聚酰亚胺材料、其制造方法和其制造中使用的聚酰亚胺前体组合物技术

本发明专利技术提供聚酰亚胺材料，其在利用聚酰亚胺膜的以往的特征的同时提高紫外线耐久性。该聚酰亚胺材料的特征在于，其含有聚酰亚胺和紫外线吸收剂，0.5％重量减少温度超过200℃。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】聚酰亚胺材料、其制造方法和其制造中使用的聚酰亚胺前体组合物
本专利技术涉及紫外线耐久性优异的聚酰亚胺材料。
技术介绍
对于聚酰亚胺膜而言，耐热性、耐化学药品性、机械强度、电学特性、尺寸稳定性等优异，因此在电气/电子器件领域、半导体领域等领域被广泛使用。另一方面，近年来，随着高度信息化社会的到来，光通信领域的光纤维或光波导等、显示装置领域的液晶取向膜或彩色滤光片用保护膜等光学材料的开发不断进展。特别是在显示装置领域作为玻璃基板的代替品，轻量且柔性优异的塑料基板的研究、能够弯曲或弄圆的显示屏的开发正在盛行。因此，要求能够用于这样用途的更高性能的光学材料。芳香族聚酰亚胺由于分子内共轭、电荷移动络合物的形成，本质上着色为黄褐色。因此，作为抑制着色的方法，例如提出了下述方法：通过向分子内导入氟原子、对主链赋予挠曲性、导入体积大的基团作为侧链等来阻碍分子内共轭、电荷移动络合物的形成，从而使其表现出透明性(例如专利文献1)。另外，还提出了通过使用理论上不形成电荷移动络合物的半脂环式或全脂环式聚酰亚胺来使其表现出透明性的方法(例如专利文献2～5)。以往，开发了活用聚酰亚胺的特性的用途，但聚酰亚胺通常在紫外线区域具有吸收，因此有时耐光性、特别是对紫外线区域的光的耐久性不足。在专利文献6(日本特开2004-258544)中记载了通过将含有紫外线吸收剂和特定的聚酰亚胺的溶液涂布在基材上而得到的相位差膜。在专利文献7(中国专利申请公开第103897391号说明书)中记载了将聚酰亚胺、纳米粉末、光固化剂、抗氧化剂、紫外线吸收剂和光稳定剂混合并在220～290℃的范围进行挤出成型而制造光固化性聚酰亚胺膜。并且，记载了通过将该光固化性聚酰亚胺膜用于太阳能电池来提高太阳能电池的性能。专利文献8(日本特开平10-148835号公报)公开了为了解决由于光照射而产生的电特性的劣化和残像的问题，在取向膜中添加紫外线吸收剂的技术([0006]等)。记载了下述内容：作为取向膜的材料，可以举出聚酰亚胺，在实施例中，在使以4/6的比例含有十亚甲基双偏苯三酸酯二酐和3,3’,4,4’-双环己烷四羧酸二酐的四羧酸成分以及含有对苯二胺和4,4’-二氨基二苯基甲烷的二胺成分反应而得到的聚酰胺酸中添加紫外线吸收剂而制备液晶取向膜用的聚酰胺酸溶液；以及使用该聚酰胺酸溶液在180℃进行加热而形成取向膜。在专利文献9(日本特开昭62-184055号公报)中为了制造在液晶显示元件等中所使用的遮光膜，记载了含有紫外线吸收剂的遮光膜用的聚酰胺酸组合物和使用其的遮光膜。在专利文献10中记载了含有聚酰亚胺、具有醌二叠氮结构的化合物和紫外线吸收剂的感光性树脂组合物和使用其而形成的保护膜。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特表2010-538103号公报专利文献2：日本特开2012-41529号公报专利文献3：国际公开第2014/046064号专利文献4：日本特开2009-286706号公报专利文献5：日本特开2014-92775号公报专利文献6：日本特开2004-258544号公报专利文献7：中国专利申请公开第103897391号说明书专利文献8：日本特开平10-148835号公报专利文献9：日本特开昭62-184055号公报专利文献10：日本特开2014-32951号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的课题但是，专利文献6是仅着眼于聚酰亚胺的光学各向异性的技术，并不是充分利用耐热性、耐化学药品性、机械强度、电学特性、尺寸稳定性等聚酰亚胺的特性的技术。对于制造具有充分的耐热性、耐化学药品性、机械强度、电学特性、尺寸稳定性等的聚酰亚胺(膜、涂布层)而言，需要进行高温加热处理。但是，在专利文献6中，仅教导了40～200℃的范围的比较低温的加热，不具有充分的耐热性。另外，在专利文献6的技术中，聚酰亚胺的种类限定为特定的可溶性聚酰亚胺，用途显著受到限制。如上所述，在专利文献7中记载了通过使用含有紫外线吸收剂的光固化性聚酰亚胺膜来提高太阳能电池的性能，但没有教导利用紫外线吸收剂提高聚酰亚胺(本身)的紫外线耐久性。即，专利文献7对于在除了含有光固化剂的组合物以外的情况下在聚酰亚胺中添加紫外线吸收剂没有任何教导。进一步，从利用220～290℃的范围的挤出成型进行成膜来看，所含有的聚酰亚胺为具有290℃以下的熔点的耐热性低的聚酰亚胺。据认为添加光固化剂等添加剂其本身会降低物性、或通过交联降低机械特性、例如断裂伸长率。因此，为了充分利用聚酰亚胺的特性，优选不含有光固化剂。如上所述，专利文献8公开了用于解决液晶取向膜特有的问题的聚酰胺酸溶液和使用其形成的取向膜，但对于在除了液晶取向膜以外的用途中在聚酰亚胺中添加紫外线吸收剂没有任何教导。另外，取向膜形成的温度低至180℃，聚酰亚胺的耐热性不充分。另外，从机械特性、耐热性的方面出发，所公开的聚酰亚胺本身也不充分。专利文献9记载了为了形成遮光膜即为了遮断光(紫外线)而添加紫外线吸收剂，但对于提高聚酰亚胺的紫外线耐久性没有教导。专利文献9的目的在于形成遮光膜，因此对于在聚酰亚胺中添加紫外线吸收剂且使雾度、着色(黄色度)减小完全没有教导。专利文献10记载了为了降低有机EL显示元件的TFT中的紫外线的影响而在该保护膜中添加紫外线吸收剂(0218)，但对于提高聚酰亚胺的紫外线耐久性没有教导。即，专利文献10对于在除了与聚酰亚胺树脂一起含有具有醌二叠氮结构的化合物的感光性树脂组合物以外的用途中在聚酰亚胺中添加紫外线吸收剂完全没有教导。如上所述，在利用聚酰亚胺的以往的特征的同时提高紫外线耐久性仍未得到解决。因此，本专利技术的目的在于提供在利用聚酰亚胺的以往的特征的同时紫外线耐久性也优异的聚酰亚胺材料、其制造方法和其制造中使用的聚酰亚胺前体组合物。用于解决课题的手段本专利技术的权利由附加的权利要求书决定。另一方面，将本申请主要的公开事项汇总如下。1.一种聚酰亚胺材料，其特征在于，其含有：聚酰亚胺、和紫外线吸收剂，0.5％重量减少温度超过200℃。2.如上述项1所述的聚酰亚胺材料，其特征在于，雾度值为15％以下。3.如上述项1或2所述的聚酰亚胺材料，其特征在于，紫外线照射试验前后的黄色度的变化ΔYI为8以下；其中，上述紫外线照射试验的条件如下：使用QUV-313灯、310nm的照度为0.59W/m2、温度为50℃、照射时间为24小时。4.如上述项1～3中任一项所述的聚酰亚胺材料，其特征在于，上述聚酰亚胺含有下述通式(1)所表示的重复单元。[化1](式中，X1为具有芳香族环或脂环结构的4价基团，Y1为具有芳香族环或脂环结构的2价基团)5.如上述项4所述的聚酰亚胺材料，其特征在于，相对于全部重复单元，X1为具有脂环结构的4价基团、Y1为具有脂环结构的2价基团的通式(1)所表示的重复单元的含量为50摩尔％以下。6.如上述项4所述的聚酰亚胺材料，其特征在于，通式(1)中的X1为具有芳香族环的4价基团，Y1为具有芳香族环的2价基团。7.如上述项4所述的聚酰亚胺材料，其特征在于，通式(1)中的X1为具有脂环结构的4价基团，Y1为具有芳香族环的2价基团。8.如上述项4所述的聚酰亚胺材料，其特征在于，通式(1)中的X1为具有芳香族环的4价基团，Y1为具有脂环结构的2价基团。9.如上述本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种聚酰亚胺材料，其含有：聚酰亚胺、和紫外线吸收剂，其特征在于，同时满足下述条件：(i)0.5％重量减少温度超过200℃；(ii)不含有光敏性成分和源自光敏性成分的改性物；(iii)雾度值为15％以下、或黄色度(YI)在紫外线照射试验前后两种情况下为15以下；或者作为物质的聚酰亚胺材料，形成具有5μm～100μm的范围的至少一个厚度的膜或涂布膜时，雾度值为15％以下、或黄色度(YI)在紫外线照射试验前后两种情况下为15以下，其中，所述紫外线照射试验的条件如下：使用QUV‑313灯、310nm的照度为0.59W/m2、温度为50℃、照射时间为24小时。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.12.28 JP 2015-2557221.一种聚酰亚胺材料，其含有：聚酰亚胺、和紫外线吸收剂，其特征在于，同时满足下述条件：(i)0.5％重量减少温度超过200℃；(ii)不含有光敏性成分和源自光敏性成分的改性物；(iii)雾度值为15％以下、或黄色度(YI)在紫外线照射试验前后两种情况下为15以下；或者作为物质的聚酰亚胺材料，形成具有5μm～100μm的范围的至少一个厚度的膜或涂布膜时，雾度值为15％以下、或黄色度(YI)在紫外线照射试验前后两种情况下为15以下，其中，所述紫外线照射试验的条件如下：使用QUV-313灯、310nm的照度为0.59W/m2、温度为50℃、照射时间为24小时。2.如权利要求1所述的聚酰亚胺材料，其特征在于，紫外线照射试验前后的黄色度的变化ΔYI为8以下，其中，所述紫外线照射试验的条件如下：使用QUV-313灯、310nm的照度为0.59W/m2、温度为50℃、照射时间为24小时。3.如权利要求1或2所述的聚酰亚胺材料，其特征在于，所述聚酰亚胺含有下述通式(1)所表示的重复单元，[化1]式(1)中，X1为具有芳香族环或脂环结构的4价基团，Y1为具有芳香族环或脂环结构的2价基团。4.如权利要求3所述的聚酰亚胺材料，其特征在于，相对于全部重复单元，X1为具有脂环结构的4价基团、Y1为具有脂环结构的2价基团的通式(1)所表示的重复单元的含量为50摩尔％以下。5.如权利要求3所述的聚酰亚胺材料，其特征在于，通式(1)中的X1为具有芳香族环的4价基团，Y1为具有芳香族环的2价基团。6.如权利要求3所述的聚酰亚胺材料，其特征在于，通式(1)中的X1为具有脂环结构的4价基团，Y1为具有芳香族环的2价基团。7.如权利要求3所述的聚酰亚胺材料，其特征在于，通式(1)中的X1为具有芳香族环的4价基团，Y1为具有脂环结构的2价基团。8.如权利要求3所述的聚酰亚胺材料，其特征在于，以超过全部重复单元中的60％的比例含有通式(1)的X1为具有脂环结构的4价基团的重复单元，其中，相对于全部重复单元，X1为具有脂环结构的4价基团且Y1为具有脂环结构的2价基团的通式(1)所表示的重复单元的含量为50摩尔％以下。9.如权利要求3所述的聚酰亚胺材料，其特征在于，以全部重复单元中的50％以上的比例含有下述重复单元，该重复单元中，通式(1)的Y1为由选自2,2’-双(三氟甲基)联苯胺和间联甲苯胺中的至少一种衍生的基团。10.如权利要求1～9中任一项所述的聚酰亚胺材料，其特征在于，所述聚酰亚胺的熔点为300℃以上。11.如权利要求1～10中任一项所述的聚酰亚胺材料，其特征在于，所述聚酰亚胺在主链中不含有碳原子数超过4的亚甲基长链。12.如权利要求1～11中任一项所述的聚酰亚胺材料，其为膜或涂布层的形态。13.如权利要求12所述的聚酰亚胺材料，其特征在于，其不是取向膜。14.如权利要求1～13中任一项所述的聚酰亚胺材料，其特征在于，所述紫外线吸收剂选自苯并三唑化合物或苯并三唑化合物的加热改性物。15.一种聚酰亚胺材料的制造方法，其特征在于，在超过200℃的温度下对含有聚酰亚胺前体、紫外线吸收剂和溶剂的聚酰亚胺前体组合物、或含有聚酰亚胺、紫外线吸收剂和溶剂的聚酰亚胺溶液组合物进行加热处理，制造权利要求1～14中任一项所述的聚酰亚胺材料。16.如权利要求15所述的聚酰亚胺材料的制造方法，其特征在于，所述聚酰亚胺前体组合物所含的所述聚酰亚胺前体含有下述通式(A1)所表示的重复单元，[化2]式(A1)中，X1为具有芳香族环或脂环结构的4价基团，Y1为具有芳香族环或脂环结构的2价基团，R1、R2各自独立地为氢、碳原子数为1～6的烷基或碳原子数为3～9的烷基甲硅烷基。17.如权利要求15所述的聚酰亚胺材料的制造方法，其特征在于，所述聚酰亚胺溶液组合物所含的所述聚酰亚胺含有权利要求3中定义的通式(1)所表示的重复单元。18.如权利要求15所述的聚酰亚胺材料的制造方法，其特征在于，其具有下述工序：将所述聚酰亚胺前体组合物或所述聚酰亚胺溶液组合物涂布在基材上的工序；和对涂布在基材上的聚酰亚胺前体组合物或聚酰亚胺溶液组合物进行加热处理的工序。19.如权利要求15～18中任一项所述的聚酰亚胺材料的制造方法，其特征在于，所述加热处理温度为250℃以上。20.如权利要求15～19中任一项所述的聚酰亚胺材料的制造方法，其特征在于，所述紫...

【专利技术属性】
技术研发人员：冈卓也，小滨幸德，中川美晴，中山知则，久野信治，
申请(专利权)人：宇部兴产株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP