JPH0971647A - Silicon-containing polyimide and method for producing the same - Google Patents
Silicon-containing polyimide and method for producing the sameInfo
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- JPH0971647A JPH0971647A JP23037295A JP23037295A JPH0971647A JP H0971647 A JPH0971647 A JP H0971647A JP 23037295 A JP23037295 A JP 23037295A JP 23037295 A JP23037295 A JP 23037295A JP H0971647 A JPH0971647 A JP H0971647A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 耐熱、耐燃焼性材料である含ケイ素ポリイミ
ドを提供する。
【解決手段】 一般式(1)
(式中、R1は水素原子またはアルキル基、アルケニル
基、アルキニル基、芳香族基、R2、R5はアルキレン
基、アルケニレン基、アルキニレン基、二価の芳香族
基、R3はアルキレン基、アルケニレン基、アルキニレ
ン基、二価の芳香族基及びこれらがシラネディル基で架
橋した基、R4は四価の脂肪族若しくは芳香族基。l、
mは正の整数、nは0または正の整数である。)で表さ
れる含ケイ素ポリイミド、及びその製造方法。(57) Abstract: A silicon-containing polyimide, which is a heat-resistant and combustion-resistant material, is provided. SOLUTION: General formula (1) (In the formula, R 1 is a hydrogen atom or an alkyl group, an alkenyl group, an alkynyl group, an aromatic group, R 2 , R 5 are alkylene groups, alkenylene groups, alkynylene groups, divalent aromatic groups, and R 3 is an alkylene group. , An alkenylene group, an alkynylene group, a divalent aromatic group and a group obtained by crosslinking these with a silanedyl group, and R 4 is a tetravalent aliphatic or aromatic group.
m is a positive integer, n is 0 or a positive integer. ) A silicon-containing polyimide represented by the following, and a method for producing the same.
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、耐熱、耐燃焼材料
として有用なアセチレン結合及びSi−H結合を有する
含ケイ素ポリイミド及びその製造方法に関する。TECHNICAL FIELD The present invention relates to a silicon-containing polyimide having an acetylene bond and a Si--H bond, which is useful as a heat resistant and combustion resistant material, and a method for producing the same.
【0002】[0002]
【従来の技術】近年、軽量で力学特性に優れた耐熱材料
として多くのエンジニアリングプラスチックが開発され
てきた。しかし、実用的なプラスチックの耐熱性はポリ
イミドが最高であり(熱変形温度約360℃)、これ以
上の耐熱性向上ではプラスチックの加工性が大幅に低下
する。一方、シリコーンを中心としたケイ素系高分子に
関しては、その耐熱性はまだ低く、製品化されているも
のではガラス転位温度で約100℃程度である。さら
に、ケイ素を含むポリイミドではジアミン成分にシリコ
ーンを導入したシリコーンポリイミド重合体があるが、
使用温度は220℃以下である。2. Description of the Related Art In recent years, many engineering plastics have been developed as heat-resistant materials that are lightweight and have excellent mechanical properties. However, polyimide has the highest heat resistance of practical plastics (heat distortion temperature of about 360 ° C.), and further improvement of heat resistance will significantly reduce the workability of plastics. On the other hand, the heat resistance of silicon-based polymers centering on silicone is still low, and the glass transition temperature of commercialized products is about 100 ° C. Further, in the polyimide containing silicon, there is a silicone polyimide polymer in which silicone is introduced into the diamine component,
The operating temperature is 220 ° C or lower.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】本発明者らは、ポリイ
ミドの耐熱性の更なる向上を課題とし、これにむかって
鋭意努力し、Si−H結合とアセチレン結合を有するジ
アミン化合物とテトラカルボン酸二無水物よりSi−H
結合とアセチレン結合を有するポリイミドを製造するこ
とにより、本発明に到達した。DISCLOSURE OF INVENTION Problems to be Solved by the Invention The present inventors have made the task of further improving the heat resistance of polyimide, and have made diligent efforts toward this, and have made a diamine compound having a Si—H bond and an acetylene bond and a tetracarboxylic acid. Si-H than dianhydride
The present invention has been reached by producing a polyimide having a bond and an acetylene bond.
【0004】[0004]
【課題を解決するための手段】本発明は、繰り返し単位
中にアセチレン結合、Si−H結合およびイミド結合を
有する一般式(1)The present invention provides a compound represented by the general formula (1) having an acetylene bond, a Si--H bond and an imide bond in a repeating unit.
【0005】[0005]
【化4】 (式中、R1は水素原子または炭素数1から30のアル
キル基、アルケニル基、アルキニル基、フェニル基やナ
フチル基などの芳香族基、R2、R5は炭素数1から30
のアルキレン基、アルケニレン基、アルキニレン基、フ
ェニレン基やナフチレン基などの二価の芳香族基、芳香
族基が直接またはメチレン基、イソプロピリデン基、エ
ーテル基、カルボニル基、スルフィド基などの架橋員に
より連結した基及び芳香族基が炭素数1から30のアル
キレン基、アルケニレン基、アルキニレン基と連結した
基であって、これらはハロゲン原子、水酸基、カルボキ
シル基などの置換基を含んでいてもよい。R3は炭素数
1から30のアルキレン基、アルケニレン基、アルキニ
レン基、フェニレン基やナフチレン基などの二価の芳香
族基、芳香族基が直接または架橋員により連結した基及
び芳香族基が炭素数1から30のアルキレン基、アルケ
ニレン基、アルキニレン基と直接またはメチレン基、イ
ソプロピリデン基、エーテル基、カルボニル基、スルフ
ィド基、シラネディル基などの架橋員により連結した基
であり、これらはハロゲン原子、水酸基、カルボキシル
基などの置換基を含んでいてもよい。R4は炭素数2か
ら30の四価の脂肪族若しくは芳香族基及び芳香族基が
直接または架橋員により連結した基であり、これらはハ
ロゲン原子、水酸基、アミノ基、カルボキシル基などの
置換基を含んでいてもよい。l、mは正の整数、nは0
または正の整数である。)で表される含ケイ素ポリイミ
ドを提供するものである。Embedded image (In the formula, R 1 is a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 30 carbon atoms, an alkenyl group, an alkynyl group, an aromatic group such as a phenyl group or a naphthyl group, and R 2 and R 5 are 1 to 30 carbon atoms.
A divalent aromatic group such as an alkylene group, an alkenylene group, an alkynylene group, a phenylene group or a naphthylene group, an aromatic group directly or by a cross-linking member such as a methylene group, an isopropylidene group, an ether group, a carbonyl group or a sulfide group. A group in which the linked group and the aromatic group are linked to an alkylene group having 1 to 30 carbon atoms, an alkenylene group, and an alkynylene group, and these may contain a substituent such as a halogen atom, a hydroxyl group, and a carboxyl group. R 3 is a divalent aromatic group such as an alkylene group having 1 to 30 carbon atoms, an alkenylene group, an alkynylene group, a phenylene group or a naphthylene group, a group in which an aromatic group is linked directly or by a bridging member, and an aromatic group are carbon atoms. Alkylene groups, alkenylene groups, and alkynylene groups of the formulas 1 to 30, which are directly or directly linked to each other by a bridging member such as a methylene group, an isopropylidene group, an ether group, a carbonyl group, a sulfide group, and a silanenedyl group, and these are halogen atoms, It may contain a substituent such as a hydroxyl group or a carboxyl group. R 4 is a tetravalent aliphatic or aromatic group having 2 to 30 carbon atoms and a group in which an aromatic group is linked directly or by a crosslinking member, and these are substituents such as a halogen atom, a hydroxyl group, an amino group and a carboxyl group. May be included. l and m are positive integers, n is 0
Or it is a positive integer. ) The silicon-containing polyimide represented by
【0006】また、本発明は、一般式(2)The present invention also provides a compound represented by the general formula (2)
【0007】[0007]
【化5】 (式中、R1は水素原子または炭素数1から30のアル
キル基、アルケニル基、アルキニル基、フェニル基やナ
フチル基などの芳香族基、R2は炭素数1から30のア
ルキレン基、アルケニレン基、アルキニレン基、フェニ
レン基やナフチレン基などの二価の芳香族基、芳香族基
が直接またはメチレン基、イソプロピリデン基、エーテ
ル基、カルボニル基、スルフィド基などの架橋員により
連結した基及び芳香族基が炭素数1から30のアルキレ
ン基、アルケニレン基、アルキニレン基と連結した基で
あって、これらはハロゲン原子、水酸基、カルボキシル
基などの置換基を含んでいてもよい。R3は炭素数1か
ら30のアルキレン基、アルケニレン基、アルキニレン
基、フェニレン基やナフチレン基などの二価の芳香族
基、芳香族基が直接または架橋員により連結した基及び
芳香族基が炭素数1から30のアルキレン基、アルケニ
レン基、アルキニレン基と直接またはメチレン基、イソ
プロピリデン基、エーテル基、カルボニル基、スルフィ
ド基、シラネディル基などの架橋員により連結した基で
あり、これらはハロゲン原子、水酸基、カルボキシル基
などの置換基を含んでいてもよい。lは正の整数であ
る。)で表されるジアミン化合物を有機極性溶媒中で、
一般式(3)Embedded image (In the formula, R 1 is a hydrogen atom or an aromatic group such as an alkyl group, an alkenyl group, an alkynyl group, a phenyl group or a naphthyl group having 1 to 30 carbon atoms, and R 2 is an alkylene group having 1 to 30 carbon atoms or an alkenylene group. , Divalent aromatic groups such as alkynylene group, phenylene group and naphthylene group, and groups and aromatic groups in which aromatic groups are linked directly or by a cross-linking member such as methylene group, isopropylidene group, ether group, carbonyl group, sulfide group The group is a group linked to an alkylene group having 1 to 30 carbon atoms, an alkenylene group, or an alkynylene group, which may contain a substituent such as a halogen atom, a hydroxyl group or a carboxyl group, and R 3 has 1 carbon atom. To 30 alkylene groups, alkenylene groups, alkynylene groups, divalent aromatic groups such as phenylene groups and naphthylene groups, and aromatic groups directly. Is a group linked by a bridging member and an aromatic group is a alkylene group having 1 to 30 carbon atoms, an alkenylene group, an alkynylene group directly or a methylene group, an isopropylidene group, an ether group, a carbonyl group, a sulfide group, a silanedyl group, etc. A group connected by a member, which may contain a substituent such as a halogen atom, a hydroxyl group, and a carboxyl group, and l is a positive integer.) In a polar organic solvent,
General formula (3)
【0008】[0008]
【化6】 (式中、R4は炭素数2から30の四価の脂肪族若しく
は芳香族基及び芳香族基が直接または架橋員により連結
した基であり、これらはハロゲン原子、水酸基、アミノ
基、カルボキシル基などの置換基を含んでいてもよ
い。)で表されるテトラカルボン酸二無水物と反応させ
ることを特徴とする一般式(1)で表される含ケイ素ポ
リイミドの製造方法である。[Chemical 6] (In the formula, R 4 is a tetravalent aliphatic or aromatic group having 2 to 30 carbon atoms and a group in which an aromatic group is linked directly or by a crosslinking member, and these are a halogen atom, a hydroxyl group, an amino group, a carboxyl group. It may also contain a substituent such as). The method for producing a silicon-containing polyimide represented by the general formula (1) is characterized by reacting with a tetracarboxylic dianhydride represented by the formula (1).
【0009】[0009]
【発明の実施の形態】本発明の製造方法の特徴は、要約
すると、反応式(4)BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The features of the production method of the present invention are summarized in the reaction formula (4).
【0010】[0010]
【化7】 で表されるように、有機極性溶媒中でジアミン化合物と
テトラカルボン酸二無水物を反応させることによりポリ
アミド酸を製造し、次に反応式(5)[Chemical 7] As shown in, a polyamic acid is produced by reacting a diamine compound with a tetracarboxylic acid dianhydride in an organic polar solvent, and then the reaction formula (5)
【0011】[0011]
【化8】 で表されるように、このポリアミド酸を脱水することに
よりアセチレン結合とSi−H結合を有する含ケイ素ポ
リイミドを製造することにある。Embedded image As represented by the following, the polyamic acid is dehydrated to produce a silicon-containing polyimide having an acetylene bond and a Si—H bond.
【0012】一般式(1)で表されるアセチレン結合、
Si−H結合およびイミド結合を有する含ケイ素ポリイ
ミドを製造する方法をさらに詳しく説明する。原料とな
る一般式(2)で表されるアセチレン結合とSi−H結
合を含むジアミン化合物の製造方法は、アミノシラン化
合物とアミノエチニル化合物を触媒の存在下で脱水素反
応させることにより、容易に定量的に製造できるが、こ
れらの製造方法に特に限定されるものではない。原料の
一般式(2)で表されるアセチレン結合とSi−H結合
を含むジアミン化合物は、具体的にはビス(3,3’−
アミノフェニルエチニル)シラン(化学式(6))An acetylene bond represented by the general formula (1),
The method for producing a silicon-containing polyimide having a Si-H bond and an imide bond will be described in more detail. A method for producing a diamine compound having a acetylene bond and a Si—H bond represented by the general formula (2) as a raw material is easily quantified by dehydrogenating an aminosilane compound and an aminoethynyl compound in the presence of a catalyst. However, the production method is not particularly limited to these. The diamine compound containing the acetylene bond and the Si—H bond represented by the general formula (2) as the raw material is specifically bis (3,3′-).
Aminophenylethynyl) silane (chemical formula (6))
【0013】[0013]
【化9】 、ビス(2,2’−アミノフェニルエチニル)シラン、
ビス(4,4’−アミノフェニルエチニル)シラン、ビ
ス(3,3’−アミノフェニルエチニル)メチルシラン
(化学式(7))Embedded image , Bis (2,2'-aminophenylethynyl) silane,
Bis (4,4′-aminophenylethynyl) silane, bis (3,3′-aminophenylethynyl) methylsilane (chemical formula (7))
【0014】[0014]
【化10】 、ビス(2,2’−アミノフェニルエチニル)メチルシ
ラン、ビス(4,4’−アミノフェニルエチニル)メチ
ルシラン、ビス(3,3’−アミノフェニルエチニル)
フェニルシラン(化学式(8))Embedded image , Bis (2,2'-aminophenylethynyl) methylsilane, bis (4,4'-aminophenylethynyl) methylsilane, bis (3,3'-aminophenylethynyl)
Phenylsilane (chemical formula (8))
【0015】[0015]
【化11】 、ビス(2,2’−アミノフェニルエチニル)フェニル
シラン、ビス(4,4’−アミノフェニルエチニル)フ
ェニルシラン、ビス(3,3’−アミノフェニルエチニ
ル)トリフルオロメチルシラン、ビス(3,3’−アミ
ノフェニルエチニル)ビニルシラン、ビス(3,3’−
アミノフェニルエチニル)エチニルシラン、化学式
(9)Embedded image , Bis (2,2'-aminophenylethynyl) phenylsilane, bis (4,4'-aminophenylethynyl) phenylsilane, bis (3,3'-aminophenylethynyl) trifluoromethylsilane, bis (3,3 '-Aminophenylethynyl) vinylsilane, bis (3,3'-
Aminophenylethynyl) ethynylsilane, chemical formula (9)
【0016】[0016]
【化12】 、化学式(10)[Chemical 12] , Chemical formula (10)
【0017】[0017]
【化13】 、化学式(11)Embedded image , Chemical formula (11)
【0018】[0018]
【化14】 、化学式(12)Embedded image , Chemical formula (12)
【0019】[0019]
【化15】 、化学式(13)[Chemical 15] , Chemical formula (13)
【0020】[0020]
【化16】 、化学式(14)Embedded image , Chemical formula (14)
【0021】[0021]
【化17】 、化学式(15)Embedded image , Chemical formula (15)
【0022】[0022]
【化18】 、化学式(16)Embedded image , Chemical formula (16)
【0023】[0023]
【化19】 、化学式(17)Embedded image , Chemical formula (17)
【0024】[0024]
【化20】 、化学式(18)Embedded image , Chemical formula (18)
【0025】[0025]
【化21】 、化学式(19)[Chemical 21] , Chemical formula (19)
【0026】[0026]
【化22】 、化学式(20)Embedded image , Chemical formula (20)
【0027】[0027]
【化23】 、化学式(21)Embedded image , Chemical formula (21)
【0028】[0028]
【化24】 、化学式(22)Embedded image , Chemical formula (22)
【0029】[0029]
【化25】 、化学式(23)Embedded image , Chemical formula (23)
【0030】[0030]
【化26】 、化学式(24)[Chemical formula 26] , Chemical formula (24)
【0031】[0031]
【化27】 、化学式(25)Embedded image , Chemical formula (25)
【0032】[0032]
【化28】 、化学式(26)Embedded image , Chemical formula (26)
【0033】[0033]
【化29】 、化学式(27)[Chemical 29] , Chemical formula (27)
【0034】[0034]
【化30】 、化学式(28)Embedded image , Chemical formula (28)
【0035】[0035]
【化31】 、化学式(29)[Chemical 31] , Chemical formula (29)
【0036】[0036]
【化32】 、化学式(30)Embedded image , Chemical formula (30)
【0037】[0037]
【化33】 、化学式(31)[Chemical 33] , Chemical formula (31)
【0038】[0038]
【化34】 、(3−アミノフェニル)(3−アミノフェニルエチニ
ル)シラン(化学式(32))Embedded image , (3-aminophenyl) (3-aminophenylethynyl) silane (chemical formula (32))
【0039】[0039]
【化35】 、(2−アミノフェニル)(2−アミノフェニルエチニ
ル)シラン、(4−アミノフェニル)(4−アミノフェ
ニルエチニル)シラン、(3−アミノフェニル)(3−
アミノフェニルエチニル)メチルシラン(化学式(3
3))Embedded image , (2-aminophenyl) (2-aminophenylethynyl) silane, (4-aminophenyl) (4-aminophenylethynyl) silane, (3-aminophenyl) (3-
Aminophenylethynyl) methylsilane (chemical formula (3
3))
【0040】[0040]
【化36】 、(2−アミノフェニル)(2−アミノフェニルエチニ
ル)メチルシラン、(4−アミノフェニル)(4−アミ
ノフェニルエチニル)メチルシラン、(3−アミノフェ
ニル)(3−アミノフェニルエチニル)フェニルシラン
(化学式(34))Embedded image , (2-aminophenyl) (2-aminophenylethynyl) methylsilane, (4-aminophenyl) (4-aminophenylethynyl) methylsilane, (3-aminophenyl) (3-aminophenylethynyl) phenylsilane (chemical formula (34 ))
【0041】[0041]
【化37】 、(2−アミノフェニル)(2−アミノフェニルエチニ
ル)フェニルシラン、(4−アミノフェニル)(4−ア
ミノフェニルエチニル)フェニルシランまたはビス(4
−アミノ−1−ブチニル)(フェニル)シランなどが挙
げられる。Embedded image , (2-aminophenyl) (2-aminophenylethynyl) phenylsilane, (4-aminophenyl) (4-aminophenylethynyl) phenylsilane or bis (4
-Amino-1-butynyl) (phenyl) silane and the like.
【0042】アセチレン結合とSi−H結合を有するジ
アミン化合物は単独であるいは2種以上混合して使用で
きる。さらに、他のSi−H結合を含まないジアミン化
合物と混合して使用することもできる。混合しうるSi
−H結合を含まないジアミン化合物として、エチレンジ
アミン、ビス(4,4’−アミノフェニル)エーテル、
ビス(3,3’−アミノフェニル)エーテル、ビス
(4,4’−アミノフェニル)メタン、ビス(3,3’
−アミノフェニル)メタン、2,2’−ビス(4,4’
−アミノフェニル)プロパン等が挙げられる。The diamine compounds having an acetylene bond and a Si--H bond can be used alone or in admixture of two or more. Furthermore, it can be used as a mixture with another diamine compound containing no Si—H bond. Si that can be mixed
As a diamine compound containing no —H bond, ethylenediamine, bis (4,4′-aminophenyl) ether,
Bis (3,3′-aminophenyl) ether, bis (4,4′-aminophenyl) methane, bis (3,3 ′)
-Aminophenyl) methane, 2,2'-bis (4,4 '
-Aminophenyl) propane and the like.
【0043】また、もう一つの原料である一般式(3)
で表されるテトラカルボン酸二無水物は、具体的には、
エチレンテトラカルボン酸二無水物、シクロペンタンテ
トラカルボン酸二無水物、ピロメリットカルボン酸二無
水物、3,3’,4,4’−ベンゾフェノンテトラカルボ
ン酸二無水物、2,2’,3,3’−ベンゾフェノンテト
ラカルボン酸二無水物、3,3’,4,4’−ビフェニル
テトラカルボン酸二無水物、2,2’,3,3’−ビフェ
ニルテトラカルボン酸二無水物、2,2’−ビス(3,4
−ジカルボキシフェニル)プロパン二無水物、2,2’
−ビス(2,3−ジカルボキシフェニル)プロパン二無
水物、2,2’−ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)
エーテル二無水物、ビス(3,4−ジカルボキシフェニ
ル)メタン二無水物、ビス(2,3−ジカルボキシフェ
ニル)メタン二無水物、2,3,6,7−ナフタレンテト
ラカルボン酸二無水物、1,4,5,8−ナフタレンテト
ラカルボン酸二無水物、1,2,5,6−ナフタレンテト
ラカルボン酸二無水物等が挙げられる。これらテトラカ
ルボン酸二無水物は単独あるいは2種以上混合して用い
られる。 有機極性溶媒としては、N−メチル−2−ピ
ロリドン、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジエ
チルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、N
−メチルカプロラクタン、1,3−ジメチルイミダゾリ
ディノン、ジメチルスルホン、m−クレゾール、ピリジ
ン、などが挙げられる。Another formula (3) which is another raw material
The tetracarboxylic dianhydride represented by, specifically,
Ethylene tetracarboxylic acid dianhydride, cyclopentane tetracarboxylic acid dianhydride, pyromellitic carboxylic acid dianhydride, 3,3 ′, 4,4′-benzophenone tetracarboxylic acid dianhydride, 2,2 ′, 3, 3'-benzophenone tetracarboxylic dianhydride, 3,3 ', 4,4'-biphenyltetracarboxylic dianhydride, 2,2', 3,3'-biphenyltetracarboxylic dianhydride, 2,2 '-Bis (3,4
-Dicarboxyphenyl) propane dianhydride, 2,2 '
-Bis (2,3-dicarboxyphenyl) propane dianhydride, 2,2'-bis (3,4-dicarboxyphenyl)
Ether dianhydride, bis (3,4-dicarboxyphenyl) methane dianhydride, bis (2,3-dicarboxyphenyl) methane dianhydride, 2,3,6,7-naphthalenetetracarboxylic dianhydride 1,4,5,8-naphthalenetetracarboxylic dianhydride, 1,2,5,6-naphthalenetetracarboxylic dianhydride and the like can be mentioned. These tetracarboxylic dianhydrides are used alone or in combination of two or more. As the organic polar solvent, N-methyl-2-pyrrolidone, N, N-dimethylformamide, N, N-diethylformamide, N, N-dimethylacetamide, N
-Methylcaprolactane, 1,3-dimethylimidazolidinone, dimethyl sulfone, m-cresol, pyridine, and the like.
【0044】反応装置は原料を供給する部分、反応容器
内部の攪拌装置、反応容器の温度を制御する部分などか
らなる。容器内に一般式(2)で表されるアセチレン結
合とSi−H結合を有するジアミン化合物と溶媒を仕込
む。溶媒としては、有機極性溶媒を使用する。容器内は
空気雰囲気でもかまわないが、高純度窒素等の不活性ガ
スで置換することが好ましい。更にジアミン化合物と等
モルのテトラカルボン酸二無水物を加え完全に溶解させ
る。ジアミン化合物とテトラカルボン酸二無水物の仕込
の順序は特に限定されるものではない。反応容器を所定
の温度に保ちながら一定時間反応させる。反応温度は通
常75℃以下、好ましくは50℃以下である。反応時間
は使用する溶媒、テトラカルボン酸二無水物及び反応温
度により異なり、通常、ポリアミド酸の生成が完了する
に十分な時間反応させる。通常は2〜12時間で十分で
ある。反応圧力は特に限定されず、常圧で実施できる。The reactor comprises a part for supplying raw materials, a stirrer inside the reaction container, a part for controlling the temperature of the reaction container and the like. A diamine compound having an acetylene bond and a Si—H bond represented by the general formula (2) and a solvent are charged in a container. An organic polar solvent is used as the solvent. The inside of the container may be an air atmosphere, but it is preferably replaced with an inert gas such as high-purity nitrogen. Further, a tetracarboxylic acid dianhydride that is equimolar to the diamine compound is added and completely dissolved. The order of charging the diamine compound and the tetracarboxylic dianhydride is not particularly limited. The reaction is performed for a certain period of time while maintaining the reaction container at a predetermined temperature. The reaction temperature is usually 75 ° C or lower, preferably 50 ° C or lower. The reaction time varies depending on the solvent used, the tetracarboxylic dianhydride and the reaction temperature, and usually the reaction is performed for a time sufficient to complete the production of polyamic acid. 2-12 hours is usually sufficient. The reaction pressure is not particularly limited, and it can be carried out at normal pressure.
【0045】得られたポリアミド酸は使用時に100〜
300℃で脱水あるいはあらかじめ脱水してポリイミド
にして使用できる。あらかじめ脱水する方法には、ポリ
アミド酸反応溶液に所定量の水と共沸する溶媒を加え、
所定時間共沸させことにより脱水する熱的方法と、反応
溶液に脱水試薬と触媒を加え所定時間反応させることに
より脱水する化学的方法が取り得るが、これらの方法に
特に限定されるものではない。熱的方法の水と共沸する
溶媒としては、ベンゼン、トルエン、m−キシレン、エ
チルベンゼン、アニソール、ジオキサン、p−クロロト
ルエン、ヘプタン、シクロヘキサンなどが使用できる。
共沸温度としては70〜150℃、共沸時間は溶媒の種
類や共沸温度により異なるが5〜40時間である。化学
的方法の脱水試薬としては無水のカルボン酸、具体的に
は無水酢酸、無水プロピオン酸、無水酪酸、トリフルオ
ロ無水酢酸、無水フタル酸、触媒としてはピリジン、ピ
ラジン、ピリミジン、ピリダジン、トリメチルアミン、
トリエチルアミン、トリブチルアミン、N,Nジメチル
アニリンなどの塩基が使用できる。The polyamic acid obtained is 100 to 100 in use.
It can be dehydrated at 300 ° C. or dehydrated in advance to be used as a polyimide. For the method of dehydration in advance, a solvent that is azeotropic with a predetermined amount of water is added to the polyamic acid reaction solution,
A thermal method of dehydrating by azeotroping for a predetermined time and a chemical method of dehydrating by adding a dehydrating reagent and a catalyst to the reaction solution and reacting for a predetermined time can be used, but are not particularly limited to these methods. . As the solvent which is azeotropic with water by the thermal method, benzene, toluene, m-xylene, ethylbenzene, anisole, dioxane, p-chlorotoluene, heptane, cyclohexane and the like can be used.
The azeotropic temperature is 70 to 150 ° C., and the azeotropic time is 5 to 40 hours, depending on the type of solvent and the azeotropic temperature. As a dehydrating reagent in the chemical method, anhydrous carboxylic acid, specifically acetic anhydride, propionic anhydride, butyric anhydride, trifluoroacetic anhydride, phthalic anhydride, as a catalyst pyridine, pyrazine, pyrimidine, pyridazine, trimethylamine,
Bases such as triethylamine, tributylamine, N, N dimethylaniline can be used.
【0046】[0046]
【実施例】以下、本発明を実施例によって説明する。 参考例 まず、原料を製造する。粒径が30〜60メッシュの水
酸化マグネシウム7.2gを石英焼成管に仕込み、0.
3mmHgの減圧下において350℃で3時間熱分解し
て5.0gの酸化マグネシウムを得た。100mlのガ
ラス製容器の内部に磁気攪拌子を設置し、容器内を高純
度窒素ガスで置換した。続いて容器内に3−エチニルア
ニリン4.7gと3−アミノフェニルエチニル(フェニ
ル)シラン8.9g及び溶媒としてトルエン40mlを
仕込み、攪拌しながら先に製造した酸化マグネシウム
5.0gを窒素シール下で加えた。30℃で24時間攪
拌後、反応液をガラスフィルターで濾過し触媒を除去し
た。さらに反応液を濃縮後、GPC(ゲル透過クロマト
グラフィー)によりビス(3,3’−アミノフェニルエ
チニル)フェニルシランを分離した。収量は、3.8g
であった。EXAMPLES The present invention will be described below with reference to examples. Reference Example First, a raw material is manufactured. A quartz firing tube was charged with 7.2 g of magnesium hydroxide having a particle size of 30 to 60 mesh, and the amount of 0.2 g.
Pyrolysis was performed at 350 ° C. for 3 hours under a reduced pressure of 3 mmHg to obtain 5.0 g of magnesium oxide. A magnetic stir bar was installed inside a 100 ml glass container, and the inside of the container was replaced with high-purity nitrogen gas. Subsequently, 4.7 g of 3-ethynylaniline, 8.9 g of 3-aminophenylethynyl (phenyl) silane and 40 ml of toluene as a solvent were charged in a container, and 5.0 g of magnesium oxide produced above was stirred under a nitrogen blanket while stirring. added. After stirring at 30 ° C. for 24 hours, the reaction solution was filtered with a glass filter to remove the catalyst. After further concentrating the reaction solution, bis (3,3′-aminophenylethynyl) phenylsilane was separated by GPC (gel permeation chromatography). Yield 3.8g
Met.
【0047】実施例1 一般式(1)において、nが0である場合のSi−H結
合とアセチレン結合を有する含ケイ素ポリイミドの製造
方法:50mlのガラス製容器の内部に磁気攪拌子を設
置し、容器内を高純度窒素ガスで置換した。続いて容器
内にビス(3,3’−アミノフェニルエチニル)フェニ
ルシランを1.70g(5.03mmol)および溶媒
としてN,N-ジメチルアセトアミド10mlを仕込ん
だ。攪拌しながら、無水ピロメリット酸1.10g
(5.05mmol)を加え完全に溶解させた。室温で
4時間攪拌後、トルエン4mlを加え、さらに90℃で
10時間攪拌を続けた。トルエン4mlを加え反応液を
濾過後、濾過物をトルエンで洗浄し、60℃で一晩真空
乾燥を行った。2.2gのポリマー粉末が得られた。収
率は70%であった。Example 1 A method for producing a silicon-containing polyimide having a Si—H bond and an acetylene bond when n is 0 in the general formula (1): A magnetic stirrer is installed inside a 50 ml glass container. The inside of the container was replaced with high-purity nitrogen gas. Subsequently, 1.70 g (5.03 mmol) of bis (3,3′-aminophenylethynyl) phenylsilane and 10 ml of N, N-dimethylacetamide as a solvent were charged into the container. 1.10 g of pyromellitic dianhydride with stirring
(5.05 mmol) was added and completely dissolved. After stirring at room temperature for 4 hours, 4 ml of toluene was added, and the stirring was continued at 90 ° C. for 10 hours. After adding 4 ml of toluene and filtering the reaction solution, the filtered product was washed with toluene and vacuum dried at 60 ° C. overnight. 2.2 g of polymer powder was obtained. The yield was 70%.
【0048】GPC(ゲル透過クロマトグラフィー)に
よるポリスチレン換算の重量平均分子量は、脱水前のポ
リアミド酸の状態では、5300であった。ポリイミド
はほとんど溶媒に溶けないため、NMRスペクトルはポリ
アミド酸の状態で測定した。1 H-NMR(ppm,d-DMSO) 3.3(NH)、5.2(SiH)、7.2〜8.3
(Ph)、10.6(COOH)。13 C-NMR(ppm,d-DMSO) 86.5(Si-C≡C)、108.1(C≡C-P
h)、128.2〜141.1(Ph)、163.3〜166.6(N-CO-,COOH)。29 Si-NMR(ppm,d-DMSO) 63.9(Ph-SiH<) 元素分析の測定値(ポリイミド)は、炭素73.0%(理論
値73.8%)、水素3.6%(理論値3.1%)であり、測定値
は、測定誤差の範囲で理論値とよく一致している。IR測
定(ポリイミド,KBr錠剤)では、1380cm-1と1720cm-1の
吸収よりイミド基の生成が確認できた。 IR(cm-1) 720(m)、790(m)、840(m)、1120(s)、1380
(s)、1720(s)、1780(w)、2160(s)。 次に、このポリイミドの熱物性をTGA−DTAにより
測定した。アルゴン雰囲気中では重量減少が殆ど認めら
れず1000℃での重量残は67%、Td5(5%重量
減少温度)は619℃であった。この値は、ポリイミド
(キャプトン)のアルゴン雰囲気中における1000℃
での重量残55%、Td5586℃よりも優れており、
本発明におけるアセチレン結合とSi−H結合を有する
含ケイ素ポリイミドが耐熱性に極めて優れていることを
示している。The polystyrene-reduced weight average molecular weight by GPC (gel permeation chromatography) was 5,300 in the state of the polyamic acid before dehydration. Since the polyimide is almost insoluble in the solvent, the NMR spectrum was measured in the polyamic acid state. 1 H-NMR (ppm, d-DMSO) 3.3 (N H ), 5.2 (Si H ), 7.2 to 8.3
(Ph), 10.6 (COO H ). 13 C-NMR (ppm, d -DMSO) 86.5 (Si- C ≡C), 108.1 (C≡ C -P
h), 128.2~141.1 (Ph), 163.3~166.6 (N- C O-, C OOH). 29 Si-NMR (ppm, d-DMSO) 63.9 (Ph- Si H <) The elemental analysis measurements (polyimide) are carbon 73.0% (theoretical value 73.8%), hydrogen 3.6% (theoretical value 3.1%). , The measured value is in good agreement with the theoretical value within the range of measurement error. IR measurement (polyimide, KBr tablet) confirmed the formation of imide groups from the absorption at 1380 cm -1 and 1720 cm -1 . IR (cm -1 ) 720 (m), 790 (m), 840 (m), 1120 (s), 1380
(s), 1720 (s), 1780 (w), 2160 (s). Next, the thermophysical properties of this polyimide were measured by TGA-DTA. Almost no weight loss was observed in the argon atmosphere, the weight residue at 1000 ° C. was 67%, and Td 5 (5% weight loss temperature) was 619 ° C. This value is 1000 ℃ in Argon atmosphere of polyimide (Capton)
The remaining weight is 55%, which is superior to Td 5 586 ℃,
It is shown that the silicon-containing polyimide having an acetylene bond and a Si—H bond in the present invention is extremely excellent in heat resistance.
【0049】実施例2 一般式(1)において、nが正の整数である場合のSi
−H結合とアセチレン結合を有する含ケイ素ポリイミド
の製造方法:原料のジアミン化合物としてビス(3,
3’−アミノフェニルエチニル)フェニルシラン0.8
5gと、ビス(4,4’−アミノフェニル)エーテル
0.50gの混合物を用い、その他は、実施例1と同じ
条件で反応を行った。 2.0gの含ケイ素ポリイミド
が得られた。収率は72%であった。Example 2 In the general formula (1), Si when n is a positive integer
Method for producing silicon-containing polyimide having —H bond and acetylene bond: Bis (3,
3'-aminophenylethynyl) phenylsilane 0.8
A reaction was carried out under the same conditions as in Example 1 except that a mixture of 5 g and bis (4,4′-aminophenyl) ether 0.50 g was used. 2.0 g of silicon-containing polyimide was obtained. The yield was 72%.
【0050】[0050]
【発明の効果】Si−H結合とアセチレン結合を有する
ジアミン化合物とテトラカルボン酸二無水物より、耐
熱、耐燃焼性の優れたSi−H結合とアセチレン結合を
有する新規な含ケイ素ポリイミドを合成することができ
た。EFFECTS OF THE INVENTION A novel silicon-containing polyimide having a Si—H bond and an acetylene bond, which is excellent in heat resistance and combustion resistance, is synthesized from a diamine compound having a Si—H bond and an acetylene bond and tetracarboxylic dianhydride. I was able to.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 伊藤 正義 神奈川県横浜市栄区笠間町1190番地 三井 東圧化学株式会社内 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Masayoshi Ito 1190 Kasama-cho, Sakae-ku, Yokohama-shi, Kanagawa Prefecture Mitsui Toatsu Chemicals Co., Ltd.
Claims (2)
−H結合およびイミド結合を有する一般式(1) 【化1】 (式中、R1は水素原子または炭素数1から30のアル
キル基、アルケニル基、アルキニル基、フェニル基やナ
フチル基などの芳香族基、R2、R5は炭素数1から30
のアルキレン基、アルケニレン基、アルキニレン基、フ
ェニレン基やナフチレン基などの二価の芳香族基、芳香
族基が直接またはメチレン基、イソプロピリデン基、エ
ーテル基、カルボニル基、スルフィド基などの架橋員に
より連結した基及び芳香族基が炭素数1から30のアル
キレン基、アルケニレン基、アルキニレン基と連結した
基であって、これらはハロゲン原子、水酸基、カルボキ
シル基などの置換基を含んでいてもよい。R3は炭素数
1から30のアルキレン基、アルケニレン基、アルキニ
レン基、フェニレン基やナフチレン基などの二価の芳香
族基、芳香族基が直接または架橋員により連結した基及
び芳香族基が炭素数1から30のアルキレン基、アルケ
ニレン基、アルキニレン基と直接またはメチレン基、イ
ソプロピリデン基、エーテル基、カルボニル基、スルフ
ィド基、シラネディル基などの架橋員により連結した基
であり、これらはハロゲン原子、水酸基、カルボキシル
基などの置換基を含んでいてもよい。R4は炭素数2か
ら30の四価の脂肪族若しくは芳香族基及び芳香族基が
直接または架橋員により連結した基であり、これらはハ
ロゲン原子、水酸基、アミノ基、カルボキシル基などの
置換基を含んでいてもよい。l、mは正の整数、nは0
または正の整数である。)で表される含ケイ素ポリイミ
ド。1. A acetylene bond, Si in a repeating unit.
General formula (1) having —H bond and imide bond: (In the formula, R 1 is a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 30 carbon atoms, an alkenyl group, an alkynyl group, an aromatic group such as a phenyl group or a naphthyl group, and R 2 and R 5 are 1 to 30 carbon atoms.
A divalent aromatic group such as an alkylene group, an alkenylene group, an alkynylene group, a phenylene group or a naphthylene group, an aromatic group directly or by a cross-linking member such as a methylene group, an isopropylidene group, an ether group, a carbonyl group or a sulfide group. A group in which the linked group and the aromatic group are linked to an alkylene group having 1 to 30 carbon atoms, an alkenylene group, and an alkynylene group, and these may contain a substituent such as a halogen atom, a hydroxyl group, and a carboxyl group. R 3 is a divalent aromatic group such as an alkylene group having 1 to 30 carbon atoms, an alkenylene group, an alkynylene group, a phenylene group or a naphthylene group, a group in which an aromatic group is linked directly or by a bridging member, and an aromatic group are carbon atoms. Alkylene groups, alkenylene groups, and alkynylene groups of the formulas 1 to 30, which are directly or directly linked to each other by a bridging member such as a methylene group, an isopropylidene group, an ether group, a carbonyl group, a sulfide group, and a silanenedyl group, and these are halogen atoms, It may contain a substituent such as a hydroxyl group or a carboxyl group. R 4 is a tetravalent aliphatic or aromatic group having 2 to 30 carbon atoms and a group in which an aromatic group is linked directly or by a crosslinking member, and these are substituents such as a halogen atom, a hydroxyl group, an amino group and a carboxyl group. May be included. l and m are positive integers, n is 0
Or it is a positive integer. ) A silicon-containing polyimide represented by:
キル基、アルケニル基、アルキニル基、フェニル基やナ
フチル基などの芳香族基、R2は炭素数1から30のア
ルキレン基、アルケニレン基、アルキニレン基、フェニ
レン基やナフチレン基などの二価の芳香族基、芳香族基
が直接またはメチレン基、イソプロピリデン基、エーテ
ル基、カルボニル基、スルフィド基などの架橋員により
連結した基及び芳香族基が炭素数1から30のアルキレ
ン基、アルケニレン基、アルキニレン基と連結した基で
あって、これらはハロゲン原子、水酸基、カルボキシル
基などの置換基を含んでいてもよい。R3は炭素数1か
ら30のアルキレン基、アルケニレン基、アルキニレン
基、フェニレン基やナフチレン基などの二価の芳香族
基、芳香族基が直接または架橋員により連結した基及び
芳香族基が炭素数1から30のアルキレン基、アルケニ
レン基、アルキニレン基と直接またはメチレン基、イソ
プロピリデン基、エーテル基、カルボニル基、スルフィ
ド基、シラネディル基などの架橋員により連結した基で
あり、これらはハロゲン原子、水酸基、カルボキシル基
などの置換基を含んでいてもよい。lは正の整数であ
る。)で表されるジアミン化合物を有機極性溶媒中で、
一般式(3) 【化3】 (式中、R4は炭素数2から30の四価の脂肪族若しく
は芳香族基及び芳香族基が直接または架橋員により連結
した基であり、これらはハロゲン原子、水酸基、アミノ
基、カルボキシル基などの置換基を含んでいてもよ
い。)で表されるテトラカルボン酸二無水物と反応させ
ることを特徴とする請求項1記載の含ケイ素ポリイミド
の製造方法。2. A compound of the general formula (2) (In the formula, R 1 is a hydrogen atom or an aromatic group such as an alkyl group, an alkenyl group, an alkynyl group, a phenyl group or a naphthyl group having 1 to 30 carbon atoms, and R 2 is an alkylene group having 1 to 30 carbon atoms or an alkenylene group. , Divalent aromatic groups such as alkynylene group, phenylene group and naphthylene group, and groups and aromatic groups in which aromatic groups are linked directly or by a cross-linking member such as methylene group, isopropylidene group, ether group, carbonyl group, sulfide group The group is a group linked to an alkylene group having 1 to 30 carbon atoms, an alkenylene group, or an alkynylene group, which may contain a substituent such as a halogen atom, a hydroxyl group or a carboxyl group, and R 3 has 1 carbon atom. To 30 alkylene groups, alkenylene groups, alkynylene groups, divalent aromatic groups such as phenylene groups and naphthylene groups, and aromatic groups directly. Is a cross-linking group such as an alkylene group having 1 to 30 carbon atoms, an alkenylene group, an alkynylene group or a methylene group, an isopropylidene group, an ether group, a carbonyl group, a sulfide group, and a silanenedyl group, which are linked by a bridging member and an aromatic group. A group connected by a member, which may contain a substituent such as a halogen atom, a hydroxyl group, and a carboxyl group, and l is a positive integer.) In a polar organic solvent,
General formula (3) (In the formula, R 4 is a tetravalent aliphatic or aromatic group having 2 to 30 carbon atoms and a group in which an aromatic group is linked directly or by a crosslinking member, and these are a halogen atom, a hydroxyl group, an amino group, a carboxyl group. May be substituted with a tetracarboxylic acid dianhydride. 4. The method for producing a silicon-containing polyimide according to claim 1, wherein the tetracarboxylic acid dianhydride is reacted.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23037295A JPH0971647A (en) | 1995-09-07 | 1995-09-07 | Silicon-containing polyimide and method for producing the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23037295A JPH0971647A (en) | 1995-09-07 | 1995-09-07 | Silicon-containing polyimide and method for producing the same |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0971647A true JPH0971647A (en) | 1997-03-18 |
Family
ID=16906837
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23037295A Pending JPH0971647A (en) | 1995-09-07 | 1995-09-07 | Silicon-containing polyimide and method for producing the same |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0971647A (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013173820A (en) * | 2012-02-23 | 2013-09-05 | Pi R & D Co Ltd | Novel polyimide and printing composition including the same |
| CN104860977A (en) * | 2015-05-18 | 2015-08-26 | 衢州学院 | Silicon-containing aromatic diamine and preparation method thereof |
| CN119528961A (en) * | 2024-12-10 | 2025-02-28 | 天目山实验室 | Silicon-based alkynylamine, polyimide and preparation method thereof |
-
1995
- 1995-09-07 JP JP23037295A patent/JPH0971647A/en active Pending
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013173820A (en) * | 2012-02-23 | 2013-09-05 | Pi R & D Co Ltd | Novel polyimide and printing composition including the same |
| CN104860977A (en) * | 2015-05-18 | 2015-08-26 | 衢州学院 | Silicon-containing aromatic diamine and preparation method thereof |
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