聚醚酰亚胺多孔体及其制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及具有微细的气泡，并且相对介电常数低且耐热性优异的聚醚酰亚胺多 孔体及其制造方法。本发明的聚醚酰亚胺多孔体例如作为组装到伴随变频器控制的汽车用 或产业用电机等中的绝缘片是有用的。
【背景技术】
[0002] 以往，塑料薄膜由于具有高绝缘性，因此被用于需要可靠性的零件或构件、例如电 路基板或电机等电气设备或电子零件等中。最近，对于汽车用及产业用电机，随着电子/电 气设备的小型化、高性能化，具有在高电压能进行变频器控制的结构的电机得到广泛的使 用。
[0003] 然而，由于从变频器产生的高浪涌电压对电机造成影响，因此对于绝缘体要求高 可靠性。
[0004] 作为浪涌电压的对策，除了提高绝缘性的可靠性以外，还可以举出绝缘体的低介 电常数化。
[0005] 一般而言，塑料材料的相对介电常数由其分子骨架决定，因此作为降低相对介电 常数的尝试可以考虑变换分子骨架的方法。然而，即使变换分子骨架，对于降低相对介电常 数而言也有极限。
[0006] 作为其它的低介电常数化的尝试，提出过如下的各种方法，即，利用空气的相对介 电常数1，使塑料材料多孔化，通过其空孔率来控制相对介电常数。
[0007] 作为以往的一般的多孔体的制造方法，有干式法及湿式法等，在干式法中，有物理 的方法和化学的方法。一般的物理的方法是在使氯氟碳类及烃类等低沸点液体（发泡剂） 分散于聚合物中后，加热而使发泡剂挥发，由此来形成气泡的方法。另外，化学的方法是向 聚合物中添加发泡剂，通过利用将发泡剂热分解而产生的气体形成泡孔（cell)而得到多 孔体的方法。
[0008] 此外，近年来，作为泡孔直径小，且泡孔密度高的多孔体的制造方法，提出过如下 的方法，即，在将氮及二氧化碳等气体利用高压溶解于聚合物中后，释放压力，加热到聚合 物的玻璃化转变温度或软化点附近，由此形成气泡。该发泡法是通过从热力学不稳定的状 态起形成核，并使该核膨胀生长而形成气泡的方法，具有可以获得此前没有的微孔的多孔 体的优点。
[0009] 例如，在专利文献1中，提出了将所述发泡法应用于聚醚酰亚胺，得到密度小、机 械强度大的发泡体的制造方法。
[0010] 另外，例如在专利文献2中，提出了将所述发泡法应用于具有间规立构结构的苯 乙烯系树脂，得到气泡尺寸〇. 1~20 y m的发泡体，并将其用作电气电路基板用绝缘体的方 法。
[0011] 另外，例如在专利文献3中，提出了含有空孔率为lOvol%以上的多孔的塑料，并 且耐热温度为l〇〇°C以上且介电常数为2. 5以下的低介电常数塑料绝缘薄膜。
[0012] 另外，例如在专利文献4中提出如下的多孔体的制造方法，其特征在于，从具有聚 合物的连续相中分散了平均直径小于10 ym的非连续相的微相分离结构的聚合物溶液，通 过选自蒸发及分解中的至少1种操作和萃取操作，将构成所述非连续相的成分除去，将其 多孔化。
[0013] 然而，在干燥诱发的微相分离法中，根据干燥条件或膜厚等制造条件，多孔体中的 气泡有时不会变得足够小，存在难以获得绝缘击穿电压高的多孔体的问题。
[0014] 现有技术文献
[0015] 专利文献
[0016] 专利文献1 :日本特开平6 - 322168号公报
[0017] 专利文献2 :日本特开平10 - 45936号公报
[0018] 专利文献3 :日本特开平9 一 100363号公报
[0019] 专利文献4 :日本特开2001 - 81225号公报
【发明内容】
[0020] 本发明所要解决的技术问题
[0021] 本发明是鉴于上述问题而完成的，提供一种具有微细气泡结构，并且相对介电常 数低，绝缘击穿电压高的聚醚酰亚胺多孔体及其制造方法。
[0022] 用于解决技术问题的技术方案
[0023] 本发明涉及含有将具有下述式1中所示的重复结构单元的聚醚酰亚胺以聚胺化 合物进行了开环交联的交联体的聚醚酰亚胺多孔体（以下也简称为"多孔体"）。
[0025] (式1中，X包含下述式2中所示的化学结构的至少1种，Y包含下述式3中所示 的化学结构的至少1种。其中，式2及3中所示的化学结构的苯环也可以具有取代基。）
[0026]
[0027] 本发明人等发现了通过由将上述聚醚酰亚胺以聚胺化合物进行了开环交联的交 联体来形成多孔体，就能将多孔体微细气泡化，由此可以得到相对介电常数低，并且绝缘击 穿电压高的多孔体。
[0028] 聚胺化合物优选为二胺化合物，特别是二胺化合物优选为从由脂肪族二胺、脂环 族二胺、及硅氧烷二胺构成的组中选择出的至少1种。这些二胺化合物由于碱性度高，并且 与酰亚胺基的反应性高，所以优选作为交联剂使用。另外，如果使用这些二胺化合物，多孔 体的微细气泡化就会提高。
[0029] 多孔体优选平均气泡直径为0. 1~10ym，并且绝缘击穿电压为30kV/mm以上。在 平均气泡直径小于0. 1 ym的情况下，多孔体的刚性变高，因此难以将多孔体折弯，或即使 折弯，一旦去掉外力就会恢复到原来的形状。由此，存在难以在电机等中安装多孔体（绝缘 片），或安装精度降低的倾向。另一方面，如果平均气泡直径大于10 U m，则存在难以降低相 对介电常数，或机械强度降低的倾向。另外，如果绝缘击穿电压为30kV/mm以上，则在将多 孔体作为电机等的绝缘片使用时，能有效地防止由浪涌电压造成的绝缘击穿。
[0030] 多孔体的凝胶百分率优选为10%以上。在凝胶百分率小于10%的情况下，多孔体 的耐破裂性降低，当对多孔体进行折弯加工时，就容易产生破裂，因此会有绝缘击穿电压降 低的倾向。
[0031] 本发明的多孔体适于用作电机用的绝缘片。
[0032] 另外，本发明涉及在所述聚醚酰亚胺多孔体的至少一面具有片材的电机用绝缘层 置片。
[0033] 此外，本发明还涉及上述聚醚酰亚胺多孔体的制造方法，其包括：将含有具有上述 式1中所示的重复结构单元的聚醚酰亚胺、与该聚醚酰亚胺相分离的相分离化剂、及聚胺 化合物的聚合物溶液涂敷在基板上，并使之干燥而制作具有微相分离结构的相分离结构体 的工序；从相分离结构体除去相分离化剂而制作多孔体的工序。
[0034] 发明的效果
[0035] 由于本发明的多孔体由将聚醚酰亚胺以聚胺化合物进行了开环交联的交联体形 成，并具有微细气泡结构，因此具有绝缘击穿电压高，并且耐热性及绝缘性优异，进而相对 介电常数低的特征。由此，本发明的多孔体适于作为组装到伴随变频器控制的汽车用或产 业用电机等中的绝缘片来使用。
【具体实施方式】
[0036] 作为被用作本发明的多孔体的原材料的聚合物、即构成微相分离结构的连续相的 聚合物，主要使用将具有下述式1中所示的重复结构单元的聚醚酰亚胺以聚胺化合物进行 了开环交联的交联体。该聚醚酰亚胺由于在分子内包含多个芳香环，因此能显著地提高多 孔体的强度。下述式1的聚醚酰亚胺既可以仅使用1种，也可以并用2种以上。
[0038] (式1中，X包含下述式2中所示的化学结构的至少1种，Y包含下述式3中所示 的化学结构的至少1种。其中，式2及3中所示的化学结构的苯环也可以具有取代基。）
[0039]
[0040] 作为苯环的取代基，例如可以举出卤素基、碳数1~20的饱和或不饱和烃基（也 可以含有杂原子及/或卤素原子）等。
[0041] 上述式2当中的X优选为：
[0043] 另外，上述式3当中的Y优选为：
[0045] 通过使用具有上述官能团X及Y的聚醚酰亚胺，多孔体的高温时的尺寸稳定性就 会提尚。
[0046] 虽然上述式1的聚醚酰亚胺的数均分子量未做特别限制，但通常为5000~50000 左右。
[0047] 这些聚醚酰亚胺能利用公知的方法合成。作为这些聚醚酰亚胺的市售品，例如可 以举出 SABIC Innovative Plastics 公司制的商品名"Ultem100 0-1000"、"UltemXH-6050"。
[0048] 另外，也可以在不损害本发明的目的的范围内，例如将聚酰胺、聚碳酸酯、聚对苯 二甲酸丁二醇酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚苯硫醚、聚砜、聚醚砜、聚醚醚酮、聚酰胺酰亚 胺、及聚酰亚胺等作为多孔体的原材料并用。
[0049] 聚胺化合物只要是使聚醚酰亚胺的酰亚胺基开环，并形成聚合物的分子间交联的 化合物，就能未特别限制地使用。作为此种聚胺化合物，例如可以举出亚氨基二丙胺、双 (六甲撑）三胺、1，3,6-三氨基甲基己烷、聚亚甲基二胺、三甲基六甲撑二胺、聚醚二胺、1， 3-双（3-氨基丙基）四甲基二硅氧烷等脂肪族聚胺；异佛尔酮二胺