上;(a-6)前述聚醯亞胺之主鏈不含有超過碳原子數4之亞甲基長鏈;(a-7)不是配向膜。
關於聚醯亞胺前驅體組成物,(b-1)不是液晶配向膜用途;(b-2)使用聚醯亞胺前驅體組成物形成具有5~100μm之範圍之至少1個厚度之聚醯亞胺薄膜或聚醯亞胺塗膜時,獲得霧度為15%以下、或黃色度(YI)在紫外線照射試驗之前後兩者皆為15以下之聚醯亞胺材料(惟前述紫外線照射試驗之條件係使用QUV-313燈,於310nm之照度0.59W/m2、溫度50℃、照射時間24小時);(b-3)聚醯亞胺前驅體中,通式(A1)之X1為有脂環結構之4價基的重複單元的含量,為全部重複單元中之超過60%之比例(惟X1為有脂環結構之4價基且Y1為有脂環結構之2價基的通式(A1)表示之重複單元之含量,相對於全部重複單元為50莫耳%以下);(b-4)聚醯亞胺前驅體中,通式(A1)之Y1係從選自2,2’-雙(三氟甲基)聯苯胺及間聯甲苯胺中之至少一者衍生之基的重複單元的含量為全部重複單元中之50%以上之比例; (b-5)聚醯亞胺前驅體之主鏈不含有超過碳原子數4之亞甲基長鏈。
依照本發明,可提供除了聚醯亞胺自以往的特性以外,紫外線耐久性也優異之聚醯亞胺材料。
本發明之聚醯亞胺尤宜為薄膜、塗層之形態。尤其,使用高透明性之聚醯亞胺時,可無損透明性而對於特性優良的聚醯亞胺薄膜賦予良好的紫外線耐性。藉此,可分外地擴展聚醯亞胺之用途。
本發明中,用語「聚醯亞胺材料」係為了和物質形式的「聚醯亞胺」區別而使用。亦即,用語「聚醯亞胺材料」定義為含有聚醯亞胺與紫外線吸收劑者,又,係指固體狀者且不包含溶液。例如:以薄膜、塗層(形成在其他基材上者)、粉體、塊狀物之形態存在者。又,聚醯亞胺前驅體係指藉由將其處理而給予聚醯亞胺者。
以下說明本發明之聚醯亞胺材料中含有之聚醯亞胺及紫外線吸收劑、及聚醯亞胺材料之製造方法。本發明之聚醯亞胺前驅體組成物在聚醯亞胺材料之製造方法之中說明。
<<聚醯亞胺>>
本發明之聚醯亞胺材料中含有之聚醯亞胺不特別限定,係四羧酸成分及二胺成分適當地以選自芳香族化合物及脂環族化合物之聚醯亞胺構成。例如:全芳香族聚醯亞胺、半脂環族聚醯亞胺、全脂環族聚醯亞胺。
亦即本發明使用之聚醯亞胺,含有下列通式(1)表示之重複單元。
Figure 105143559-A0305-02-0017-8
式中,X1為有芳香族環或脂環結構之4價基且Y1為有芳香族環或脂環結構之2價基。
並非特別限定,但獲得之聚醯亞胺材料為了耐熱性優異,通式(1)中之X1為有芳香族環之4價基且Y1為有芳香族環之2價基較佳。又,獲得之聚醯亞胺材料為了耐熱性優異且同時透明性優異,X1為有脂環結構之4價基且Y1為有芳香族環之2價基較佳。又,為了獲得之聚醯亞胺材料的耐熱性優異且同時尺寸安定性優異,X1為有芳香族環之4價基且Y1為有脂環結構之2價基較佳。
考量獲得之聚醯亞胺材料之特性,例如:透明性、機械特性、或耐熱性等觀點,X1為有脂環結構之4價基且Y1為有脂環結構之2價基的式(1)表示之重複單元之含量,宜相對於全部重複單元為50莫耳%以下,更佳為30莫耳%以下或未達30莫耳%,又更佳為10莫耳%以下。
在某實施態樣中,X1為有芳香族環之4價基且Y1為有芳香族環之2價基的前述式(1)的重複單元的1種以上之含量,就其合計相對於全部重複單元較佳為50莫耳%以上,更佳為70莫耳%以上,又更佳為80莫耳%以上,又更佳為90莫耳%以上,尤佳為100莫耳%。於此實施態樣中,尤其要求高透明性之聚醯亞胺材料時,聚醯亞胺宜含有氟原子較佳。亦即,聚醯亞胺宜含有X1係具有含氟原子之芳香族環的4價基的前述通式(1)的重複單元及/或Y1係具有含氟原子之芳香族環的2價基的前述通式(1)的重複單元的1種以上較佳。
在某實施態樣中,聚醯亞胺中的X1為有脂環結構之4價基且Y1為有芳香族環之2價基的前述通式(1)的重複單元的1種以上之含量,就其合計相對於全部重複單元較佳為50莫耳%以上,更佳為70莫耳%以上,又更佳為80莫耳%以上,更佳為90莫耳%以上,尤佳為100莫耳%。
在某實施態樣中,聚醯亞胺中的X1為有芳香族環之4價基且Y1為有脂環結構之2價基的前述式(1)的重複單元的1種以上之含量,就其合計相對於全部重複單 元較佳為50莫耳%以上,更佳為70莫耳%以上,又更佳為80莫耳%以上,更佳為90莫耳%以上,尤佳為100莫耳%。
作為X1之有芳香族環之4價基,宜為碳數6~40之具有芳香族環的4價基較佳。
有芳香族環之4價基,例如可列舉如下。
Figure 105143559-A0305-02-0019-9
式中,Z1為直接鍵結、或下列之2價基中任一者:
Figure 105143559-A0305-02-0019-11
惟式中之Z2為2價之有機基,Z3、Z4各自獨立地為醯胺鍵、酯鍵、羰基鍵,Z5為含芳香環之有機基。
Z2具體而言可列舉碳數2~24之脂肪族烴基、碳數6~24之芳香族烴基。
Z5具體而言可列舉碳數6~24之芳香族烴基。
作為有芳香族環之4價基,下列者因為能兼顧獲得之聚醯亞胺材料之高耐熱性與高透明性故特別理想。
Figure 105143559-A0305-02-0020-12
式中,Z1為直接鍵結、或六氟異亞丙基鍵。
在此,Z1為直接鍵結的話,能兼顧獲得之聚醯亞胺材料之高耐熱性、高透明性、低線熱膨脹係數故更理想。
給予X1為有芳香族環之4價基的通式(1)的重複單元的四羧酸成分,例如:2,2-雙(3,4-二羧基苯基)六氟丙烷、4-(2,5-二側氧基四氫呋喃-3-基)-1,2,3,4-四氫萘-1,2-二羧酸、苯均四酸、3,3’,4,4’-二苯酮四羧酸、3,3’,4,4’-聯苯四羧酸、2,3,3’,4’-聯苯 四羧酸、4,4’-氧基二鄰苯二甲酸、雙(3,4-二羧基苯基)碸、間聯三苯-3,4,3’,4’-四羧酸、對聯三苯-3,4,3’,4’-四羧酸、雙羧基苯基二甲基矽烷、雙二羧基苯氧基二苯基硫醚、磺醯基二鄰苯二甲酸、該等之四羧酸二酐、四羧酸矽酯、四羧酸酯、四羧醯氯等衍生物。給予X1係具有含氟原子之芳香族環的4價基的通式(1)的重複單元的四羧酸成分,例如:2,2-雙(3,4-二羧基苯基)六氟丙烷、其四羧酸二酐、四羧酸矽酯、四羧酸酯、四羧醯氯等衍生物。四羧酸成分可以單獨使用,也可組合使用多種。
作為X1之有脂環結構之4價基,宜為碳數4~40之有脂環結構之4價基較理想,宜具有至少1個脂肪族4~12員環,更佳為具有至少1個脂肪族4員環或脂肪族6員環。理想的具有脂肪族4員環或脂肪族6員環之4價基可列舉如下。
Figure 105143559-A0305-02-0021-14
式中,R31~R38各自獨立地為直接鍵結、或2價之有機基。R41~R47各自獨立地但選自由式:-CH2-、-CH=CH-、-CH2CH2-、-O-、-S-表示之基構成之群中之1種。R48為含有芳香環或脂環結構之有機基。
R31、R32、R33、R34、R35、R36、R37、R38具體而言可列舉直接鍵結、或碳數1~6之脂肪族烴基、或氧原子(-O-)、硫原子(-S-)、羰基鍵、酯鍵、醯胺鍵。
作為R48之含有芳香環之有機基,例如可列舉如下。
Figure 105143559-A0305-02-0022-15
式中,W1為直接鍵結、或2價之有機基,n11~n13各自獨立地表示0~4之整數,R51、R52、R53各自獨立地為碳數1~6之烷基、鹵基、羥基、羧基、或三氟甲基。
W1具體而言可列舉直接鍵結、下列式(5)表示之2價基、下列式(6)表示之2價基。
Figure 105143559-A0305-02-0023-16
式(6)中之R61~R68各自獨立地表示直接鍵結或前述式(5)表示之2價基中之任一者。
有脂環結構之4價基為下列者的話,能兼顧獲得之聚醯亞胺之高耐熱性、高透明性、低線熱膨脹係數故特別理想。
Figure 105143559-A0305-02-0023-17
給予X1為有脂環結構之4價基的式(1)的重複單元的四羧酸成分,例如:1,2,3,4-環丁烷四羧酸、異亞丙基二苯氧基雙鄰苯二甲酸、環己烷-1,2,4,5-四羧酸、[1,1’-聯(環己烷)]-3,3’,4,4’-四羧酸、[1,1’-聯(環己烷)]-2,3,3’,4’-四羧酸、[1,1’-聯(環己烷)]-2,2’,3,3’-四羧酸、4,4’-亞甲基雙(環己烷-1,2-二羧酸)、4,4’-(丙烷-2,2-二基)雙(環己烷-1,2-二羧酸)、4,4’-氧基雙(環己烷-1,2-二羧酸)、4,4’-硫雙(環己烷-1,2-二羧酸)、4,4’-磺醯基雙(環己烷-1,2-二羧酸)、4,4’-(二甲基矽烷二基)雙(環己烷-1,2-二羧酸)、4,4’-(四氟丙烷-2,2-二基)雙(環己烷-1,2-二羧酸)、八氫戊搭烯-1,3,4,6-四羧酸、雙環[2.2.1]庚烷-2,3,5,6-四羧酸、6-(羧基甲基)雙環[2.2.1]庚烷-2,3,5-三羧酸、雙環[2.2.2]辛烷-2,3,5,6-四羧酸、雙環[2.2.2]辛-5-烯-2,3,7,8-四羧酸、三環[4.2.2.02,5]癸烷-3,4,7,8-四羧酸、三環[4.2.2.02,5]癸-7-烯-3,4,9,10-四羧酸、9-氧雜三環[4.2.1.02,5]壬烷-3,4,7,8-四羧酸、降莰烷-2-螺-α-環戊酮-α’-螺-2”-降莰烷5,5”,6,6”-四羧酸、(4arH,8acH)-十氫-1t,4t:5c,8c-二甲橋萘-2c,3c,6c,7c-四羧酸、(4arH,8acH)-十氫-1t,4t:5c,8c-二甲橋萘-2t,3t,6c,7c-四羧酸、該等之四羧酸二酐、四羧酸矽酯、四羧酸酯、四羧醯氯等衍生物。四羧酸成分可以單獨使用也可組合使用多種。
作為Y1之有芳香族環之2價基,宜為碳數6~40,又更佳為碳數6~20之具芳香族環之2價基。
有芳香族環之2價基,例如可列舉如下。
Figure 105143559-A0305-02-0025-18
式中,W1為直接鍵結、或2價之有機基,n11~n13各自獨立地表示0~4之整數,R51、R52、R53各自獨立地為碳數1~6之烷基、鹵基、羥基、羧基、或三氟甲基。
W1具體而言可列舉直接鍵結、下列式(5)表示之2價基、下列式(6)表示之2價基。
Figure 105143559-A0305-02-0025-19
Figure 105143559-A0305-02-0026-21
式(6)中之R61~R68各自獨立地表示直接鍵結或前述式(5)表示之2價基中之任一者。
在此,考量能兼顧獲得之聚醯亞胺之高耐熱性、高透明性、低線熱膨脹係數,W1宜為直接鍵結、或選自由式:-NHCO-、-CONH-、-COO-、-OCO-表示之基構成之群中之1種尤佳。又,W1係R61~R68為直接鍵結、或選自由式:-NHCO-、-CONH-、-COO-、-OCO-表示之基構成之群中之1種的前述式(6)表示之2價基中之任一者也特別理想。
給予Y1為有芳香族環之2價基的通式(1)的重複單元的二胺成分,例如:對苯二胺、間苯二胺、聯苯胺、3,3’-二胺基-聯苯、2,2’-雙(三氟甲基)聯苯胺、3,3’-雙(三氟甲基)聯苯胺、間聯甲苯胺、4,4’-二胺基苯醯替苯胺、3,4’-二胺基苯醯替苯胺、N,N’-雙(4-胺基苯基)對苯二甲醯胺、N,N’-對伸苯基雙(對胺基苯甲醯胺)、4-胺基苯氧基-4-二胺基苯甲酸酯、雙(4-胺基苯基)對苯二甲酸酯、聯苯-4,4’-二羧酸雙(4-胺基苯基)酯、對伸苯基雙(對胺基苯甲酸酯)、雙(4-胺基苯基)-[1,1'-聯苯]-4,4'-二羧酸酯、[1,1'-聯苯]-4,4'-二基雙(4-胺基苯甲酸酯)、4,4’-氧基二苯胺、3,4’- 氧基二苯胺、3,3’-氧基二苯胺、對亞甲基雙(苯二胺)、1,3-雙(4-胺基苯氧基)苯、1,3-雙(3-胺基苯氧基)苯、1,4-雙(4-胺基苯氧基)苯、4,4’-雙(4-胺基苯氧基)聯苯、4,4’-雙(3-胺基苯氧基)聯苯、2,2-雙(4-(4-胺基苯氧基)苯基)六氟丙烷、2,2-雙(4-胺基苯基)六氟丙烷、雙(4-胺基苯基)碸、3,3'-雙(三氟甲基)聯苯胺、3,3’-雙((胺基苯氧基)苯基)丙烷、2,2’-雙(3-胺基-4-羥基苯基)六氟丙烷、雙(4-(4-胺基苯氧基)二苯基)碸、雙(4-(3-胺基苯氧基)二苯基)碸、八氟聯苯胺、3,3'-二甲氧基-4,4'-二胺基聯苯、3,3'-二氯-4,4'-二胺基聯苯、3,3'-二氟-4,4'-二胺基聯苯、2,4-雙(4-胺基苯胺基)-6-胺基-1,3,5-三
Figure 105143559-A0305-02-0027-65
、2,4-雙(4-胺基苯胺基)-6-甲胺基-1,3,5-三
Figure 105143559-A0305-02-0027-66
、2,4-雙(4-胺基苯胺基)-6-乙胺基-1,3,5-三
Figure 105143559-A0305-02-0027-67
、2,4-雙(4-胺基苯胺基)-6-苯胺基-1,3,5-三
Figure 105143559-A0305-02-0027-68
。給予Y1係具有含氟原子之芳香族環的2價基的通式(1)的重複單元之二胺成分,例如:2,2’-雙(三氟甲基)聯苯胺、3,3’-雙(三氟甲基)聯苯胺、2,2-雙[4-(4-胺基苯氧基)苯基]六氟丙烷、2,2-雙(4-胺基苯基)六氟丙烷、2,2’-雙(3-胺基-4-羥基苯基)六氟丙烷。二胺成分可以單獨使用也可組合使用多種。
作為Y1之具脂環結構之2價基,宜為碳數4~40之具脂環結構之2價基較理想,具有至少1個脂肪族4~12員環,更佳為具至少1個脂肪族6員環更理想。
具有脂環結構之2價基,例如可列舉如下。
Figure 105143559-A0305-02-0028-22
式中,V1、V2各自獨立地為直接鍵結、或2價之有機基,n21~n26各自獨立地表示0~4之整數,R81~R86各自獨立地為碳數1~6之烷基、鹵基、羥基、羧基、或三氟甲基,R91、R92、R93各自獨立地為選自由式:-CH2-、-CH=CH-、-CH2CH2-、-O-、-S-表示之基構成之群中之1種。
V1、V2具體而言可列舉直接鍵結及前述式(5)表示之2價基。
作為有脂環結構之2價基,考量兼顧獲得之聚醯亞胺之高耐熱性、低線熱膨脹係數,宜為下列者尤佳。
Figure 105143559-A0305-02-0028-23
作為有脂環結構之2價基,宜為下列者較佳。
Figure 105143559-A0305-02-0029-24
給予Y1為有脂環結構之2價基的通式(1)的重複單元的二胺成分,例如:1,4-二胺基環己烷、1,4-二胺基-2-甲基環己烷、1,4-二胺基-2-乙基環己烷、1,4-二胺基-2-正丙基環己烷、1,4-二胺基-2-異丙基環己烷、1,4-二胺基-2-正丁基環己烷、1,4-二胺基-2-異丁基環己烷、1,4-二胺基-2-第二丁基環己烷、1,4-二胺基-2-第三丁基環己烷、1,2-二胺基環己烷、1,3-二胺基環丁烷、1,4-雙(胺基甲基)環己烷、1,3-雙(胺基甲基)環己烷、二胺基雙環庚烷、二胺基甲基雙環庚烷、二胺氧基雙環庚烷、二胺基甲氧基雙環庚烷、異佛爾酮二胺、二胺基三環癸烷、二胺基甲基三環癸烷、雙(胺基環己基)甲烷、雙(胺基環己基)異亞丙基、6,6’-雙(3-胺基苯氧基)-3,3,3’,3’-四甲基-1,1’-螺聯二氫茚、6,6’-雙(4-胺基苯氧基)-3,3,3’,3’-四甲基-1,1’-螺聯二氫茚。二胺成分可以單獨使用也可組合使用多種。
含有前述通式(1)表示之重複單元之至少1種的聚醯亞胺,可包括前述通式(1)表示之重複單元以外之其他的重複單元。
給予其他的重複單元的四羧酸成分及二胺成分不特別限定,亦可使用其他公知之脂肪族四羧酸類、公知之脂肪族二胺類。其他四羧酸成分可單獨使用也可組合多種使用。其他二胺成分可單獨使用也可組合多種使用。
前述式(1)表示之重複單元以外之其他的重複單元之含量,相對於全部重複單元較佳為30莫耳%以下或未達30莫耳%,更佳為20莫耳%以下,又更佳為10莫耳%以下。
以上之中,本發明之一理想實施形態中,通式(1)之X1為有脂環結構之4價基的重複單元的含量,為全部重複單元中之超過60%,更佳為70莫耳%以上,更佳為80莫耳%以上,又更佳為90莫耳%以上,尤佳為100莫耳%之比例。脂環結構未達100%時,其餘部分宜係X1為有芳香族環之4價基較佳。理想的有脂環結構之4價基及有芳香族環之4價基如上述說明。又,Y1可為有芳香族環之2價基及有脂環結構之2價基中之任一者,但如前述,X1為有脂環結構之4價基且Y1為有脂環結構之2價基的式(1)表示之重複單元之含量,相對於全部重複單元較佳為50莫耳%以下,更佳為30莫耳%以下或未達30莫耳%,又更佳為10莫耳%以下。
又,本發明之不同的理想實施形態中,通式(1)之Y1包括從選自2,2’-雙(三氟甲基)聯苯胺及間聯甲苯胺中之至少一者衍生的結構且含量較佳為全部重複單元中之50%以上,更佳為超過50%,又更佳為60%以上,更佳為70%以上,100%亦為理想。此結構不是100%時,其餘的Y1也可為例如有芳香族環之2價基。又,X1可為有芳香族環之4價基或有脂環結構之4價基中任一者,在某實施形態中,有芳 香族環之4價基更佳,又,在不同的實施形態,為有脂環結構之4價基更理想。理想之基如上述所說明。
又,本發明中,聚醯亞胺在主鏈中宜不含亞甲基長鏈較佳。專利文獻8(日本特開平10-148835號公報)使用如十亞甲基雙偏苯三甲酸二酐之含有亞甲基長鏈(十亞甲基)之成分,但主鏈若含有長鏈亞甲基,則機械強度、耐熱性降低。因此本發明中,主鏈中也可存在之亞甲基鏈之長度為碳原子數4(四亞甲基)以下,較佳為碳原子數3(伸丙基)以下,更佳為碳原子數2(伸乙基)以下,又更佳為碳原子數1(亞甲基)以下,主鏈中不存在亞甲基鏈亦為理想。
又,本發明之一不同的理想實施形態中,製成薄膜時之斷裂強度為100MPa以上之聚醯亞胺(及聚醯亞胺材料)較佳。斷裂強度可使用從厚約例如5~100μm之薄膜獲得之值。又,此斷裂強度係針對將聚醯亞胺前驅體溶液組成物或聚醯亞胺溶液組成物之塗佈膜在較佳為最高溫度260℃加熱而獲得之薄膜獲得之值。
再者,於本發明之一不同之實施形態中,聚醯亞胺(及聚醯亞胺材料)宜有300℃以上之熔點較佳。在此,熔點可利用差示掃描熱量分析決定。又,具有400℃以上之熔點又更佳。在此,「有xx℃以上之熔點」,包括聚醯亞胺未呈現熔點的情形(在呈現熔點前因高溫發生熱分解)。
作為呈現300℃以上之熔點之聚醯亞胺,可列舉四羧酸成分係選自2,2-雙(3,4-二羧基苯基)六氟丙烷、苯均四酸、3,3’,4,4’-二苯酮四羧酸、3,3’,4,4’-聯苯四 羧酸、2,3,3’,4’-聯苯四羧酸、4,4’-氧基二鄰苯二甲酸、雙(3,4-二羧基苯基)碸、間聯三苯-3,4,3’,4’-四羧酸、對聯三苯-3,4,3’,4’-四羧酸、1,2,3,4-環丁烷四羧酸、環己烷-1,2,4,5-四羧酸、[1,1’-聯(環己烷)]-3,3’,4,4’-四羧酸、[1,1’-聯(環己烷)]-2,3,3’,4’-四羧酸、[1,1’-聯(環己烷)]-2,2’,3,3’-四羧酸、八氫戊搭烯-1,3,4,6-四羧酸、雙環[2.2.1]庚烷-2,3,5,6-四羧酸、6-(羧基甲基)雙環[2.2.1]庚烷-2,3,5-三羧酸、雙環[2.2.2]辛烷-2,3,5,6-四羧酸、雙環[2.2.2]辛-5-烯-2,3,7,8-四羧酸、三環[4.2.2.02,5]癸烷-3,4,7,8-四羧酸、三環[4.2.2.02,5]癸-7-烯-3,4,9,10-四羧酸、9-氧雜三環[4.2.1.02,5]壬烷-3,4,7,8-四羧酸、降莰烷-2-螺-α-環戊酮-α’-螺-2”-降莰烷5,5”,6,6”-四羧酸、(4arH,8acH)-十氫-1t,4t:5c,8c-二甲橋萘-2c,3c,6c,7c-四羧酸、(4arH,8acH)-十氫-1t,4t:5c,8c-二甲橋萘-2t,3t,6c,7c-四羧酸及該等四羧酸二酐、四羧酸矽酯、四羧酸酯、四羧醯氯等衍生物且二胺成分係選自對苯二胺、間苯二胺、聯苯胺、3,3’-二胺基-聯苯、2,2’-雙(三氟甲基)聯苯胺、3,3’-雙(三氟甲基)聯苯胺、間聯甲苯胺、4,4’-二胺基苯醯替苯胺、3,4’-二胺基苯醯替苯胺、N,N’-雙(4-胺基苯基)對苯二甲醯胺、N,N’-對伸苯基雙(對胺基苯甲醯胺)、4-胺基苯氧基-4-二胺基苯甲酸酯、雙(4-胺基苯基)對苯二甲酸酯、聯苯-4,4’-二羧酸雙(4-胺基苯基)酯、對伸苯基雙(對胺基苯甲酸酯)、雙(4-胺基苯基)-[1,1'-聯苯]-4,4'-二羧酸酯、[1,1'-聯苯]-4,4'-二基雙(4-胺基苯甲酸酯)、4,4’-氧基二苯胺、3,4’-氧基二苯胺、3,3’-氧基二苯胺、對亞甲基雙(苯二胺)、1,3-雙(4-胺基苯氧基)苯、1,3-雙(3-胺基苯氧基)苯、1,4-雙(4-胺基苯氧基)苯、4,4’-雙(4-胺基苯氧基)聯苯、4,4’-雙(3-胺基苯氧基)聯苯、2,2-雙(4-(4-胺基苯氧基)苯基)六氟丙烷、2,2-雙(4-胺基苯基)六氟丙烷、雙(4-胺基苯基)碸、3,3'-雙(三氟甲基)聯苯胺、3,3’-雙((胺基苯氧基)苯基)丙烷、2,2’-雙(3-胺基-4-羥基苯基)六氟丙烷、雙 (4-(4-胺基苯氧基)二苯基)碸、雙(4-(3-胺基苯氧基)二苯基)碸、八氟聯苯胺、3,3'-二甲氧基-4,4'-二胺基聯苯、3,3'-二氯-4,4'-二胺基聯苯、3,3'-二氟-4,4'-二胺基聯苯、2,4-雙(4-胺基苯胺基)-6-胺基-1,3,5-三
Figure 105143559-A0305-02-0033-69
、2,4-雙(4-胺基苯胺基)-6-甲胺基-1,3,5-三
Figure 105143559-A0305-02-0033-70
、2,4-雙(4-胺基苯胺基)-6-乙胺基-1,3,5-三
Figure 105143559-A0305-02-0033-71
、2,4-雙(4-胺基苯胺基)-6-苯胺基-1,3,5-三
Figure 105143559-A0305-02-0033-72
、2,4-雙(4-胺基苯胺基)-6-苯胺基-1,3,5-三
Figure 105143559-A0305-02-0033-73
、1,4-二胺基環己烷、1,4-二胺基-2-甲基環己烷、1,4-二胺基-2-乙基環己烷、1,4-二胺基-2-正丙基環己烷、1,4-二胺基-2-異丙基環己烷、1,4-二胺基-2-正丁基環己烷、1,4-二胺基-2-異丁基環己烷、1,4-二胺基-2-第二丁基環己烷、1,4-二胺基-2-第三丁基環己烷、1,2-二胺基環己烷、1,3-二胺基環丁烷、1,4-雙(胺基甲基)環己烷、1,3-雙(胺基甲基)環己烷、二胺基雙環庚烷、二胺基甲基雙環庚烷、二胺氧基雙環庚烷、二胺基甲氧基雙環庚烷、異佛爾酮二胺者。又,實施例合成之聚醯亞胺皆有300℃以上之熔點。
<<紫外線吸收劑>>
本發明含有之紫外線吸收劑,在可達成本發明之目的之範圍中,可採用任意的適當的紫外線吸收劑。例如:苯并三唑系紫外線吸收劑、二苯酮系紫外線吸收劑、苯甲酸酯系紫外線吸收劑、三
Figure 105143559-A0305-02-0033-74
系紫外線吸收劑、受阻胺系紫外線吸收劑、無機粒子系紫外線吸收劑、其他、草酸苯胺化物系紫外線吸收劑、丙二酸酯系紫外線吸收劑等有機系紫外線吸收劑。本發明中,紫外線吸收劑可僅使用1種,也可併用2種以上。其中,苯并三唑系紫外線吸收劑及三
Figure 105143559-A0305-02-0033-75
系紫外線吸收劑較理想,苯并三唑系紫外線吸收劑更理想。苯并三唑系化合物之中,理想結構依後述式(100)及式(101)。
苯并三唑系紫外線吸收劑,例如:2-(2’-羥基-5’-甲基苯基)苯并三唑、2-(2’-羥基-3’-第三丁基-5’-甲基苯基)-5-氯苯并三唑、2-(2’-羥基-3’,5’-二-第三戊基苯基)苯并三唑、2-(2’-羥基-5’-第三辛基苯基)苯并三唑、2,2’-亞甲基雙[6-(2H-苯并三唑-2-基)-4-第三辛基苯酚]、2-(2H-苯并三唑-2-基)-4-(1,1,3,3-四甲基丁基)苯酚、2-(2’-羥基-5’-第三丁基苯基)-2H-苯并三唑、2-(2H-苯并三唑-2-基)-4,6-雙(1-甲基-1-苯基乙基)苯酚、2-(2H-苯并三唑-2-基)-6-(1-甲基-1-苯基乙基)-4-(1,1,3,3、-四甲基丁基)苯酚、2,2’-亞甲基雙[4-(1,1,3,3-四甲基丁基)-6-(2H-苯并三唑-2-基)苯酚]、2-(3,5-二-第三丁基-2-羥基苯基)-5-氯苯并三唑、2-(2H-苯并三唑-2-基)-對甲酚、2-(2H-苯并三唑-2-基)-4,6-雙(1-甲基-1-苯基乙基)苯酚、2-苯并三唑-2-基-4,6-二-第三丁基苯酚、2-[5-氯(2H)-苯并三唑-2-基]-4-甲基-6-(第三丁基)苯酚、2-(2H-苯并三唑-2-基)-4,6-二-第三丁基苯酚、2-(2H-苯并三唑-2-基)-4-(1,1,3,3-四甲基丁基)苯酚、2-(2H-苯并三唑-2-基)-4-甲基-6-(3,4,5,6-四氫鄰苯二甲醯亞胺基甲基)苯酚、甲基3-(3-(2H-苯并三唑-2-基)-5-第三丁基-4-羥基苯基)丙酸酯/聚乙二醇300之反應產物、2-(2H-苯并三唑-2-基)-6-(直鏈及側鏈十二基)-4-甲基苯酚。
具體的苯并三唑系紫外線吸收劑可列舉BASF公司之Tinuvin PS、Tinuvin 109、Tinuvin 1130、Tinuvin 171、Tinuvin 326、Tinuvin 328、Tinuvin 384-2、Tinuvin 99-2、Tinuvin 900、Tinuvin 928、Tinuvin Carboprotect、Sumikachemtex公司之Sumisorb 200、Sumisorb 250、Sumisorb 300、Sumisorb 340、Sumisorb 350、ADEKA公司之LA-29、LA-31、LA-32、LA-36、城北化學工業公司之JF-77、JF-79、JF-80、JF-83、JF-832、JAST-500、Chemipro Kasei公司之KEMISORB 71、KEMISORB 73、KEMISORB 74、KEMISORB 79、KEMISORB 279、Ciprokasei公司之SEESORB 701、SEESORB 703、SEESORB 704、SEESORB 706、SEESORB 707、SEESORB 709等。
苯并三唑系紫外線吸收劑不特別限定,能以下列通式(100)表示。
Figure 105143559-A0305-02-0035-25
式中,R11~R18表示有機基。
較佳為R11~R18彼此獨立地為H、Cl或亦可經取代基取代之碳數1~20,較佳為至多碳數10之烷基。對於烷基之取代基可列舉苯基等芳基、經取代或未經取代之馬來醯亞胺基(對烷基之取代位置為N)等。但烷基中之-CH2-基也可置換為-COO-或-OCO-。烷基較佳為分支烷基、或有取代基。
R11~R14更佳為H。R15及R17更佳為H。R16、R18更佳為彼此獨立為H、上述定義之烷基,較佳為至多碳數10之烷基。
又,苯并三唑化合物,也可具有2個以上的式(100)表示之結構就R11~R18之各1個共通而鍵結之結構。可為例如:式(100)表示之第1結構中之R11~R18之1個與式 (100)表示之第2結構中之R11~R18之1個共通而表示2價之有機基,且第1結構與第2結構鍵結。共通之有機基宜為碳數1~20,較佳為1~10之伸烷基較佳。2個式(100)表示之結構連結而得之化合物之一例,以式(101)表示。
Figure 105143559-A0305-02-0036-26
式中,R31~R37及R41~R47代表針對R11~R18而給予之含意,X為2價有機基。
R31~R37及R41~R47之理想含意,如前述針對R11~R18所給予。尤其R31~R34及R41~R44更佳為H,R35、R37、R45及R47更佳為H。R36、R46更佳為彼此獨立地為H、上述定義之烷基,較佳為至多碳數10之烷基。X對應於式(100)中之R18所連結之結構,較佳為碳數1~20,更佳為1~10之伸烷基。
此結構之一例為後述LA-31。
不特別限定,就苯并三唑系紫外線吸收劑而言,考量耐熱性、透射率之觀點,針對式(100)的R11~R18中,針對式(101)的R31~R37、R41~R47及X中宜不含Cl更佳。
不特別限定,就苯并三唑系紫外線吸收劑而言,考量和聚醯亞胺之相容性之觀點,針對式(100)之R11~R18中,針對式(101)之R31~R37、R41~R47及X中,宜合計不含2個以上的芳香環更佳。若1個化合物之該等基中合計含有2個以上的芳香環,有時獲得之聚醯亞胺薄膜會起霧。更佳為針對式(100)之R11~R18中,針對式(101)之R31~R37、R41~R47及X中不含芳香環。
就三
Figure 105143559-A0305-02-0037-76
系紫外線吸收劑而言,可列舉2-(4,6-二苯基-1,3,5-三
Figure 105143559-A0305-02-0037-77
-2-基)-5-[(己基)氧基]-苯酚、2-(4,6-雙(2,4-二甲基苯基)-1,3,5-三
Figure 105143559-A0305-02-0037-78
-2-基)-5-羥基苯基、2,4-雙[2-羥基-4-丁氧基苯基]-6-(2,4-二丁氧基苯基)-1,3,5-三
Figure 105143559-A0305-02-0037-79
、2-(4,6-二苯基-1,3,5-三
Figure 105143559-A0305-02-0037-80
-2-基)-5-[2-(2-乙基己醯氧基)乙氧基]苯酚、2,4,6-參(2-羥基-4-己氧基-3-甲基苯基)-1,3,5-三
Figure 105143559-A0305-02-0037-81
具體的三
Figure 105143559-A0305-02-0037-82
系抗紫外線劑可列舉BASF公司之Tinuvin 460、Tinuvin 479、Tinuvin 477、Tinuvin 400、Tinuvin 405、Tinuvin 1577ED、ADEKA公司之LA-46、LA-F70等。
Figure 105143559-A0305-02-0037-83
系紫外線吸收劑不特別限定,亦可如下列通式所示。
【化23】
Figure 105143559-A0305-02-0038-27
式中,R19~R24表示有機基。
較佳為R19~R24彼此獨立地為H、亦可經取代基取代之碳數1~30之烷基或苯基等芳基。對於烷基及芳基之取代基可列舉-OH等。但烷基中之-CH2-基也可以替換為-O-、-COO-或-OCO-。烷基較佳為分支烷基、或有取代基。
R19及R20較佳為包括芳香環。更佳為芳香環經-OH取代。R21~R24較佳為彼此獨立為H、上述定義之烷基或芳基。
二苯酮系紫外線吸收劑可列舉2-羥基-4-正辛氧基二苯酮、2,4-二羥基二苯酮、2-羥基-4-甲氧基二苯酮、4-癸氧基-2-羥基二苯酮、4-苄氧基-2-羥基二苯酮、2,2’,4,4’-四羥基二苯酮、2,2’-二羥基-4,4’-二甲氧基二苯酮、1,4-雙(4-苯甲醯基-3-羥基苯氧基)-丁烷等。
具體的二苯酮系抗紫外線劑可列舉BASF公司之Chimassorb 81、Chimassorb 90、ADEKA公司之1413、Ciprokasei公司之SEESORB 100、SEESORB 101、SEESORB 101S、SEESORB 102、SEESORB 103、SEESORB 105、SEESORB 106、SEESORB 107、SEESORB 151、Sumikachemtex公司之Sumisorb 130、Chemipro Kasei公司之KEMISORB 10、KEMISORB 11、KEMISORB 11S、KEMISORB 12等。
紫外線吸收劑之添加量,相對於獲得之聚醯亞胺100質量份較佳為0.01~5份,更佳為0.1~4份,尤佳為0.5~2份。紫外線吸收劑之量若多,有時光學特性、耐熱性等聚醯亞胺之特性會降低,或薄膜起霧。
本發明中,紫外線吸收劑係在聚醯亞胺材料中可達成紫外線吸收劑之效果者。因此上述化合物可以其本來的結構存在於聚醯亞胺材料中,或上述化合物可利用加熱處理而改性成仍具有紫外線吸收之效果的改性物。
紫外線吸收劑宜和聚醯亞胺均勻混合較佳。故,宜如下一項所說明,製備聚醯亞胺前驅體組成物或聚醯亞胺溶液組成物並將其進行熱處理而製成聚醯亞胺材料較佳。
如以上之本發明之聚醯亞胺材料,紫外線耐久性改善,因紫外線照射導致著色小。亦即當利用紫外線照射試驗前後之黃色度(YI)之變化△YI評價紫外線耐久性時,相對於不含紫外線吸收劑之聚醯亞胺材料(對照材料)之△YI,本發明之聚 醯亞胺材料較佳為達成20%以上之改善(代表△YI改善成對照材料之△YI之80%以下。),更佳為達成30%以上之改善(△YI為對照材料之△YI之70%以下),又更佳為達成40%以上(△YI為對照材料之△YI之60%以下)之改善。在此,紫外線照射試驗條件,係使用Q-LAB公司之QUV-313燈,於310nm之照度0.59W/m2,溫度50℃,照射時間24小時。
針對△YI之值也取決於聚醯亞胺之種類,故不限定,但較佳為10以下,更佳為8以下,又更佳為7以下,更佳為6以下,最佳為5以下。較佳為0以上。
又,針對黃色度(YI)之值,紫外線照射試驗前後之兩者為15以下,較佳為10.5以下。較佳為0以上。
針對上述△YI之改善之程度、△YI之值及YI之值,聚醯亞胺材料為薄膜、塗層之形態時,為薄膜、塗層之本發明之聚醯亞胺材料,宜無關乎厚度,達成上述改善、值較佳。作為物質之聚醯亞胺材料,當形成具有5μm~100μm之範圍之至少1個厚度之薄膜或塗層時,宜達成上述改善、值較佳。
又,本發明之聚醯亞胺材料之霧度宜為15%以下較佳,更佳為10%以下,又更佳為5%以下,最佳為2%以下。霧度之值,於聚醯亞胺材料為薄膜、塗層之形態時,係薄膜、塗層之本發明之聚醯亞胺材料宜無關乎厚度,達成上述霧度之值較佳。作為物質之聚醯亞胺材料於形成具有5μm~100μm之範圍之至少1個厚度之薄膜或塗層時,宜達成上述值較佳。
又,本發明之聚醯亞胺材料,透光率高亦為理想,400nm透射率較佳為50%以上,更佳為60%以上,又更佳為70%以上,最佳為80%以上。光透射率之值,於聚醯亞胺材料為薄膜、塗層之形態時,係薄膜、塗層之本發明之聚醯亞胺材料,宜無關乎厚度而達成上述光透射率之值較佳。作為物質之聚醯亞胺材料,當形成具有5μm~100μm之範圍之至少1個厚度之薄膜或塗層時,宜達成上述值較佳。
本發明中,聚醯亞胺係選擇成使具有其本身理想的機械性能、耐熱性、及其他特性。故本發明之聚醯亞胺材料不含光感受性成分(亦即感光性成分),例如光硬化劑(光自由基發生劑、光陽離子發生劑、光陰離子發生劑等)、感光劑成分(具有醌二疊氮化物結構之化合物、如於其他光阻使用之感光性化合物等)、及其他之光感受性成分或來自該等光感受性成分之改性物(導入到分解物、聚合物者等)。原因是藉由含有如此的成分,會損及目的之聚醯亞胺原本的性能。
又,本發明之聚醯亞胺材料意欲使用在薄膜、塗層等需要機械強度的用途,並不意欲使用在如液晶表示裝置之配向膜之要求薄但不需機械特性及/或耐熱性之用途。本發明中,例如膜厚宜形成後述預定之厚度較佳。又,本發明,在不包括含有謀求配向性之十亞甲基雙偏苯三甲酸二酐之類之長鏈亞甲基之成分(如前述)之點,亦非配向膜用途。
又,本發明之聚醯亞胺材料宜作為透光性之薄膜、塗層使用較佳,光遮蔽性小較佳。尤其宜不含在可見光區有吸收之染料、顏料及碳黑等。
<<聚醯亞胺前驅體組成物、聚醯亞胺溶液組成物及聚醯亞胺材料之製造方法>>
其次針對本發明之聚醯亞胺材料之製造方法說明。本發明之聚醯亞胺材料係藉由將聚醯亞胺前驅體組成物或聚醯亞胺溶液組成物進行加熱處理而獲得。本發明之聚醯亞胺前驅體組成物含有聚醯亞胺前驅體、紫外線吸收劑及溶劑。聚醯亞胺前驅體與紫外線吸收劑宜溶於溶劑中較佳。又,聚醯亞胺溶液組成物含有聚醯亞胺、紫外線吸收劑及溶劑。聚醯亞胺及紫外線吸收劑宜溶於溶劑中較佳。
聚醯亞胺前驅體具有給予前述聚醯亞胺之化學結構。亦即聚醯亞胺前驅體含有下列通式(A1)表示之重複單元。
Figure 105143559-A0305-02-0042-28
式中,X1為有芳香族環或有脂環結構之4價基,Y1為有芳香族環或有脂環結構之2價基,R1、R2各自獨立地為氫、碳數1~6,較佳為碳數1~3之烷基、或碳數3~9之烷基矽基。
式(A1)中,X1及Y1之理想定義及組合皆和針對式(1)已說明者相同。又,聚醯亞胺前驅體,可包括式(A1)表示之重複單元以外之其他的重複單元,針對其結構、比例,和已針對聚醯亞胺說明者相同。
式(A1)中,R1及R2為氫時,聚醯亞胺之製造有容易的傾向。R1及R2可依後述製造方法,使其官能基之種類、及官能基之導入率改變。
本發明中使用的聚醯亞胺前驅體(含有前述式(A1)表示之重複單元中之至少1種之聚醯亞胺前驅體),可依R1及R2採取之化學結構而分類為如下:1)聚醯胺酸(R1及R2為氫)、2)聚醯胺酸酯(R1及R2之至少一部分為烷基)、3)4)聚醯胺酸矽酯(R1及R2之至少一部分為烷基矽基)。
並且聚醯亞胺前驅體可依其分類利用以下之製造方法輕易地製造。惟本發明使用之聚醯亞胺前驅體之製造方法不限於以下之製造方法。
1)聚醯胺酸
聚醯亞胺前驅體,可藉由在溶劑中將作為四羧酸成分之四羧酸二酐與二胺成分以大致等莫耳,較佳為二胺成分相對於四羧酸成分之莫耳比[二胺成分之莫 耳數/四羧酸成分之莫耳數]較佳為0.90~1.10,更佳為0.95~1.05之比例,例如於120℃以下之比較低的溫度邊抑制醯亞胺化邊反應,而理想地獲得聚醯亞胺前驅體溶液。
雖不限定,更具體而言,可藉由在有機溶劑或水中將二胺溶解,邊攪拌邊在此溶液中緩慢添加四羧酸二酐,並於0~120℃,較佳為5~80℃之範圍攪拌1~72小時,而獲得聚醯亞胺前驅體。於80℃以上反應時,分子量取決於聚合時之溫度歷程而變動,且因熱會造成醯亞胺化進行,故有可能無法安定地製造聚醯亞胺前驅體。上述製造方法中,二胺與四羧酸二酐之添加順序易提高聚醯亞胺前驅體之分子量,故較理想。又,上述製造方法之二胺與四羧酸二酐之添加順序也可顛倒,因為析出物會減少,故較理想。使用水作為溶劑時,1,2-二甲基咪唑等咪唑類、或三乙胺等鹼宜相對於生成之聚醯胺酸(聚醯亞胺前驅體)之羧基,以較佳為0.8倍當量以上之量添加較佳。
2)聚醯胺酸酯
使四羧酸二酐與任意之醇反應,獲得二酯二羧酸後,與氯化試藥(亞硫醯氯、草醯氯等)反應,獲得二酯二羧醯氯。將此二酯二羧醯氯與二胺於-20~120℃,較佳為-5~80℃之範圍攪拌1~72小時,獲得聚醯亞胺前驅體。於80℃以上反應時,分子量會依存於聚合時之溫度歷程而變動且因熱而進行醯亞胺化,可能無法穩定製造聚醯亞胺前驅體。又,將二酯二羧酸與二胺使用磷系縮合劑、碳二亞胺縮合劑等進行脫水縮合,也能簡便地獲得聚醯亞胺前驅體。
以此方法獲得之聚醯亞胺前驅體為安定,故也可加入水或醇等溶劑進行再沉澱等精製。
3)聚醯胺酸矽酯(間接法)
預先使二胺與矽基化劑反應,獲得經矽基化之二胺。視需要,利用蒸餾等進行經矽基化之二胺之精製。並於已脫水之溶劑中使已矽基化之二胺先溶解,並邊攪拌邊添加四羧酸二酐,於0~120℃,較佳為5~80℃之範圍進行1~72小時攪拌,可獲得聚醯亞胺前驅體。於80℃以上反應時,分子量會依存於聚合時之溫度歷程而變動且因熱而進行醯亞胺化,可能無法穩定製造聚醯亞胺前驅體。
4)聚醯胺酸矽酯(直接法)
將1)之方法獲得之聚醯胺酸溶液與矽基化劑混合,於0~120℃,較佳為5~80℃之範圍攪拌1~72小時,可獲得聚醯亞胺前驅體。於80℃以上使其反應時,分子量會依存於聚合時之溫度歷程而變動且因熱而進行醯亞胺化,可能無法穩定製造聚醯亞胺前驅體。
3)的方法、及4)的方法使用之矽基化劑,若使用不含氯之矽基化劑,則不需將已矽基化之聚醯胺酸、或獲得之聚醯亞胺進行精製,為較理想。不含氯原子之矽基化劑可列舉N,O-雙(三甲基矽基)三氟乙醯胺、N,O-雙(三甲基矽基)乙醯胺、六甲基二矽氮烷。考量不含氟原子且低成本之觀點,N,O-雙(三甲基矽基)乙醯胺、六甲基二矽氮烷尤佳。
又,3)的方法之二胺之矽基化反應中,為了促進反應,可使用吡啶、哌啶、三乙胺等胺系觸媒。此觸媒可直接作為聚醯亞胺前驅體之聚合觸媒使用。
製備聚醯亞胺前驅體時使用之溶劑,宜使用水、例如N,N-二甲基甲醯胺、N,N-二甲基乙醯胺、N-甲基-2-吡咯烷酮、1,3-二甲基-2-咪唑啶酮、二甲基亞碸等非質子性溶劑較理想,若原料單體成分與生成之聚醯亞胺前驅體可溶解,則任何種類之溶劑皆可無問題而使用,其結構無特殊限定。溶劑宜採用水、N,N-二甲基甲醯胺、N,N-二甲基乙醯胺、N-甲基吡咯烷酮等醯胺溶劑、γ-丁內酯、γ-戊內酯、δ-戊內酯、γ-己內酯、ε-己內酯、α-甲基-γ-丁內酯等環狀酯溶劑、碳酸伸乙酯、碳酸伸丙酯等碳酸酯溶劑、三乙二醇等二醇系溶劑、間甲酚、對甲酚、3-氯苯酚、4-氯苯酚等苯酚系溶劑、苯乙酮、1,3-二甲基-2-咪唑啶酮、環丁碸、二甲基亞碸等較理想。再者,也可使用其他一般的有機溶劑,亦即苯酚、鄰甲酚、乙酸丁基、乙酸乙酯、乙酸異丁基、丙二醇甲基乙酸酯、乙基賽珞蘇、丁基賽珞蘇、2-甲基賽珞蘇乙酸酯、乙基賽珞蘇乙酸酯、丁基賽珞蘇乙酸酯、四氫呋喃、二甲氧基乙烷、二乙氧基乙烷、二丁醚、二乙二醇二甲醚、甲基異丁酮、二異丁酮、環戊酮、環己酮、甲乙酮、丙酮、丁醇、乙醇、二甲苯、甲苯、氯苯、萜烯、礦精、石油腦系溶劑等。又,溶劑也可組合多種使用。
聚醯亞胺前驅體之對數黏度不特別限定,於30℃之濃度0.5g/dL之N,N-二甲基乙醯胺溶液中的對數黏度為0.2dL/g以上,更佳為0.3dL/g以上,尤佳為0.4dL/g以上。對數黏度為0.2dL/g以上時,聚醯亞胺前驅體之分子量高,獲得之聚醯亞胺之機械強度、耐熱性優異。
本發明之聚醯亞胺前驅體組成物中含有的溶劑,只要是聚醯亞胺前驅體與紫外線吸收劑可溶解者即可,並無特殊限制。溶劑之具體例可列舉在製備上述聚醯亞胺前驅體時使用之溶劑,可直接使用製造聚醯亞胺前驅體時使用的溶劑。
本發明之聚醯亞胺前驅體組成物中含有的紫外線吸收劑可使用在聚醯亞胺材料項目說明過的紫外線吸收劑,理想者亦同。紫外線吸收劑之添加時期不特別限定,通常係在製備聚醯亞胺前驅體之溶液後添加紫外線吸收劑,但也可在使二胺成分與四羧酸成分反應前於溶劑中添加紫外線吸收劑。又,添加時宜添加預先將紫外線吸收劑溶於溶劑而成的溶液較佳。
本發明之聚醯亞胺前驅體組成物中,視需要可含有化學醯亞胺化劑(乙酸酐等酸酐、吡啶、異喹啉等胺化合物)、抗氧化劑、填料(二氧化矽等無機粒子等)、染料、顏料、矽烷偶聯劑等偶聯劑、底塗劑、阻燃材、消泡劑、塗平劑、流變控制劑(流動輔助劑)、剝離劑等。惟於要求透明性之用途,宜不含會使光透射率、霧度減低之染料及顏料較佳。針對其他添加劑,亦宜以不使光透射率、霧度減小的方式,適當選擇其種類及量較佳。
聚醯亞胺溶液組成物的情形,含有之聚醯亞胺係在「本發明之聚醯亞胺材料」已說明且可溶於溶劑之聚醯亞胺。溶劑可以從就製造前述聚醯亞胺前驅體時使用之溶劑已說明者當中配合聚醯亞胺而適當選擇。又,含有之紫外線吸收劑,亦係使用在聚醯亞胺材料項目已說明之紫外線吸收劑。
就聚醯亞胺溶液組成物之製備方法而言,可將前述聚醯亞胺前驅體之溶液(較佳為不含紫外線吸收劑)於溶液中進行醯亞胺化處理(熱醯亞胺化、化學醯亞胺化),將聚醯亞胺前驅體轉換成聚醯亞胺,並直接以聚醯亞胺溶液的形式使用,或將醯亞胺化反應後之反應混合物投入到不良溶劑使聚醯亞胺析出後,將獲得之聚醯亞胺溶於溶劑。又,也可將前述聚醯亞胺前驅體之溶液(視需要含有醯亞胺化觸媒、脫水劑)流延於例如基材上,加熱處理並乾燥、醯亞胺化(熱醯亞胺化、化學醯亞胺化),將獲得之聚醯亞胺溶於溶劑。紫外線吸收劑宜於製備聚醯亞胺之溶液後添加較佳。
聚醯亞胺溶液組成物中含有的聚醯亞胺,在特定實施形態中,考量透明性、機械強度等觀點,宜為式(1)中,(i)X1為有脂環結構之4價基且Y1為有脂環結構之2價基、或(ii)X1為有脂環結構之4價基且Y1為有芳香族環之2價基、或(iii)X1為有芳香族環之4價基且Y1為有脂環結構之2價基、或(iv)X1為含F之有芳香族環之4價基與不含F之有芳香族環之4價基,Y1為有芳香族環之2價基較佳。
本發明之聚醯亞胺材料可藉由將上述聚醯亞胺前驅體組成物或聚醯亞胺溶液組成物於超過200℃之溫度進行加熱處理以獲得。使用聚醯亞胺前驅體組成物時,在去除溶劑的同時,醯亞胺化進行,轉換成聚醯亞胺(固體,例如薄膜、塗層)。聚醯亞胺溶液組成物的情形,亦為於高溫熱處理以去除溶劑,並獲得聚醯亞胺(固體,例如薄膜、塗層)。任一情形皆於最終超過200℃之高溫進行熱處理, 故可獲得熱特性、機械特性安定且具有聚醯亞胺原本之優良特性之聚醯亞胺材料。加熱處理溫度較佳為250℃以上。
於高溫加熱,係為了獲得特性優良之聚醯亞胺(尤其薄膜、塗層)所必要,但會有紫外線吸收劑之蒸發、分解的顧慮。但是即使在含紫外線吸收劑之狀態於高溫加熱仍可獲得有充分之紫外線耐久性之聚醯亞胺材料之情事,係對於本案發明人亦未預見的。
說明聚醯亞胺材料之一理想形態之聚醯亞胺薄膜之製造方法之一例。
就聚醯亞胺薄膜之製造方法之例而言,例如:將聚醯亞胺前驅體組成物流延在基材上,將此基材上之聚醯亞胺前驅體組成物於例如100~500℃,較佳為200~500℃,更佳為250~450℃程度之溫度進行加熱處理,而邊去除溶劑邊將聚醯亞胺前驅體進行醯亞胺化之方法。又,加熱廓線不特別限定,可適當選擇。
又,藉由將聚醯亞胺前驅體組成物流延在基材上,較佳為於180℃以下之溫度範圍乾燥,在基材上形成聚醯亞胺前驅體組成物之膜,並將獲得之聚醯亞胺前驅體組成物之膜從基材上剝離,在固定此膜之端部之狀態,或未固定膜之端部,而於例如100~500℃,較佳為200~500℃,更佳為250~450℃程度之溫度進行加熱處理,將聚醯亞胺前驅體予以醯亞胺化,也能理想地製造聚醯亞胺薄膜。
又,使用聚醯亞胺溶液組成物時亦同樣,可藉由將聚醯亞胺溶液組成物流延在基材上,於例如超過200~500℃,較佳為250~500℃,更佳為250~450℃程度之溫度進行加熱處理而去除溶劑,以理想地製造聚醯亞胺薄膜。又,此情形的加熱廓線亦不特別限定,可適當選擇。
聚醯亞胺薄膜(及聚醯亞胺塗膜)不特別限定,於100℃至250℃之線熱膨脹係數較佳為60ppm/K以下,更佳為50ppm/K以下。
聚醯亞胺薄膜(及聚醯亞胺塗膜)不特別限定,全光透射率(波長380nm~780nm之平均光透射率)較佳為68%以上,更佳為70%以上,又更佳為75%以上,尤佳為80%以上。在顯示器用途等使用時,若全光透射率低則光源需為強,會有耗能量的問題等產生。
聚醯亞胺薄膜(及聚醯亞胺塗膜)之耐熱性之指標即5%重量減少溫度不特別限定,較佳為400℃以上,更佳為430℃以上,又更佳為450℃以上。
又,就聚醯亞胺薄膜(及聚醯亞胺塗膜)之耐熱性之指標而言,0.5%重量減少溫度亦為重要。0.5%重量減少溫度,成為從材料放出含有成分、分解物成分之溫度之指標。聚醯亞胺材料之0.5%重量減少溫度高(例如超過200℃之溫度)時,代表在使用聚醯亞胺材料之製造步驟中,幾乎未放出含有成分、分解物成分。因此在使用聚醯亞胺材料(例如聚醯亞胺薄膜)之製品之製造步驟中,可減少裝置、其 他零件之污染。例如蒸鍍等步驟中,可減少裝置污染,有利於製造步驟之簡化、製造成本之減低、良率提升。
又,聚醯亞胺薄膜(及聚醯亞胺塗膜)之厚度,雖取決於用途,較佳為0.1μm~250μm,更佳為1μm~150μm,又更佳為3μm~120μm,尤佳為5μm~100μm。聚醯亞胺薄膜使用在透光之用途時,聚醯亞胺薄膜若太厚,會有光透射率降低之虞。
〔實施例〕
以下依實施例及比較例對於本發明更進一步說明。又,本發明不限於以下之實施例。
<清漆之評價>
於聚醯亞胺前驅體溶液、或聚醯亞胺溶液中添加溶有紫外線吸收劑之溶液,以目視評價攪拌後之清漆之均勻性。均勻:○ 不均勻(溶解殘留等):×
<聚醯亞胺薄膜之評價>
〔400nm光透射率〕
使用紫外可見分光光度計/V-650DS(日本分光製),測定聚醯亞胺薄膜之於波長400nm之光透射率。
〔YI〕
使用紫外可見分光光度計/V-650DS(日本分光製),依據ASTEM E313之規格,測定聚醯亞胺薄膜之YI。光源為D65,視野角設為2°。
〔紫外線照射前後之YI之變化量△YI〕
△YI=YIA-YIB
YIA:紫外線照射試驗後之聚醯亞胺薄膜之YI
YIB:紫外線照射試驗前之聚醯亞胺薄膜之YI
〔霧度〕
使用濁度計/NDH2000(日本電色工業製),依據JIS K7136之規格,測定聚醯亞胺薄膜之霧度。
〔拉伸彈性模數、斷裂點伸長度、斷裂點強度〕
將聚醯亞胺薄膜衝壓為IEC-540(S)規格之啞鈴形狀,作為試驗片(寬:4mm),使用ORIENTEC公司製TENSILON,以夾頭間長30mm、拉伸速度2mm/分測定初始之拉伸彈性模數、斷裂點伸長度。
〔0.5%重量減少溫度〕
將聚醯亞胺薄膜作為試驗片,使用TA INSTRUMENT公司製熱量計測定裝置(Q5000IR),於氮氣流中以升溫速度10℃/分從25℃升溫到600℃。從獲得之重量曲線求取0.5%重量減少溫度。
〔紫外線照射試驗〕
使用Q-LAB公司製之QUV耐候測試儀(weather meter)Q-UV SE型(Q屏),以光源為UVB-313,試驗溫度50℃(黑屏溫度)、試驗照度0.59W/m2(310nm)、試驗時間為24h之條件實施。
以下之各例使用之原材料之簡稱、純度等如下。
〔二胺成分〕
4,4’-ODA:4,4’-氧基二苯胺〔純度:99.9%(GC分析)〕
BAFL:9,9-雙(4-胺基苯基)茀
m-TD:2,2’-二甲基-4,4’-二胺基聯苯〔純度:99.85%(GC分析)〕
TFMB:2,2’-雙(三氟甲基)聯苯胺〔純度:99.83%(GC分析)〕
tra-DACH:trans-1,4-二胺基環己烷〔純度:99.1%(GC分析)〕
DABAN:4,4’-二胺基苯醯替苯胺〔純度:99.90%(GC分析)〕
PPD:對苯二胺〔純度:99.9%(GC分析)〕
BAPB:4,4’-雙(4-胺基苯氧基)聯苯
TPE-Q:1,4-雙(4-胺基苯氧基)苯
〔四羧酸成分〕
CBDA:1,2,3,4-環丁烷四羧酸二酐〔純度:99.9%(GC分析)〕
6FDA:4,4’-(2,2-六氟亞異丙基)二鄰苯二甲酸二酐〔純度99.77%(H-NMR分析)
PPHT:(八氫-1,3-二側氧基-5-異苯并呋喃羧酸)1,4-伸苯基二醯胺
CpODA:降莰烷-2-螺-α-環戊酮-α’-螺-2”-降莰烷-5,5”,6,6”-四羧酸二酐
PMDA-HS:1R,2S,4S,5R-環己烷四羧酸二酐〔純度:99.9%(GC分析)〕
s-BPDA:3,3’,4,4’-聯苯四羧酸二酐〔純度99.9%(H-NMR分析)〕
a-BPDA:2,3,3’,4’-聯苯四羧酸二酐〔純度99.9%(H-NMR分析)〕
DNDAxx:(4arH,8acH)-十氫-1t,4t:5c,8c-二甲橋萘-2t,3t,6c,7c-四羧酸二酐
〔就DNDAxx而言之純度:99.2%(GC分析)〕
〔溶劑〕
DMAc:N,N-二甲基乙醯胺
NMP:N-甲基-2-吡咯烷酮
MIBK:甲基異丁酮
〔紫外線吸收劑〕
【表1】
Figure 105143559-A0305-02-0055-29
四羧酸成分及二胺成分之結構式如下所示。
【化25】
Figure 105143559-A0305-02-0056-30
紫外線吸收劑之結構式如下所示。
Figure 105143559-A0305-02-0057-31
【化27】
Figure 105143559-A0305-02-0058-32
〔聚醯胺酸溶液1〕
在經氮氣取代之反應容器中裝入m-TD 2.12g(10毫莫耳),添加DMAc 31.33g,此量係使進料單體總質量(二胺成分與羧酸成分之總和)成為12質量%之量,於室溫攪拌1小時。於此溶液中緩慢添加CBDA 1.76g(9毫莫耳)與CpODA 0.38g(1毫莫 耳)。於室溫攪拌12小時。於此溶液中添加1,2-二甲基咪唑0.096g與DMAc 0.096g之混合溶液,於室溫攪拌1小時,獲得均勻且黏稠的聚醯亞胺前驅體溶液(聚醯胺酸溶液1)。
〔聚醯胺酸溶液2〕
在經氮氣取代之反應容器中裝入4,4’-ODA 1.40g(7毫莫耳)與BAFL 1.05g(3毫莫耳),添加NMP 39.21g,其量是使進料單體總質量(二胺成分與羧酸成分之總和)成為15質量%之量,於室溫攪拌1小時。於此溶液中緩慢添加PPHT 3.51g(7.5毫莫耳)與CpODA 0.96g(2.5毫莫耳)。於室溫攪拌12小時,獲得均勻且黏稠的聚醯亞胺前驅體溶液(聚醯胺酸溶液2)。
〔聚醯亞胺溶液1〕
在經氮氣取代之反應容器中裝入TFMB 3.20g(10毫莫耳),添加DMAc 30.58g,此量係使進料單體總質量(二胺成分與羧酸成分之總和)成為20質量%之量,於室溫攪拌1小時。於此溶液中緩慢添加6FDA 4.44g(10毫莫耳)。於室溫攪拌12小時,於160℃攪拌12小時,降溫到50℃,添加DMAc 30.58g,於50℃攪拌3小時。將此溶液緩慢滴加到水500mL中,使聚醯亞胺沉澱。將聚醯亞胺回收、乾燥,使其溶於MIBK,獲得20質量%之均勻且黏稠的聚醯亞胺溶液(聚醯亞胺溶液1)。
〔聚醯胺酸溶液3〕
在經氮氣取代之反應容器中裝入m-TD 2.12g(10毫莫耳),添加DMAc 31.33g,此量係使進料單體總質量(二胺成分與羧酸成分之總和)成為12質量%之量,於室溫攪拌1小時。於此溶液中緩慢添加CBDA 1.76g(9毫莫耳)與CpODA 0.38g(1毫莫耳)。於室溫攪拌12小時。於此溶液中添加1,2-二甲基咪唑0.192g與DMAc 0.192g之混合溶液,於室溫攪拌1小時,獲得均勻且黏稠的聚醯亞胺前驅體溶液(聚醯胺酸溶液3)。
〔聚醯胺酸溶液4〕
在經氮氣取代之反應容器中裝入m-TD 2.12g(10毫莫耳),添加DMAc 31.33g,此量係使進料單體總質量(二胺成分與羧酸成分之總和)成為12質量%之量,於室溫攪拌1小時。於此溶液中緩慢添加CBDA 1.76g(9毫莫耳)與CpODA 0.38g(1毫莫耳)。於室溫攪拌12小時。於此溶液中添加1,2-二甲基咪唑0.384g與DMAc 0.384g之混合溶液,於室溫攪拌1小時,獲得均勻且黏稠的聚醯亞胺前驅體溶液(聚醯胺酸溶液4)。
〔聚醯胺酸溶液5〕
在經氮氣取代之反應容器中裝入4,4’-ODA 20.02g(0.100莫耳),添加DMAc 207.21g,此量係使進料單體總質量(二胺成分與羧酸成分之總和)成為17質量%之量,於室溫攪拌1小時。於此溶液中緩慢添加PMDA-HS 22.41g(0.100莫耳)。於室溫攪拌12小時,獲得均勻且黏稠的聚醯亞胺前驅體溶液(聚醯胺酸溶液5)。
〔聚醯胺酸溶液6〕
在經氮氣取代之反應容器中裝入tra-DACH 10.81g(0.100莫耳),添加DMAc 2950.64g,此量係使進料單體總質量(二胺成分與羧酸成分之總和)成為12質量%之量,於室溫攪拌1小時。於此溶液中緩慢添加s-BPDA 28.69g(0.0975莫耳)與a-BPDA 0.74g(0.0025莫耳)。於50℃攪拌12小時,獲得均勻且黏稠的聚醯亞胺前驅體溶液(聚醯胺酸溶液6)。
〔聚醯胺酸溶液7〕
在經氮氣取代之反應容器中裝入4,4’-ODA 20.02g(0.100莫耳),添加DMAc 233.85g,此量係使進料單體總質量(二胺成分與羧酸成分之總和)成為20質量%之量,於室溫攪拌1小時。於此溶液中緩慢添加CpODA 38.44g(0.100莫耳)。於室溫攪拌12小時,獲得均勻且黏稠的聚醯亞胺前驅體溶液(聚醯胺酸溶液5)。
〔聚醯胺酸溶液8〕
在經氮氣取代之反應容器中裝入m-TD 1.87g(8.8毫莫耳)與TPE-Q 0.35g(1.2毫莫耳),添加DMAc 24.37g,此量係使進料單體總質量(二胺成分與羧酸成分之總和)成為15質量%之量,於室溫攪拌1小時。於此溶液中緩慢添加CBDA 1.76g(9毫莫耳)與CpODA 0.38g(1毫莫耳)。於室溫攪拌12小時。於此溶液中添加1,2-二甲基咪唑0.384g與DMAc 0.384g之混合溶液,於室溫攪拌1小時,獲得均勻且黏稠的聚醯亞胺前驅體溶液(聚醯胺酸溶液8)。
〔聚醯胺酸溶液9〕
在經氮氣取代之反應容器中裝入m-TD 1.61g(7.6毫莫耳).與TPE-Q 0.70g(1.2毫莫耳),添加DMAc 24.91g,此量係使進料單體總質量(二胺成分與羧酸成分之總和)成為15質量%之量,於室溫攪拌1小時。於此溶液中緩慢添加CBDA 1.76g(9毫莫耳)與CpODA 0.38g(1毫莫耳)。於室溫攪拌12小時。於此溶液中添加1,2-二甲基咪唑0.384g與DMAc 0.384g之混合溶液,於室溫攪拌1小時,獲得均勻且黏稠的聚醯亞胺前驅體溶液(聚醯胺酸溶液9)。
〔聚醯胺酸溶液10〕
在經氮氣取代之反應容器中裝入m-TD 1.27g(6.0毫莫耳)與TPE-Q 1.17g(1.2毫莫耳),添加DMAc 25.64g,此量係使進料單體總質量(二胺成分與羧酸成分之總和)成為15質量%之量,於室溫攪拌1小時。於此溶液中緩慢添加CBDA 1.76g(9毫莫耳)與CpODA 0.38g(1毫莫耳)。於室溫攪拌12小時。於此溶液中添加1,2-二甲基咪唑0.384g與DMAc 0.384g之混合溶液,於室溫攪拌1小時,獲得均勻且黏稠的聚醯亞胺前驅體溶液(聚醯胺酸溶液10)。
〔聚醯胺酸溶液11〕
在經氮氣取代之反應容器中裝入m-TD 2.12g(10毫莫耳),添加DMAc 24.71g,此量係使進料單體總質量(二胺成分與羧酸成分之總和)成為20質量%之量,於室溫攪拌1小時。於此溶液中緩慢添加PMDA-HS 2.24g(10毫莫耳)。於室溫攪拌12小時,獲得均勻且黏稠的聚醯亞胺前驅體溶液(聚醯胺酸溶液11)。
〔聚醯胺酸溶液12〕
在經氮氣取代之反應容器中裝入TFMB 3.20g(10毫莫耳),添加DMAc 23.66g,此量係使進料單體總質量(二胺成分與羧酸成分之總和)成為25質量%之量,於室溫攪拌1小時。於此溶液中緩慢添加PPHT 4.69g(10毫莫耳)。於室溫攪拌12小時,獲得均勻且黏稠的聚醯亞胺前驅體溶液(聚醯胺酸溶液12)。
〔聚醯胺酸溶液13〕
在經氮氣取代之反應容器中裝入TFMB 3.20g(10毫莫耳),添加DMAc 20.64g,此量係使進料單體總質量(二胺成分與羧酸成分之總和)成為20質量%之量,於室溫攪拌1小時。於此溶液中緩慢添加CBDA 1.96g(10毫莫耳)。於室溫攪拌12小時,獲得均勻且黏稠的聚醯亞胺前驅體溶液(聚醯胺酸溶液13)。
〔聚醯胺酸溶液14〕
在經氮氣取代之反應容器中裝入DABAN 1.59g(7毫莫耳)與PPD 0.14g(1毫莫耳)與BAPB 0.93g(2毫莫耳),添加NMP 24.85g,此量係使進料單體總質量(二胺成分與羧酸成分之總和)成為22質量%之量,於室溫攪拌1小時。於此溶液中緩慢添加DNDAxx 3.95g(10毫莫耳)。於室溫攪拌12小時,獲得均勻且黏稠的聚醯亞胺前驅體溶液(聚醯胺酸溶液14)。
〔聚醯胺酸溶液15〕
在經氮氣取代之反應容器中裝入TFMB 3.20g(10毫莫耳),添加DMAc 28.16g,此量係使進料單體總質量(二胺成分與羧酸成分之總和)成為20質量%之 量,於室溫攪拌1小時。於此溶液中緩慢添加CpODA 3.84g(10毫莫耳)。於室溫攪拌12小時,獲得均勻且黏稠的聚醯亞胺前驅體溶液(聚醯胺酸溶液15)。
〔聚醯胺酸溶液16〕
在經氮氣取代之反應容器中裝入TFMB 3.20g(10毫莫耳),添加DMAc 28.76g,此量係使進料單體總質量(二胺成分與羧酸成分之總和)成為20質量%之量,於室溫攪拌1小時。於此溶液中緩慢添加6FDA 3.11g(7毫莫耳)與s-BPDA 0.88g(3毫莫耳)。於室溫攪拌12小時,獲得均勻且黏稠的聚醯亞胺前驅體溶液(聚醯胺酸溶液16)。
〔實施例1〕
將使LA-46溶於DMAc而得的溶液以相對於獲得之聚醯亞胺100重量份成為2重量份之量添加到聚醯胺酸溶液1,於室溫攪拌1小時,獲得均勻且黏稠的聚醯亞胺前驅體組成物。清漆之評價結果示於表2。
將經PTFE製濾膜過濾之聚醯亞胺前驅體組成物塗佈在玻璃基板,於氮氣環境下直接於其上從室溫加熱到260℃而進行熱醯亞胺化,獲得無色透明的聚醯亞胺薄膜/玻璃疊層體。其次,將獲得之聚醯亞胺薄膜/玻璃疊層體浸於水後剝離並乾燥,獲得聚醯亞胺薄膜。聚醯亞胺薄膜之評價結果示於表2。
〔實施例2~19、比較例2、參考例1~3〕
將LA-46替換為使用表中記載之紫外線吸收劑,並以成為表中記載之量的方式添加到聚醯胺酸溶液1,除此以外實施和實施例1同樣的操作。清漆及聚醯亞胺薄膜之評價結果示於表2。
〔比較例1〕
將兵PTFE製濾膜過濾之聚醯胺酸溶液1塗佈在玻璃基板,於氮氣環境下直接在其上從室溫加熱到260℃而進行熱醯亞胺化,獲得無色透明的聚醯亞胺薄膜/玻璃疊層體。其次將獲得之聚醯亞胺薄膜/玻璃疊層體浸於水後剝離並乾燥,獲得聚醯亞胺薄膜。聚醯亞胺薄膜之評價結果示於表2。
〔實施例20〕
將使Sumisorb 340溶於NMP而得之溶液,以相對於獲得之聚醯亞胺100重量份成為2重量份之量添加到聚醯胺酸溶液2,於室溫攪拌1小時,獲得均勻且黏稠的聚醯亞胺前驅體組成物。清漆之評價結果示於表2。
將經PTFE製濾膜過濾之聚醯亞胺前驅體組成物塗佈在玻璃基板,於氮氣環境下,直接於其上從室溫加熱到350℃而進行熱醯亞胺化,獲得無色透明的聚醯亞胺薄膜/玻璃疊層體。其次將獲得之聚醯亞胺薄膜/玻璃疊層體浸於水後剝離並乾燥,獲得聚醯亞胺薄膜。聚醯亞胺薄膜之評價結果示於表2。
〔比較例3〕
將經PTFE製濾膜過濾之聚醯胺酸溶液2塗佈在玻璃基板,於氮氣環境下直接於其上從室溫加熱到350℃而進行熱醯亞胺化,獲得無色透明的聚醯亞胺薄膜/玻璃疊層體。其次將獲得之聚醯亞胺薄膜/玻璃疊層體浸於水後剝離並乾燥,獲得聚醯亞胺薄膜。聚醯亞胺薄膜之評價結果示於表2。
〔比較例4、5〕
將使Tinuvin 384-2溶於MIBK而得之溶液,以相對於獲得之聚醯亞胺100重量份成為1重量份之量添加到聚醯亞胺溶液1,於室溫攪拌1小時,獲得均勻且黏稠的聚醯亞胺溶液組成物。清漆之評價結果示於表2。
將經PTFE製濾膜過濾之聚醯亞胺溶液組成物塗佈在玻璃基板,於氮氣環境下直接於其上從室溫加熱到130℃及200℃(分別為比較例4與5),進行熱醯亞胺化,獲得無色透明的聚醯亞胺薄膜/玻璃疊層體。其次將獲得之聚醯亞胺薄膜/玻璃疊層體浸於水後剝離並乾燥,獲得聚醯亞胺薄膜。聚醯亞胺薄膜之評價結果示於表2。
〔實施例21~23〕
將LA-46替換為使用表3記載之紫外線吸收劑(Tinuvin PS),並以成為表3記載之量(2重量份)之方式添加到聚醯胺酸溶液1,除此以外實施和實施例1同樣的操作。惟改變聚醯亞胺前驅體組成物之塗佈量的結果,聚醯亞胺薄膜之厚度成為如表3(其他實施例、比較例亦同)。清漆及聚醯亞胺薄膜之評價結果示於表3。
〔實施例24〕
將聚醯胺酸溶液1替換為使用聚醯胺酸溶液3,除此以外實施和實施例21同樣的操作。清漆及聚醯亞胺薄膜之評價結果示於表3。
〔實施例25、26〕
將紫外線吸收劑(Tinuvin PS)之量改為如表3記載之量,且使用聚醯胺酸溶液4,除此以外實施和實施例1同樣的操作。清漆及聚醯亞胺薄膜之評價結果示於表3。
〔比較例6~8〕
不使用紫外線吸收劑,分別使用聚醯胺酸溶液1(比較例8)、聚醯胺酸溶液3(比較例9)、聚醯胺酸溶液4(比較例10)並和實施例1實施同樣的操作。清漆及聚醯亞胺薄膜之評價結果示於表3。
〔實施例27、28〕
將表3記載之紫外線吸收劑(Tinuvin PS)及聚醯胺酸溶液以表3記載之量使用,並和實施例1實施同樣的操作,獲得均勻且黏稠的聚醯亞胺前驅體組成物。清漆之評價結果示於表3。加熱到溫度350℃並進行醯亞胺化,除此以外和實施例1同樣進行,獲得聚醯亞胺薄膜。聚醯亞胺薄膜之評價結果示於表3。
〔比較例9,10〕
不使用紫外線吸收劑,使用聚醯胺酸溶液5(比較例9)、聚醯胺酸溶液6(比較例10,實施和實施例1同樣的操作,獲得均勻且黏稠的聚醯亞胺前驅體組成物。清漆之評價結果示於表3。加熱溫度到350℃,並進行醯亞胺化,除此以外和實施例1同樣進行,獲得聚醯亞和胺薄膜。聚醯亞胺薄膜之評價結果示於表3。
〔實施例29〕
將表3記載之紫外線吸收劑(Tinuvin PS)及聚醯胺酸溶液(聚醯胺酸溶液7)以表3記載之量使用,並實施和實施例1同樣的操作,獲得均勻且黏稠的聚醯亞胺前驅體組成物。清漆之評價結果示於表3。加熱到溫度400℃並進行醯亞胺化,除此以外和實施例1同樣進行,獲得聚醯亞胺薄膜。聚醯亞胺薄膜之評價結果示於表3。
〔比較例11〕
不使用紫外線吸收劑,使用聚醯胺酸溶液7,並實施和實施例1同樣的操作,獲得均勻且黏稠的聚醯亞胺前驅體組成物。清漆之評價結果示於表3。加熱到溫度400℃並進行醯亞胺化,除此以外和實施例1同樣進行,獲得聚醯亞胺薄膜。聚醯亞胺薄膜之評價結果示於表3。
〔實施例30〕
將使紫外線吸收劑(Tinuvin PS)溶於DMAc而得之溶液,以相對於獲得之聚醯亞胺100重量份成為2重量份之量添加到聚醯胺酸溶液8,於室溫攪拌1小時,獲得均勻且黏稠的聚醯亞胺前驅體組成物。清漆之評價結果示於表4。
將經PTFE製濾膜過濾之聚醯亞胺前驅體組成物塗佈在UPILEX(註冊商標)-125S上,於氮氣環境下直接於其上從室溫加熱到260℃而進行熱醯亞胺化,獲得無色透明的聚醯亞胺薄膜/UPILEX(註冊商標)-125S疊層體。其次將聚醯亞胺薄膜從獲得之聚醯亞胺薄膜/UPILEX(註冊商標)-125S疊層體剝離。又,剝離即使未浸於水等亦可輕易地剝離。獲得之聚醯亞胺薄膜之評價結果示於表4。
〔比較例12〕
不使用紫外線吸收劑,使用聚醯胺酸溶液8實施和實施例30同樣的操作。清漆及聚醯亞胺薄膜之評價結果示於表4。
〔實施例31~33〕
使紫外線吸收劑(Tinuvin PS)之量成為表4記載之量並使用聚醯胺酸溶液9,除此以外實施和實施例30同樣的操作。清漆及聚醯亞胺薄膜之評價結果示於表4。
〔比較例13〕
不使用紫外線吸收劑,使用聚醯胺酸溶液9,實施和實施例30同樣的操作。清漆及聚醯亞胺薄膜之評價結果示於表4。
〔實施例34〕
使紫外線吸收劑(Tinuvin PS)之量成為表4記載之量,並使用聚醯胺酸溶液10,除此以外實施和實施例30同樣的操作。清漆及聚醯亞胺薄膜之評價結果示於表4。
〔比較例14〕
不使用紫外線吸收劑,使用聚醯胺酸溶液10,實施和實施例30同樣的操作。清漆及聚醯亞胺薄膜之評價結果示於表4。
〔實施例35〕
將使Sumisorb 250溶於DMAc而得之溶液以相對於獲得之聚醯亞胺100重量份成為2重量份之量添加到聚醯胺酸溶液11,於室溫攪拌1小時,獲得均勻且黏稠的聚醯亞胺前驅體組成物。清漆之評價結果示於表4。
將經PTFE製濾膜過濾之聚醯亞胺前驅體組成物塗佈在UPILEX(註冊商標)-125S上,於氮氣環境下直接於其上從室溫加熱到350℃而進行熱醯亞胺化,獲得無色透明的聚醯亞胺薄膜/UPILEX(註冊商標)-125S疊層體。其次,將聚醯亞胺薄膜從獲得之聚醯亞胺薄膜/UPILEX(註冊商標)-125S疊層體剝離。又,剝離即使未浸於水等仍可輕易地剝離。獲得之聚醯亞胺薄膜之評價結果示於表4。
〔比較例15〕
不使用紫外線吸收劑,使用聚醯胺酸溶液11,實施和實施例35同樣的操作。清漆及聚醯亞胺薄膜之評價結果示於表4。
〔實施例36〕
將使Sumisorb 250溶於DMAc而得之溶液,以相對於獲得之聚醯亞胺100重量份成為2重量份之量添加到聚醯胺酸溶液12,於室溫攪拌1小時,獲得均勻且黏稠的聚醯亞胺前驅體組成物。清漆之評價結果示於表4。
將經PTFE製濾膜過濾之聚醯亞胺前驅體組成物塗佈在UPILEX(註冊商標)-125S上,於氮氣環境下直接於其上從室溫加熱到350℃而進行熱醯亞胺化,獲得無色透明的聚醯亞胺薄膜/UPILEX(註冊商標)-125S疊層體。其次將聚醯亞胺薄膜從獲得之聚醯亞胺薄膜/UPILEX(註冊商標)-125S疊層體剝離。又,剝離即使未浸於水等仍可輕易地剝離。獲得之聚醯亞胺薄膜之評價結果示於表4。
〔比較例16〕
不使用紫外線吸收劑,使用聚醯胺酸溶液12,實施和實施例36同樣的操作。清漆及聚醯亞胺薄膜之評價結果示於表4。
〔實施例37〕
把使Sumisorb 250溶於DMAc而得之溶液以相對於獲得之聚醯亞胺100重量份成為2重量份之量添加到聚醯胺酸溶液13,於室溫攪拌1小時,獲得均勻且黏稠的聚醯亞胺前驅體組成物。清漆之評價結果示於表4。
將經PTFE製濾膜過濾之聚醯亞胺前驅體組成物塗佈在UPILEX(註冊商標)-125S上,於氮氣環境下直接於其上從室溫加熱到350℃而進行熱醯亞胺化,獲得無色透明的聚醯亞胺薄膜/UPILEX(註冊商標)-125S疊層體。其次將聚醯亞胺薄膜從獲得之聚醯亞胺薄膜/UPILEX(註冊商標)-125S疊層體剝離。又,剝離即使未浸於水等仍可輕易地剝離。獲得之聚醯亞胺薄膜之評價結果示於表4。
〔比較例17〕
不使用紫外線吸收劑,使用聚醯胺酸溶液13,實施和實施例37同樣的操作。清漆及聚醯亞胺薄膜之評價結果示於表4。
〔實施例38〕
將使Tinuvin PS溶於NMP而得之溶液以相對於獲得之聚醯亞胺100重量份成為2重量份之量添加到聚醯胺酸溶液14,於室溫攪拌1小時,獲得均勻且黏稠的聚醯亞胺前驅體組成物。清漆之評價結果示於表4。
將經PTFE製濾膜過濾之聚醯亞胺前驅體組成物塗佈在UPILEX(註冊商標)-125S上,於氮氣環境下直接於其上從室溫加熱到430℃,進行熱醯亞胺化,獲得無色透明的聚醯亞胺薄膜/UPILEX(註冊商標)-125S疊層體。其次將聚醯亞胺薄膜從獲得之聚醯亞胺薄膜/UPILEX(註冊商標)-125S疊層體剝離。又,剝離即使未浸於水等仍可輕易地剝離。獲得之聚醯亞胺薄膜之評價結果示於表4。
〔比較例18〕
不使用紫外線吸收劑,使用聚醯胺酸溶液14,實施和實施例38同樣的操作。清漆及聚醯亞胺薄膜之評價結果示於表4。
Figure 105143559-A0305-02-0073-33
Figure 105143559-A0305-02-0074-34
Figure 105143559-A0305-02-0074-61
Figure 105143559-A0305-02-0075-36
Figure 105143559-A0305-02-0075-62
Figure 105143559-A0305-02-0076-38
Figure 105143559-A0305-02-0076-39
Figure 105143559-A0305-02-0077-40
〔產業利用性〕
依照本發明,可提供發揮聚醯亞胺材料(例如聚醯亞胺薄膜、塗材)自以往的特性,例如耐藥品性、機械強度、電特性、尺寸安定性等且改善紫外線耐久性之聚醯亞胺材料。此聚醯亞胺材料尤其適合作為顯示器用、觸控面板用、太陽能電池用等的基板、保護薄膜、保護層等。
Figure 105143559-11-02

Claims (20)

  1. 一種聚醯亞胺材料,包含僅有聚醯亞胺及紫外線吸收劑作為聚合物成分,同時符合以下的條件:(i)0.5%重量減少溫度超過200℃;(ii)不含光感受性成分及來自光感受性成分之改性物;(iii)霧度為15%以下、或黃色度(YI)在紫外線照射試驗前後之兩者為15以下,或從相同的聚醯亞胺材料來形成具有5~100μm之範圍之至少1個厚度之薄膜或塗層時,霧度為15%以下、或黃色度(YI)在紫外線照射試驗前後之兩者為15以下,惟該紫外線照射試驗之條件係使用QUV-313燈,且於310nm之照度0.59W/m2、溫度50℃、照射時間24小時;(iv)紫外線照射試驗前後之黃色度之變化△YI為10以下,或從相同的聚醯亞胺材料來形成具有5~100μm之範圍之至少1個厚度之薄膜或塗層時,黃色度之變化△YI為10以下,惟該紫外線照射試驗之條件如前述(iii)所定義者;(v)黃色度(YI)在紫外線照射試驗前後之兩者為0以上,或從相同的聚醯亞胺材料來形成具有5~100μm之範圍之至少1個厚度之薄膜或塗層時,黃色度(YI)在紫外線照射試驗前後之兩者為0以上,惟該紫外線照射試驗之條件如前述(iii)所定義者;其中,該聚醯亞胺含有下列通式(1)表示之重複單元;〔化1〕
    Figure 105143559-A0305-02-0079-41
    式中,X1為有芳香族環或有脂環結構之4價基,Y1為有芳香族環或有脂環結構之2價基,惟當X1與Y1兩者為有芳香族環之基團時,X1為具有含氟原子之芳香族環之4價基,Y1為具有含氟原子之芳香族環之2價基;惟該聚醯亞胺與下列式(501)所示的四羧酸二酐與式(502)和(503)所示的二胺反應得到的聚醯亞胺不同:
    Figure 105143559-A0305-02-0079-42
    Figure 105143559-A0305-02-0079-43
    Figure 105143559-A0305-02-0079-44
    以膜厚為1~250μm之範圍之薄膜或塗層的型態;其中該紫外線吸收劑係選自:式(100)或式(101)所示之苯并三唑化合物、式(200)所示之三
    Figure 105143559-A0305-02-0079-63
    化合物及其加熱改性物;〔化2〕
    Figure 105143559-A0305-02-0080-45
    式中,R11~R18表示不含芳香環的有機基;
    Figure 105143559-A0305-02-0080-46
    式中,R31~R37及R41~R47代表針對R11~R18給予之含意,X為2價之不含芳香環的有機基;
    Figure 105143559-A0305-02-0080-47
    式中,R19~R24表示有機基。
  2. 如請求項1所述之聚醯亞胺材料,其中,X1為有脂環結構之4價基且Y1為有脂環結構之2價基的通式(1)表示之重複單元之含量,相對於全部重複單元為50莫耳%以下。
  3. 如請求項1所述之聚醯亞胺材料,其中,通式(1)中之X1為有芳香族環之4價基且Y1為有芳香族環之2價基,惟X1為具有含氟原子之芳香族環之4價基及/或Y1為具有含氟原子之芳香族環之2價基。
  4. 如請求項1所述之聚醯亞胺材料,其中,通式(1)中之X1為有脂環結構之4價基且Y1為有芳香族環之2價基。
  5. 如請求項1所述之聚醯亞胺材料,其中,通式(1)中之X1為有芳香族環之4價基且Y1為有脂環結構之2價基。
  6. 如請求項1所述之聚醯亞胺材料,其中,通式(1)之X1為有脂環結構之4價基的重複單元之含量,為全部重複單元中之超過60%之比例,惟X1為有脂環結構之4價基且Y1為有脂環結構之2價基的通式(1)表示之重複單元之含量,相對於全部重複單元為50莫耳%以下。
  7. 如請求項1所述之聚醯亞胺材料,其中,通式(1)之Y1從選自2,2’-雙(三氟甲基)聯苯胺及間聯甲苯胺中之至少一者衍生的基的重複單元的含量,為全部重複單元中之50%以上之比例。
  8. 如請求項1所述之聚醯亞胺材料,其中,該聚醯亞胺之熔點為300℃以上。
  9. 如請求項1所述之聚醯亞胺材料,其中,該聚醯亞胺在主鏈不含有超過碳原子數4之亞甲基長鏈。
  10. 如請求項1所述之聚醯亞胺材料,其並不是配向膜。
  11. 如請求項1所述之聚醯亞胺材料,其中,該苯并三唑化合物係選自由(a)及(b)構成之群組:(a)式(100)表示之化合物,且此時R11~R18彼此獨立地為H、或也可被經取代或未經取代之馬來醯亞胺基(對烷基之取代位置為N)取代之碳數1~20之烷基,惟烷基中之-CH2-基也可替換為-COO-或-OCO-;式中不具Cl,R11~R18中不含芳香環;(b)式(101)表示之化合物,於此時,R31~R37及R41~R47彼此獨立地為H、或也可被經取代或未經取代之馬來醯亞胺基(對烷基之取代位置為N)取代之碳數1~20之烷基,惟烷基中之-CH2-基也可替換為-COO-或-OCO-;X為碳數1~20之伸烷基,惟烷基中之-CH2-基也可替換為-COO-或-OCO-;式中不具有Cl,R31~R37、R41~R47及X中不含芳香環。
  12. 一種聚醯亞胺材料之製造方法,其特徵為:將含有聚醯亞胺前驅體、紫外線吸收劑及溶劑之聚醯亞胺前驅體組成物、或含有聚醯亞胺、紫外線吸收劑及溶劑之聚醯亞胺溶液組成物,於超過200℃之溫度進行加熱處理,並製造如請求項1至10中的任一項之聚醯亞胺材料。
  13. 如請求項12所述之聚醯亞胺材料之製造方法,其中,該聚醯亞胺前驅體組成物含有之該聚醯亞胺前驅體包括下列通式(A1)表示之重複單元;〔化5〕
    Figure 105143559-A0305-02-0083-48
    式中,X1為有芳香族環或有脂環結構之4價基,Y1為有芳香族環或有脂環結構之2價基,惟當X1與Y1兩者為有芳香族環之基團時,X1為具有含氟原子之芳香族環之4價基及/或Y1為具有含氟原子之芳香族環之2價基,R1、R2各自獨立地為氫、碳數1~6之烷基、或碳數3~9之烷基矽基。
  14. 如請求項12所述之聚醯亞胺材料之製造方法,其中,該聚醯亞胺溶液組成物含有之該聚醯亞胺包括在如申請專利範圍第1項定義的通式(1)表示之重複單元。
  15. 如請求項12所述之聚醯亞胺材料之製造方法,具有以下步驟:將該聚醯亞胺前驅體組成物或該聚醯亞胺溶液組成物塗佈在基材上;將已塗佈在基材上之聚醯亞胺前驅體組成物或聚醯亞胺溶液組成物進行加熱處理。
  16. 如請求項12所述之聚醯亞胺材料之製造方法,其中,該加熱處理溫度為250℃以上。
  17. 一種聚醯亞胺前驅體組成物,含有聚醯亞胺前驅體、紫外線吸收劑、及溶劑,同時符合以下的條件(i)至(v): (i)並非液晶配向膜用途,且該聚醯亞胺前驅體於主鏈不具有超過碳原子數4之亞甲基長鏈;(ii)當使用聚醯亞胺前驅體組成物形成具有5~100μm之範圍之至少1個厚度之聚醯亞胺薄膜或聚醯亞胺塗層時,獲得黃色度(YI)為紫外線照射試驗之前後之兩者為15以下之聚醯亞胺材料,惟該紫外線照射試驗之條件,係使用QUV-313燈,且於310nm之照度0.59W/m2、溫度50℃、照射時間24小時;(iii)當使用聚醯亞胺前驅體組成物形成具有5~100μm之範圍之至少1個厚度之聚醯亞胺薄膜時,獲得斷裂強度為100MPa以上之聚醯亞胺材料;(iv)當使用聚醯亞胺前驅體組成物形成具有5~100μm之範圍之至少1個厚度之聚醯亞胺薄膜或聚醯亞胺塗層時,黃色度(YI)在紫外線照射試驗前後之兩者為0以上,惟該紫外線照射試驗之條件如前述(ii)所定義者;(v)不含光感受性成分或來自該等光感受性成分之改性物;該聚醯亞胺前驅體包括下列通式(A1)表示之重複單元,且下列通式(A1)表示之重複單元以外的重複單元的含量相對於全部重複單元為10莫耳%以下;
    Figure 105143559-A0305-02-0084-49
    式中,X1為有芳香族環或有脂環結構之4價基或為有脂環結構之下列通式(10)表示之4價基,Y1為下列通式(4)表示之2價基,惟當X1與Y1兩者為有芳香族環之基團時,X1為具有含氟原子之芳香族環之4價基及/或Y1為具有含氟原子之芳香族環之2價基,R1、R2各自獨立地為氫、碳數1~6之烷基、或碳數3~9之烷基矽基
    Figure 105143559-A0305-02-0085-50
    式中,R31~R38各自獨立地為直接鍵結、或2價之有機基。R41~R47各自獨立地但選自由式:-CH2-、-CH=CH-、-CH2CH2-、-O-、-S-表示之基構成之群中之1種。R48為含有芳香環或脂環結構之有機基;
    Figure 105143559-A0305-02-0085-51
    式中,W1為直接鍵結、下列通式(5)表示之2價基或下列通式(6)表示之2價基,n11~n13各自獨立地表示0~4之整數,R51、R52、R53各自獨立地為碳數1~6之烷基、鹵基、羥基、羧基、或三氟甲基;
    Figure 105143559-A0305-02-0086-52
    Figure 105143559-A0305-02-0086-53
    式(6)中之R61~R68各自獨立地表示直接鍵結或前述式(5)表示之2價基中之任一者;惟該聚醯亞胺與下列式(501)所示的四羧酸二酐與式(502)和(503)所示的二胺反應得到的聚醯亞胺不同:
    Figure 105143559-A0305-02-0087-54
    Figure 105143559-A0305-02-0087-55
    Figure 105143559-A0305-02-0087-56
    其中該紫外線吸收劑係選自:式(100)或式(101)所示之苯并三唑化合物、式(200)所示之三
    Figure 105143559-A0305-02-0087-64
    化合物及其加熱改性物;
    Figure 105143559-A0305-02-0087-57
    式中,R11~R18表示不含芳香環的有機基;
    Figure 105143559-A0305-02-0087-58
    式中,R31~R37及R41~R47代表針對R11~R18給予之含意,X為2價之不含芳香環的有機基;
    Figure 105143559-A0305-02-0088-59
    式中,R19~R24表示有機基。
  18. 如請求項17所述之聚醯亞胺前驅體組成物,其中,該聚醯亞胺前驅體中,通式(A1)之X1為有脂環結構之4價基的重複單元之含量,為全部重複單元中之超過60%之比例,惟X1為有脂環結構之4價基且Y1為有脂環結構之2價基的通式(A1)表示之重複單元之含量,相對於全部重複單元為50莫耳%以下。
  19. 如請求項17所述之聚醯亞胺前驅體組成物,其中,該聚醯亞胺前驅體中,通式(A1)之Y1係從選自2,2’-雙(三氟甲基)聯苯胺及間聯甲苯胺中之至少一者衍生的基的重複單元之含量,為全部重複單元中之50%以上之比例。
  20. 如請求項17所述之聚醯亞胺前驅體組成物,其中,該苯并三唑化合物係選自由(a)及(b)構成之群組:(a)式(100)表示之化合物,此時,R11~R18彼此獨立地為H、或也可被經取代或未經取代之馬來醯亞胺基(對烷基之取代位置為N)取代之碳數1~20之烷基,但烷基中之-CH2-基也可替換為-COO-或-OCO-;式中不具有Cl、R11~R18中不含芳香環; (b)式(101)表示之化合物,此時,R31~R37及R41~R47彼此獨立地為H、或也可被經取代或未經取代之馬來醯亞胺基(對烷基之取代位置為N)取代之碳數1~20之烷基,惟烷基中之-CH2-基也可替換為-COO-或-OCO-;X為碳數1~20之伸烷基,惟烷基中之-CH2-基也可替換為-COO-或-OCO-;式中不具有Cl、R31~R37、R41~R47及X中不含芳香環。
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