[发明专利]芳族聚酰亚胺及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及具有特定化学组成的芳族聚酰亚胺，所述芳族聚酰亚胺具有极高的硬度和极高的不透气性，本发明还涉及所述芳族聚酰亚胺的制造方法。芳族聚酰亚胺可适于用作电动和电子设备、影印机等装置的元件，这类元件需要具有较高硬度，还适于用作薄膜、中空珠等材料，这类材料需要极高的不透气性。

背景技术

芳族聚酰亚胺具有出色的特性，诸如耐热性、耐化学腐蚀性和机械特性，因此其已被用作电动和电子部件等。由于芳族聚酰亚胺的低线性膨胀系数和高机械强度，特别是由3，3’，4，4’-联苯四羧酸二酐和对苯二胺制备的芳族聚酰亚胺已经适当地被用于TAB的柔性基片、影印机的定影带等需要尺寸稳定性和机械强度的场合。

专利文件1公开了与由3，3’，4，4’-联苯四羧酸二酐和对苯二胺制备的常规无缝带相比具有提高的长期耐性的芳族聚酰亚胺，以与作为各种精密仪器的旋转运动传导部件的无缝管的较高速度旋转相配合，所述机密仪器诸如电动和电子设备、电子影印机等。所述芳族聚酰亚胺包括作为二胺成份的3，4’-二胺基二苯醚，其含量优选为5mol％或更多，特别优选为20mol％至80mol％，且该芳族聚酰亚胺具有低断裂强度。

专利文件2公开一种具有不透气性的聚酰亚胺薄膜以解决如下问题：层压在聚酰亚胺薄膜上的金属层的退化，所述退化是由于在对金属层高温加热的步骤中(诸如将芯片安装在所述金属层的步骤)穿过聚酰亚胺薄膜的氧气和/或湿气造成的，及因此而导致的聚酰亚胺薄膜和金属层之间的剥离强度显著降低。具有不透气性的聚酰亚胺薄膜在其一侧面上形成有SiOx层——其具有不透气性。

专利文件3公开了一种聚酰亚胺共聚物，其由4，4’-二苯醚二酐(ODPA)和3，4，3’，4’-联苯四羧酸二酐(s-BPDA)，及4，4’-二氨基二苯醚(ODA)或对苯二胺制备，该共聚物作为待用作绝缘材料的聚酰亚胺。实施例6中公开了由对苯二胺制备的聚酰亚胺和由s-BPDA和ODPA(s-BPDA：75％，ODPA：25％)制备的聚酰亚胺。但是，使用苯二甲酸作为封端剂以及在最高加热温度300℃下进行亚胺化反应的热处理时制造聚酰亚胺。所述聚酰亚胺不具有足够的物理特性。

专利文件4和5公开了由3，3’，4，4’-联苯四羧酸二酐和对苯二胺制备芳族聚酰亚胺薄膜的方法，该聚酰亚胺薄膜用作影印机的定影带。

此外，专利文件6公开了提高树脂中空颗粒的中空部分中的压力的方法，该树脂中空颗粒用来填充轮胎的空气腔。

专利文件1：日本专利特许公开2006-307114

专利文件2：日本专利特许公开2004-255845

专利文件3：日本专利特许公开1991-157428

专利文件4：日本专利特许公开2003-89125

专利文件5：日本专利特许公开2007-240845

专利文件6：日本专利特许公开2007-69818

发明内容

发明所解决的技术问题

本发明是为满足对以上所述芳族聚酰亚胺更严格要求所进行的各种研究的成果。本发明的目的是提供具有特定化学组成的芳族聚酰亚胺及其制造方法，所述聚酰亚胺具有极高的硬度和极高的不透气性。

技术方案

本发明涉及如下几项：

(1)一种薄膜形式的芳族聚酰亚胺，其断裂拉伸强度为400MPa或更高，断裂拉伸延伸率为35％或更高，并包括由如下通式(1)表示的重复单元：

通式(1)

其中25mol％至97mol％的A是由如下通式(2)表示的四价单元，且75mol％至3mol％的A是由如下通式(3)表示的四价单元；以及

B是由如下通式(4)表示的二价单元。

通式(2)

通式(3)

通式(4)

(2)根据以上第(1)项的薄膜形式的芳族聚酰亚胺的断裂拉伸强度为500MPa或更高，断裂拉伸延伸率为40％或更高。

(3)根据以上第(1)和(2)中任一项的薄膜形式的芳族聚酰亚胺具有145MJ/m³或更高的断裂拉伸能。

(4)根据以上第(1)至(3)中任一项的薄膜形式的芳族聚酰亚胺具有不透气性，即水蒸气透过率(40℃，90％RH)为0.04g·mm/m²·24h或更少。

(5)用于制造芳族聚酰亚胺的方法，其包括如下步骤：

在325℃或更高温度下加热一芳族聚酰胺酸，其包括由以下通式(5)表示的重复单元。

通式(5)