(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
シリコーンゴムと、その表面の少なくとも一部にシリコーン変性ポリイミド樹脂組成物の硬化物層とを有し、
前記硬化物層の厚さが、0.5〜20μmであり、
前記シリコーン変性ポリイミド樹脂組成物が、
(A1)下記式(1)で表されるラジカル架橋型シリコーン変性ポリイミド樹脂:100質量部、
Ee−Ff−Gg (1)
{式(1)中、E、FおよびGは、ランダムに結合する繰り返し単位であり、Eは、式(2)で示されるジアミノ変性シリコーン由来の2価の基であり、Fは、式(3)で示されるテトラカルボン酸二無水物由来の2価の基であり、Gは、ジアミン由来の2価の基である。ただし、f+e+g=100mol%であり、f/(e+g)のmol比は、0.9〜1.1であり、前記eとgの和を100とすると前記eは1〜90である。
ただし、式(1)の末端は、原料として用いた、テトラカルボン酸二無水物由来の酸無水物基またはジアミノ変性シリコーンもしくはジアミン由来のアミノ基である。
【化1】
(式(2)中、R
Aは、互いに独立して置換または非置換の炭素原子数1〜10の2価炭化水素基を表し、R
1およびR
2は、互いに独立して置換または非置換の炭素原子数1〜10のアルキル基を表し、R
3およびR
4は、互いに独立して、炭素原子数1〜10の1価の脂肪族炭化水素基を表すが、R
3およびR
4の少なくとも一方は脂肪族不飽和結合を有し、R
5およびR
6は、互いに独立して、置換もしくは非置換の、炭素原子数1〜10のアルキル基、炭素
原子数6〜10のアリール基、または炭素
原子数7〜16のアラルキル基を表し、mは0〜20、nは1〜20、oは0〜20、m+n+o=1〜30を満たす整数である。なお、m、n、oが付された括弧内のシロキサン単位の配列は、ランダム、交互またはブロックのいずれであってもよい。)
−Im−X−Im− (3)
〔式(3)中、Imは、環状イミド構造を端に含む環状の基を表し、Xは、単結合、−O−、−S−、−S(→O)−、−S(=O)
2−、−C(=O)−、−NR
N−(R
Nは、炭素原子数1〜12の1価炭化水素基を表す。)、−CR
B2−(R
Bは、互いに独立して、水素原子またはハロゲン原子を含んでいてもよい炭素原子数1〜12の1価炭化水素基を表す)、−R
Arh−(R
Arは、炭素原子数6〜12の2価のアリーレン基を表し、hは、1〜6の整数を表す。hが2以上のとき、R
Arは互いに同一でも異なっていてもよい。)、−R
Arh−(OR
Ar)
i−(R
Arおよびhは、前記と同じ意味を表し、iは、1〜5の整数を表す。)、炭素原子数1〜12の直鎖状または分岐状アルキレン基、炭素原子数5〜12のシクロアルキレン基、および炭素原子数7〜12のアリーレンアルキレン基から選択される2価の基を表す。〕}
(Bc)熱分解性ラジカル開始剤:0.1〜10質量部、および
(C)溶剤:100〜700質量部
を含む、または
(A2)下記式(1’)で表されるエポキシ硬化型シリコーン変性ポリイミド樹脂:100質量部、
E’e’−F’f’−G’g’ (1’)
(式(1’)中、E’,F’,G’はランダムに結合する繰り返し単位であり、E’は、式(
2’)で示されるジアミノ変性シリコーン由来の2価の基であり、F’は、式(3)で示されるテトラカルボン酸二無水物由来の2価の基であり、G’は、ジアミン由来の2価の基であり、G’のうち少なくとも一部にヒドロキシ基を有する芳香族ジアミン由来の2価の基を含む。ただし、f’+e’+g’=100mol%であり、f’/(e’+g’)のmol比は、0.9〜1.1であり、前記e’とg’の和を100とすると前記e’は1〜90である。
ただし、式(1’)の末端は、原料として用いた、テトラカルボン酸二無水物由来の酸無水物基またはジアミノ変性シリコーンもしくはジアミン由来のアミノ基である。)
【化2】
(式(2’)中、R
Aは、互いに独立して置換または非置換の炭素原子数1〜10の2価炭化水素基を表し、R
1およびR
2は、互いに独立して置換または非置換の炭素原子数1〜10のアルキル基を表し、R
7およびR
8は、互いに独立して、置換もしくは非置換の炭素原子数6〜10のアリール基または炭素原子数7〜16のアラルキル基を表し、pは1〜20、qは0〜20、p+q=1〜30を満たす整数である。なお、p、qが付された括弧内のシロキサン単位の配列は、ランダム、交互またはブロックのいずれであってもよい。)
−Im−X−Im− (3)
〔式(3)中、Imは、環状イミド構造を端に含む環状の基を表し、Xは、単結合、−O−、−S−、−S(→O)−、−S(=O)
2−、−C(=O)−、−NR
N−(R
Nは、炭素原子数1〜12の1価炭化水素基を表す。)、−CR
B2−(R
Bは、互いに独立して、水素原子またはハロゲン原子を含んでいてもよい炭素原子数1〜12の1価炭化水素基を表す)、−R
Arh−(R
Arは、炭素原子数6〜12の2価のアリーレン基を表し、hは、1〜6の整数を表す。hが2以上のとき、R
Arは互いに同一でも異なっていてもよい。)、−R
Arh−(OR
Ar)
i−(R
Arおよびhは、前記と同じ意味を表し、iは、1〜5の整数を表す。)、炭素原子数1〜12の直鎖状または分岐状アルキレン基、炭素原子数5〜12のシクロアルキレン基、および炭素原子数7〜12のアリーレンアルキレン基から選択される2価の基を表す。〕}
(Be)エポキシ樹脂架橋剤:0.1〜10質量部、および
(C)溶剤:250〜1,200質量部
を含むことを特徴とするシリコーンゴム−シリコーン変性ポリイミド樹脂積層体。
前記シリコーン変性ポリイミド樹脂組成物が、さらに(D)酸化防止剤を前記(A1)成分または(A2)成分100質量部に対して0.01〜1質量部含む請求項1または2記載のシリコーンゴム−シリコーン変性ポリイミド樹脂積層体。
前記シリコーン変性ポリイミド樹脂組成物の25℃における粘度が、1〜300mPa・sである請求項1〜3のいずれか1項記載のシリコーンゴム−シリコーン変性ポリイミド樹脂積層体。
【発明を実施するための形態】
【0009】
以下、本発明について具体的に説明する。
本発明に係るシリコーンゴム−シリコーン変性ポリイミド樹脂積層体は、シリコーンゴムと、その表面の少なくとも一部にシリコーン変性ポリイミド樹脂組成物の硬化物層とを有するものである。
【0010】
[1]シリコーン変性ポリイミド樹脂組成物
本発明において、硬化物層を形成するためのシリコーン変性ポリイミド樹脂組成物は、シリコーンゴムとの接着性に優れているという点から、下記の(A)〜(C)成分を含有するものが好ましい。
(A)シリコーン変性ポリイミド樹脂
(B)架橋剤または硬化剤
(C)溶剤
【0011】
(1)(A)成分
(A)成分のシリコーン変性ポリイミド樹脂は、本組成物の主剤(ベースポリマー)であって、(A1)ラジカル架橋型シリコーン変性ポリイミド樹脂と、(A2)エポキシ架橋型シリコーン変性ポリイミド樹脂樹脂に分類することができる。
【0012】
(A1)ラジカル架橋型シリコーン変性ポリイミド樹脂としては、下記式(1)で示される樹脂を好適に用いることができる。
Ee−Ff−Gg (1)
【0013】
式(1)中、E、FおよびGは、ランダムに結合する繰り返し単位(ただし、E−E、F−F、G−G、およびE−Gで表される隣接単位の組み合わせは除く)であり、Eは、下記式(2)で示されるジアミノ変性シリコーン由来の2価の基であり、Fは、下記式(3)で示されるテトラカルボン酸二無水物由来の2価の基であり、Gは、ジアミン由来の2価の基である。ただし、f+e+g=100mol%であり、f/(e+g)のmol比は、0.9〜1.1であり、eとgの和を100とするとeは1〜90である。
【0015】
式(2)において、R
Aは、互いに独立して置換または非置換の炭素原子数1〜10の2価炭化水素基を表し、R
1およびR
2は、互いに独立して置換または非置換の炭素原子数1〜10のアルキル基を表し、R
3およびR
4は、互いに独立して、炭素原子数1〜10の1価の脂肪族炭化水素基を表すが、R
3およびR
4の少なくとも一方は脂肪族不飽和結合を有し、R
5およびR
6は、互いに独立して、置換もしくは非置換の、炭素原子数1〜10のアルキル基、炭素
原子数6〜10のアリール基、または炭素
原子数7〜16のアラルキル基を表し、mは0〜20、nは1〜20、oは0〜20、m+n+o=1〜30を満たす整数である。なお、m、n、oが付された括弧内のシロキサン単位の配列は、ランダム、交互またはブロックのいずれであってもよい。
【0016】
−Im−X−Im− (3)
式(3)中、Imは、環状イミド構造を端に含む環状の基を表し、Xは、単結合、−O−、−S−、−S(→O)−、−S(=O)
2−、−C(=O)−、−NR
N−(R
Nは、炭素原子数1〜12の1価炭化水素基を表す。)、−CR
B2−(R
Bは、互いに独立して、水素原子またはハロゲン原子を含んでいてもよい炭素原子数1〜12の1価炭化水素基を表す。)、−R
Arh−(R
Arは、炭素原子数6〜12の2価のアリーレン基を表し、hは、1〜6の整数を表す。hが2以上のとき、R
Arは互いに同一でも異なっていてもよい。)、−R
Arh−(OR
Ar)
i−(R
Arおよびhは、前記と同じ意味を表し、iは、1〜5の整数を表す。)、炭素原子数1〜12の直鎖状または分岐状アルキレン基、炭素原子数5〜12のシクロアルキレン基、および炭素原子数7〜12のアリーレンアルキレン基から選択される2価の基を表す。
【0017】
式(2)において、R
Aの炭素原子数1〜10、好ましくは3〜8の2価炭化水素基は、直鎖状、分岐状、環状のいずれでもよく、また、酸素原子、窒素原子等のヘテロ原子を含んでもよく、例えば、アルキレン基、アリーレン基、アラルキレン基、アリーレンアルキレン基等が挙げられるが、アルキレン基が好ましい。
具体的には、メチレン、エチレン、トリメチレン、1,3−ブチレン、テトラメチレン、1,3−ペンチレン、1,4−ペンチレン、ペンタメチレン、ヘキサメチレン、ヘプタメチレン、オクタメチレン、ノナメチレン、デカメチレン、2−(3−プロポ−1−オキシ)エタ−1−イレン、3−(3−プロポ−1−オキシ)プロパ−1−イレン、4−(3−プロポ−1−オキシ)ブタ−1−イレン、5−(3−プロポ−1−オキシ)ペンタ−1−イレン、6−(3−プロポ−1−オキシ)ヘキサ−1−イレン、1,3−シクロヘキシレン、1,4−シクロヘキシレン、1,3−シクロヘプチレン、1,4−シクロヘプチレン、N,N−ピペリジニレン、1,4−ジオキサシクロヘキサ−2,5−イレン基等が好ましく、入手の容易性からトリメチレン基がより好ましい。
【0018】
R
1およびR
2の炭素原子数1〜10のアルキル基としては、直鎖状、分岐状、環状のいずれでもよく、例えば、メチル、エチル、n−プロピル、イソプロピル、n−ブチル、イソブチル、tert−ブチル、n−ペンチル、ネオペンチル、n−ヘキシル、シクロヘキシル、n−ヘプチル、n−オクチル、n−ノニル、n−デシル、デカリル基等が挙げられ、これらの中でも、炭素原子数1〜4のアルキル基が好ましく、メチル、エチル、n−プロピル基がより好ましく、R
1およびR
2がいずれもメチル基またはエチル基がより一層好ましい。
なお、上記アルキル基は、それらの水素原子の一部または全部がフッ素、塩素、臭素、ヨウ素原子等のハロゲン原子で置換されていてもよい。
【0019】
R
3およびR
4の炭素原子数1〜10の1価の脂肪族炭化水素基としては、直鎖状、分岐状、環状のいずれでもよく、例えば、メチル、エチル、n−プロピル、イソプロピル、n−ブチル、イソブチル、tert−ブチル、n−ペンチル、ネオペンチル、n−ヘキシル、シクロヘキシル、n−ヘプチル、n−オクチル、n−ノニル、n−デシル、デカリル基等の炭素原子数1〜10のアルキル基;ビニル、1−プロペニル、アリル(2−プロペニル)、イソプロペニル、ヘキセニル、オクテニル、シクロペンテニル、シクロヘキセニル基等の炭素原子数2〜10のアルケニル基などが挙げられるが、これらの中でも、炭素原子数1〜6の1価の脂肪族炭化水素基が好ましく、炭素
原子数1〜6のアルキル基または炭素原子数2〜6のアルケニル基がより好ましく、メチル基、エチル基、n−プロピル基、ビニル基がより一層好ましい。
特に、R
3、R
4のいずれか一方または双方が炭素原子数2〜6のアルケニル基であることが好ましく、したがって、R
3,R
4の組み合わせとしては、メチル基とビニル基、エチル基とビニル基、プロピル基とビニル基、ビニル基とビニル基が好適である。
【0020】
R
5およびR
6の炭素原子数1〜10のアルキル基の具体例としては、上記R
1で例示した基と同様のものが挙げられるが、この場合も、炭素原子数1〜4のアルキル基が好ましく、メチル、エチル、n−プロピル基がより好ましく、メチル基またはエチル基がより一層好ましい。
また、炭素原子数6〜10のアリール基は、その水素原子の一部または全部が上述した炭素原子数1〜10のアルキル基等で置換されていてもよく、芳香環中にヘテロ原子を含んでいてもよい。
その具体例としては、フェニル、2−メチルフェニル、3−メチルフェニル、4−メチルフェニル、2,3−ジメチルフェニル、2,4−ジメチルフェニル、2,6−ジメチルフェニル、3,4−ジメチルフェニル、3,5−ジメチルフェニル、2,3,4−トリメチルフェニル、2,3,5−トリメチルフェニル、2,4,6−トリメチルフェニル、インデニル基等が挙げられる。
さらに、炭素原子数7〜16のアラルキル基も、その水素原子の一部または全部が上述した炭素原子数1〜10のアルキル基等で置換されていてもよく、芳香環中にヘテロ原子を含んでいてもよい。
その具体例としては、フェニルメチル、2−フェニル−1−エチル、3−フェニル−1−プロピル、フェニルブチル、3−フェニル−1−ペンチル、4−フェニル−1−ペンチル、5−フェニル−1−ペンチル、6−フェニル−1−ヘキシル、7−フェニル−1−ヘプチル、8−フェニル−1−オクチレン、9−フェニル−1−ノニル、10−フェニル−1−
デシル、2,3−ジヒドロ−1H−インデニル基等が挙げられる。
これらの中でも、R
3およびR
4としては、メチル基、フェニル基、2−フェニル−1−エチル基、2−フェニル−2−メチル−1−エチル基、3−フェニル−2−プロピル基が好ましい。
特に、R
3、R
4の組み合わせとしては、メチル基とフェニル基、メチル基と2−フェニル−1−エチル基、メチル基と2−フェニル−2−メチル−1−エチル基、フェニル基とフェニル基が好適である。
【0021】
また、式(2)において、mは、0〜20、nは、1〜20、oは、0〜20、かつ、m+n+o=1〜60を満たす整数を表すが、mは、4〜15の整数が好ましく、nは、4〜10の整数が好ましく、oは、0〜5の整数が好ましく、n+oは、1〜40が好ましく、1〜10がより好ましく、m+n+oは、5〜40が好ましい。
【0022】
式(2)で表される基の具体例としては、以下のものが挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【0023】
【化5】
(式中、Phはフェニル基を表す。m、n、oは上記と同じ意味を表す。括弧内のシロキサン単位の配列はランダム、交互またはブロックのいずれであってもよい。)
【0024】
式(3)において、テトラカルボン酸二無水物由来の環状イミド構造を持つImは、環状イミド構造を端に含む基であり、例えば、下記式から選択される基が挙げられる。
【0025】
【化6】
(式中、波線が付された手は結合手を示す(以下、同じ)。なお、窒素原子から出ている結合手以外の環上炭素原子から出ている結合手はXとの結合に使用される。)
【0026】
式(3)中、Xの−NR
N−において、R
Nの炭素原子数1〜12、好ましくは炭素原子数1〜8の1価炭化水素基は、直鎖状、分岐状、環状のいずれでもよく、例えば、メチル、エチル、n−プロピル、イソプロピル、n−ブチル、イソブチル、tert−ブチル、n−ペンチル、ネオペンチル、n−ヘキシル、シクロヘキシル、n−ヘプチル、n−オクチル、n−ノニル、n−デシル、デカリル基等の炭素原子数1〜12のアルキル基;ビニル、1−プロペニル、アリル(2−プロペニル)、ヘキセニル、オクテニル、シクロペンテニル、シクロヘキセニル基等の炭素原子数2〜12のアルケニル基;フェニル、ナフチル基等の炭素原子数6〜12のアリール基;トリル、キシリル、エチルフェニル、プロピルフェニル、ブチルフェニル、ペンチルフェニル、ヘキシルフェニル基等の炭素原子数7〜12のアルキルアリール基;ベンジル、フェネチル基等の炭素原子数7〜12のアラルキル基などが挙げられるが、特に、メチル、エチル、n−プロピル、n−ブチル、n−ペンチル、n−ヘキシル、n−ヘプチル、n−オクチル基等の炭素原子数1〜8の直鎖状のアルキル基や、これらの基の水素原子の一部または全部がフッ素原子で置換された、トリフルオロメチル基、3,3,3−トリフルオロプロピル基が好ましく、メチル基、トリフルオロメチル基がより好ましい。
【0027】
Xの−CR
B2−において、R
Bのハロゲン原子を含んでいてもよい炭素原子数1〜12の1価炭化水素基としては、上記R
Nで例示した1価炭化水素基等が挙げられ、ハロゲン原子としては、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素原子等が挙げられるが、中でも、メチル、エチル、n−プロピル、トリフルオロメチル、3,3,3−トリフルオロプロピル、シクロヘキシル基等のフッ素原子で置換されていてもよいアルキル基;フェニル、ナフチル、パーフルオロフェニル基等のフッ素原子で置換されていてもよいアリール基;フェニルエチル、ペンタフルオロフェニルエチル基等のフッ素原子で置換されていてもよいアラルキル基が好ましい。
特に、R
Bとしては、水素原子、メチル基、トリフルオロメチル基、フェニル基が好適である。
【0028】
Xの−R
Arh−において、R
Arの炭素原子数6〜12の2価のアリーレン基の具体例としては、フェニレン、ビフェニレン、ナフチレン基等が挙げられる。なお、R
Arのアリーレン基は、その水素原子の一部が、水酸基、スルフィド基、2,3−オキソ−1−プロピル基、メトキシ基、エトキシ基、t−ブトキシ基、メチル基、エチル基、プロピル基、t−ブチル基、N,N−ジメチルアミノ基、シアノ基、メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基、ホルミル基、メチルカルボニル基、エチルカルボニル基、フッ素原子等で置換されていてもよい。
また、hは1〜6の整数である。
好適なR
Arとしては、下記で示される基が挙げられる。
【0029】
【化7】
(式中、subは水素原子、または水酸基、スルフィド基、2,3−オキソ−1−プロピル基、メトキシ基、エトキシ基、t−ブトキシ基、メチル基、エチル基、プロピル基、t−ブチル基、N,N−ジメチルアミノ基、シアノ基、メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基、ホルミル基、メチルカルボニル基、エチルカルボニル基、およびフッ素原子から選択される置換基を表し、置換数は1〜4個の範囲内である。)
【0030】
Xの−R
Arh(OR
Ar)
i−において、R
Arとhは上記と同様の意味を表し、iは1〜5の整数を表す。
−R
Arh(OR
Ar)
iの具体例としては、下記のような基が挙げられる。下記式において、−O−はどの位置に結合されていてもよく、結合数も1〜4個の範囲内である。
【0032】
Xの炭素原子数1〜12の直鎖状または分岐状アルキレン基および炭素原子数5〜12のシクロアルキレン基の具体例としては、メチレン、エチレン、トリメチレン、1,3−ブチレン、テトラメチレン、1,3−ペンチレン、1,4−ペンチレン、ペンタメチレン、ヘキサメチレン、ヘプタメチレン、オクタメチレン、ノナメチレン、デカメチレン、1,3−シクロヘキシレン、1,4−シクロヘキシレン、1,3−シクロヘプチレン、1,4−シクロヘプチレン基等が挙げられる。
炭素原子数7〜12のアリーレンアルキレン基の具体例としては、2−(4−(2−エタ−1−イレン)−1−フェニレン)エタ−1−イレン基等が挙げられる。
【0033】
上記式(1)中のGで表されるジアミン由来の2価の基は、特に限定されるものではないが、本発明では耐熱性により優れるジアミン由来の2価の基が好ましい。
そのような2価の基を与えるジアミンの具体例としては、テトラメチレンジアミン、1,4−ジアミノシクロヘキサン、4,4’−ジアミノジシクロヘキシルメタン等の脂肪族ジアミン;o−フェニレンジアミン、m−フェニレンジアミン、p−フェニレンジアミン、4,4’−ジアミノジフェニルエーテル、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]プロパン等の芳香族ジアミンなどが挙げられ、これらはそれぞれ単独で用いても、2種以上組み合わせて用いてもよい。
【0034】
上記式(1)で示されるシリコーン変性ポリイミド樹脂は、末端が酸無水物により封鎖されていることが好ましい。
また、f+e+gのmolの和が100mol%で、f/(e+g)のmol比が0.9〜1.1であるが、適度な分子量を維持するために、f/(e+g)のmol比は0.95〜1.05が好ましく、0.98〜1.02がより好ましい。
さらに、eとgの和を100とするとeは1〜90であるが、防湿性を考慮すると20〜50が好ましい。
【0035】
一方、(A2)エポキシ硬化型シリコーン変性ポリイミド樹脂としては、下記式(1’)で示される樹脂を好適に用いることができる。
E’e’−F’f’−G’g’ (1’)
【0036】
式(1’)において、E’,F’,G’はランダムに結合する繰り返し単位であり、E’は、下記式(
2’)で示されるジアミノ変性シリコーン由来の2価の基であり、F’は、下記式(3)で示されるテトラカルボン酸二無水物由来の2価の基であり、G’は、ジアミン由来の2価の基であり、G’のうち少なくとも一部にヒドロキシ基を有する芳香族ジアミン由来の2価の基を含む。ただし、f’+e’+g’=100mol%であり、f’/(e’+g’)のmol比は、0.9〜1.1であり、e’とg’の和を100とするとe’は1〜90である。
【0038】
式(2’)において、R
A、R
1およびR
2は、上記式(2)と同じ意味を表し、その具体例および好適例も上記式(2)と同様である。R
7およびR
8は、互いに独立して、置換もしくは非置換の炭素原子数6〜10のアリール基または炭素原子数7〜16のアラルキル基を表し、pは1〜20、qは0〜20、p+q=1〜30を満たす整数である。なお、p、qが付された括弧内のシロキサン単位の配列は、ランダム、交互またはブロックのいずれであってもよい。
【0039】
−Im−X−Im− (3)
式(3)において、ImおよびXは、上記と同じ意味を表し、それらの具体例および好適例も上記と同様である。
【0040】
R
7およびR
8の炭素原子数6〜10のアリール基および炭素原子数7〜16のアラルキル基の具体例としては、上記R
5およびR
6で例示した基と同様のものが挙げられるが、フェニル基、2−フェニル−1−エチル基、3−フェニル−2−プロピル基が好ましく、また、R
7、R
8が同一の基が好適である。
【0041】
式(2’)で表される基の具体例としては、以下のものが挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【0042】
【化10】
(式中、Phはフェニル基を表す。p、qは上記と同じ意味を表す。括弧内のシロキサン単位の配列はランダム、交互またはブロックのいずれであってもよい。)
【0043】
上記式(1’)中のG’で表されるジアミン由来の2価の基も、特に限定されるものではないが、耐熱性により優れるジアミン由来の2価の基が好ましい。
上記式(1’)中のG’であるジアミン由来の2価の基は、少なくとも一部にヒドロキシ基を有する芳香族ジアミン由来の残基を含む。
ヒドロキシ基を有する芳香族ジアミンの具体例としては、2,2−ビス(3−アミノ−4−ヒドロキシフェニル)ヘキサフルオロプロパン、2,2−ビス(3−アミノ−4−ヒドロキシフェニル)プロパン、3,3−ジヒドロキシベンジジン、ビス(3−アミノ−4−ヒドロキシフェニル)スルフォン等が挙げられ、これらはそれぞれ単独で用いても、2種以上組み合わせて用いてもよい。
また、ヒドロキシ基を有しないジアミンも併用でき、そのようなジアミンの具体例としては、上記Gで例示したとおりである。
【0044】
(A1)および(A2)の各シリコーン変性ポリイミド樹脂の重量平均分子量は、特に限定されるものではないが、当該樹脂を含む組成物から得られる皮膜の強度を高めるとともに、熱分解性ラジカル開始剤等の他成分との相溶性や溶剤への溶解性を高めることを考慮すると、10,000〜100,000が好ましく、15,000〜70,000がより好ましい。
なお、本発明における重量平均分子量は、ゲル浸透クロマトグラフィー(以下、GPCと略すこともある)によるポリスチレン換算値である(以下、同じ)。
【0045】
(A1)および(A2)の各シリコーン変性ポリイミド樹脂は、公知の方法で製造することができる。
例えば、まず、テトラカルボン酸二無水物、ジアミンおよび上記式(2)または(2’)で表される化合物の両末端にそれぞれアミノ基が結合したジアミノ変性シリコーンを溶剤中に仕込み、低温、即ち20〜50℃程度で反応させて、ポリイミド樹脂の前駆体であるポリアミック酸を製造する。次に、得られたポリアミック酸の溶液を、好ましくは80〜200℃、より好ましくは140〜180℃の温度に昇温し、ポリアミック酸の酸アミドを脱水閉環反応させることにより、シリコーン変性ポリイミド樹脂の溶液を得、この溶液を水、メタノール、エタノール、アセトニトリル等の溶剤に投入して沈殿させ、沈殿物を乾燥することにより、シリコーン変性ポリイミド樹脂を得ることができる。
【0046】
なお、上記f/(e+g)は、原料の物質量から換算した、テトラカルボン酸二無水物のモル数に対するジアミンおよびジアミノ変性シリコーンのモル数の合計の割合(モル比)であり、反応に際して、[テトラカルボン酸二無水物(モル)/(ジアミン+ジアミノ変性シリコーン(モル))]を、通常0.9〜1.1、好ましくは0.95〜1.05、より好ましくは0.98〜1.02の範囲に調節する。
【0047】
(A1)および(A2)の各シリコーン変性ポリイミド樹脂の製造に使用できる溶剤としては、N−メチル−2−ピロリドン、シクロヘキサノン、γ−ブチロラクトン、N,N−ジメチルアセトアミド等が挙げられる。また、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類を併用し、イミド化の際に生成する水を共沸により除去しやすくすることも可能である。これらの溶剤は、単独で用いても2種以上を組み合わせて用いてもよい。
【0048】
なお、シリコーン変性ポリイミド樹脂の分子量を調整するために、無水フタル酸、無水マレイン酸、ヘキサヒドロ−1,3−イソベンゾフランジオン、無水コハク酸、グルタル酸無水物、ケイ素数が10〜60の酸無水物変性シリコーン等の酸無水物や、アニリン、ベンジルアミン、プロピルアミン、ブチルアミン、ペンチルアミン、ヘキシルアミン、シクロヘキシルアミン等の炭素原子数3〜6の直鎖状、分岐状または環状アルキルアミン等のアミン化合物の一官能性原料を添加することも可能である。
また、アルデヒド化合物として、ベンズアルデヒド、フェニルアセトアルデヒド、プロピオンアルデヒド、ブチロアルデヒド等の炭素原子数2〜6のアルキルを含むアルデヒド化合物を添加することもできる。
この場合の添加量は、原料の酸無水物に対し、目的の分子量に合わせ、1〜10モル%の範囲で使用することが好ましい。
【0049】
また、イミド化過程において、脱水剤およびイミド化触媒を添加し、必要に応じて50℃前後に加熱してイミド化させる方法を用いてもよい。
上記脱水剤の具体例としては、無水酢酸、無水プロピオン酸、無水ピバル酸、無水トリフルオロ酢酸、無水安息香酸等の酸無水物が挙げられる。脱水剤の使用量は、ジアミン1モルに対して1〜10モルとするのが好ましい。
イミド化触媒の具体例としては、トリエチルアミン(Et
3N)、ジイソプロピルエチルアミン(DIPEA)、トリ−n−ブチルアミン、トリ−n−ペンチルアミン、トリ−n−ヘキシルアミン、トリ−n−へプチルアミン、トリ−n−オクチルアミン、N−メチルピロリジン、N−メチルピペラジン、N−メチルモルホリン、N,N,N’,N’−テトラメチルエチレンジアミン(TMEDA)、N−メチルイミダゾール(NMI)、ピリジン、2,6−ルチジン、1,3,5−コリジン、N,N−ジメチルアミノピリジン、ピラジン、キノリン、1,8−ジアザビシクロ−[5,4,0]−7−ウンデセン(DBU)、1,4−ジアザビシクロ−[2,2,2]オクタン(DABCO)等の第3級アミンが挙げられる。イミド化触媒の使用量は、使用する脱水剤1モルに対して0.5〜10モルとするのが好ましい。
本イミド化手法は工程中で反応液が高温にさらされることが無く、得られる樹脂が着色しにくいという点で有効である。
【0050】
ジアミンおよびテトラカルボン酸二無水物の少なくとも一方を複数種使用する場合も、反応方法は特に限定されるものではなく、例えば、原料を予め全て混合した後に共重縮合させる方法や、用いる2種以上のジアミンまたはテトラカルボン酸二無水物を個別に反応させながら順次添加する方法等を採用できる。
【0051】
(2)(B)成分
本発明では、(A1)ラジカル架橋型樹脂シリコーン変性ポリイミド樹脂では、(B)成分として(Bc)熱分解性ラジカル開始剤を用い、(A2)エポキシ架橋型シリコーン変性ポリイミド樹脂では、(B)成分として(Be)エポキシ樹脂架橋剤を用いる。
【0052】
(Bc)熱分解性ラジカル開始剤としては、熱でラジカルを発生して樹脂を重合させて硬化物を形成し得るものであれば特に限定されるものではなく、アゾ化合物や有機過酸化物を用いることができる。
【0053】
アゾ化合物(有機アゾ系化合物)としては、和光純薬工業(株)製のV−30、V−40、V−59、V−60、V−65、V−70、V−501、V−601等のアゾニトリル化合物類;VA−080、VA−085、VA−086、VF−096、VAm−110、VAm−111等のアゾアミド化合物類;VA−044、VA−061等の環状アゾアミジン化合物類;V−50、VA−057等のアゾアミジン化合物類;2,2−アゾビス(4−メトキシ−2,4−ジメチルバレロニトリル)、2,2−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)、2,2−アゾビス(2−メチルプロピオニトリル)、2,2−アゾビス(2,4−ジメチルブチロニトリル)、1,1−アゾビス(シクロヘキサン−1−カーボニトリル)、1−[(1−シアノ−1−メチルエチル)アゾ]ホルムアミド、2,2−アゾビス{2−メチル−N−[1,1−ビス(ヒドロキシメチル)−2−ヒドロキシエチル]プロピオンアミド}、2,2−アゾビス[2−メチル−N−(2−ヒドロキシブチル)プロピオンアミド]、2,2−アゾビス[N−(2−プロペニル)−2−メチルプロピオンアミド]、2,2−アゾビス(N−ブチル−2−メチルプロピオンアミド)、2,2−アゾビス(N−シクロヘキシル−2−メチルプロピオアミド)、2,2−アゾビス[2−(2−イミダゾリン−2−イル)プロパン]ジヒドロクロリド、2,2−アゾビス[2−(2−イミダゾリン−2−イル)プロパン]ジスルフェートジヒドレート、2,2−アゾビス{2−[1−(2−ヒドロキシエチル)−2−イミダゾリン−2−イル]プロパン}ジヒドロクロリド、2,2−アゾビス[2−(2−イミダゾリン−2−イル)プロパン]、2,2−アゾビス(1−イミノ−1−ピロリジノ−2−メチルプロパン)ジヒドロクロリド、2,2−アゾビス(2−メチルプロピオンアミジン)ジヒドロクロリド、2,2−アゾビス[N−(2−カルボキシエチル)−2−メチルプロピオンアミジン]テトラヒドレート、ジメチル2,2−アゾビス(2−メチルプロピオネート)、4,4−アゾビス(4−シアノバレリックアシッド)、2,2−アゾビス(2,4,4−トリメチルペンタン)等が挙げられ、これらの中でもV−30、V−40、V−59、V−60、V−65、V−70、VA−080、VA−085、VA−086、VF−096、VAm−110、VAm−111が好ましく、V−30、V−40、V−59、V−60、V−65、V−70がより好ましい。
【0054】
有機過酸化物としては、日本油脂(株)製のパーヘキサH等のケトンパーオキサイド類;パーヘキサTMH等のパーオキシケタール類;パーブチルH−69等のハイドロパーオキサイド類;パークミルD、パーブチルC、パーブチルD、パーブチルO等のジアルキルパーオキサイド類;ナイパーBW等のジアシルパーオキサイド類;パーブチルZ、パーブチルL等のパーオキシエステル類;パーロイルTCP等のパーオキシジカーボネート類;ジイソブチリルパーオキサイド、クミルパーオキシネオデカノエート、ジ−n−プロピルパーオキシジカーボネート、ジイソプロピルパーオキシジカーボネート、ジ−sec−ブチルパーオキシジカーボネート、1,1,3,3−テトラメチルブチルパーオキシネオデカノエート、ジ(4−t−ブチル
シクロヘキシル)パーオキシジカーボネート、ジ(2−エチルヘキシル)パーオキシジカーボネート、t−ヘキシルパーオキシネオデカノエート、t−ブチルパーオキシネオデカノエート、t−ブチルパーオキシネオヘプタノエート、t−ヘキシルパーオキシピバレート、t−ブチルパーオキシピバレート、ジ(3,5,5−トリメチルヘキサノイル)パーオキサイド、ジラウロイルパーオキサイド、1,1,3,3−テトラメチルブチルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート、ジコハク酸パーオキサイド、2,5−ジメチル−2,5−ジ(2−エチルヘキサノイルパーオキシ)ヘキサン、t−ヘキシルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート、ジ(4−メチルベンゾイル)パーオキサイド、t−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート、ジ(3−メチルベンゾイル)パーオキサイド、ベンゾイル(3−メチルベンゾイル)パーオキサイド、ジベンゾイルパーオキサイド
、1,1−ジ(t−ブチルパーオキシ)−2−メチルシクロヘキサン、1,1−ジ(t−ヘキシルパーオキシ)−3,3,5−トリメチルシクロヘキサン、1,1−ジ(t−ヘキシルパーオキシ)シクロヘキサン、1,1−ジ(t−ブチルパーオキシ)シクロヘキサン、2,2−ジ[4,4−ジ−(t−ブチルパーオキシ)シクロヘキシル]プロパン、t−ヘキシルパーオキシイソプロピルモノカーボネート、t−ブチルパーオキシマレイン酸、t−ブチルパーオキシ−3,5,5−トリメチルヘキサノエート、t−ブチルパーオキシラウレート、t−ブチルパーオキシイソプロピルモノカーボネート、t−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキシルモノカーボネート、t−ヘキシルパーオキシベンゾエート、2,5−ジメチル−2,5−ジ(ベンゾイルパーオキシ)ヘキサン、t−ブチルパーオキシアセテート、2,2−ジ(t−ブチルパーオキシ)ブタン、t−ブチルパーオキシベンゾエート、n−ブチル−4,4−ジ−t−ブチルパーオキシバレレート、ジ(2−t−ブチルパーオキシイソプロピル)ベンゼン、ジクミルパーオキサイド、ジ−t−ヘキシルパーオキサイド、2,5−ジメチル−2,5−ジ(t−ブチルパーオキシ)ヘキサン、t−ブチルクミルパー
オキサイド、ジ−t−ブチルパーオキサイド、p−メタンヒドロパーオキサイド、2,5−ジメチル−2,5−ジ(t−ブチルパーオキシ)ヘキサン−3−イン、ジイソプロピルベンゼンヒドロパーオキサイド、1,1,3,3−テトラメチルブチルヒドロパーオキサイド、クメンヒドロパーオキサイド、t−ブチルヒドロパーオキサイド、2,4−ジクロロベンゾイルパーオキサイド、o−クロロベンゾイルパーオキサイド、p−クロロベンゾイルパーオキサイド、トリス(t−ブチルパーオキシ)トリアジン、2,4,4−トリメチルペンチルパーオキシネオデカノエート、α−クミルパーオキシネオデカノエート、t−アミルパーオキシ2−エチルヘキサノエート、t−ブチルパーオキシイソブチレート、ジ−t−ブチルパーオキシヘキサヒドロテレフタレート、ジ−t−ブチルパーオキシトリメチルアジペート、ジ−3−メトキシブチルパーオキシジカーボネート、ジイソプロピルパーオキシジカーボネート、t−ブチルパーオキシイソプロピルカーボネート、1,6−ビス(t−ブチルパーオキシカルボニルオキシ)ヘキサン、ジエチレングリコールビス(t−ブチルパーオキシカーボネート)、t−ヘキシルパーオキシネオデカノエートや、化薬アクゾ(株)製のトリゴノックス36−C75、ラウロックス、パーカドックスL−W75、パーカドックスCH−50L、トリゴノックスTMBH、カヤクメンH、カヤブチルH−70、パーカドックスBC−FF、カヤヘキサAD、パーカドックス14、カヤブチルC、カヤブチルD、パーカドックス12−XL25、トリゴノックス22−N70(22−70E)、トリゴノックスD−T50、トリゴノックス423−C70、カヤエステルCND−C70、トリゴノックス23−C70、トリゴノックス257−C70、カヤエステルP−70、カヤエステルTMPO−70、トリゴノックス121、カヤエステルO、カヤエステルHTP−65W、カヤエステルAN、トリゴノックス42、トリゴノックスF−C50、カヤブチルB、カヤカルボンEH、カヤカルボンI−20、カヤカルボンBIC−75、トリゴノックス117、カヤレン6−70等が挙げられる。
なお、上述した硬化剤は、単独で用いても、2種以上組み合わせて用いてもよい。
【0055】
(Bc)成分の配合量は、(A1)成分100質量部に対して、0.1〜10質量部であるが、好ましくは1〜5質量部である。配合量が0.1質量部未満であると硬化性が不十分となり、10質量部を超えると開始剤由来のアウトガスが多量に発生し、硬化収縮が起こったり、想定より樹脂が硬く、高弾性率になったりする。
【0056】
一方、(Be)エポキシ樹脂架橋剤としては、G’中のヒドロキシ基を有する芳香族ジアミン由来の2価の基に含まれるヒドロキシ基と熱架橋反応して硬化物を形成し得るものであれば特に限定されるものではなく、例えば、ビスフェノールAエピクロルヒドリン型のエポキシ系樹脂、ジエチレングリコールジグリシジルエーテル、エチレンジグリシジルエーテル、ポリエチレングリコールジグリシジルエーテル、プロピレングリコールジグリシジルエーテル、トリプロピレングリコールジグリシジルエーテル、1
,6−ヘキサンジオールジグリシジルエーテル、グリセリンジグリシジルエーテル、グリセリントリグリシジルエーテル、ジグリシジルアニリン、トリメチロールプロパントリグリシジルエーテル、1,3−ビス(N,N−ジグリシジルアミノエチル)シクロヘキサン、N,N,N’,N’−テトラグリシジル−m−キシレンジアミン等や、市販品である、商品名「jER」(三菱ケミカル(株)製)等が挙げられ、これらは、単独で用いても、2種以上組み合わせて用いてもよい。
【0057】
(Be)成分の配合量は、(A2)成分100質量部に対して、0.1〜10質量部であるが、好ましくは1〜5質量部である。配合量が0.1質量部未満であると硬化性が不十分となり、10質量部を超えると架橋剤由来のアウトガスが多量に発生し、硬化収縮が起こったり、想定より樹脂が硬く、高弾性率になったりする。
【0058】
(3)(C)成分
本発明の(C)成分である溶剤は、組成物の粘度を下げ、基板などへの塗布性や、作業性を改善するために用いられる。
溶剤の具体例としては、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン系溶剤;ジオキサン、ジオキソラン、テトラヒドロフラン、1,2−ジメトキシエタン、ビス(2−メトキシエチル)エーテル、1,2−ビス(2−メトキシエトキシ)エタン、ビス−2−(2−メトキシエトキシ)エチルエーテル、メチルtert−ブチルエーテル等のエーテル系溶剤;酢酸ブチル、酢酸イソブチル、酢酸アミル、γ−バレロラクトン、(株)ダイセル製のセルトールシリーズの3−メトキシブチルアセテート(MBA)、エチレングリコールモノブチルエーテルアセテート(BMGAC)、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート(EDGAC)、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート(BDGAC)、シクロヘキサノールアセテート(CHXA)、ジプロピレングリコールジメチルエーテル(DMM)、ジプロピレングリコールメチル−n−プロピルエーテル(DPMNP)、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEA)、ジプロピレングリコールメチルエーテルアセテート(DPMA)、1,4−ブタンジオールジアセテート(1,4−BDDA)、1,3−ブチレングリコールアセテート(1,3−BGDA)、1,6−ヘキサンジオールジアセテート(1,6−HDDA)等のエステル系溶剤;ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、N−メチルピロリドン、N−メチルカプロラクタム、1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノン等のアミド系溶剤などの有機溶剤が挙げられ、これらは単独で用いても、2種以上組み合わせて用いてもよい。
(C)溶剤は、(A1)および(A2)のシリコーン変性ポリイミド樹脂の溶解性を損なわない範囲で用いることができ、通常、(A1)または(A2)のシリコーン変性ポリイミド樹脂に対し、100〜700質量部で用いることができる。
【0059】
(4)(D)成分
本発明のシリコーン変性ポリイミド樹脂組成物には、得られる硬化物の耐熱性を改善させる目的で(D)酸化防止剤を添加してもよい。この酸化防止剤としては、フェノール化合物系酸化防止剤、有機硫黄化合物系酸化防止剤、アミン化合物系酸化防止剤、リン化合物系酸化防止剤等の従来公知の酸化防止剤から適宜選択して用いることができる。
フェノール化合物系酸化防止剤の具体例としては、2,6−ジ−t−ブチル−4−メチルフェノール、n−オクタデシル−3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート、2,2’−メチレンビス−(4−メチル−6−t−ブチルフェノール)、3,9−ビス[2−〔3−(3−t−ブチル−4−ヒドロキシ−5−メチルフェニル)プロピオニルオキシ〕−1,1−ジメチルエチル]−2,4,8,10−テトラオキサスピロ[5.5]ウンデカン、4,4’−ブチリデンビス−(6−t−ブチル−3−メチルフェノール)、4,4’−チオビス(6−t−ブチル−3−メチルフェノール)、テトラキス[メチレン−3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート]メタン、2,2−チオ−ジエチレンビス[3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート]、N,N’−ヘキサメチレンビス[3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオンアミド]、イソオクチル−3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート、1,3,5−トリメチル−2,4,6−トリス(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシベンジル)ベンゼン、4,6−ビス(ドデシルチオメチル)−o−クレゾール、ビス(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシベンジルホスホン酸エチル)カルシウム、2,4−ビス[(オクチルチオ)メチル]−o−クレゾール、1,6−ヘキサンジオール−ビス[3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート]、2−t−ブチル−6−(3−t−ブチル−2−ヒドロキシ−5−メチルベンジル)−4−メチルフェニルアクリレート、2−[1−(2−ヒドロキシ−3,5−ジ−t−ペンチルフェニル)エチル]−4,6−ジ−t−ペンチルフェニルアクリレート、2,2’−メチレンビス−(4−エチル−6−t−ブチルフェノール)、2,6−ジ−t−ブチル−4−エチルフェノール、1,1,3−トリス(2−メチル−4−ヒドロキシ−5−t−ブチルフェニル)ブタン、トリエチレングリコール−ビス[3−(3−t−ブチル−4−ヒドロキシ
−5−メチルフェニル)プロピオネート]、トリス(3,5−ジ−t−ブチル−4
−ヒドロキシベンジル)イソシアヌレート、ジエチル[〔3,5−ビス(1,1−ジメチルエチル)−4−ヒドロキシフェニル〕メチル]ホスホネート、2,5,7,8−テトラメチル−2(4’,8’,12’−トリメチルトリデシル)クロマン−6−オール、2,4−ビス−(n−オクチルチオ)−6−(4−ヒドロキシ−3,5−ジ−t−ブチルアニリノ)−1,3,5−トリアジン等が挙げられる。
なお、フェノール化合物系酸化防止剤では、フェノール水酸基に加え、以下の例示と重複するが、リン原子、硫黄原子、アミンのいずれかを少なくとも一つ以上同一分子中に含む化合物も列挙した。
【0060】
有機硫黄化合物系酸化防止剤の具体例としては、ジラウリル−3,3’−チオジプロピオネート、ジミリスチル−3,3’−チオジプロピオネート、ジステアリル−3,3’−チオジプロピオネート、ペンタエリスリチルテトラキス(3−ラウリルチオプロピオネート)、ジトリデシル−3,3’−チオジプロピオネート、2−メルカプトベンズイミダゾール、4,4’−チオビス(6−t−ブチル−3−メチルフェノール)、2,2−チオ−ジエチレンビス[3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート]、4,6−ビス(ドデシルチオメチル)−o−クレゾール、2,4
−ビス[(オクチルチオ)メチル]−o−クレゾール、2,4−ビス−(n−オクチルチオ)−6−(4−ヒドロキシ−3,5−ジ−t−ブチルアニリノ)−1,3,5−トリアジン等が挙げられる。
アミン化合物系酸化防止剤の具体例としては、N,N’−ジアリル−p−フェニレンジアミン、N,N’−ジ−sec−ブチル−p−フェニレンジアミン、オクチル化ジフェニルアミン、2,4−ビス−(n−オクチルチオ)−6−(4−ヒドロキシ−3,5−ジ−t−ブチルアニリノ)−1,3,5−トリアジン等が挙げられる。
リン化合物系酸化防止剤の具体例としては、トリスノニルフェニルフォスファイト、トリフェニルフォスファイト、ビス(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシベンジルホスホン酸エチル)カルシウム、トリス(2,4−ジ−t−ブチルフェニル)フォスファイト、ジエチル[〔3,5−ビス(1,1−ジメチルエチル)−4−ヒドロキシフェニル〕メチル]ホスホネート等が挙げられる。
【0061】
また、酸化防止剤としては、各種市販品を用いることもでき、そのような市販品としては、例えば、(株)アデカ製のアデカスタブAO−60、アデカスタブAO−50、アデカスタブAO−80、アデカスタブAO−330、アデカスタブLA−52、アデカスタブLA−57、アデカスタブLA−63P、アデカスタブLA−68、アデカスタブLA−72、アデカスタブLA−77Y、アデカスタブLA−77G、アデカスタブLA−81、アデカスタブLA−82、アデカスタブLA−87、アデカスタブLA−402AF、アデカスタブLA−502XP、アデカスタブ2112;ビーエーエスエフ(BASF)ジャパン(株)製のイルガノックス1010、イルガノックス1010FF、イルガノックス1035、イルガノックス1035FF、イルガノックス1076、イルガノックス1076FF、イルガノックス1098、イルガノックス1135、イルガノックス1330、イルガノックス1726、イルガノックス1425WL、イルガノックス1520L、イルガノックス245、イルガノックス245FF、イルガノックス259、イルガノックス3114、イルガノックス5057、イルガノックス565、イルガフォス168;住友化学(株)製スミライザー GA−80、スミライザー MDP−S、スミライザー WX−R、スミライザー WX−RC、スミライザー TP−D;住化ケムテックス(株)製Sumilizer BBM−S等が挙げられる。
以上で示した各酸化防止剤は、1種単独で用いても、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
【0062】
(D)成分を配合する場合の配合量は、(A1)または(A2)のシリコーン変性ポリイミド樹脂100質量部に対して、0.01〜1質量部であり、0.01
質量部未満では耐熱性改善の効果が乏しく、1質量部より多いと、高温時のアウトガスが多くなる。
【0063】
本発明で用いるシリコーン変性ポリイミド樹脂組成物は、例えば、(A1)または(A2)のシリコーン変性ポリイミド樹脂を(C)溶剤で溶解し、シリコーン変性ポリイミド樹脂溶液を調製した後、そこに、(Bc)熱分解性ラジカル開始剤または(Be)エポキシ樹脂架橋剤を添加し、撹拌して製造することができる。
【0064】
本発明で使用するシリコーン変性ポリイミド樹脂組成物は、バーコーター等のコーターを使用することを考慮すると、25℃における粘度が1〜300mPa程度であることが好ましく、かつ、105℃、3時間の条件における不揮発分が35%以下であることが好ましい。このような範囲であれば、組成物の取り扱い性に優れ、塗りムラを抑制することができる。
【0065】
[2]シリコーンゴム
本発明で使用されるシリコーンゴムは、特に限定されるものではなく、例えば、信越化学工業(株)製のゴムコンパウンドであるミラブルシリコーンゴム、液状シリコーンゴム射出成形システム(LIMS)の硬化物、一般用RTVゴム、型取り用RTVゴム等が挙げられる。
【0066】
[3]シリコーンゴム−シリコーン変性ポリイミド樹脂積層体
上述したシリコーン変性ポリイミド組成物をバーコーター等のコーターにて、シリコーンゴム表面の少なくとも一部に塗布した後、これを硬化させて硬化物層を形成して積層体を得ることができる。
シリコーン変性ポリイミド樹脂組成物の硬化条件としては、特に限定されるものではないが、硬化温度は好ましくは40〜200℃、より好ましくは50〜150℃、硬化時間は好ましくは1〜300分、より好ましくは10〜240分である。
【0067】
上記硬化物層の厚さは、特に限定されるものではないが、シリコーンゴムの伸縮性に対する追従性を確保するとともに、水蒸気透過度を低下させることを考慮すると、0.5〜20μmが好ましく、0.5〜10μmがより好ましい。
特に、電子デバイスへの水分による錆等のダメージを抑制することを考慮すると、硬化物層の水蒸気透過度は、膜厚1.0mm、40℃において20g/m
2・day以下であることが好ましい。
【0068】
このようにして得られた本発明の表面改質されたシリコーンゴム(シリコーンゴム−シリコーン変性ポリイミド樹脂積層体)は、伸縮性の必要なウェアラブル分野での電子デバイス(伸縮性電子デバイス)向けに有効である。
【実施例】
【0069】
以下、合成例、製造例、実施例および比較例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
また、本実施例において、分子量測定は、東ソー(株)製GPC装置HLC−8320GPCを用い、移動相としてテトラヒドロフラン(THF)を使用し、ポリスチレン換算で行った。赤外線吸収スペクトル(IR)測定には、NICOLET6700(サーモフィッシャーサイエンティフィック(株)製)を使用した。ガラス転移点測定には、(株)日立ハイテクサイエンス製DMS7100を使用し、tanδが最大になったときの温度をガラス転移点とした。25℃における粘度は、回転粘度計により測定した。
なお、下記例で「部」は質量部を示す。
【0070】
また、以下において、シリコーン変性ポリイミド樹脂組成物の硬化物の密着性、貯蔵弾性率および水蒸気透過性は以下の手法にて測定した。
(1)密着性
シリコーン変性ポリイミド樹脂組成物をガラス板(松浪硝子工業(株)製)上に塗布し、50℃30分、100℃50分、150℃120分の順で熱硬化させて硬化皮膜を得た。
この皮膜の密着性を碁盤目剥離試験(JIS K5400)の方法で評価し、100マス中に残存したマス目の数Xを(X/100)で示した。
(2)貯蔵弾性率
シリコーン変性ポリイミド樹脂組成物をフッ素系コーティングが施された鉄板上に塗布し、50℃30分、100℃60分、150℃120分の順で熱硬化させて厚さ0.3mmのシートを作製した。このシートについて、(株)日立ハイテクサイエンス製DMS7100を使用し、貯蔵弾性率を測定した。
(3)水蒸気透過性
シリコーン変性ポリイミド樹脂組成物を、フッ素系コーティングが施された鉄板上に塗布し、50℃30分、100℃60分、150℃120分の順で熱硬化させて厚さ1mmのシートを作製した。このシートについて、L80−5000型水蒸気透過度計(Systech Instruments社製)を使用し、40℃(JIS K7129A)の条件にて水蒸気透過度を測定した。
【0071】
[1]シリコーン変性ポリイミド樹脂の合成
[合成例1]
撹拌羽、温度計および窒素導入管を備えた反応容器に、2,2−ビス(3,4−アンハイドロジカルボキシフェニル)ヘキサフルオロプロパン44.4g(0.1mol)、4,4’−(4,4’−イソプロピルジエンジフェニル−1,1’−ジイルジオキシ)ジアニリン〔2,2−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]プロパン〕12.3g(0.03mol)、無水フタル酸1.48g(0.01mol)、およびシクロヘキサノン336gを仕込み、25℃で2時間撹拌後、式(i)で表されるジアミノ変性シリコーン112.0g(0.07mol)を25℃にて滴下し、滴下終了後、25℃にて12時間撹拌を行った。次に、反応容器に、トルエン37gを添加し、145℃にて共沸脱水を行った。得られた反応溶液をメタノールに滴下して再沈殿を行い、シロキサン量が66質量%のシリコーン変性ポリイミド樹脂を得た。
GPCによるこの樹脂の重量平均分子量は27,000であった。
図1に、この樹脂の赤外線吸光スペクトルを示す。
図1に示されるように、赤外線吸光スペクトルにおいて未反応のポリアミック酸に基づく吸収は観測されず、1,780cm
-1および1,720cm
-1にイミド基の吸収が確認された。
【0072】
【化11】
(式中、括弧内のシロキサン単位の配列順は不定である。)
【0073】
[合成例2]
撹拌羽、温度計および窒素導入管を備えた反応容器に、2,2−ビス(3,4−アンハイドロジカルボキシフェニル)ヘキサフルオロプロパン44.4g(0.1mol)、4,4’−(4,4’−イソプロピルジエンジフェニル−1,1’−ジイルジオキシ)ジアニリン〔2,2−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]プロパン〕12.3g(0.03mol)、3,3’−ジヒドロキシベンジジン4.3g(0.02mol)、無水フタル酸0.15g(0.001mol)、およびシクロヘキサノン229gを仕込み、25℃で2時間撹拌後、式(ii)で表されるジアミノ変性シリコーン41.5g(0.05mol)を25℃にて滴下し、滴下終了後、25℃にて12時間撹拌を行った。次に、反応容器に、トルエン23gを添加し、145℃にて共沸脱水を行った。得られた反応溶液をメタノールに滴下して再沈殿を行い、シロキサン量が45質量%のシリコーン変性ポリイミド樹脂を得た。
GPCによるこの樹脂の重量平均分子量は24,500であった。
図2に、この樹脂の赤外線吸光スペクトルを示す。
図2に示されるように、赤外線吸光スペクトルにおいて未反応のポリアミック酸に基づく吸収は観測されず、1,780cm
-1および1,720cm
-1にイミド基の吸収が確認された。
【0074】
【化12】
【0075】
[合成例3]
撹拌羽、温度計および窒素導入管を備えた反応容器に、2,2−ビス(3,4−アンハイドロジカルボキシフェニル)ヘキサフルオロプロパン44.4g(0.1mol)、4,4’−(4,4’−イソプロピルジエンジフェニル−1,1’−ジイルジオキシ)ジアニリン12.3g(0.03mol)、無水フタル酸1.48g(0.01mol)、およびシクロヘキサノン559gを仕込み、25℃で2時間撹拌後、下記式(iii)で表されるジアミノ変性シリコーン221.2g(0.07mol)を25℃にて滴下し、滴下終了後、25℃にて12時間撹拌を行った。次に、反応容器に、トルエン56gを添加し、145℃にて共沸脱水を行った。得られた反応溶液をメタノールに滴下して再沈殿を行い、シロキサン量が79質量%のシリコーン変性ポリイミド樹脂を得た。
GPCによるこの樹脂の重量平均分子量は36,000であった。また、この樹脂の赤外線吸光スペクトルにおいて、未反応のポリアミック酸に基づく吸収は観測されず、1,780cm
-1および1,720cm
-1にイミド基の吸収が確認された。
【0076】
【化13】
(式中、括弧内のシロキサン単位の配列順は不定である。)
【0077】
[2]シリコーン変性ポリイミド樹脂組成物および硬化物の製造
[製造例1]
合成例1で得られたシリコーン変性ポリイミド樹脂100部に対し、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(以下、PGMEA)236部を加えて撹拌・溶解し、溶解物を得た。この溶解物に、アデカスタブLA−77Y((株)アデカ製)0.1部を添加し、撹拌後、カヤレン6−70(化薬アクゾ(株)製)1部を添加し、混合撹拌してシリコーン変性ポリイミド樹脂組成物を得た。本組成物の25℃の粘度は200mPa・sであった。
本組成物から得られる硬化物の密着性(碁盤目剥離試験、膜厚0.23mm)は100/100、貯蔵弾性率は80MPa、ガラス転移点は111℃、水蒸気透過度は16g/m
2・dayであった。
【0078】
[製造例2]
合成例1で得られたシリコーン変性ポリイミド樹脂100部に対し、PGMEA1011部を加えて撹拌・溶解し、溶解物を得た。この溶解物に、アデカスタブLA−77Y((株)アデカ製)0.1部を添加し、撹拌後、カヤレン6−70(化薬アクゾ(株)製)1部を添加し、混合撹拌してシリコーン変性ポリイミド樹脂組成物を得た。本組成物の25℃の粘度は50mPa・sであった。
本組成物から得られる硬化物の密着性(碁盤目剥離試験、膜厚0.08mm)は100/100、貯蔵弾性率は80MPa、ガラス転移点は111℃、水蒸気透過度は16g/m
2・dayであった。
【0079】
[製造例3]
合成例2で得られたシリコーン変性ポリイミド樹脂100部に対し、PGMEA236部を加えて撹拌・溶解し、溶解物を得た。この溶解物に、アデカスタブLA−77Y((株)アデカ製)0.1部を添加し、撹拌後、jER630LSD(三菱ケミカル(株)製)5部を添加し、混合撹拌してシリコーン変性ポリイミド樹脂組成物を得た。本組成物の25℃の粘度は220mPa・sであった。
本組成物から得られる硬化物の密着性(碁盤目剥離試験、膜厚0.23mm)は100/100、貯蔵弾性率は265MPa、ガラス転移点は163℃、水蒸気透過度は9g/m
2・dayであった。
【0080】
[製造例4]
合成例2で得られたシリコーン変性ポリイミド樹脂100部に対し、PGMEA236部を加えて撹拌・溶解し、溶解物を得た。この溶解物に、アデカスタブLA−77Y((株)アデカ製)0.1部を添加し、撹拌後、jER630LSD(三菱ケミカル(株)製)5部を添加し、混合撹拌してシリコーン変性ポリイミド樹脂組成物を得た。本組成物の25℃の粘度は63mPa・sであった。
本組成物から得られる硬化物の密着性(碁盤目剥離試験、膜厚0.08mm)は100/100、貯蔵弾性率は265MPa、ガラス転移点は163℃、水蒸気透過度は9g/m
2・dayであった。
【0081】
[製造例5]
合成例1で得られたシリコーン変性ポリイミド樹脂100部に代えて、合成例3で得られたシリコーン変性ポリイミド樹脂100部を用いた以外は、製造例1と同様にしてシリコーン変性ポリイミド樹脂組成物を得た。本組成物の25℃の粘度は280mPa・sであった。
本組成物から得られる硬化物の密着性(碁盤目剥離試験、膜厚0.08mm)は100/100、貯蔵弾性率は8MPa、ガラス転移点は60℃、水蒸気透過度は50g/m
2・dayであった。
【0082】
[3]シリコーンゴム−シリコーン変性ポリイミド樹脂積層体の作製
[実施例1〜8、比較例1]
製造例1〜5で得られたシリコーン変性ポリイミド樹脂のそれぞれを、No.4バーコーターを使用して表1記載のシリコーンゴムに塗布し、50℃30分、100℃1時間、150℃2時間の順で加熱硬化させて硬化物層を形成し、シリコーンゴム−シリコーン変性ポリイミド樹脂積層体を得た。
なお、硬化後のシリコーン変性ポリイミド樹脂層の厚みは、実施例1,3および比較例1では3μm、実施例2,4では1μmであった。
【0083】
表1におけるシリコーンゴム種は以下のとおりである。
KE−971−U:信越化学工業(株)製、ミラブルシリコーンゴム
KE−571−U:信越化学工業(株)製、ミラブルシリコーンゴム
KE−1950−20A/B:信越化学工業(株)製、LIMS剤の硬化物
KE−1875:信越化学工業(株)製、一般用RTVゴム
KE−1315/CX−32−2359(100部/10部の混合品):信越化学工業(株)製、型取り用RTVゴム
【0084】
〔引張試験〕
また、上記実施例1〜8および比較例1で得られたシリコーンゴム−シリコーン変性ポリイミド樹脂積層体について、引張試験機AGS−X((株)島津製作所製)を用い、伸長率100%での破断の有無を確認した。結果を表1に合わせて示す。
【0085】
【表1】
【0086】
表1に示されるように、実施例1〜8の樹脂積層体は、引張試験で破断することがなく、硬化物層のシリコーンゴム追従性に優れていることがわかる。
【0087】
[比較例2]
シリコーンゴムKE−971−Uに、製造例1で得られた樹脂組成物をNo.44バーコーターを使用して塗布し、50℃30分、100℃1時間、150℃2時間の順で硬化させて厚さ30μmのシリコーン変性ポリイミド樹脂層を有するシリコーンゴム−シリコーン変性ポリイミド樹脂積層体を得た。
得られた樹脂積層体について、引張試験機AGS−X((株)島津製作所製)を用いて試験を行ったところ、伸長率10%の時点で破断が発生した。
【0088】
〔水接触角測定〕
また、実施例8で得られたシリコーンゴム−シリコーン変性ポリイミド樹脂積層体、およびシリコーンゴムKE−1315/CX−32−2359(100/10)の水接触角を自動接触角計DM−501Hi(協和界面科学(株)製)を使用して測定した。なお、純水の静的接触角を5回測定し、その平均値を算出した。結果を表2に示す。
【0089】
【表2】
【0090】
〔銀ペーストとの接着評価〕
実施例6,8および比較例1で得られたシリコーンゴム−シリコーン変性ポリイミド樹脂積層体の硬化物層上に、厚さ50μmのテフロン(登録商標)シートを幅1mm、長さ40mmのパターンと幅2mm、長さ40mmのパターンを切り抜いた型を重ね、その中に下記に示される銀ペーストのいずれかをスキージで塗布した後、下記の条件で硬化させたものを試験片とした。
比較として、シリコーン変性ポリイミド樹脂層を有しないシリコーンゴムKE−1950−20A/Bについても同様に銀ペーストを塗布・硬化し、試験片を作製した。
銀ペースト
SMP−2840:信越化学工業(株)製、硬化条件:100℃2時間後、150℃/1時間
ロックタイトABLESTIK ICP 4001:ヘンケル(株)製、硬化条件:140℃/40分)
【0091】
上記で作製した試験片について、伸長率50%まで伸ばした際における銀ペースト硬化物の剥離の有無を、下記基準により評価した(ただし、銀ペースト硬化物の割れは考慮しない)。結果を表3に示す。
○:剥離なし
△:一部剥離あり
×:完全に剥離
【0092】
【表3】
【0093】
表3に示されるように、実施例6,8の樹脂積層体は、剥離試験でも銀ペースト硬化物と剥離を起こさず、密着性に優れていることがわかる。