Deprecated: The each() function is deprecated. This message will be suppressed on further calls in /home/zhenxiangba/zhenxiangba.com/public_html/phproxy-improved-master/index.php on line 456
JP4367622B2 - Method for producing polyimide / inorganic composite material - Google Patents
[go: Go Back, main page]

JP4367622B2 - Method for producing polyimide / inorganic composite material - Google Patents

Method for producing polyimide / inorganic composite material Download PDF

Info

Publication number
JP4367622B2
JP4367622B2 JP2003434068A JP2003434068A JP4367622B2 JP 4367622 B2 JP4367622 B2 JP 4367622B2 JP 2003434068 A JP2003434068 A JP 2003434068A JP 2003434068 A JP2003434068 A JP 2003434068A JP 4367622 B2 JP4367622 B2 JP 4367622B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
polyimide
composite material
inorganic composite
group
producing
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP2003434068A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2005187768A (en
Inventor
高史 牧野嶋
秀太 木原
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.)
Mitsubishi Gas Chemical Co Inc
Original Assignee
Mitsubishi Gas Chemical Co Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Gas Chemical Co Inc filed Critical Mitsubishi Gas Chemical Co Inc
Priority to JP2003434068A priority Critical patent/JP4367622B2/en
Publication of JP2005187768A publication Critical patent/JP2005187768A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4367622B2 publication Critical patent/JP4367622B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Macromolecular Compounds Obtained By Forming Nitrogen-Containing Linkages In General (AREA)
  • Silicon Polymers (AREA)

Description

本発明はポリイミド/無機複合材料の製造方法に関するものであり、詳細には溶媒可溶な透明性ポリイミド樹脂およびポリイミドの末端基と反応性を有するシランカップリング剤を反応させた後、ゾル−ゲル法によりポリイミド分子鎖と架橋網目構造の無機相を共有結合で連結させ、相溶性を向上させることにより、分散性の良好なポリイミド/無機複合材料を製造する方法に関するものである。   The present invention relates to a method for producing a polyimide / inorganic composite material, and more specifically, after reacting a solvent-soluble transparent polyimide resin and a reactive silane coupling agent with a polyimide end group, a sol-gel The present invention relates to a method for producing a polyimide / inorganic composite material having good dispersibility by linking polyimide molecular chains and an inorganic phase having a crosslinked network structure by a covalent bond and improving the compatibility.

一般に、ポリイミド樹脂は芳香族テトラカルボン酸無水物と芳香族ジアミンを原料とし、これらの縮合反応により合成されるポリアミド酸を閉環反応して得られる耐熱性の樹脂で、分子鎖の剛直性、共鳴安定化、強い化学結合により熱分解に優れた抵抗を有し、酸化又は加水分解のような化学変化に対して高い耐久性を持ち、機械的特性及び電気的特性に優れる。加えて柔軟性があるため、電気、電子、自動車および航空宇宙産業などの分野においてフィルム、コーティング剤、成形部品および絶縁材料として幅広く使用されている。   In general, polyimide resin is a heat-resistant resin obtained by ring-closing reaction of polyamic acid synthesized from aromatic tetracarboxylic acid anhydride and aromatic diamine, which is synthesized by these condensation reactions. It has excellent resistance to thermal decomposition due to stabilization and strong chemical bonding, has high durability against chemical changes such as oxidation or hydrolysis, and has excellent mechanical and electrical properties. In addition, because of its flexibility, it is widely used as a film, coating agent, molded part and insulating material in fields such as the electrical, electronic, automotive and aerospace industries.

しかし、電子材料分野において半導体素子の高集積化が急速に進行するに伴い、より高水準の熱安定性、機械強度が要求されるようになっている。又シリコンウェーハとの親和性、熱膨張性及びバリア性等を改善して電子産業用基板などの接着層として使用するか、金属、ガラス及びセラミックの代替材料として使用するため、これに適合する特性をポリイミドに付与する技術開発の必要性が漸次増大している。   However, with the rapid integration of semiconductor elements in the electronic material field, higher levels of thermal stability and mechanical strength are required. In addition, it has improved compatibility with silicon wafers, thermal expansion and barrier properties, etc., and can be used as an adhesive layer for substrates for electronic industries, or it can be used as an alternative material for metals, glass and ceramics. There is a gradual increase in the need for technological developments that impart polyimide to polyimide.

ポリイミド樹脂にこのような特性を付与するため、熱安定性、耐酸化性、電気絶縁性および機械強度等が優れているシリカをポリイミドに導入したハイブリッド材料を製造する研究が積極的に検討されている。   In order to give such characteristics to polyimide resin, research to manufacture hybrid materials in which silica with excellent thermal stability, oxidation resistance, electrical insulation and mechanical strength is introduced into polyimide has been actively studied. Yes.

有機高分子とシリカの複合材料の場合、シリカが主に補強剤又は充填剤として用いられているが、混合方法により製造しようとすると有機高分子に対する低い相溶性のため、ポリイミド/シリカ複合材料のシリカ含量を10重量%を超えたものとするのは難しく、10重量%を超えると相分離による白濁が起こり、得られる組成物は脆くなって柔軟性や密着性が低下する傾向にある。   In the case of a composite material of organic polymer and silica, silica is mainly used as a reinforcing agent or filler. However, when it is attempted to produce by a mixing method, the compatibility of the polyimide / silica composite material is low due to low compatibility with the organic polymer. It is difficult to make the silica content exceed 10% by weight. When the silica content exceeds 10% by weight, white turbidity occurs due to phase separation, and the resulting composition tends to become brittle and to decrease flexibility and adhesion.

従って、ポリイミド/無機複合材料の製造においてはゾル−ゲル法が効果的な合成法として注目されている。ゾル−ゲル法によるポリイミド/シリカ複合材料の製造方法について、ピロメリット酸二無水物とジアミノジフェニルエーテルからなるポリイミド前駆体であるポリアミド酸とテトラアルコキシシラン及び蒸留水を添加し、テトラアルコキシシランを加水分解してシラノールを得た後、熱処理してポリアミド酸のイミド化と同時にシラノールのゲル化を行うというプロセスが開示されている(特許文献1〜4参照。)。しかし、このような方法ではシラノールの縮合物がポリイミドと化学的架橋構造を形成することがないため、相互作用が弱く、シリカの分散性が十分ではなく、シリカ含量を多くすると膜の均質度が低下し、不透明になったり物性低下するなどの欠点がある。   Therefore, the sol-gel method has attracted attention as an effective synthesis method in the production of polyimide / inorganic composite materials. About the manufacturing method of the polyimide / silica composite material by the sol-gel method, polyamic acid, tetraalkoxysilane and distilled water, which are polyimide precursors composed of pyromellitic dianhydride and diaminodiphenyl ether, are added to hydrolyze the tetraalkoxysilane. Then, after obtaining silanol, a process is disclosed in which silanol is gelled simultaneously with imidization of polyamic acid by heat treatment (see Patent Documents 1 to 4). However, in such a method, the condensate of silanol does not form a chemically cross-linked structure with polyimide, so the interaction is weak, the dispersibility of silica is not sufficient, and if the silica content is increased, the homogeneity of the film is increased. There are drawbacks such as a decrease in transparency and a decrease in physical properties.

過剰量のピロメリット酸二無水物とジアミノジフェニルエーテルからなるポリアミド酸を合成し、次いで、ポリアミド酸の末端酸無水物基の量と同量の3−アミノプロピルメチルジエトキシシランと反応させて、不活性ガス雰囲気で既定量のテトラエトキシシランと蒸留水を添加しゾル−ゲル反応を行い、均一に撹拌して得られたプレポリマー粘性溶液を用い通常のキャストを行い加熱処理とイミド化を同時に行う製造法が開示されている(特許文献5参照。)。この方法ではシランカップリング剤を介してテトラエトキシシランをカルボキシル基に結合させているため、分散性は向上している。しかし、テトラエトシキシランの加水分解により得られるシラノールのゲル化、溶剤の揮発およびイミド化を同時に行っているため、塗膜の表面にハジキ、凹凸などが生じ、表面平滑性に欠陥が起こり易く、又キャスト後に脱水イミド化を行う工程があるため、高温加熱処理が必要となり、成形加工性に劣る上、膜厚の制御も難しいという問題を有している。その上、ポリイミド自体が茶褐色を帯びているため、無色・透明性が要求される光学用途などに適用性が無いなどの不具合がある。   A polyamic acid composed of an excess amount of pyromellitic dianhydride and diaminodiphenyl ether was synthesized, and then reacted with the same amount of 3-aminopropylmethyldiethoxysilane as the amount of the terminal acid anhydride group of the polyamic acid. Add a predetermined amount of tetraethoxysilane and distilled water in an active gas atmosphere, perform a sol-gel reaction, perform normal casting using a prepolymer viscous solution obtained by uniform stirring, and perform heat treatment and imidization simultaneously A manufacturing method is disclosed (see Patent Document 5). In this method, the dispersibility is improved because tetraethoxysilane is bonded to the carboxyl group via a silane coupling agent. However, since the silanol obtained by hydrolysis of tetraethoxysilane is gelled, the solvent is volatilized and imidized at the same time, repelling, irregularities, etc. are generated on the surface of the coating, and defects in surface smoothness are likely to occur. In addition, since there is a step of dehydrating imidization after casting, a high-temperature heat treatment is required, resulting in inferior molding processability and difficulty in controlling the film thickness. In addition, since the polyimide itself is brownish in color, there is a problem that it is not applicable to optical uses that require colorlessness and transparency.

特開昭62−283153号公報JP-A-62-283153 特開昭63−99234号公報JP-A-63-99234 特開昭63−99235号公報JP-A-63-99235 特開昭63−99536号公報JP-A-63-99536 特開平8−104749号公報JP-A-8-104749

本発明の課題は、上述の従来用いられてきたポリイミド/無機複合材料の製造方法の有する問題点を解決し、耐熱性に優れ、柔軟性を有する無色・透明なポリイミド/無機複合材料の製造方法を提供することにある。   An object of the present invention is to solve the problems of the above-mentioned conventional polyimide / inorganic composite material production methods, and to produce a colorless and transparent polyimide / inorganic composite material having excellent heat resistance and flexibility. Is to provide.

本発明者らは上述の目的を達成するために鋭意検討した結果、本発明に到達した。すなわち本発明は、式(1)示される繰り返し単位を有する有機溶媒に可溶の半脂肪族及び/または全脂肪族ポリイミドと、該ポリイミドの末端基と反応性を有するシランカップリング剤とを反応させた後、ケイ素のアルコキシドと蒸留水を添加してゾル−ゲル反応を行うことにより得られるポリイミド/無機複合材料の製造方法に関するものである。   As a result of intensive studies to achieve the above object, the present inventors have reached the present invention. That is, the present invention reacts a semi-aliphatic and / or all-aliphatic polyimide soluble in an organic solvent having a repeating unit represented by the formula (1) with a silane coupling agent having reactivity with the terminal group of the polyimide. The present invention relates to a method for producing a polyimide / inorganic composite material obtained by adding a silicon alkoxide and distilled water and performing a sol-gel reaction.

本発明によるポリイミド/無機複合材料の製造方法は、シランカップリング剤を用い、ゾル−ゲル法によりポリイミドと無機相に化学的架橋結合を導入するものであり、相溶性を向上させ、耐熱性、力学強度に優れ、柔軟性を有する無色・透明なポリイミド/無機複合材料を得るのに有用である。   The method for producing a polyimide / inorganic composite material according to the present invention uses a silane coupling agent and introduces a chemical cross-linking bond between a polyimide and an inorganic phase by a sol-gel method, and improves compatibility, heat resistance, It is useful for obtaining a colorless and transparent polyimide / inorganic composite material having excellent mechanical strength and flexibility.

本発明に用いられる半脂肪族及び/または全脂肪族ポリイミドは、式(1)で示される繰り返し単位を有する有機極性溶媒に可溶の半脂肪族及び/または全脂肪族ポリイミドである。   The semialiphatic and / or fully aliphatic polyimide used in the present invention is a semialiphatic and / or fully aliphatic polyimide soluble in an organic polar solvent having a repeating unit represented by the formula (1).

Figure 0004367622
(式中、Rは炭素数5〜16の4価の脂肪族炭化水素基であり、Φは炭素数2〜28の2価の脂肪族炭化水素基または炭素数12〜25の2価の芳香族炭化水素基である。)
Figure 0004367622
(In the formula, R 1 is a tetravalent aliphatic hydrocarbon group having 5 to 16 carbon atoms, and Φ is a divalent aliphatic hydrocarbon group having 2 to 28 carbon atoms or a divalent aliphatic hydrocarbon group having 12 to 25 carbon atoms. (It is an aromatic hydrocarbon group.)

本発明に用いられる半脂肪族及び/または全脂肪族ポリイミドは、4価のテトラカルボン酸と2価のジアミンとを構成成分とするポリイミドであり、脂肪族テトラカルボン酸またはその誘導体とジアミンとを反応させることにより得られる半脂肪族及び/または全脂肪族のポリイミドである。脂肪族テトラカルボン酸またはその誘導体としては、脂肪族テトラカルボン酸、脂肪族テトラカルボン酸エステル類、脂肪族テトラカルボン酸二無水物などが挙げられるが、好ましいのは脂肪族テトラカルボン酸二無水物である。ジアミンとしては、脂肪族ジアミンと芳香族ジアミンのどちらでもよく、それらの混合物でもよいが、特に好ましいのは脂肪族ジアミンを主成分とするジアミンである。脂肪族ジアミンに芳香族ジアミンを併用する場合、芳香族ジアミン/脂肪族ジアミンの重量比率は1/3以下が望ましい。   The semi-aliphatic and / or all-aliphatic polyimide used in the present invention is a polyimide having a tetravalent tetracarboxylic acid and a divalent diamine as constituent components, and an aliphatic tetracarboxylic acid or a derivative thereof and a diamine. It is a semi-aliphatic and / or wholly aliphatic polyimide obtained by reacting. Aliphatic tetracarboxylic acids or derivatives thereof include aliphatic tetracarboxylic acids, aliphatic tetracarboxylic acid esters, aliphatic tetracarboxylic dianhydrides, etc., preferably aliphatic tetracarboxylic dianhydrides. It is. As the diamine, either an aliphatic diamine or an aromatic diamine may be used, or a mixture thereof may be used. Particularly preferred is a diamine mainly composed of an aliphatic diamine. When the aromatic diamine is used in combination with the aliphatic diamine, the weight ratio of aromatic diamine / aliphatic diamine is preferably 1/3 or less.

脂肪族テトラカルボン酸二無水物としては、例えば、1,2,4,5−シクロペンタンテトラカルボン酸、1,2,4,5−シクロヘキサンテトラ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などが挙げられる。これらの中でも特に1,2,4,5−シクロヘキサンテトラカルボン酸二無水物を用いるのが好ましい。これらの脂肪族テトラカルボン酸酸二無水物は、単独あるいは二種以上混合して使用することができるが、より好ましくは1,2,4,5−シクロヘキサンテトラカルボン酸二無水物を単独で用いるのが良い。   Examples of the aliphatic tetracarboxylic dianhydride include 1,2,4,5-cyclopentanetetracarboxylic acid, 1,2,4,5-cyclohexanetetracarboxylic dianhydride, and bicyclo [2.2.2. ] Oct-7-ene-2,3,5,6-tetracarboxylic dianhydride and the like. Among these, it is particularly preferable to use 1,2,4,5-cyclohexanetetracarboxylic dianhydride. These aliphatic tetracarboxylic dianhydrides can be used alone or in combination of two or more, but more preferably 1,2,4,5-cyclohexanetetracarboxylic dianhydride is used alone. Is good.

脂肪族ジアミンとしては、例えば、イソホロンジアミン、エチレンジアミン、4,4−ジアミノジシクロヘキシルメタン、テトラメチレンジアミン、ノルボルナンジアミン、パラキシリレンジアミン、1,3−ビス(アミノメチル)シクロヘキサン、1,3−ジアミノシクロヘキサン、ヘキサメチレンジアミン、ポリエチレングリコールビス(3−アミノプロピル)エーテル、メタキシリレンジアミン、4,4−メチレンビス(シクロヘキシルアミン)、ビシクロヘキシルジアミン、シロキサンジアミン類などが挙げられる。これらのジアミンは、単独あるいは二種以上混合して使用することができる。   Examples of the aliphatic diamine include isophorone diamine, ethylene diamine, 4,4-diaminodicyclohexyl methane, tetramethylene diamine, norbornane diamine, paraxylylene diamine, 1,3-bis (aminomethyl) cyclohexane, 1,3-diaminocyclohexane. , Hexamethylenediamine, polyethylene glycol bis (3-aminopropyl) ether, metaxylylenediamine, 4,4-methylenebis (cyclohexylamine), bicyclohexyldiamine, siloxane diamines, and the like. These diamines can be used alone or in combination of two or more.

さらに、芳香族ジアミンとしては、例えば、ジアミノジフェニルエーテル、ジアミノジフェニルメタン、ジメチルベンジジン、ジメトキシベンジジン、ジアミノジフェニルスルフィド、ジアミノジフェニルスルホキシド、ジアミノジフェニルスルホン、ジアミノベンゾフェノン、2,2−ビス(3−アミノフェニル)プロパン、2,2−ビス(4−アミノフェニル)プロパン、2,2−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]−1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロパン、1,4−ビス(3−アミノフェノキシ)ベンゼン、1,4−ビス(4−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、1,3−ビス(4−アミノフェノキシ)ベンゼン、4,4−ビス(3−アミノフェノキシ)ビフェニル、4,4−ビス(4−アミノフェノキシ)ビフェニル、ビス[4−(3−アミノフェノキシ)フェニル]ケトン、ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]ケトン、ビス[4−(3−アミノフェノキシ)フェニル]スルフィド、ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]スルフィド、ビス[4−(3−アミノフェノキシ)フェニル]エーテル、ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]エーテル、などが挙げられる。これらのジアミンは、単独あるいは二種以上混合して使用することができる。   Furthermore, examples of the aromatic diamine include diaminodiphenyl ether, diaminodiphenylmethane, dimethylbenzidine, dimethoxybenzidine, diaminodiphenyl sulfide, diaminodiphenyl sulfoxide, diaminodiphenylsulfone, diaminobenzophenone, 2,2-bis (3-aminophenyl) propane, 2,2-bis (4-aminophenyl) propane, 2,2-bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] -1,1,1,3,3,3-hexafluoropropane, 1,4- Bis (3-aminophenoxy) benzene, 1,4-bis (4-aminophenoxy) benzene, 1,3-bis (3-aminophenoxy) benzene, 1,3-bis (4-aminophenoxy) benzene, 4, 4-Bis (3-aminophenoxy) biphe 4,4-bis (4-aminophenoxy) biphenyl, bis [4- (3-aminophenoxy) phenyl] ketone, bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] ketone, bis [4- (3- Aminophenoxy) phenyl] sulfide, bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] sulfide, bis [4- (3-aminophenoxy) phenyl] ether, bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] ether, etc. Is mentioned. These diamines can be used alone or in combination of two or more.

本発明に用いる半脂肪族及び/または全脂肪族ポリイミドは有機極性溶媒に可溶のものである。半脂肪族ポリイミドとは脂肪族テトラカルボン酸またはその誘導体と芳香族ジアミンとからなる透明性を有するポリイミドであり、全脂肪族ポリイミドとは脂肪族テトラカルボン酸またはその誘導体と脂肪族ジアミンとからなる無色・透明性を有するポリイミドである。   The semi-aliphatic and / or fully aliphatic polyimide used in the present invention is soluble in an organic polar solvent. The semi-aliphatic polyimide is a transparent polyimide composed of an aliphatic tetracarboxylic acid or a derivative thereof and an aromatic diamine, and the total aliphatic polyimide is composed of an aliphatic tetracarboxylic acid or a derivative thereof and an aliphatic diamine. It is a colorless and transparent polyimide.

上記有機極性溶媒は特に限定されないが、例えば、γ−ブチロラクトン、N,N−ジメチルアセトアミド、N,N−ジメチルフォルムアミド、N−メチル−2−ピロリドン、ジメチルスルホキシド、ヘキサメチルホスホルアミド、p−クロロフェノール、m−クレゾール、テトラヒドロフランなどの非プロトン性有機極性溶媒であることが望ましい。   The organic polar solvent is not particularly limited. For example, γ-butyrolactone, N, N-dimethylacetamide, N, N-dimethylformamide, N-methyl-2-pyrrolidone, dimethyl sulfoxide, hexamethylphosphoramide, p- An aprotic organic polar solvent such as chlorophenol, m-cresol, and tetrahydrofuran is desirable.

本発明に用いる半脂肪族及び/または全脂肪族ポリイミドは有機極性溶媒に20〜100℃、好ましくは30〜100℃で、有機極性溶媒を含む全重量部に対するポリイミド固形分濃度として好ましくは20重量%以上50重量%以下の範囲で可溶であり、さらに好ましくは30重量%以上40重量%以下の範囲で可溶である。20重量%未満であるとポリイミドの固有粘度が上がりにくく、50重量%を超えると、ポリイミドの固有粘度が上がった段階におけるポリイミド溶液の粘度が高すぎ、撹拌が均一に行われずに樹脂の焦げ付きの原因と成り得る。   The semi-aliphatic and / or total aliphatic polyimide used in the present invention is 20 to 100 ° C., preferably 30 to 100 ° C. in an organic polar solvent, and preferably 20 wt.% As a polyimide solid concentration with respect to the total weight part including the organic polar solvent. % Soluble in the range of 50% by weight or more and more preferably in the range of 30% by weight or more and 40% by weight or less. If it is less than 20% by weight, it is difficult to increase the intrinsic viscosity of the polyimide, and if it exceeds 50% by weight, the viscosity of the polyimide solution at the stage where the intrinsic viscosity of the polyimide is increased is too high. It can be a cause.

具体的に、本発明のポリイミド/無機複合材料は下記の工程を含む方法により製造される。
(1)有機極性溶媒中において過剰量の脂肪族テトラカルボン酸またはその誘導体とジアミンとをイミド化反応させ、末端が酸無水物基であるポリイミドのポリイミド溶液を合成する工程、または有機極性溶媒中において脂肪族テトラカルボン酸またはその誘導体と過剰量のジアミンとをイミド化反応させ、末端がアミノ基であるポリイミドのポリイミド溶液を合成する工程、
Specifically, the polyimide / inorganic composite material of the present invention is produced by a method including the following steps.
(1) A step of imidizing an excess amount of an aliphatic tetracarboxylic acid or derivative thereof and a diamine in an organic polar solvent to synthesize a polyimide solution of a polyimide whose terminal is an acid anhydride group, or in an organic polar solvent A process of imidizing an aliphatic tetracarboxylic acid or a derivative thereof and an excess amount of a diamine to synthesize a polyimide solution of a polyimide having a terminal amino group,

(2)前記(1)の工程により合成した末端が酸無水物基であるポリイミドに、酸無水物基と反応性を有するアミノ基またはイソシアネート基を含有するシランカップリング剤を少なくともポリイミドの末端基の量よりも過剰の量仕込み、反応させて末端がアルコキシシラン構造を有する末端封止ポリイミドを含む溶液を製造する工程、または末端がアミノ基であるポリイミドに、アミノ基と反応性を有するイソシアネート基を含有するシランカップリング剤を少なくともポリイミド末端基の量よりも過剰の量仕込み、反応させて末端がアルコキシシラン構造を有する末端封止ポリイミドを含む溶液を合成する工程、 (2) At least a silane coupling agent containing an amino group or an isocyanate group having reactivity with an acid anhydride group is added to the polyimide synthesized at the step (1) and having an acid anhydride group at the terminal. The step of preparing a solution containing an end-capped polyimide having an alkoxysilane structure at the end by charging and reacting in an excess amount than the amount of the above, or an isocyanate group having reactivity with an amino group in a polyimide having an amino group at the end A step of preparing a solution containing an end-capped polyimide having an alkoxysilane structure at the end by charging and reacting a silane coupling agent containing at least an amount exceeding the amount of polyimide end groups,

(3)前記(2)の工程により合成した末端封止ポリイミドに、ゾル−ゲル反応法により不活性ガス雰囲気下で既定量のケイ素のアルコキシドとアルコキシ基量に相当する蒸留水を添加し、加水分解触媒を加え均一に撹拌して、末端にシラノール基が形成された化合物とケイ素の水酸化物ゾルとを含有する混合溶液を製造する工程、 (3) A predetermined amount of silicon alkoxide and distilled water corresponding to the amount of alkoxy groups are added to the end-capped polyimide synthesized by the step (2) in an inert gas atmosphere by a sol-gel reaction method, and water is added. Adding a decomposition catalyst and stirring uniformly to produce a mixed solution containing a compound having a silanol group formed at the terminal and a hydroxide sol of silicon;

(4)前記(3)の工程により製造した、末端にシラノール基が形成された化合物とケイ素の水酸化物ゾルとを含有する混合溶液を加熱し、ケイ素及び/または金属の水酸化物ゾルのゲル化(ゾル−ゲル反応)および溶剤乾燥を行い、ポリイミド/無機複合材料を製造する工程。 (4) The mixed solution containing the compound having a silanol group formed at the terminal and the silicon hydroxide sol, which is produced by the step (3), is heated to obtain a silicon and / or metal hydroxide sol. A step of producing a polyimide / inorganic composite material by performing gelation (sol-gel reaction) and solvent drying.

前記工程(1)に記載のポリイミドの合成はジアミンの有機極性溶媒の溶液に脂肪族テトラカルボン酸またはその誘導体を添加し、室温付近ないしそれ以下の温度に保ってポリアミド酸溶液を得た後、トルエンあるいはキシレンなどの共沸脱水剤およびイミド化触媒を添加して、生成水を系外に留出しつつ脱水反応を行い、ポリイミド溶液を得る。   In the synthesis of the polyimide described in the step (1), an aliphatic tetracarboxylic acid or a derivative thereof is added to a solution of an organic polar solvent of diamine, and a polyamic acid solution is obtained by maintaining the temperature around room temperature or lower. An azeotropic dehydrating agent such as toluene or xylene and an imidation catalyst are added, and a dehydration reaction is carried out while distilling the produced water out of the system to obtain a polyimide solution.

あるいは、反応中間体のポリアミド酸溶液に無水酢酸などの脱水剤を用いてイミド化させた後、メタノールなどのポリイミドの溶解性が乏しい溶剤を添加して、ポリイミドを沈殿させ、ろ過・洗浄・乾燥により固体として分離し、γ―ブチロラクトンなどの有機極性溶媒に溶解させたポリイミド溶液を得る。イミド化触媒に関しては、トリエチルアミン、トリブチルアミン、ピリジンまたはβ−ピコリンなどの3級アミンを併用することができる。   Alternatively, after imidization of the reaction intermediate polyamic acid solution using a dehydrating agent such as acetic anhydride, a solvent having poor polyimide solubility such as methanol is added to precipitate the polyimide, followed by filtration, washing and drying. To obtain a polyimide solution dissolved in an organic polar solvent such as γ-butyrolactone. Regarding the imidization catalyst, a tertiary amine such as triethylamine, tributylamine, pyridine or β-picoline can be used in combination.

本発明における半脂肪族及び/または全脂肪族ポリイミドを合成するにあたっては、使用される有機極性溶媒は特に限定されないが、非プロトン性有機極性溶媒であることが望ましい。例えば、γ−ブチロラクトン、N,N−ジメチルアセトアミド、N,N−ジメチルフォルムアミド、N−メチル−2−ピロリドン、ジメチルスルホキシド、ヘキサメチルホスホルアミド、p−クロロフェノール、m−クレゾール、テトラヒドロフランなどが挙げられる。上記の中でも特にγ−ブチロラクトンおよびN,N−ジメチルアセトアミドを用いることにより無色・透明性が向上する。これらの溶媒を単独あるいは二種以上混合して使用することができる。   In synthesizing the semi-aliphatic and / or fully aliphatic polyimide in the present invention, the organic polar solvent to be used is not particularly limited, but is preferably an aprotic organic polar solvent. For example, γ-butyrolactone, N, N-dimethylacetamide, N, N-dimethylformamide, N-methyl-2-pyrrolidone, dimethyl sulfoxide, hexamethylphosphoramide, p-chlorophenol, m-cresol, tetrahydrofuran, etc. Can be mentioned. Of these, colorlessness and transparency are improved by using γ-butyrolactone and N, N-dimethylacetamide. These solvents can be used alone or in admixture of two or more.

前記工程(1)において、末端が酸無水物基であるポリイミドを合成する場合、ジアミンに対するテトラカルボン酸および/またはその二無水物の反応量論比は0.01〜0.1過剰量を添加して反応させることが適当である。過剰量が0.1を超えると低い重合度のためフィルムに成形することが困難になり、一方、過剰量が0.01より少ないと末端の酸無水物官能基数が著しく減少し、続く工程(2)でのシランカップリング剤との反応率が低くなるだけでなく、ゾル−ゲル反応により形成する網目状シリカ構造との架橋点が十分ではなくなる。   In the step (1), when synthesizing a polyimide whose terminal is an acid anhydride group, the reaction stoichiometric ratio of tetracarboxylic acid and / or dianhydride to diamine is 0.01 to 0.1 excess. It is suitable to make it react. When the excess amount exceeds 0.1, it becomes difficult to form a film due to a low degree of polymerization. On the other hand, when the excess amount is less than 0.01, the number of terminal acid anhydride functional groups is significantly reduced, and the following step ( Not only the reaction rate with the silane coupling agent in 2) is lowered, but also the crosslinking points with the network silica structure formed by the sol-gel reaction are not sufficient.

前記工程(1)において、脂肪族テトラカルボン酸またはその誘導体に対するジアミンの反応量論比は特に制限はないが、0.02〜0.1過剰量を添加して反応させることが適当である。過剰量が0.1を超えると低い重合度のためフィルムに成形することが困難になり、一方、過剰量が0.02より少ないと末端のアミノ基数が著しく減少し、続く工程(2)でのシランカップリング剤との反応率が低くなるだけでなく、ゾル−ゲル反応により形成する網目状シリカ構造との架橋点が十分ではなくなる。   In the step (1), the stoichiometric ratio of the diamine to the aliphatic tetracarboxylic acid or its derivative is not particularly limited, but it is appropriate to react by adding an excess of 0.02 to 0.1. If the excess amount exceeds 0.1, it becomes difficult to form a film due to a low degree of polymerization. On the other hand, if the excess amount is less than 0.02, the number of terminal amino groups is remarkably reduced, and in the subsequent step (2), Not only does the reaction rate with the silane coupling agent become low, but the crosslinking point with the network silica structure formed by the sol-gel reaction is not sufficient.

また、工程(1)により末端が酸無水物基であるポリイミド溶液とした後、工程(2)においてポリイミド末端を封止するために添加されるシランカップリング剤としては、アミノ基あるいはイソシアネート基を含有するものであれば、特に限定はされないが、式(2)で示される構造であることが好ましい。さらには、室温における酸無水物基への反応性が十分に高いアミノシランカップリング剤を用いることが好ましい。   Moreover, after making into the polyimide solution whose terminal is an acid anhydride group by a process (1), as a silane coupling agent added in order to seal a polyimide terminal in a process (2), an amino group or an isocyanate group is used. Although it will not specifically limit if it contains, It is preferable that it is a structure shown by Formula (2). Furthermore, it is preferable to use an aminosilane coupling agent having a sufficiently high reactivity with an acid anhydride group at room temperature.

Figure 0004367622
(式中、Rは炭素数1〜10のアルキル基、Rは炭素数3〜10の2価の炭化水素基、Xはアミノ基又はイソシアネート基を示す。)
Figure 0004367622
(In the formula, R 2 represents an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, R 3 represents a divalent hydrocarbon group having 3 to 10 carbon atoms, and X represents an amino group or an isocyanate group.)

例として、3−アミノプロピルトリエトキシシラン、3−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−2(アミノエチル)3−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−2(アミノエチル)3−アミノプロピルトリエトキシシランなどの公知の化合物が挙げることができる。添加されるシランカップリング剤の量は生成ポリイミドの分子量から計算される末端基数の量よりも少なくとも過剰量であることが望ましい。また、反応が十分に進行するように30〜80℃の間で一定時間撹拌することが好ましい。80℃よりも高温に保持した場合、系中に残留する水分によりシランカップリング剤が加水分解され、脱水縮合を起こす恐れがある。   Examples include 3-aminopropyltriethoxysilane, 3-aminopropyltrimethoxysilane, N-2 (aminoethyl) 3-aminopropyltrimethoxysilane, N-2 (aminoethyl) 3-aminopropyltriethoxysilane, etc. Known compounds can be mentioned. It is desirable that the amount of the silane coupling agent added is at least in excess of the amount of terminal groups calculated from the molecular weight of the resulting polyimide. Moreover, it is preferable to stir for a fixed time between 30-80 degreeC so that reaction may fully advance. When kept at a temperature higher than 80 ° C., the silane coupling agent may be hydrolyzed by moisture remaining in the system, causing dehydration condensation.

工程(1)により末端がアミノ基であるポリイミド溶液とした後、工程(2)においてポリイミド末端を封止されるシランカップリング剤としては、イソシアネート基を含有するものであれば、特に限定はされないが、例えば、3−イソシアネートプロピルトリエトキシシラン、3−イソシアネートプロピルトリメトキシシランなどの公知の化合物が挙げられる。添加されるシランカップリング剤の量は生成ポリイミドの分子量から計算される末端基数の量よりも少なくとも過剰量であることが望ましい。イソシアネートと末端アミノ基との反応は室温において十分に高いため、反応が十分に進行するように室温で一定時間撹拌することが好ましい。   There is no particular limitation on the silane coupling agent that contains an isocyanate group after the polyimide solution having an amino group at the end in step (1) and then the polyimide end is sealed in step (2). Are known compounds such as 3-isocyanatopropyltriethoxysilane and 3-isocyanatopropyltrimethoxysilane. It is desirable that the amount of the silane coupling agent added is at least in excess of the amount of terminal groups calculated from the molecular weight of the resulting polyimide. Since the reaction between the isocyanate and the terminal amino group is sufficiently high at room temperature, it is preferable to stir at room temperature for a certain period of time so that the reaction proceeds sufficiently.

前記工程(3)においては、不活性ガス雰囲気、例えば窒素気流下で工程(2)により得られる末端封止ポリイミドを含む溶液にケイ素のアルコキシド、必要に応じて有機極性溶媒を添加し、均一に撹拌した後、加水分解のための既定量の蒸留水を投入し、さらに微量の加水分解触媒を加え常温で一定時間撹拌することにより末端にシラノール基が形成された式(3)〜(5)で示される化合物とケイ素の水酸化物ゾルとを含有する混合溶液を製造する。   In the step (3), an alkoxide of silicon and, if necessary, an organic polar solvent are added uniformly to a solution containing the end-capped polyimide obtained by the step (2) under an inert gas atmosphere, for example, a nitrogen stream. After stirring, formulas (3) to (5) in which a predetermined amount of distilled water for hydrolysis is added, a small amount of hydrolysis catalyst is added, and the mixture is stirred at room temperature for a certain time to form a silanol group at the terminal. A mixed solution containing the compound represented by the above and a silicon hydroxide sol is produced.

Figure 0004367622
(式中、Rは炭素数5〜16の4価の脂肪族炭化水素基であり、Φは炭素数2〜28の2価の脂肪族炭化水素基または炭素数12〜25の2価の芳香族炭化水素基である。)
Figure 0004367622
(In the formula, R 1 is a tetravalent aliphatic hydrocarbon group having 5 to 16 carbon atoms, and Φ is a divalent aliphatic hydrocarbon group having 2 to 28 carbon atoms or a divalent aliphatic hydrocarbon group having 12 to 25 carbon atoms. (It is an aromatic hydrocarbon group.)

Figure 0004367622
(式中、Rは炭素数5〜16の4価の脂肪族炭化水素基であり、Φは炭素数2〜28の2価の脂肪族炭化水素基または炭素数12〜25の2価の芳香族炭化水素基である。)
Figure 0004367622
(In the formula, R 1 is a tetravalent aliphatic hydrocarbon group having 5 to 16 carbon atoms, and Φ is a divalent aliphatic hydrocarbon group having 2 to 28 carbon atoms or a divalent aliphatic hydrocarbon group having 12 to 25 carbon atoms. (It is an aromatic hydrocarbon group.)

Figure 0004367622
(式中、Rは炭素数5〜16の4価の脂肪族炭化水素基であり、Φは炭素数2〜28の2価の脂肪族炭化水素基または炭素数12〜25の2価の芳香族炭化水素基である。)
Figure 0004367622
(In the formula, R 1 is a tetravalent aliphatic hydrocarbon group having 5 to 16 carbon atoms, and Φ is a divalent aliphatic hydrocarbon group having 2 to 28 carbon atoms or a divalent aliphatic hydrocarbon group having 12 to 25 carbon atoms. (It is an aromatic hydrocarbon group.)

一般的なケイ素のアルコキシドのゾル−ゲル反応における加水分解触媒としては、公知の酸触媒、または塩基触媒が使用される。酸触媒を用いることにより加水分解反応速度は促進されるが続くシラノールの重縮合反応は遅くなり、低分子量の直鎖状シリカが架橋網目構造を生成する。また、塩基性触媒を用いると加水分解も早いが重縮合反応も早いのでシリカの基本骨格は数十〜数百nmの粒子状になるということが報告されている。   As a hydrolysis catalyst in a general silicon alkoxide sol-gel reaction, a known acid catalyst or base catalyst is used. By using an acid catalyst, the hydrolysis reaction rate is accelerated, but the subsequent polycondensation reaction of silanol is slowed, and a low molecular weight linear silica forms a crosslinked network structure. Further, it has been reported that when a basic catalyst is used, hydrolysis is fast but polycondensation reaction is fast, so that the basic skeleton of silica is in the form of particles of several tens to several hundreds of nanometers.

ポリイミド系シリカ複合材料をこのようなゾル−ゲル反応を使用して得る場合には、特に酸触媒が重要な作用効果を有している。酸触媒の具体的な例としては、塩酸、硫酸、硝酸、酢酸、シュウ酸などの無機酸または有機酸が挙げられ、特に塩酸を用いるのが好ましい。   When a polyimide-based silica composite material is obtained by using such a sol-gel reaction, an acid catalyst has an especially important effect. Specific examples of the acid catalyst include inorganic acids or organic acids such as hydrochloric acid, sulfuric acid, nitric acid, acetic acid and oxalic acid, and hydrochloric acid is particularly preferred.

ケイ素のアルコキシドの添加量は、特に制限はないが、シリカ成分に換算して、ポリイミド固形分重量に対して10〜40重量%が好ましく、20〜30重量%がさらに好ましい。10重量%未満である場合にはゾル−ゲル反応による十分な物性を持つシリカ架橋体を得るにはシリカ含量が不足し、40重量%を超えると、系内におけるポリイミドに対する貧溶媒の量が過剰となり、ポリイミドの溶解性が低下し、固体が析出してしまったり、続く乾燥工程において有機相であるポリイミドと無機相であるシリカが相分離を引き起こし、膜が白濁して無色・透明性が損なわれるか、柔軟性が不足するためクラックが生じやすく、膜がボロボロになるなどの欠点がある。   The amount of silicon alkoxide added is not particularly limited, but is preferably 10 to 40% by weight, more preferably 20 to 30% by weight, based on the weight of the polyimide solid content in terms of the silica component. If it is less than 10% by weight, the silica content is insufficient to obtain a silica crosslinked product having sufficient physical properties by the sol-gel reaction. If it exceeds 40% by weight, the amount of the poor solvent for the polyimide in the system is excessive. The solubility of polyimide decreases and solids precipitate, and the subsequent drying process causes the organic phase of polyimide and the inorganic phase of silica to cause phase separation, causing the film to become cloudy and colorless and transparent. However, there is a drawback that the film is liable to crack because the flexibility is insufficient, and the film becomes tattered.

本発明で用いられるケイ素のアルコキシドとしては、テトラアルコキシシランモノマー、テトラアルコシキシラン部分縮合物が挙げられる。テトラアルコキシシランモノマーとしては特に制限されないが、例えば、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトラプロポキシシラン、テトライソプロポキシシランなどが挙げられ、これらの中でも最も反応性の高いテトラメトキシシランを用いるのが好ましい。また、テトラアルコシキシラン部分縮合物としては、上記例示のモノマーから構成されるものであれば制限なく使用することができるが、市販で比較的安価で入手可能であるメチルシリケートオリゴマー(平均ケイ素原子数が2〜11)あるいはエチルシリケートオリゴマー(平均ケイ素原子数が2〜11)を用いることが好ましく、特に反応性の高いメチルシリケートオリゴマーが最も良い。沸点が大きいシリケートオリゴマーを用いることにより、続く工程(4)における乾燥段階でシラノールまたはアルコキシシランが揮発して消失する割合を大幅に小さくすると共に、脱水縮合により系内に生成するアルコール成分を削減することができる。これらテトラアルコキシシラン部分縮合物の平均ケイ素原子数は11を超えると、環状のシリコンオリゴマーを著しく形成し易くなり、高度に架橋したシリカ構造が得られなくなるだけでなく、粒子状のシリカが会合し、粒子径が成長した二次粒子を形成することにより、相分離が起こり、膜の白濁などの不具合が生じる。最適な平均ケイ素原子数は2〜4である。   Examples of the silicon alkoxide used in the present invention include a tetraalkoxysilane monomer and a tetraalkoxysilane partial condensate. Although it does not restrict | limit especially as a tetraalkoxysilane monomer, For example, tetramethoxysilane, tetraethoxysilane, tetrapropoxysilane, tetraisopropoxysilane etc. are mentioned, It is preferable to use tetramethoxysilane with the highest reactivity among these. . The tetraalkoxysilane partial condensate can be used without limitation as long as it is composed of the above-exemplified monomers, but it is a methyl silicate oligomer (average silicon atom) that is commercially available at a relatively low price. It is preferable to use an ethyl silicate oligomer having a number of 2 to 11) or an ethyl silicate oligomer (average number of silicon atoms is 2 to 11), and a methyl silicate oligomer having a particularly high reactivity is the best. By using a silicate oligomer having a large boiling point, the rate at which silanol or alkoxysilane volatilizes and disappears in the drying step in the subsequent step (4) is significantly reduced, and the alcohol component produced in the system by dehydration condensation is reduced. be able to. When the average number of silicon atoms of these tetraalkoxysilane partial condensates exceeds 11, not only can a cyclic silicon oligomer be remarkably formed and a highly crosslinked silica structure cannot be obtained, but also particulate silica is associated. By forming secondary particles having a grown particle size, phase separation occurs and problems such as white turbidity of the film occur. The optimal average number of silicon atoms is 2-4.

前記工程(3)で用いられるケイ素のアルコキシドと併用してマグネシウム、アルミニウム、ジルコニウム、およびチタンの群から選ばれる金属元素を含有する金属のアルコキシドを用いても良く、例えば、ジエトキシマグネシウム、ジ−i−イソプロポキシマグネシウム、ジ−n−ブトキシマグネシウム、トリエトキシアルミニウム、トリ−n−ブトキシアルミニウム、トリ−i−イソプロポキシアルミニウム、テトラエトキシジルコニウム、テトラ−n−ブトキシジルコニウム、テトラ−i−イソプロポキシジルコニウム、テトラエトキシチタン、テトラ−n−ブトキシチタン、テトラ−i−イソプロポキシチタンなどが挙げられる。ケイ素のアルコキシドに1種以上の金属のアルコキシドを併用して使用することができる。   In combination with the silicon alkoxide used in the step (3), a metal alkoxide containing a metal element selected from the group of magnesium, aluminum, zirconium, and titanium may be used. For example, diethoxymagnesium, di- i-isopropoxymagnesium, di-n-butoxymagnesium, triethoxyaluminum, tri-n-butoxyaluminum, tri-i-isopropoxyaluminum, tetraethoxyzirconium, tetra-n-butoxyzirconium, tetra-i-isopropoxyzirconium , Tetraethoxytitanium, tetra-n-butoxytitanium, tetra-i-isopropoxytitanium and the like. One or more metal alkoxides can be used in combination with silicon alkoxide.

前記工程(4)において、製造した末端にシラノール基が形成された化合物とケイ素の水酸化物ゾルを含有する混合溶液を通常のキャスティング方法によりキャストして乾燥する温度としては、60〜80℃であることが好ましい。60℃未満であると、ケイ素の水酸化物ゾルのゲル化が十分に起こりにくく、80℃を超えると、ポリイミド分子とシリカ相との架橋およびケイ素の水酸化物ゾルのゲル化が十分に進行する以前に溶媒が揮発してしまい、膜の白濁が起こるなどの不具合が生じる。また、急速な熱転換はフィルム表面から蒸発する水およびアルコール成分の痕跡が空孔として残りやすいので、これを防止するために低温で徐徐に熱処理することが要求される。このように得られた半乾燥のポリイミド/シリカ複合材料を窒素などの不活性ガス雰囲気下において150℃〜350℃の温度に保持し、シリカの強化とフィルムの残留溶剤の乾燥を行う。   In the step (4), the temperature at which the mixed solution containing the compound having a silanol group formed at the terminal and the silicon hydroxide sol is dried by casting by a normal casting method is 60 to 80 ° C. Preferably there is. When the temperature is lower than 60 ° C., the gelation of the silicon hydroxide sol is hardly caused. When the temperature is higher than 80 ° C., the crosslinking between the polyimide molecules and the silica phase and the gelation of the silicon hydroxide sol sufficiently progress. Before the process, the solvent evaporates, resulting in defects such as white turbidity of the film. Also, rapid thermal conversion tends to leave traces of water and alcohol components evaporating from the film surface as pores, and in order to prevent this, it is required to perform heat treatment gradually at a low temperature. The semi-dry polyimide / silica composite material thus obtained is maintained at a temperature of 150 ° C. to 350 ° C. in an inert gas atmosphere such as nitrogen to strengthen the silica and dry the residual solvent of the film.

本発明のポリイミド/無機複合材料を、例えば電子材料、フィルム、シートなどの成形材料、コーティング材料などとして利用する際には、従来使用されている公知慣用の配合剤、例えば、酸化防止剤、紫外線吸収剤、熱安定剤、着色剤等を、いずれも特に際限なく使用することができる。   When the polyimide / inorganic composite material of the present invention is used as, for example, a molding material such as an electronic material, a film, or a sheet, or a coating material, a conventionally known and commonly used compounding agent such as an antioxidant, an ultraviolet ray, or the like is used. Any of an absorbent, a heat stabilizer, a colorant and the like can be used without particular limitation.

以下、実施例により本発明を具体的に説明する。但し、本発明はこれら実施例になんら制限されるものではない。   Hereinafter, the present invention will be described specifically by way of examples. However, the present invention is not limited to these examples.

ポリイミド溶液、ポリイミド/無機複合材料(フィルム)の物性は、以下に示す方法で測定した。   The physical properties of the polyimide solution and the polyimide / inorganic composite material (film) were measured by the following methods.

<固有粘度測定>
製造例1〜6によって作製されたポリイミド溶液を無水メタノールに投入し、固体を析出させて未反応単量体を除去した後、濾過してから80℃で12時間真空乾燥して得られたポリイミド0.1gをN−メチル−2−ピロリドン20mLに溶解させ、キャノンフェンスケ粘度計を使用して30℃における固有粘度を測定した。固有粘度(μ)は下記式により求められた。
μ=ln(t/t)/C
:溶媒の流れる時間
:希薄高分子溶液の流れる時間
C:0.5g/dL
<Intrinsic viscosity measurement>
A polyimide solution obtained by putting the polyimide solution prepared in Production Examples 1 to 6 into anhydrous methanol, precipitating a solid and removing the unreacted monomer, followed by filtration and vacuum drying at 80 ° C. for 12 hours. 0.1 g was dissolved in 20 mL of N-methyl-2-pyrrolidone, and the intrinsic viscosity at 30 ° C. was measured using a Canon Fenske viscometer. The intrinsic viscosity (μ) was determined by the following formula.
μ = ln (t s / t 0) / C
t 0 : Time when the solvent flows t s : Time when the dilute polymer solution flows C: 0.5 g / dL

<熱分解開始温度>
ポリイミド/無機複合材料の耐熱性は島津製作所(株)製TGA−40M型熱重量装置により、大気中において10℃/分で1000℃まで昇温し、熱分解開始温度(以下Tと略記する)を測定した。
<Pyrolysis start temperature>
The heat resistance of the polyimide / inorganic composite material was increased to 1000 ° C. at 10 ° C./min in the atmosphere using a TGA-40M thermogravimetric apparatus manufactured by Shimadzu Corporation, and the thermal decomposition start temperature (hereinafter abbreviated as T d ). ) Was measured.

<引張強度>
ポリイミド/無機複合材料(フィルム)の力学的物性はASTM D882−88に準拠し、東洋精機製作所(株)製ストログラフV1−Cを用いて破断時の引張強度を測定した。
<Tensile strength>
The mechanical properties of the polyimide / inorganic composite material (film) were measured in accordance with ASTM D882-88, and the tensile strength at break was measured using a Strograph V1-C manufactured by Toyo Seiki Seisakusho.

<YI値およびヘイズH>
ポリイミド/無機複合材料(フィルム)を用いて、「JIS K7105透明度試験法」に準ずる無色性、透明性を評価する指標として、日本電色工業株式会社製色差・濁度測定器COI−300Aを用いてYI値およびヘイズHを求めた。
<YI value and haze H>
A color difference / turbidity measuring device COI-300A manufactured by Nippon Denshoku Industries Co., Ltd. is used as an index for evaluating the colorlessness and transparency according to “JIS K7105 Transparency Test Method” using a polyimide / inorganic composite material (film). YI value and haze H were determined.

<参考例>
1,2,4,5−シクロヘキサンテトラカルボン酸二無水物の合成
内容積5リットルのハステロイ製(HC22)オートクレーブにピロメリット酸552g、活性炭にRhを担持させた触媒(エヌ・イーケムキャット(株)製)200g、水1656gを仕込み、撹拌をしながら反応容器内を置換し、反応器の水素圧を5.0MPaとして60℃まで昇温した。水素圧を5.0MPaに保ちながら2時間反応させた。反応容器内の水素ガスを窒素ガスで置換し、反応液をオートクレーブから抜き出し、この反応液を熟持濾過して触媒を分離した。濾過液をロータリーエバポレーターで減圧下で水を飛ばして濃縮し、結晶を析出させた析出した結晶を室温で固液分離し、乾燥して1,2,4,5−シクロヘキサンテトラカルボン酸481g(収率85.0%)を得た。続いて、得られた1,2,4,5−シクロヘキサンテトラカルボン酸481gと無水酢酸4000gとを、5リットルのガラス製セパラブルフラスコに仕込み、撹拌をしながら反応容器内を窒素ガスで置換した。窒素ガス雰囲気下に溶媒の還流温度まで昇温し、10分間溶媒を還流させた。撹拌しながら室温まで冷却し、結晶を析出させた。析出した結晶を固液分離し、乾燥して一次結晶を得た。さらに分離母液をロータリーエバポレーターにて減圧下に濃縮し、結晶を析出させた。この結晶を固液分離し、乾燥して二次結晶を得た。一次結晶、二次結晶を合わせて1,2,4,5−シクロヘキサンテトラカルボン酸二無水物375gが得られた(無水化の収率96.6%)。
<Reference example>
Synthesis of 1,2,4,5-cyclohexanetetracarboxylic dianhydride Catalyst with 552 g of pyromellitic acid and Rh supported on activated carbon in a 5 liter Hastelloy (HC22) autoclave 200 g and 1656 g of water were charged, the inside of the reaction vessel was replaced while stirring, and the hydrogen pressure of the reactor was 5.0 MPa, and the temperature was raised to 60 ° C. The reaction was carried out for 2 hours while maintaining the hydrogen pressure at 5.0 MPa. The hydrogen gas in the reaction vessel was replaced with nitrogen gas, the reaction solution was extracted from the autoclave, and the reaction solution was subjected to aging filtration to separate the catalyst. The filtrate was concentrated by removing water with a rotary evaporator under reduced pressure to precipitate crystals. The precipitated crystals were solid-liquid separated at room temperature, dried and dried to 481 g of 1,2,4,5-cyclohexanetetracarboxylic acid (yield). 85.0%). Subsequently, 481 g of the obtained 1,2,4,5-cyclohexanetetracarboxylic acid and 4000 g of acetic anhydride were charged into a 5-liter glass separable flask, and the inside of the reaction vessel was replaced with nitrogen gas while stirring. . The temperature was raised to the reflux temperature of the solvent under a nitrogen gas atmosphere, and the solvent was refluxed for 10 minutes. While stirring, the mixture was cooled to room temperature to precipitate crystals. The precipitated crystals were separated into solid and liquid and dried to obtain primary crystals. Further, the separated mother liquor was concentrated under reduced pressure using a rotary evaporator to precipitate crystals. The crystals were separated into solid and liquid and dried to obtain secondary crystals. The primary crystal and the secondary crystal were combined to obtain 375 g of 1,2,4,5-cyclohexanetetracarboxylic dianhydride (anhydrous yield of 96.6%).

<製造例1>
半脂肪族系酸無水物基末端ポリイミドの合成
温度計、撹拌器、窒素導入環、分留器付き冷却管を備えた500mLの5つ口フラスコに、ジアミノジフェニルエーテル19.52g(0.097モル)と溶剤としてγ−ブチロラクトン168.58gを仕込んで溶解させ、氷水バスを用いて5℃に冷却した。同温に保ちながら、1,2,4,5−シクロヘキサンテトラカルボン酸二無水物22.62(0.1モル)およびイミド化触媒としてトリエチルアミン0.50g(0.005モル)を一括で添加した。滴下終了後、氷水バスを外して室温下1時間攪拌した。次に共沸脱水剤としてメタキシレン12.0gを添加して190℃に昇温し、随時留出液を留去させながら3時間還流を行い200℃まで昇温して反応終了とし、内温が60℃になるまで空冷して反応液を取り出した。このポリイミド溶液の重量は205.26g、また、留出液総重量は17.66gであった。ジアミノジフェニルエーテルに対する1,2,4,5−シクロヘキサンテトラカルボン酸二無水物の過剰量は0.03である。ポリイミド溶液を室温まで冷却した後、1Lのメタノールに注ぎいれてポリマーを沈殿させ、ろ過、メタノール洗浄を行った後、100℃の真空乾燥機中24時間乾燥させ、白色粉末37.3g(収率96.8%)を得た。この粉末のIRスペクトルを図1に示す。イミド基に特有の1702、1770cm−1の吸収が見られた。
ポリイミド溶液の固有粘度を測定した。結果を表1に示す。
<Production Example 1>
Synthesis of semi-aliphatic acid anhydride group-terminated polyimide In a 500 mL five-necked flask equipped with a thermometer, a stirrer, a nitrogen introduction ring, and a condenser tube with a fractionator, 19.52 g (0.097 mol) of diaminodiphenyl ether As a solvent, 168.58 g of γ-butyrolactone was charged and dissolved, and cooled to 5 ° C. using an ice water bath. While maintaining the same temperature, 22.62 (0.1 mol) of 1,2,4,5-cyclohexanetetracarboxylic dianhydride and 0.50 g (0.005 mol) of triethylamine as an imidization catalyst were added all at once. . After completion of dropping, the ice water bath was removed and the mixture was stirred at room temperature for 1 hour. Next, 12.0 g of metaxylene as an azeotropic dehydrating agent was added and the temperature was raised to 190 ° C., and the mixture was refluxed for 3 hours while distilling off the distillate as needed to raise the temperature to 200 ° C. to complete the reaction. Was cooled to 60 ° C. and the reaction solution was taken out. The weight of this polyimide solution was 205.26 g, and the total weight of the distillate was 17.66 g. The excess of 1,2,4,5-cyclohexanetetracarboxylic dianhydride relative to diaminodiphenyl ether is 0.03. After cooling the polyimide solution to room temperature, it was poured into 1 L of methanol to precipitate the polymer, filtered and washed with methanol, and then dried in a vacuum dryer at 100 ° C. for 24 hours to obtain 37.3 g of white powder (yield) 96.8%). The IR spectrum of this powder is shown in FIG. Absorption at 1702 and 1770 cm −1 peculiar to the imide group was observed.
The intrinsic viscosity of the polyimide solution was measured. The results are shown in Table 1.

<実施例1>
ポリイミド/シリカ複合材料の作製
製造法1の方法により得られたポリイミド溶液を500mLセパラブルフラスコに仕込み、側管付き滴下ロートにて3−アミノプロピルトリエトキシシラン(APTE)1.11g(0.005モル)を徐々に滴下しながら2時間室温にて撹拌した。次いで、テトラメトキシシラン21.07g(信越化学(株)製、シリカ成分約40%)を添加し、均一に撹拌した後、蒸留水9.11g、微量の塩酸、必要に応じて希釈用γ‐ブチロラクトンを加え、室温で2時間反応させ、ポリイミド固形分に対してシリカ含量20重量%である末端にシラノール基が形成された化合物とケイ素の水酸化物ゾルとを含有する混合溶液を得た。
次に、末端にシラノール基が形成された化合物とケイ素の水酸化物ゾルとを含有する混合溶液をギャップコーターを用いてステンレス基板上にキャストした後、大気中で60℃に6時間乾燥して、ポリイミド分子鎖とシロキサンが線形結合された湿潤ゲル膜とした後、窒素雰囲気下で250℃で3時間熱処理をしてシリカゲルの熟成および溶剤の残留溶剤の乾燥を行う操作を5回繰り返し、膜厚10〜20μmのポリイミドとシリカが化学的に架橋構造を形成したポリイミド/シリカ複合フィルムを製造した。これらのフィルムを用いて、YI値およびヘイズHを求めた。熱分解開始温度、引張強度を測定した。結果を表1に示す。
<Example 1>
Preparation of polyimide / silica composite material The polyimide solution obtained by the production method 1 was charged into a 500 mL separable flask, and 1.11 g (0.005) of 3-aminopropyltriethoxysilane (APTE) with a dropping funnel with a side tube. The mixture was stirred at room temperature for 2 hours while gradually adding (mol). Next, 21.07 g of tetramethoxysilane (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., silica component of about 40%) was added and stirred uniformly, and then 9.11 g of distilled water, a small amount of hydrochloric acid, and γ- for dilution as required. Butyrolactone was added and reacted at room temperature for 2 hours to obtain a mixed solution containing a compound in which a silanol group was formed at the terminal having a silica content of 20% by weight with respect to the polyimide solid content and a silicon hydroxide sol.
Next, a mixed solution containing a compound having a silanol group formed at the terminal and a silicon hydroxide sol was cast on a stainless steel substrate using a gap coater, and then dried in the atmosphere at 60 ° C. for 6 hours. Then, after forming a wet gel film in which polyimide molecular chains and siloxane are linearly bonded, the process of aging the silica gel and drying the residual solvent of the solvent by heat treatment at 250 ° C. for 3 hours in a nitrogen atmosphere is repeated five times. A polyimide / silica composite film in which 10 to 20 μm thick polyimide and silica chemically formed a crosslinked structure was produced. Using these films, the YI value and haze H were determined. Thermal decomposition start temperature and tensile strength were measured. The results are shown in Table 1.

<実施例2>
製造例1の方法により得られた半脂肪族酸無水物基末端ポリイミドを用いて、実施例1と同様の方法でAPTEと反応させた後、メチルシリケートオリゴマー(多摩化学(株)製、平均ケイ素原子数が4、シリカ成分約50%)を17.24g、蒸留水、塩酸触媒および希釈γ−ブチロラクトンを仕込み、実施例1と同様にポリイミド固形分に対してシリカ含量20重量%である末端にシラノール基が形成された化合物とケイ素の水酸化物ゾルとを含有する混合溶液を得た。実施例1と同様にポリイミド/シリカ複合フィルムを製造し、YI値、ヘイズH、熱分解開始温度、および引張強度を測定した。結果を表1に示す。
<Example 2>
After reacting with APTE in the same manner as in Example 1 using the semi-aliphatic anhydride group-terminated polyimide obtained by the method of Production Example 1, methyl silicate oligomer (manufactured by Tama Chemical Co., Ltd., average silicon) 17.24 g of 4 atoms, silica component of about 50%), distilled water, hydrochloric acid catalyst and dilute γ-butyrolactone were charged, and the silica content was 20% by weight with respect to the polyimide solid content as in Example 1. A mixed solution containing a compound in which a silanol group was formed and a silicon hydroxide sol was obtained. A polyimide / silica composite film was produced in the same manner as in Example 1, and the YI value, haze H, thermal decomposition start temperature, and tensile strength were measured. The results are shown in Table 1.

<製造例2>
半脂肪族アミノ基末端ポリイミドの合成
温度計、撹拌器、窒素導入環、分留器付き冷却管を備えた500mLの5つ口フラスコに、ジアミノジフェニルエーテル20.72g(0.103モル)と溶剤としてγ−ブチロラクトン173.41gを仕込んで溶解させ、氷水バスを用いて5℃に冷却した。同温に保ちながら、1,2,4,5−シクロヘキサンテトラカルボン酸二無水物22.62(0.1モル)およびイミド化触媒としてトリエチルアミン0.50g(0.005モル)を一括で添加した。滴下終了後氷水バスを外して室温下1時間攪拌した。次に共沸脱水剤としてメタキシレン12.0gを添加して190℃に昇温し、随時留出液を留去させながら3時間還流を行い200℃まで昇温して反応終了とし、内温が60℃になるまで空冷して反応液を取り出した。この溶液の重量は203.95g、また、留出液総重量は16.82gであった。1,2,4,5−シクロヘキサンテトラカルボン酸二無水物に対するジアミノジフェニルエーテルの過剰量は0.03である。ポリイミド溶液を室温まで冷却した後、1Lのメタノールに注ぎいれてポリマーを沈殿させ、ろ過、メタノール洗浄を行った後、100℃の真空乾燥機中24時間乾燥させ、白色粉末39.1g(収率98.5%)を得た。この粉末のIRスペクトルを図2に示す。イミド基に特有の1706、1766cm−1の吸収が見られた。
<Production Example 2>
Synthesis of semi-aliphatic amino group-terminated polyimide In a 500 mL five-necked flask equipped with a thermometer, a stirrer, a nitrogen introduction ring, and a condenser tube with a fractionator, 20.72 g (0.103 mol) of diaminodiphenyl ether and a solvent 173.41 g of γ-butyrolactone was charged and dissolved, and cooled to 5 ° C. using an ice water bath. While maintaining the same temperature, 22.62 (0.1 mol) of 1,2,4,5-cyclohexanetetracarboxylic dianhydride and 0.50 g (0.005 mol) of triethylamine as an imidization catalyst were added all at once. . After completion of dropping, the ice water bath was removed and the mixture was stirred at room temperature for 1 hour. Next, 12.0 g of metaxylene as an azeotropic dehydrating agent was added and the temperature was raised to 190 ° C., and the mixture was refluxed for 3 hours while distilling off the distillate as needed to raise the temperature to 200 ° C. to complete the reaction. Was cooled to 60 ° C. and the reaction solution was taken out. The weight of this solution was 203.95 g, and the total weight of the distillate was 16.82 g. The excess of diaminodiphenyl ether relative to 1,2,4,5-cyclohexanetetracarboxylic dianhydride is 0.03. After cooling the polyimide solution to room temperature, it was poured into 1 L of methanol to precipitate the polymer, filtered and washed with methanol, and then dried in a vacuum dryer at 100 ° C. for 24 hours to obtain 39.1 g of white powder (yield) 98.5%). The IR spectrum of this powder is shown in FIG. Absorption at 1706 and 1766 cm −1 peculiar to the imide group was observed.

<実施例3>
ポリイミド/シリカ複合材料の作製
製造法2の方法により得られたポリイミドワニスを500mLセパラブルフラスコに仕込み、側管付き滴下ロートにて3−イソシアネートプロピルトリエトキシシラン(IPTE)1.24g(0.005モル)を徐々に滴下しながら3時間室温にて撹拌した。次いで、テトラメトキシシラン21.56gを添加し、均一に撹拌した後、蒸留水9.31g、微量の塩酸、必要に応じて希釈GBL溶媒を加え、室温で2時間反応させ、ポリイミド固形分に対してシリカ含量20重量%である末端にシラノール基が形成された化合物とケイ素の水酸化物ゾルとを含有する混合溶液を得た。実施例1と同様にポリイミド/シリカ複合フィルムを製造し、YI値、ヘイズH、熱分解開始温度、および引張強度を測定した。結果を表1に示す。
<Example 3>
Preparation of polyimide / silica composite material The polyimide varnish obtained by the production method 2 was charged into a 500 mL separable flask, and 1.24 g (0.005) of 3-isocyanatopropyltriethoxysilane (IPTE) with a dropping funnel with a side tube. The mixture was stirred at room temperature for 3 hours while gradually adding (mol). Next, 21.56 g of tetramethoxysilane was added and stirred uniformly. Then, 9.31 g of distilled water, a small amount of hydrochloric acid, and a diluted GBL solvent were added as necessary, and the mixture was reacted at room temperature for 2 hours. Thus, a mixed solution containing a compound having a silanol group formed at the terminal and a silicon hydroxide sol having a silica content of 20% by weight was obtained. A polyimide / silica composite film was produced in the same manner as in Example 1, and the YI value, haze H, thermal decomposition start temperature, and tensile strength were measured. The results are shown in Table 1.

<実施例4>
製造例2の方法により得られた半脂肪族アミノ基末端ポリイミドを用いて、実施例3と同様の方法でIPTEと反応させた後、メチルシリケートオリゴマー(多摩化学(株)製、平均ケイ素原子数が4、シリカ成分約50%)17.24g、蒸留水、塩酸触媒および希釈γ−ブチロラクトン溶媒を仕込み、ゾル−ゲル反応を行い、実施例3と同様にしてポリイミド固形分に対してシリカ含量20重量%である末端にシラノール基が形成された化合物とケイ素の水酸化物ゾルとを含有する混合溶液を得た。実施例1と同様にポリイミド/シリカ複合フィルムを製造し、YI値、ヘイズH、熱分解開始温度、および引張強度を測定した。結果を表1に示す。
<Example 4>
After reacting with IPTE in the same manner as in Example 3 using the semi-aliphatic amino group-terminated polyimide obtained by the method of Production Example 2, methyl silicate oligomer (manufactured by Tama Chemical Co., Ltd., average number of silicon atoms) (4, silica component: about 50%) 17.24 g, distilled water, hydrochloric acid catalyst and dilute γ-butyrolactone solvent were charged, and a sol-gel reaction was carried out. A mixed solution containing a compound having a silanol group formed at the terminal and a silicon hydroxide sol in weight% was obtained. A polyimide / silica composite film was produced in the same manner as in Example 1, and the YI value, haze H, thermal decomposition start temperature, and tensile strength were measured. The results are shown in Table 1.

<製造例3>
全脂肪族酸無水物基末端ポリイミドの合成
温度計、撹拌器、窒素導入環、分留器付き冷却管を備えた500mLの5つ口フラスコに、4,4−ジアミノジシクロヘキシルメタン20.51g(0.097モル)と溶剤としてN−メチル−2−ピロリドン80.54gおよびN,N−ジメチルアセトアミド20.13gを仕込んで溶解させ、氷水バスを用いて5℃に冷却した。同温に保ちながら、1,2,4,5−シクロヘキサンテトラカルボン酸二無水物22.62g(0.1モル)およびイミド化触媒としてトリエチルアミン0.50g(0.005モル)を一括で添加し、製造例1と同様の方法で酸無水物基末端ポリイミド溶液を製造した。この溶液の重量は143.82g、また、留出液総重量は16.54gであった。4,4−ジアミノジシクロヘキシルメタンに対する1,2,4,5−シクロヘキサンテトラカルボン酸二無水物の過剰量は0.03である。
ポリイミド溶液を室温まで冷却した後、1Lのメタノールに注ぎいれてポリマーを沈殿させ、ろ過、メタノール洗浄を行った後、100℃の真空乾燥機中24時間乾燥させ、白色粉末37.3g(収率94.7%)を得た。この粉末のIRスペクトルを図3に示す。イミド基に特有の1689、1764cm−1の吸収が見られた。
<Production Example 3>
Synthesis of total aliphatic acid anhydride-terminated polyimide A 500 mL five-necked flask equipped with a thermometer, a stirrer, a nitrogen-introducing ring, and a condenser tube with a fractionator was charged with 20.51 g of 0,4-diaminodicyclohexylmethane (0 0.097 mol) and 80.54 g of N-methyl-2-pyrrolidone and 20.13 g of N, N-dimethylacetamide as a solvent were dissolved and cooled to 5 ° C. using an ice water bath. While maintaining the same temperature, 22.62 g (0.1 mol) of 1,2,4,5-cyclohexanetetracarboxylic dianhydride and 0.50 g (0.005 mol) of triethylamine as an imidization catalyst were added all at once. In the same manner as in Production Example 1, an acid anhydride group-terminated polyimide solution was produced. The weight of this solution was 143.82 g, and the total weight of the distillate was 16.54 g. The excess of 1,2,4,5-cyclohexanetetracarboxylic dianhydride relative to 4,4-diaminodicyclohexylmethane is 0.03.
After cooling the polyimide solution to room temperature, it was poured into 1 L of methanol to precipitate the polymer, filtered and washed with methanol, and then dried in a vacuum dryer at 100 ° C. for 24 hours to obtain 37.3 g of white powder (yield) 94.7%). The IR spectrum of this powder is shown in FIG. Absorption at 1689 and 1764 cm −1 peculiar to the imide group was observed.

<実施例5>
製造例3の方法により得られた半脂肪族酸無水物基末端ポリイミドを用いて、実施例1と同様の方法でAPTEと反応させた後、メチルシリケートオリゴマー(多摩化学(株)製、平均ケイ素原子数が4、シリカ成分約50%)を16.52g、蒸留水、塩酸触媒および希釈γ−ブチロラクトンを仕込み、ポリイミド固形分に対してシリカ含量20重量%である末端にシラノール基が形成された化合物とケイ素の水酸化物ゾルとを含有する混合溶液を得た。実施例1と同様にポリイミド/シリカ複合フィルムを製造し、YI値、ヘイズH、熱分解開始温度、および引張強度を測定した。結果を表1に示す。
<Example 5>
After reacting with APTE in the same manner as in Example 1 using the semi-aliphatic acid anhydride group-terminated polyimide obtained by the method of Production Example 3, methyl silicate oligomer (manufactured by Tama Chemical Co., Ltd., average silicon) 16.52 g of 4 atoms, silica component (about 50%), distilled water, hydrochloric acid catalyst and dilute γ-butyrolactone were charged, and a silanol group was formed at the terminal having a silica content of 20% by weight with respect to the polyimide solid content. A mixed solution containing the compound and a silicon hydroxide sol was obtained. A polyimide / silica composite film was produced in the same manner as in Example 1, and the YI value, haze H, thermal decomposition start temperature, and tensile strength were measured. The results are shown in Table 1.

<製造例4>
全脂肪族アミノ基末端ポリイミドの合成
温度計、撹拌器、窒素導入環、分留器付き冷却管を備えた500mLの5つ口フラスコに、4,4−ジアミノジシクロヘキシルメタン21.77g(0.103モル)と溶剤としてN−メチル−2−ピロリドン132.53gおよびN,N−ジメチルアセトアミド33.13gを仕込んで溶解させ、氷水バスを用いて5℃に冷却した。同温に保ちながら、1,2,4,5−シクロヘキサンテトラカルボン酸二無水物22.62g(0.1モル)およびイミド化触媒としてトリエチルアミン0.50g(0.005モル)を一括で添加し、製造例2と同様の方法でアミノ基末端ポリイミド溶液を製造した。この溶液の重量は148.75g、また、留出液総重量は16.54gであった。1,2,4,5−シクロヘキサンテトラカルボン酸二無水物に対する4,4−ジアミノジシクロヘキシルメタンの過剰量は3モル%である。ポリイミド溶液を室温まで冷却した後、1Lのメタノールに注ぎいれてポリマーを沈殿させ、ろ過、メタノール洗浄を行った後、100℃の真空乾燥機中24時間乾燥させ、白色粉末38.8g(収率95.0%)を得た。この粉末のIRスペクトルを図4に示す。イミド基に特有の1691、1764cm−1の吸収が見られた。
<Production Example 4>
Synthesis of total aliphatic amino group-terminated polyimide In a 500 mL five-necked flask equipped with a thermometer, a stirrer, a nitrogen introducing ring, and a condenser tube with a fractionator, 21.77 g (0.103 g) of 4,4-diaminodicyclohexylmethane was added. Mol) and 132.53 g of N-methyl-2-pyrrolidone and 33.13 g of N, N-dimethylacetamide as a solvent were dissolved and cooled to 5 ° C. using an ice water bath. While maintaining the same temperature, 22.62 g (0.1 mol) of 1,2,4,5-cyclohexanetetracarboxylic dianhydride and 0.50 g (0.005 mol) of triethylamine as an imidization catalyst were added all at once. An amino group-terminated polyimide solution was produced in the same manner as in Production Example 2. The weight of this solution was 148.75 g, and the total weight of the distillate was 16.54 g. The excess of 4,4-diaminodicyclohexylmethane relative to 1,2,4,5-cyclohexanetetracarboxylic dianhydride is 3 mol%. After cooling the polyimide solution to room temperature, it was poured into 1 L of methanol to precipitate a polymer, filtered and washed with methanol, and then dried in a vacuum dryer at 100 ° C. for 24 hours to obtain 38.8 g (yield) 95.0%). The IR spectrum of this powder is shown in FIG. Absorption at 1691 and 1764 cm −1 peculiar to the imide group was observed.

<実施例6>
製造例4の方法により得られた全脂肪族アミノ基末端ポリイミドを用いて、実施例3と同様の方法でIPTEと反応させた後、メチルシリケートオリゴマー(多摩化学(株)製、平均ケイ素原子数が4、シリカ成分約50%)を16.94g、蒸留水、塩酸触媒および希釈γ−ブチロラクトンを仕込み、ポリイミド固形分に対してシリカ含量20重量%である末端にシラノール基が形成された化合物とケイ素の水酸化物ゾルとを含有する混合溶液を得た。実施例1と同様にポリイミド/シリカ複合フィルムを製造し、YI値、ヘイズH、熱分解開始温度、および引張強度を測定した。結果を表1に示す。
<Example 6>
After reacting with IPTE in the same manner as in Example 3 using the total aliphatic amino group-terminated polyimide obtained by the method of Production Example 4, methyl silicate oligomer (manufactured by Tama Chemical Co., Ltd., average number of silicon atoms) And a compound having a silanol group formed at the terminal, which is charged with distilled water, hydrochloric acid catalyst and diluted γ-butyrolactone, and having a silica content of 20% by weight with respect to the polyimide solid content, A mixed solution containing a silicon hydroxide sol was obtained. A polyimide / silica composite film was produced in the same manner as in Example 1, and the YI value, haze H, thermal decomposition start temperature, and tensile strength were measured. The results are shown in Table 1.

<比較例1>
ジアミノジフェニルエーテル20.12g(0.1モル)と溶剤としてγ−ブチロラクトン168.58gを仕込んで溶解させ、氷水バスを用いて5℃に冷却した。同温に保ちながら、1,2,4,5−シクロヘキサンテトラカルボン酸二無水物22.62(0.1モル)およびイミド化触媒としてトリエチルアミン0.50g(0.005モル)を一括で添加した。滴下終了後氷水バスを外して室温下1時間攪拌した。次に共沸脱水剤としてメタキシレン12.0gを添加して190℃に昇温し、随時留出液を留去させながら3時間還流を行い200℃まで昇温して反応終了とし、内温が60℃になるまで空冷して反応液を取り出した。この溶液をギャップコーターを用いてガラス基板上にキャストした後、大気中で100℃で1時間乾燥し、一次乾燥フィルムを得た。このフィルムをステンレス枠に固定し、窒素雰囲気下200℃で3時間本乾燥を行い、無色・透明なポリイミドフィルムを製造し、YI値、ヘイズH、熱分解開始温度、および引張り強度を測定した。結果を表1に示す。
<Comparative Example 1>
20.12 g (0.1 mol) of diaminodiphenyl ether and 168.58 g of γ-butyrolactone as a solvent were charged and dissolved, and cooled to 5 ° C. using an ice water bath. While maintaining the same temperature, 22.62 (0.1 mol) of 1,2,4,5-cyclohexanetetracarboxylic dianhydride and 0.50 g (0.005 mol) of triethylamine as an imidization catalyst were added all at once. . After completion of dropping, the ice water bath was removed and the mixture was stirred at room temperature for 1 hour. Next, 12.0 g of metaxylene as an azeotropic dehydrating agent was added and the temperature was raised to 190 ° C., and the mixture was refluxed for 3 hours while distilling off the distillate as needed to raise the temperature to 200 ° C. to complete the reaction. Was cooled to 60 ° C. and the reaction solution was taken out. This solution was cast on a glass substrate using a gap coater, and then dried in air at 100 ° C. for 1 hour to obtain a primary dry film. This film was fixed to a stainless steel frame, and was subjected to main drying at 200 ° C. for 3 hours in a nitrogen atmosphere to produce a colorless and transparent polyimide film, and the YI value, haze H, thermal decomposition start temperature, and tensile strength were measured. The results are shown in Table 1.

<比較例2>
製造例1の方法により得られた半脂肪族酸無水物基末端ポリイミドを用いて、実施例1と同様の方法でAPTEと反応させた後、メチルシリケートオリゴマー(多摩化学(株)製、平均ケイ素原子数が4、シリカ成分約50%)をシリカ含量5重量%になるように仕込み、末端にシラノール基が形成された化合物とケイ素の水酸化物ゾルとを含有する混合溶液を得た。この溶液をギャップコーターを用いてステンレス基板上にキャストした後、大気中で60℃に6時間乾燥して、湿潤ゲル膜とした後、窒素雰囲気下で250℃で3時間熱処理をしてシリカゲルの熟成および溶剤の残留溶剤の乾燥を行う操作を5回繰り返し、膜厚12μmのポリイミドとシリカが化学的に架橋構造を形成したポリイミド/シリカ複合フィルムを製造し、YI値、ヘイズH、熱分解開始温度、および引張強度を測定した。結果を表1に示す。
<Comparative example 2>
After reacting with APTE in the same manner as in Example 1 using the semi-aliphatic anhydride group-terminated polyimide obtained by the method of Production Example 1, methyl silicate oligomer (manufactured by Tama Chemical Co., Ltd., average silicon) A mixture solution containing a compound having a silanol group formed at the terminal and a silicon hydroxide sol was prepared so that the silica content was 5% by weight. This solution was cast on a stainless steel substrate using a gap coater, dried in the atmosphere at 60 ° C. for 6 hours to form a wet gel film, and then heat treated at 250 ° C. for 3 hours in a nitrogen atmosphere. The process of aging and drying of the residual solvent was repeated 5 times to produce a polyimide / silica composite film having a film thickness of 12 μm and a chemically crosslinked structure of polyimide and silica. YI value, haze H, thermal decomposition start Temperature and tensile strength were measured. The results are shown in Table 1.

<比較例3>
製造例1の方法により得られた半脂肪族アミノ基末端ポリイミドを用いて、実施例3と同様の方法でIPTEと反応させた後、メチルシリケートオリゴマー(多摩化学(株)製、平均ケイ素原子数が4、シリカ成分約50%)をシリカ含量40重量%になるように仕込み、末端にシラノール基が形成された化合物とケイ素の水酸化物ゾルとを含有する混合溶液を得た。この溶液をギャップコーターを用いてステンレス基板上にキャストした後、大気中で60℃に6時間乾燥して、湿潤ゲル膜としたが、膜全体の白濁が起こり、無色透明なフィルムは得られなかった。窒素雰囲気下で250℃で3時間熱処理をしてシリカゲルの熟成および溶剤の残留溶剤の乾燥を行ったがフィルムは脆く、クラックが発生した。熱分解開始温度、および引張強度を測定した。結果を表1に示す。
<Comparative Example 3>
After reacting with IPTE in the same manner as in Example 3 using the semi-aliphatic amino group-terminated polyimide obtained by the method of Production Example 1, methyl silicate oligomer (manufactured by Tama Chemical Co., Ltd., average number of silicon atoms) 4 and a silica component of about 50%) were prepared so that the silica content was 40% by weight, and a mixed solution containing a compound having a silanol group formed at the terminal and a silicon hydroxide sol was obtained. This solution was cast on a stainless steel substrate using a gap coater and then dried in the atmosphere at 60 ° C. for 6 hours to form a wet gel film. However, the whole film became cloudy and a colorless and transparent film could not be obtained. It was. A heat treatment was performed at 250 ° C. for 3 hours in a nitrogen atmosphere to ripen the silica gel and dry the residual solvent. However, the film was brittle and cracked. The thermal decomposition start temperature and the tensile strength were measured. The results are shown in Table 1.

<製造例5>
酸無水物基末端ポリイミドの合成
ジアミノジフェニルエーテル19.92g(0.099モル)と溶剤としてγ−ブチロラクトン170.19gを仕込んで溶解させ、氷水バスを用いて5℃に冷却した。同温に保ちながら、1,2,4,5−シクロヘキサンテトラカルボン酸二無水物22.62g(0.1モル)およびイミド化触媒としてトリエチルアミン0.50g(0.005モル)を一括で添加し、製造例1と同様の方法で酸無水物末端ポリイミド溶液を製造した。この溶液の重量は208.43g、また、留出液総重量は18.14gであった。ジアミノジフェニルエーテルに対する1,2,4,5−シクロヘキサンテトラカルボン酸二無水物の過剰量は1モル%である。
ポリイミド溶液を室温まで冷却した後、1Lのメタノールに注ぎいれてポリマーを沈殿させ、ろ過、メタノール洗浄を行った後、100℃の真空乾燥機中24時間乾燥させ、白色粉末37.3g(収率96.8%)を得た。この粉末のIRスペクトルを図5に示す。イミド基に特有の1702、1770cm−1の吸収が見られた。
<Production Example 5>
Synthesis of acid anhydride group-terminated polyimide 19.92 g (0.099 mol) of diaminodiphenyl ether and 170.19 g of γ-butyrolactone as a solvent were charged and dissolved, and cooled to 5 ° C. using an ice water bath. While maintaining the same temperature, 22.62 g (0.1 mol) of 1,2,4,5-cyclohexanetetracarboxylic dianhydride and 0.50 g (0.005 mol) of triethylamine as an imidization catalyst were added all at once. An acid anhydride-terminated polyimide solution was produced in the same manner as in Production Example 1. The weight of this solution was 208.43 g, and the total weight of the distillate was 18.14 g. The excess of 1,2,4,5-cyclohexanetetracarboxylic dianhydride relative to diaminodiphenyl ether is 1 mol%.
After cooling the polyimide solution to room temperature, it was poured into 1 L of methanol to precipitate the polymer, filtered and washed with methanol, and then dried in a vacuum dryer at 100 ° C. for 24 hours to obtain 37.3 g of white powder (yield) 96.8%). The IR spectrum of this powder is shown in FIG. Absorption at 1702 and 1770 cm −1 peculiar to the imide group was observed.

<製造例6>
アミノ末端ポリイミドの合成
ジアミノジフェニルエーテル20.33g(0.101モル)と溶剤としてγ−ブチロラクトン171.80gを仕込んで溶解させ、氷水バスを用いて5℃に冷却した。同温に保ちながら、1,2,4,5−シクロヘキサンテトラカルボン酸二無水物22.62g(0.1モル)およびイミド化触媒としてトリエチルアミン0.50g(0.005モル)を一括で添加し、製造例1と同様の方法で酸無水物末端ポリイミド溶液を製造した。この溶液の重量は206.22g、また、留出液総重量は16.98gであった。1,2,4,5−シクロヘキサンテトラカルボン酸二無水物に対するジアミノジフェニルエーテルの過剰量は1モル%である。
ポリイミド溶液を室温まで冷却した後、1Lのメタノールに注ぎいれてポリマーを沈殿させ、ろ過、メタノール洗浄を行った後、100℃の真空乾燥機中24時間乾燥させ、白色粉末38.0g(収率96.6%)を得た。この粉末のIRスペクトルを図6に示す。イミド基に特有の1700、1765cm−1の吸収が見られた。
<Production Example 6>
Synthesis of amino-terminated polyimide 20.33 g (0.101 mol) of diaminodiphenyl ether and 171.80 g of γ-butyrolactone as a solvent were charged and dissolved, and cooled to 5 ° C. using an ice water bath. While maintaining the same temperature, 22.62 g (0.1 mol) of 1,2,4,5-cyclohexanetetracarboxylic dianhydride and 0.50 g (0.005 mol) of triethylamine as an imidization catalyst were added all at once. An acid anhydride-terminated polyimide solution was produced in the same manner as in Production Example 1. The weight of this solution was 206.22 g, and the total weight of the distillate was 16.98 g. The excess of diaminodiphenyl ether relative to 1,2,4,5-cyclohexanetetracarboxylic dianhydride is 1 mol%.
The polyimide solution is cooled to room temperature, poured into 1 L of methanol to precipitate a polymer, filtered, washed with methanol, dried in a vacuum dryer at 100 ° C. for 24 hours, and white powder 38.0 g (yield) 96.6%). The IR spectrum of this powder is shown in FIG. Absorption at 1700 and 1765 cm −1 peculiar to the imide group was observed.

<比較例4>
製造例5の方法により得られた酸無水物基末端ポリイミドを用いて、実施例1と同様の方法でAPTEと反応させた後、メチルシリケートオリゴマー(多摩化学(株)製、平均ケイ素原子数が4、シリカ成分約50%)をシリカ含量20重量%となるように仕込み、末端にシラノール基が形成された化合物とケイ素の水酸化物ゾルとを含有する混合溶液を得た。この溶液をギャップコーターを用いてステンレス基板上にキャストした後、大気中で60℃に6時間乾燥したが、溶剤の揮発とともに膜にクラックが生じて自立膜は得られなかった。乾燥後の湿潤ゲルは透明であった。熱分解開始温度、および引張強度を測定した。結果を表1に示す。
<Comparative example 4>
After reacting with APTE in the same manner as in Example 1 using the acid anhydride group-terminated polyimide obtained by the method of Production Example 5, methyl silicate oligomer (manufactured by Tama Chemical Co., Ltd., having an average number of silicon atoms) 4, about 50% silica component) was prepared so that the silica content was 20% by weight, and a mixed solution containing a compound having a silanol group formed at the terminal and a hydroxide sol of silicon was obtained. This solution was cast on a stainless steel substrate using a gap coater and then dried in the atmosphere at 60 ° C. for 6 hours. However, a self-supporting film could not be obtained because the film was cracked with the evaporation of the solvent. The wet gel after drying was transparent. The thermal decomposition start temperature and the tensile strength were measured. The results are shown in Table 1.

<比較例5>
製造例6の方法により得られたアミノ基末端ポリイミドを用いて、実施例3と同様の方法でIPTEと反応させた後、メチルシリケートオリゴマー(多摩化学(株)製、平均ケイ素原子数が4、シリカ成分約50%)をシリカ含量20重量%となるように仕込み、末端にシラノール基が形成された化合物とケイ素の水酸化物ゾルとを含有する混合溶液を得た。この溶液をギャップコーターを用いてステンレス基板上にキャストした後、大気中で60℃に6時間乾燥して、湿潤ゲル膜としたが、膜全体の白濁が起こり、無色透明なフィルムは得られなかった。熱分解開始温度、および引張強度を測定した。結果を表1に示す。
<Comparative Example 5>
After reacting with IPTE in the same manner as in Example 3 using the amino group-terminated polyimide obtained by the method of Production Example 6, methyl silicate oligomer (manufactured by Tama Chemical Co., Ltd., having an average number of silicon atoms of 4, Silica component (about 50%) was charged so as to have a silica content of 20% by weight to obtain a mixed solution containing a compound having a silanol group formed at the terminal and a hydroxide sol of silicon. This solution was cast on a stainless steel substrate using a gap coater and then dried in the atmosphere at 60 ° C. for 6 hours to form a wet gel film. However, the whole film became cloudy and a colorless and transparent film could not be obtained. It was. The thermal decomposition start temperature and the tensile strength were measured. The results are shown in Table 1.

<比較例6>
温度計、撹拌器、窒素導入環、分留器付き冷却管を備えた500mLの5つ口フラスコに、4,4−ジアミノジシクロヘキシルメタン21.14g(0.1モル)と溶剤としてN−メチル−2−ピロリドン80.54gおよびN,N−ジメチルアセトアミド20.13gを仕込んで溶解させ、氷水バスを用いて5℃に冷却した。同温に保ちながら、1,2,4,5−シクロヘキサンテトラカルボン酸二無水物22.62g(0.1モル)およびイミド化触媒としてトリエチルアミン0.50g(0.005モル)を一括で添加し、滴下終了後氷水バスを外して室温下1時間攪拌した。次に共沸脱水剤としてメタキシレン12.0gを添加して190℃に昇温し、随時留出液を留去させながら3時間還流を行い200℃まで昇温して反応終了とし、内温が60℃になるまで空冷して反応液を取り出した。この溶液をギャップコーターを用いてガラス基板上にキャストした後、大気中で100℃で1時間乾燥し、一次乾燥フィルムを得た。このフィルムをステンレス枠に固定し、窒素雰囲気下200℃で3時間本乾燥を行い、無色・透明なポリイミドフィルムを製造し、YI値、ヘイズH、熱分解開始温度、および引張強度を測定した。結果を表1に示す。
<Comparative Example 6>
In a 500 mL five-necked flask equipped with a thermometer, a stirrer, a nitrogen inlet ring, and a condenser tube with a fractionator, 21.14 g (0.1 mol) of 4,4-diaminodicyclohexylmethane and N-methyl-as a solvent were used. 80.54 g of 2-pyrrolidone and 20.13 g of N, N-dimethylacetamide were charged and dissolved, and cooled to 5 ° C. using an ice water bath. While maintaining the same temperature, 22.62 g (0.1 mol) of 1,2,4,5-cyclohexanetetracarboxylic dianhydride and 0.50 g (0.005 mol) of triethylamine as an imidization catalyst were added all at once. After completion of dropping, the ice water bath was removed and the mixture was stirred at room temperature for 1 hour. Next, 12.0 g of metaxylene as an azeotropic dehydrating agent was added and the temperature was raised to 190 ° C., and the mixture was refluxed for 3 hours while distilling off the distillate as needed to raise the temperature to 200 ° C. to complete the reaction. Was cooled to 60 ° C. and the reaction solution was taken out. This solution was cast on a glass substrate using a gap coater, and then dried in air at 100 ° C. for 1 hour to obtain a primary dry film. This film was fixed to a stainless steel frame, and was subjected to main drying at 200 ° C. for 3 hours in a nitrogen atmosphere to produce a colorless and transparent polyimide film, and the YI value, haze H, thermal decomposition start temperature, and tensile strength were measured. The results are shown in Table 1.

Figure 0004367622
Figure 0004367622

製造例1で得られたポリイミド粉末の赤外吸収スペクトルInfrared absorption spectrum of the polyimide powder obtained in Production Example 1 製造例2で得られたポリイミド粉末の赤外吸収スペクトルInfrared absorption spectrum of the polyimide powder obtained in Production Example 2 製造例3で得られたポリイミド粉末の赤外吸収スペクトルInfrared absorption spectrum of the polyimide powder obtained in Production Example 3 製造例4で得られたポリイミド粉末の赤外吸収スペクトルInfrared absorption spectrum of the polyimide powder obtained in Production Example 4 製造例5で得られたポリイミド粉末の赤外吸収スペクトルInfrared absorption spectrum of the polyimide powder obtained in Production Example 5 製造例6で得られたポリイミド粉末の赤外吸収スペクトルInfrared absorption spectrum of the polyimide powder obtained in Production Example 6.

Claims (9)

下記の(1)〜(4)の工程を含むポリイミド/無機複合材料の製造方法。
(1)有機極性溶媒中において脂肪族テトラカルボン酸または脂肪族テトラカルボン酸二無水物とジアミンとを一方が過剰量でイミド化反応させ、末端基が酸無水物基またはアミノ基であるポリイミドであって、式(1)で示される繰り返し単位を有し、かつ、固有粘度が0.43〜0.55の範囲であるポリイミドのポリイミド溶液を合成する工程、
(2)前記(1)の工程により合成したポリイミドの溶液に、ポリイミドの末端基と反応性を有するシランカップリング剤を反応させて末端がアルコキシシラン構造を有する末端封止ポリイミドを含む溶液を製造する工程、
(3)前記(2)の工程により得られた末端封止ポリイミドを含む溶液に、ポリイミド固形分重量に対して10〜30重量%のシリカ含量に相当するケイ素のアルコキシドと蒸留水とを添加し、末端にシラノール基が形成された化合物とケイ素の水酸化物ゾルとを含有する混合溶液を製造する工程、
(4)前記(3)の工程により得られる混合溶液を加熱し、ケイ素の水酸化物ゾルのゲル化(ゾル−ゲル反応)および溶剤乾燥を行い、ポリイミド/無機複合材料を製造する工程。
Figure 0004367622
(式中、R4価のシクロヘキサン環またはシクロペンタン環であり、Φは炭素数2〜28の2価の脂肪族炭化水素基または炭素数12〜25の2価の芳香族炭化水素基である。)
The manufacturing method of the polyimide / inorganic composite material including the process of following (1)-(4) .
(1) A polyimide in which one of an aliphatic tetracarboxylic acid or an aliphatic tetracarboxylic dianhydride and a diamine is imidized in an excess amount in an organic polar solvent, and the terminal group is an acid anhydride group or an amino group. A step of synthesizing a polyimide solution of polyimide having a repeating unit represented by formula (1) and having an intrinsic viscosity in the range of 0.43 to 0.55;
(2) A solution containing an end-capped polyimide having a terminal alkoxysilane structure is produced by reacting the polyimide solution synthesized in the step (1) with a silane coupling agent having reactivity with the terminal group of the polyimide. The process of
(3) A silicon alkoxide corresponding to a silica content of 10 to 30% by weight and distilled water is added to the solution containing the end-capped polyimide obtained by the step (2). A step of producing a mixed solution containing a compound having a silanol group formed at the terminal and a hydroxide sol of silicon,
(4) A process for producing a polyimide / inorganic composite material by heating the mixed solution obtained in the step (3), gelling a silicon hydroxide sol (sol-gel reaction) and drying the solvent.
Figure 0004367622
(Wherein R 1 is a tetravalent cyclohexane ring or a cyclopentane ring , and Φ is a divalent aliphatic hydrocarbon group having 2 to 28 carbon atoms or a divalent aromatic hydrocarbon group having 12 to 25 carbon atoms. .)
シランカップリング剤が式(2)で示される構造である請求項1記載のポリイミド/無機複合材料の製造方法。
Figure 0004367622
(式中、Rは炭素数1〜10のアルキル基、Rは炭素数3〜10の2価の炭化水素基、Xはアミノ基またはイソシアネート基を示す。)
The method for producing a polyimide / inorganic composite material according to claim 1, wherein the silane coupling agent has a structure represented by formula (2).
Figure 0004367622
(In the formula, R 2 represents an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, R 3 represents a divalent hydrocarbon group having 3 to 10 carbon atoms, and X represents an amino group or an isocyanate group.)
前記(1)の工程で用いる脂肪族テトラカルボン酸二無水物が、1,2,4,5−シクロヘキサンテトラカルボン酸二無水物または1,2,4,5−シクロペンタンテトラカルボン酸二無水物である請求項1または2記載のポリイミド/無機複合材料の製造方法。The aliphatic tetracarboxylic dianhydride used in the step (1) is 1,2,4,5-cyclohexanetetracarboxylic dianhydride or 1,2,4,5-cyclopentanetetracarboxylic dianhydride. The method for producing a polyimide / inorganic composite material according to claim 1 or 2. 前記有機極性溶媒が、γ−ブチロラクトン、N,N−ジメチルアセトアミド、N,N−ジメチルフォルムアミド、N−メチル−2−ピロリドン、ジメチルスルホキシド、ヘキサメチルホスホルアミド、p−クロロフェノール、m−クレゾールおよびテトラヒドロフランからなる群より選ばれる1種または2種以上である請求項1〜3のいずれかに記載のポリイミド/無機複合材料の製造方法。The organic polar solvent is γ-butyrolactone, N, N-dimethylacetamide, N, N-dimethylformamide, N-methyl-2-pyrrolidone, dimethyl sulfoxide, hexamethylphosphoramide, p-chlorophenol, m-cresol The method for producing a polyimide / inorganic composite material according to any one of claims 1 to 3, wherein the polyimide / inorganic composite material is one or more selected from the group consisting of tetrahydrofuran and tetrahydrofuran. 前記(1)の工程において得られるポリイミドが、有機極性溶媒に20〜100℃で、該有機極性溶媒を含む全重量部に対するポリイミド固形分濃度として20重量%以上50重量%以下の範囲で可溶である請求項1〜4のいずれかに記載のポリイミド/無機複合材料の製造方法。The polyimide obtained in the step (1) is soluble in an organic polar solvent at 20 to 100 ° C. in a range of 20% by weight or more and 50% by weight or less as a polyimide solid concentration with respect to the total weight part including the organic polar solvent. The method for producing a polyimide / inorganic composite material according to claim 1. 前記(1)の工程において、ジアミンに対する脂肪族テトラカルボン酸もしくは脂肪族テトラカルボン酸二無水物の反応量論比が1.01〜1.1で、または脂肪族テトラカルボン酸もしくは脂肪族テトラカルボン酸二無水物に対するジアミンの反応量論比が1.02〜1.1でイミド化反応させる請求項1〜5のいずれかに記載のポリイミド/無機複合材料の製造方法。  In the step (1), the reaction stoichiometric ratio of aliphatic tetracarboxylic acid or aliphatic tetracarboxylic dianhydride to diamine is 1.01 to 1.1, or aliphatic tetracarboxylic acid or aliphatic tetracarboxylic The method for producing a polyimide / inorganic composite material according to any one of claims 1 to 5, wherein an imidization reaction is performed at a reaction stoichiometric ratio of diamine to acid dianhydride of 1.02 to 1.1. 前記(3)の工程において、ケイ素のアルコキシドと併用して、マグネシウム、アルミニウム、ジルコニウムおよびチタンからなる群より選ばれる1種以上の金属元素を含有する金属のアルコキシドを用いる請求項1〜6のいずれかに記載のポリイミド/無機複合材料の製造方法。The metal alkoxide containing at least one metal element selected from the group consisting of magnesium, aluminum, zirconium and titanium is used in combination with the silicon alkoxide in the step (3). A method for producing a polyimide / inorganic composite material according to claim 1. 前記ポリイミド/無機複合材料のヘイズが、0.33〜0.88の範囲である請求項1〜7のいずれかに記載のポリイミド/無機複合材料の製造方法。The haze of the polyimide / inorganic composite material is in the range of 0.33 to 0.88. The method for producing a polyimide / inorganic composite material according to any one of claims 1 to 7. 前記ポリイミド/無機複合材料のYI値が、1.6〜2.5の範囲である請求項1〜8のいずれかに記載のポリイミド/無機複合材料の製造方法。The method for producing a polyimide / inorganic composite material according to claim 1, wherein the polyimide / inorganic composite material has a YI value in the range of 1.6 to 2.5.
JP2003434068A 2003-12-26 2003-12-26 Method for producing polyimide / inorganic composite material Expired - Lifetime JP4367622B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003434068A JP4367622B2 (en) 2003-12-26 2003-12-26 Method for producing polyimide / inorganic composite material

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003434068A JP4367622B2 (en) 2003-12-26 2003-12-26 Method for producing polyimide / inorganic composite material

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2005187768A JP2005187768A (en) 2005-07-14
JP4367622B2 true JP4367622B2 (en) 2009-11-18

Family

ID=34791237

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2003434068A Expired - Lifetime JP4367622B2 (en) 2003-12-26 2003-12-26 Method for producing polyimide / inorganic composite material

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4367622B2 (en)

Families Citing this family (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4623982B2 (en) * 2004-03-19 2011-02-02 富士フイルム株式会社 Organic-inorganic composite and method for producing the same
TWI434883B (en) 2009-11-27 2014-04-21 Ind Tech Res Inst Organic/inorganic hybrid material and fabrication method thereof
JP4991943B2 (en) 2010-02-26 2012-08-08 キヤノン株式会社 Optical member, polyimide, and manufacturing method thereof
JP5932222B2 (en) 2011-01-19 2016-06-08 キヤノン株式会社 Optical member and manufacturing method thereof
EP2690124B1 (en) 2012-07-27 2015-09-16 Samsung Electronics Co., Ltd Composition Comprising Polyimide Block Copolymer And Inorganic Particles, Method Of Preparing The Same, Article Including The Same, And Display Device Including The Article
CN103113744B (en) * 2013-02-20 2015-03-04 上海应用技术学院 Multi-element energy saving film as well as preparation method and application thereof
KR102164313B1 (en) * 2013-12-02 2020-10-13 삼성전자주식회사 Poly(imide-amide) copolymer, article including poly(imide-amide) copolymer, and display device including the article
KR102164314B1 (en) * 2014-02-10 2020-10-12 삼성전자주식회사 Polyimide film, and display device including the film
KR102225510B1 (en) 2014-06-16 2021-03-08 삼성전자주식회사 Composition for preparing polyimide-inorganic composite material, and article prepared by using same
US10174167B2 (en) 2015-03-19 2019-01-08 Mitsubishi Gas Chemical Company, Inc. Polyimide resin
US10508175B2 (en) 2015-03-27 2019-12-17 Samsung Electronics Co., Ltd. Composition and polyamideimide composite and polyamideimide film and electronic device
KR101874616B1 (en) 2015-07-22 2018-07-05 스미또모 가가꾸 가부시키가이샤 A resin film, a laminate, an optical member, a gas barrier material, and a touch sensor base material
JP6640223B2 (en) * 2015-07-22 2020-02-05 住友化学株式会社 Polyimide film
KR102002611B1 (en) * 2015-07-22 2019-07-22 스미또모 가가꾸 가부시키가이샤 A resin film, a laminate, an optical member, a display member, and a front plate
KR20210094129A (en) * 2016-03-25 2021-07-28 코니카 미놀타 가부시키가이샤 Polyimide film and process for producing same
JP6227051B2 (en) * 2016-05-02 2017-11-08 キヤノン株式会社 Optical member and manufacturing method thereof
WO2018134976A1 (en) * 2017-01-20 2018-07-26 住友化学株式会社 Resin film, layered product, optical member, display member, and front panel
WO2018134974A1 (en) * 2017-01-20 2018-07-26 住友化学株式会社 Resin film, laminate, optical member, gas barrier material and touch sensor substrate
CN117603250A (en) * 2019-09-05 2024-02-27 诠达化学股份有限公司 Method for preparing isocyanate from polycarbonate
US20220336761A1 (en) * 2019-09-24 2022-10-20 Toray Industries, Inc. Resin film, electronic device, method of manufacturing resin film, and method of manufacturing electronic device
CN113512214B (en) * 2021-03-30 2023-11-14 浙江中科玖源新材料有限公司 Transparent polyimide film with good barrier property and preparation method thereof
EP4337715A1 (en) * 2021-05-14 2024-03-20 Evonik Operations GmbH Amidoamine composition and adhesive composition containin the same
CN113861481B (en) * 2021-09-24 2022-11-11 中国科学院光电技术研究所 High-transmittance hydrophobic optical polyimide composite film material and preparation method thereof
CN119677796A (en) * 2022-08-12 2025-03-21 三菱瓦斯化学株式会社 Method for producing polyimide resin varnish

Also Published As

Publication number Publication date
JP2005187768A (en) 2005-07-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4367622B2 (en) Method for producing polyimide / inorganic composite material
EP3018164B1 (en) Polyimide resin
KR101543478B1 (en) Transparent Polyimide film and Method for Preparing the Same
EP3453733B1 (en) Polyimide resin, polyimide resin composition, and polyimide film
JP6123929B2 (en) Copolymer polyimide precursor and copolymer polyimide
CN104640907A (en) Polyimide and its moldings
JP5035830B2 (en) Hyperbranched polyimide hybrid material
KR102422752B1 (en) Novel tetracarboxylic dianhydride and polyimide and polyimide copolymer obtained from acid dianhydride
JPWO2019188380A1 (en) Polyamic acid and its manufacturing method, polyamic acid solution, polyimide, polyimide film, laminate and its manufacturing method, and flexible device and its manufacturing method
JP7666507B2 (en) Imide-amic acid copolymer, method for producing same, varnish, and polyimide film
EP3456757B1 (en) Polyimide resin and polyimide resin composition
JP5842429B2 (en) Polyimide precursor and polyimide
JP4997717B2 (en) Colorless and transparent polyimide composite film and method for producing the same
WO2002066546A1 (en) Polyimide film and process for producing the same
TWI907502B (en) Polymer composition, varnish, and polyimide film
JP5883566B2 (en) Manufacturing method of hyperbranched polyimide hybrid material
CN108587163B (en) A kind of high transparent low expansion polyimide film and its preparation method and application
JP7666506B2 (en) Imide-amic acid copolymer, method for producing same, varnish, and polyimide film
CN111741996B (en) Polyimide resin, polyimide varnish, and polyimide film
WO2005123837A1 (en) Colorless transparent polyimide composite film and method for producing same
TWI896753B (en) Polymer composition, varnish, and polyimide film
JPH0578573A (en) Production of polyimide composition
TWI920060B (en) Method for producing polyimide film
JP2024095640A (en) Organic inorganic hybrid resin composition
WO2024058194A1 (en) Method for producing polyimide film

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20061121

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20080724

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20080806

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20081006

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20090805

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 4367622

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20090818

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120904

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130904

Year of fee payment: 4

EXPY Cancellation because of completion of term