聚酰亚胺前体组合物、制备聚酰亚胺成形体的方法和聚酰亚胺成形体的制作方法_5

文档序号:9211374阅读:来源:国知局
同的方法对其进行贮存稳定性评价之后,将所述组合物 制成膜,并对所得膜的涂层稳定性和成膜性能进行评价。评价结果见表3。
[0441] 此外,所得聚酰亚胺前体的酰亚胺化率是0.02,并且作为上述末端氨基的量的测 量结果,所得聚酰亚胺前体在至少一个末端具有氨基。
[0442] 〈实施例8至22>
[0443] [聚酰亚胺前体组合物(B-2)至(B-16)的制备]。
[0444] 除了聚酰亚胺前体组合物的聚合步骤的条件改变为表3至表5所述的条件之外, 采用与实施例7相同的方法制备聚酰亚胺前体组合物(B-2)至(B-16)。
[0445] 然后,按照与实施例1相同的方法对其进行贮存稳定性评价之后,将所述组合物 制成膜,并对所得膜的涂层稳定性和成膜性能进行评价。评价结果见表3至表5。
[0446] 此外,作为上述末端氨基量的测量结果,实施例22中所得聚酰亚胺前体不具有末 端氨基。然而,聚酰亚胺前体的全部终端具有羧基。
[0447] 〈比较例4>
[0448] [聚酰亚胺前体组合物(Y-I)的制备]
[0449] -聚合步骤-
[0450] 将900g NMP加入配置有搅拌棒、温度计和滴液漏斗的烧瓶中。在此,向其中加入 27. 28g(252. 27mmol)的PDA,并且将所得混合物在20°C下搅拌10分钟使之分散。在该溶液 中加入72. 72g (247. 16mmol) BPDA,保持反应温度在20°C的同时,将所得混合物搅拌24小时 使之溶解并进行反应,从而得到聚酰亚胺前体水性溶液。
[0451] 在得到的聚酰亚胺前体水性溶液中加入月桂基三甲基氯化铵(商品名为 QUARTAMIN24P (由Kao Corporation制造)),使得相对于聚酰亚胺前体组合物,月桂基三甲 基氯化铵的用量为0. 01质量%,此溶液作为聚酰亚胺前体组合物(Y-I)。
[0452] 然后,按照与实施例1相同的方法对其进行贮存稳定性评价之后,将所述组合物 制成膜,并对所得膜的涂层稳定性和成膜性能进行评价。评价结果见表2。
[0453] 此外,所得的聚酰亚胺前体组合物(Y-I)和上述实施例7中获得的(B-I)各自在 50°C环境下存储24小时。存储后的(Y-I)作为(Y-2)。比较(Y-2)和(B-I)的液体状态, (B-I)中树脂以近乎均匀和稳定的状态溶解,但是(Υ-2)中有树脂析出。这被认为是由于贮 存温度设定为50°C时发生了酰亚胺化,因此有树脂析出。
[0454] 〈比较例5>
[0455] [聚酰亚胺前体组合物(Y-3)的制备]
[0456] -聚合步骤-
[0457] 将900g水加入配置有搅拌棒、温度计和滴液漏斗的烧瓶中。在此,向其中加入 27. 28g(252. 27mmol)的 PDA 和 51. 03g(504. 54mmol)的 ΜΜ0,并且将所得混合物在 20°C下搅 拌10分钟使之分散。在该溶液中加入72. 72g (247. 16mmol) BPDA,保持反应温度在20°C的同 时,将所得混合物搅拌24小时使之溶解并进行反应,从而得到聚酰亚胺前体组合物(Y-3)。
[0458] 在室温(25°C )贮存20天之后确认(Y-3)的溶液性质,发生凝胶化。这被认为是 由于未添加阳离子表面活性剂,因此粘度逐渐变稠。
[0459] 〈比较例6>
[0460] [聚酰亚胺前体组合物(Y-7)的制备]
[0461] 除了聚酰亚胺前体组合物的聚合步骤的条件改变为表6所述的条件之外,采用与 实施例7相同的方法制备聚酰亚胺前体组合物(Y-7)。
[0462] 在室温(25°C )贮存5天之后确认(Y-7)的溶液性质,发生凝胶化。这被认为是由 于未添加阳离子表面活性剂,因此粘度急剧变稠。
[0463] 〈气味测试〉
[0464] 通过10测试者A至J对各实施例中聚酰亚胺前体组合物的气味进行测试,测试者 A至J是随机选择的五男五女,采用隐藏样品标签并选出其中最臭样品编号的方法。
[0465] 气味试验进行两次。即,用聚酰亚胺前体组合物(A-I)至(A-7)、以及(X-3)的样 品进行气味试验(1);用聚酰亚胺前体组合物(B-I)至(B-16),以及(Y-3)的样品进行气味 测试(2)。各气味测试的结果不于表7。
[0466]
[0467]
[0468]

[0469]
[0470]









[0479] 从上述结果可知,在本实施例中可以发现,与比较例相比,对聚酰亚胺前体组合物 的储存稳定性的评价获得了优异的结果。
[0480] 另外,在本实施例中可以发现,与比较例相比,对聚酰亚胺前体组合物的涂层稳定 性和成膜性能的评价获得了优异的结果。
[0481] 另外,在本实施例中还可以发现,与比较例相比,即使在胺化合物相同混合量的情 况下,其气味得以抑制。
[0482] 此外,表1至6中的缩写如下所述,另外,表1至6中表示"未添加"或"不执 行"。
[0483] 四羧酸二酐:"BPDA"(3, 3',4, 4' -联苯四羧酸二酐)、"PMDA"(均苯四酸二酐)、 "BTDA"(二苯酮四羧酸二酐)、和"CBDA"(环丁烷-1,2, 3, 4-四羧酸二酐)
[0484] 二胺化合物:"0DA"(4, 4-二氨基二苯醚)、和"PDA"(对苯二胺)
[0485] 有机胺化合物=DMAEt(二甲基氨基乙醇,叔胺化合物,沸点为bp. 133 °C到 bp. 134°C )、Y-Pyc (甲基吡啶,叔胺化合物,沸点为bp. 145°C )、MMO (甲基吗啉,叔胺化合 物)、1-甲基哌啶(叔胺化合物,分子量为99. 17)、N,N-二甲基哌嗪(叔胺化合物,分子量 114. 19)、1-甲基吡咯烷(叔胺化合物,分子量为85. 15)、和吗啉(仲胺化合物,分子量为 87. 1)
[0486] 表面活性剂(阳离子表面活性剂)=LTMAC(月桂基三甲基氯化铵,商品名 "QUARTAMIN 24P(花王株式会社制)")、STMAC(硬脂基三甲基氯化铵,商品名"QUARTAMIN 86W (花王株式会社制)")、DSDMAC (二硬脂基二甲基氯化铵,商品名"QUARTAMIN D86P (花 王株式会社制)")、ABDMAC (烷基苄基二甲基氯化铵(苯扎氯铵),商品名"SANISOL C (花 王株式会社制)")。
[0487] 溶剂:THF(四氢呋喃,水溶性醚类溶剂,沸点bp. 67°C )、和NMP(N-甲基-2-吡咯 烷酮)
[0488] 此外,在实施例中,胺盐化步骤和聚合步骤中的"处理率"是指相对于聚酰亚胺前 体中所含羧基的理论量而言有机胺化合物的值(摩尔%)。本文中,羧基的理论量为聚酰亚 胺前体中所含四羧酸的摩尔数增加一倍后所得的值。
[0489] 〈实施例 2-1 >
[0490] [聚酰亚胺前体组合物(A-I)和(A-2)的制备]
[0491] -聚合步骤-
[0492] 将360g的四氢呋喃(以下称为THF)和40g的水加入设置有搅拌棒、温度计和滴液 漏斗的烧瓶中。在吹入干燥氮气流的同时,向其中加入41.238(205.92!11111〇1)的4,4'-二氨 基二苯基醚(以下简称0DA,分子量为200. 24)。保持溶液温度在30°C的同时,进行搅拌,逐 渐加入58. 77g(199. 75mmol)3, 3',4, 4' -联苯四酸二酐(以下简称BPDA,分子量294. 22)。 确认二胺化合物和四羧酸二酐溶解后,保持反应温度在30°C下反应24小时。按照下述方法 测量聚酰亚胺前体溶液的粘度(固含量为20质量% ),其粘度为70Pa. s。
[0493] 此外,所得聚酰亚胺前体的酰亚胺化率是0. 02,并且作为上述末端氨基的量的测 量结果,所得聚酰亚胺前体至少一个末端具有氨基。
[0494] -胺盐化步骤-
[0495] 对聚合步骤中所得聚酰亚胺前体溶液进行搅拌的同时,加入35. 62g(399. 5mmol) 二甲氨基乙醇(下文中称为DMAEt,分子量为89. 14,有机胺化合物)和400g水。由此,通 过聚酰亚胺前体的胺盐化得到水溶性的聚酰亚胺前体溶液。
[0496] 将聚氧亚乙基油醚(商品名是EMULGEN 404(花王株式会社制造):非离子表面活 性剂)加入所得聚酰亚胺前体的水溶液中,使得,相对于聚酰亚胺前体组合物的量,聚氧亚 乙基油醚的含量为〇.〇1质量%,并且将该溶液用作聚酰亚胺前体树脂组合物(A-I)。所得 到的聚酰亚胺前体树脂组合物(A-I)的组成如下。
[0497] 聚酰亚胺前体树脂组合物(A-I)的组成
[0498] 固含量:10% (聚酰亚胺固含量比例)
[0499] 溶剂组成比:THF/ 水=360g/440g
[0500] -溶剂置换步骤_
[0501] 在对聚酰亚胺前体树脂组合物(A-I)进行搅拌的同时,将压力降至10mmHg/3(TC, 一部分的THF被蒸馏掉,由此得到具有以下组成的聚酰亚胺前体树脂组合物(A-2)。
[0502] 聚酰亚胺前体树脂组合物(A-2)的组成
[0503] 粘度:50Pa. s
[0504] 固含量:13.0% (聚酰亚胺固含量比例)
[0505] 溶剂组成比:THF/水=6/94
[0506] 另外,各测量方法如下。
[0507] 粘度测量方法
[0508] 使用E型旋转式粘度计在以下条件下测量粘度。
[0509] ?测量装置:E型旋转式粘度计TV-20H (Toki Sangyo Co.,Ltd.制造)
[0510] ?测量探头:No. 3型转子3° XR14
[0511] ?测量温度:22°C
[0512] 固含量测量方法
[0513] 使用差热热重测量装置在以下条件下测量固含量。使用380°C下的测量值,以作为 聚酰亚胺的固含量分数的形式测量固含量。
[0514] ?测量装置:差热热重测量装置 TG/DTA 6200 (Seiko Instruments Inc.)
[0515] ?测量范围:大于等于20°C且小于等于400°C
[0516] ?升温速率:20°C /分钟
[0517] (溶剂的组成和溶剂中的水含量)
[0518] 在下述条件下采用库仑滴定法自动水分含量测定装置(Karl Fischer)测定所述 聚酰亚胺前体组合物中的水含量。从所测得数值中减去由样品中所含树脂组分衍生的数 值,计算得出溶剂中的水含量。由此得到溶剂的组成。
[0519] 测定装置:库仑滴定法自动水分含量测定装置(Karl Fischer) CA-07型(三菱化 学株式会社)
[0520] 样品量:10 μ 1
[0521] 〈评价〉
[0522] 对所得的聚酰亚胺前体组合物(A-I)和(Α-2)的贮存稳定性进行评价。此外,采 用聚酰亚胺前体组合物(A-I)和(Α-2)制备膜,并且对所述膜的稳定性和成膜性进行评价。
[0523] (贮存稳定性)
[0524] 在制备得到聚酰亚胺前体组合物(A-I)和(Α-2)后即刻的液体性质和粘度以及在 室温(25°C )下贮存20天后的液体性质和粘度进行测评。
[0525] (涂层稳定性)
[0526] 按照以下操作使聚酰亚胺前体组合物(A-I)和(A-2)成膜。在涂覆后立即对涂层 的(1)表面不均匀性和斑痕、以及(2)排斥性进行评估。
[0527] ?涂覆方法:采用安装有隔片的涂布刮刀通过棒涂法形成涂层厚度为IOOym的 膜。
[0528] ?涂覆基材:1. Immt玻璃板
[0529] ?干燥温度:60°C X 10分钟
[0530] ?烧结温度:250°C X30分钟
[0531] (1)表面不均匀性和斑痕
[0532] 评价膜表面上是否产生表面不均匀性和图案。评价标准如下。
[0533] A :未发现表面不均匀性和斑痕的产生。
[0534] B :在膜的一部分表面(小于膜表面积的10% )上可以轻度地确认到表面不均匀 性和斑痕。
[0535] C :在膜的一部分表面上可以确认到表面不均匀性和斑痕。
[0536] D :在膜的表面(膜表面积的10%以上)上均匀地产生不均匀性和斑痕。
[0537] ⑵排斥性
[0538] 评价膜表面上是否产生排斥。评价标准如下。
[0539] A :未发现到产生排斥。
[0540] B :在膜一部分的表面(该涂层膜表面面积的小于5% )上可以轻度地确认到产生 排斥。
[0541] C :在膜的一部分表面上可以确认到产生排斥。
[0542] D :在膜的表面(膜表面积的15%以上)上均匀地产生排斥。
[0543] (成膜性能)
[0544] 采用聚酰亚胺前体组合物(A-I)和(A-2)通过以下操作形成膜。评价膜的(3)空 泡痕迹和(4)表面不均匀性和斑痕。
[0545] ⑶空泡痕迹
[0546] 评价膜表面上是否存在空泡痕迹。评价标准如下。
[0547] A :未发现空泡痕迹的产生。
[0548] B :在膜表面上可以确认1个以上但少于10个的空泡痕迹。
[0549] C :在膜表面上散在有10个以上但少于50个的空泡痕迹。
[0550] D :在膜表面上均匀地产生大量的空泡痕迹。
[0551] (4)表面不均匀性和斑痕
[0552] 评价膜表面上是否产生表面不均匀性和斑痕。评价标准如下。
[0553] A :未发现表面不均匀性和斑痕的产生。
[0554] B :在膜的一部分表面(小于膜表面积的10% )上可以轻度地确认到表面不均匀 性和斑痕。
[0555] C :在膜的一部分表面上可以确认到表面不均匀性和斑痕。
[0556] D :在膜的表面(膜表面积的10%以上)上均匀地产生不均匀性和斑痕。
[0557] 〈实施例 2-2 至 2_6>
[0558] [聚酰亚胺前体组合物(A-3)至(A-7)的制备]
[0559] 除了将聚合步骤、胺盐化步骤和溶剂置换步骤的条件变更为下表2-1中所记载的 条件之外,按照与实施例2-1相同的方式制备聚酰亚胺前体组合物(A-3)至(A-7)。
[0560] 然后,按照与实施例2-1相同的方法对其进行贮存稳定性评价之后,将所述组合 物制成膜,并对所得膜的涂层稳定性和成膜性能进行评价。评价结果见表2-1。
[0561] 〈比较例 2_1>
[0562] [聚酰亚胺前体组合物(X-I)和(X-2)的制备]
[0563] 将400克N-甲基-2-吡咯烷酮(以下简称NMP)加入设置有搅拌棒、温度计和滴 液漏斗的烧瓶中。在吹入干燥氮气的同时,向其中加入41. 23克(205. 92mmol)0DA。保持溶 液温度在30°C的同时,进行搅拌,并且逐渐加入58. 77克(199. 75mmol)BPDA。确认二胺化 合物和四羧酸二酐溶解后,保持反应温度在30°C下反应24小时。按照上述方法测量聚酰亚 胺前体溶液的粘度(固含量为20质量% ),其粘度为160Pa. s。
[0564] 将聚氧亚乙基油醚(商品名是EMULGEN 404(花王株式会社制造):非离子表面活 性剂)加入所得聚酰亚胺前体的水溶液中,使得相对于聚酰亚胺前体组合物的量,聚氧亚 乙基油醚的含量为〇. 01质量%,并且将该溶液用作聚酰亚胺前体树脂组合物(X-I)。
[0565] 然后,按照与实施例2-1相同的方法对其进行贮存稳定性评价之后,将所述组合 物制成膜,并对所得膜的涂层稳定性和成膜性能进行评价。评价结果见表2-2。
[0566] 另外,将所得聚酰亚胺前体组合物(X-I)和实施例2-1中得到的聚酰亚胺前体组 合物(A-I)各自在50°C环境下存储24小时。存储后的(X-I)作为(X-2)。比较(X-2)和 (A-I)的液体状态,(A-I)中树脂以近乎均匀和稳定的状态溶解,但是(X-2)中有树脂析出。 这被认为是由于贮存温度设定为50°C时发生了酰亚胺化,因此有树脂析出。
[0567] 〈实施例 2_7>
[0568] [聚酰亚胺前体组合物(B-I)的制备]
[0569] -聚合步骤-
[0570] 将900g水加入配置有搅拌棒、温度计和滴液漏斗的烧瓶中。在此,加入 27. 28g(252. 27mmol)对苯二胺(以下简称为 PDA,分子量 108. 14)和 50. 00g(494. 32mmol) 甲基吗啉(以下简称为ΜΜ0,有机胺化合物),并将所得混合物在20°C下搅拌10分钟使之 分散。在该溶液中加入聚氧亚乙基油醚(商品名是EMULGEN 404(由Kao Corporation制 造),非离子表面活性剂),使得相对于所得聚酰亚胺前体组合物,聚氧亚乙基油醚的用量 为0. 01质量%。此外,在该溶液中加入72. 72g (247. 16mmol) 3, 3',4, 4' -联苯四甲酸二酐 (以下简称BPDA,分子量294. 22),保持反应温度在20°C的同时,将所得混合物搅拌24小时 使之溶解并进行反应,从而得到聚酰亚胺前体水性溶液(B-I)。
[0571] 然后,按照与实施例2-1相同的方法对其进行贮存稳定性评价之后,将所述组合 物制成膜,并对所得膜的涂层稳定性和成膜性能进行评价。评价结果见表2-3。
[0572] 此外,所得聚酰亚胺前体的酰亚胺化率是0. 02,并且作为上述末端氨基的量的测 量结果,所得聚酰亚胺前体至少一个末端具有氨基。
[0573] 〈实施例 2-8 至 2-22>
[0574] [聚酰亚胺前体组合物(B-2)至(B-16)的制备]。
[0575] 除了聚酰亚胺前体组合物的聚合步骤的条件改变为表2-3至表2-5所述的条件之 外,采用与实施例2-7相同的方法制备聚酰亚胺前体组合物(B-2)至(B-16)。
[0576] 然后,按照与实施例2-1相同的方法对其进行贮存稳定性评价之后,将所述组合 物制成膜,并对所得膜的涂层稳定性和成膜性能进行评价。评价结果见表2-3至表2-5。
[0577] 此外,作为上述末端氨基量的测量结果,实施例2-22中所得聚酰亚胺前体不具有 末端氨基。然而,聚酰亚胺前体的全部终端具有羧基。
[0578] 〈比较例 2_3>
[0579] [聚酰亚胺前体组合物(Y-I)的制备]
[0580] -聚合步骤-
[0581] 将900g NMP加入配置有搅拌棒、温度计和滴液漏斗的烧瓶中。在此,向其中加入 27. 28g(252. 27mmol)的PDA,并且将所得混合物在20°C下搅拌10分钟使之分散。在该溶液 中加入72. 72g (247. 16mmol) BPDA,保持反应温度在20°C的同时,将所得混合物搅拌24小时 使之溶解并进行反应,从而得到聚酰亚胺前体水性溶液。
[0582] 在得到的聚酰亚胺前体水性溶液中加入聚氧亚乙基油醚(商品名是EMULGEN 404 (由Kao Corporation制造),非离子表面活性剂),使得相对于聚酰亚胺前体组合物,聚 氧亚乙基油醚的用量为0. 01质量%,此溶液作为聚酰亚胺前体组合物(Y-I)。
[0583] 然后,按照与实施例2-1相同的方法对其进行贮存稳定性评价之后,将所述组合 物制成膜,并对所得膜的涂层稳定性和成膜性能进行评价。评价结果见表2-2。
[0584] 此外,所得的聚酰亚胺前体组合物(Y-I)和上述实施例2-7中获得的(B-I)各自 在50°C环境下存储24小时。存储后的(Y-I)作为(Y-2)。比较(Y-2)和(B-I)的液体状 态,(B-I)中树脂以近乎均匀和稳定的状态溶解,但是(Y-2)中有树脂析出。这被认为是由 于贮存温度设定为50°C时发生了酰亚胺化,因此有树脂析出。
[0585] 〈比较例 2_5>
[0586] [聚酰亚胺前体组合物(Y-4)的制备]
[0587] 除了聚酰亚胺前体组合物的聚合步骤的条件改变为表2-6所述的条件之外,采用 与实施例2-7相同的方法制备聚酰亚胺前体组合物(Y-4)。
[0588] 然后,按照与实施例2-1相同的方法对其进行贮存稳定性评价之后,将所述组合 物制成膜,并对所得膜的涂层稳定性和成膜性能进行评价。评价结果见表2-6。
[0589] 〈比较例 2_6>
[0590] [聚酰亚胺前体组合物(Y-5)的制备]
[0591] 除了聚酰亚胺前体组合物的聚合步骤的条件改变为表2-6所述的条件之外,采用 与实施例2-7相同的方法制备聚酰亚胺前体组合物(Y-5)。
[0592] 在室温(25°C )贮存20天之后确认(Y-5)的溶液性质,发生凝胶化。因此无法对 其涂层稳定性和成膜性能进行评价。
[0593] 〈比较例 2_7>
[0594] [聚酰亚胺前体组合物(Y-6)的制备]
[0595] 除了聚酰亚胺前体组合物的聚合步骤的条件改变为表2-6所述的条件之外,采用 与实施例2-7相同的方法制
当前第5页1 2 3 4 5 6 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1