專利名稱：可低溫固化的聚酰亞胺樹脂及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種聚酰亞胺樹脂及其制備方法，更具體而言，涉及一種可低溫固化的聚酰亞胺樹脂及其制備方法。
背景技術(shù)：
近來，隨著電子設(shè)備向高集成度、高密度、高可靠性、高速度等方向的發(fā)展趨勢在基于半導(dǎo)體的半導(dǎo)體設(shè)備領(lǐng)域及液晶顯示器領(lǐng)域中的快速蔓延，對(duì)易于獲得加工性、高純度等的有機(jī)材料的有利使用進(jìn)行了積極研究。特別地，聚酰亞胺樹脂具有許多優(yōu)點(diǎn)，除了具有高耐熱性、優(yōu)良的機(jī)械強(qiáng)度、低介電常數(shù)、高絕緣性外，其還具有良好的涂覆表面極化特性，具有極低含量的降低元件可靠性的雜質(zhì)，并可以容易地構(gòu)造成精細(xì)的形式，因此包括含聚酰亞胺樹脂的光敏樹脂的光敏絕緣層的使用甚至延伸到了顯示器領(lǐng)域。為合成聚酰亞胺，通常將一種二胺組分和一種二酐組分在一種極性有機(jī)溶劑例如 N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)、二甲基乙酰胺(DMAc)和二甲基甲酰胺(DMF)中進(jìn)行聚合，通過2-步縮聚得到一種聚酰亞胺前體溶液，并將該得到的聚酰亞胺前體溶液涂于硅片、玻璃等上面，然后在高溫下進(jìn)行熱處理從而使其固化(或硬化)。用于電子材料的商業(yè)化聚酰亞胺產(chǎn)品以聚酰亞胺前體溶液或聚酰亞胺薄膜的形態(tài)供給，并且在半導(dǎo)體裝置領(lǐng)域中，聚酰亞胺產(chǎn)品主要以聚酰亞胺前體溶液的形態(tài)供給。但是，制備聚酰亞胺聚合物的方法要求高的固化溫度(即300°C或更高)，問題在于，該方法無法用于對(duì)熱敏感的處理過程。此外，雖然對(duì)聚酰亞胺前體溶液進(jìn)行了高溫固化操作，但仍無法將其完全轉(zhuǎn)變成聚酰亞胺。因此，為解決該問題，開發(fā)了一種通過使用催化劑在液態(tài)實(shí)施化學(xué)酰亞胺化 (imidizing)的聚合方法；但是該方法也使用高沸點(diǎn)溶劑，并且其也需要高溫處理過程，因此在聚合過程之后，必須再次實(shí)施高溫固化處理以除去溶劑。此外，當(dāng)預(yù)備實(shí)施高溫?zé)崽幚韥碇苽渚埘啺窐渲瑫r(shí)，需要大型加熱設(shè)備以提高生產(chǎn)效率。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在解決所屬領(lǐng)域中存在的技術(shù)問題，本申請(qǐng)的發(fā)明者注意到，在聚酰亞胺制備過程中，聚酰亞胺可通過使用低沸點(diǎn)溶劑、或連同低沸點(diǎn)溶劑一起添加基于胺的具有低沸點(diǎn)和高活性的催化劑而在低溫下制備，并且經(jīng)證實(shí)由此制備的低溫聚酰亞胺仍具有優(yōu)良的耐熱性和可加工性等品質(zhì)，從而完成了本發(fā)明。因此，本發(fā)明的一個(gè)目標(biāo)為提供一種制備聚酰亞胺樹脂的方法，該聚酰亞胺樹脂可通過使用低沸點(diǎn)溶劑甚至在低溫下進(jìn)行酰亞胺化而制備。本發(fā)明的另一個(gè)目標(biāo)為提供一種制備聚酰亞胺樹脂的方法，該聚酰亞胺樹脂可通過連同所述低沸點(diǎn)溶劑一起使用一種具有低沸點(diǎn)和高反應(yīng)性的特定催化劑甚至在低溫下進(jìn)行酰亞胺化而制備。本發(fā)明的又一個(gè)目標(biāo)為提供包含所述聚酰亞胺樹脂的一種光敏組合物與一種印刷用油墨組合物。本發(fā)明的再一個(gè)目標(biāo)為提供一種可在低溫下固化的聚酰亞胺樹脂。為實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)，提供了一種制備聚酰亞胺樹脂的方法，該方法包括使用沸點(diǎn)介于130°C _180°C之間的低沸點(diǎn)溶劑而聚合得到聚酰亞胺樹脂。所述低沸點(diǎn)溶劑可為選自以下的一種或多種二甘醇甲基乙基醚、二甘醇二甲基醚、二甘醇二乙基醚、雙丙甘醇二甲基醚、3-甲氧基丙酸甲酯、3-乙氧基丙酸乙酯、丙二醇甲基醚丙酸酯、雙丙甘醇二甲基醚、環(huán)己酮和丙二醇單甲基醚乙酸酯(PGMEA)?；?00重量份制備聚酰亞胺樹脂的單體計(jì)，所述低沸點(diǎn)溶劑的含量可為20重量份至2000重量份。聚酰亞胺樹脂可在不實(shí)施制備聚酰胺酸前體的操作的情況下直接制備。聚酰亞胺樹脂可在沸點(diǎn)介于60°C -100°C之間的催化劑的存在下制備。所述催化劑可為選自N，N-二乙基甲胺、N，N-二甲基異丙胺、N-甲基吡咯烷、卩比咯烷和三乙胺的一種或多種。基于100重量份聚酰亞胺樹脂的原料二胺和二酐計(jì)，所述催化劑的含量可為0. 5
重量份至30重量份。所述聚合可在120°C _200°C范圍的溫度下實(shí)施。所述聚酰亞胺樹脂可使用一種或多種選自以下的芳香族二胺作為原料包含酚羥基、羧基或羥基的二價(jià)有機(jī)基團(tuán)，例如由
權(quán)利要求
1.一種制備聚酰亞胺樹脂的方法，該方法包括使用沸點(diǎn)介于130°C -180°C之間的低沸點(diǎn)溶劑進(jìn)行聚合來制備聚酰亞胺樹脂。
2.權(quán)利要求1的方法，其中所述低沸點(diǎn)溶劑為選自以下的一種或多種二甘醇甲基乙基醚、二甘醇二甲基醚、二甘醇二乙基醚、雙丙甘醇二甲基醚、3-甲氧基丙酸甲酯、3-乙氧基丙酸乙酯、丙二醇甲基醚丙酸酯、雙丙甘醇二甲基醚、環(huán)己酮和丙二醇單甲基醚乙酸酯 (PGMEA)。
3.權(quán)利要求1的方法，其中基于100重量份用于制備聚酰亞胺樹脂的單體計(jì)，所述低沸點(diǎn)溶劑的含量為20重量份-2000重量份。
4.權(quán)利要求1的方法，其中聚酰亞胺樹脂直接制備，而不實(shí)施制備聚酰胺酸前體的操作。
5.權(quán)利要求1的方法，其中所述聚酰亞胺樹脂在沸點(diǎn)介于60°C-10(TC之間的催化劑的存在下制備。
6.權(quán)利要求5的方法，其中所述催化劑為選自N，N-二乙基甲胺、N，N-二甲基異丙胺、 N-甲基吡咯烷、吡咯烷和三乙胺的一種或多種。
7.權(quán)利要求5的方法，其中基于100重量份聚酰亞胺樹脂的原料二胺和二酐計(jì)，所述催化劑的含量為0. 5重量份-30重量份。
8.權(quán)利要求1的方法，其中所述聚合在120°C_200°C的溫度下實(shí)施。
9.權(quán)利要求1的方法，其中所述聚酰亞胺樹脂使用一種或多種選自以下的芳香族二胺包含酚羥基、羧基或羥基的二價(jià)有機(jī)基團(tuán)，例如由和3，5- 二氨基苯甲酸得到的二價(jià)有機(jī)基團(tuán)；一種或多種選自以下的芳香族二胺對(duì)苯二胺、間苯二胺、2，4，6_三甲基-1，3-苯二胺、2，3，5，6_四甲基-1，4-苯二胺、4，4，- 二氨基二苯醚、3，4’ - 二氨基二苯醚、3，3’ - 二氨基二苯醚、4，4’ - 二氨基二苯硫醚、4，4’ - 二氨基二苯甲烷、3，4，- 二氨基二苯甲烷、3，3，- 二氨基二苯甲烷、4，4，-亞甲基-二甲基苯胺)、4，4’ -亞甲基-二(2-異丙基-6-甲基苯胺)、4，4’ -亞甲基-二(2，6- 二異丙基苯胺)、4，4，-亞甲基-二異丙基-6-甲基苯胺)、4，4，-亞甲基-二(2，6- 二異丙基苯胺)、4，4’ - 二氨基二苯砜、3，3’ - 二氨基二苯砜、聯(lián)苯胺、鄰-聯(lián)甲苯胺、間-聯(lián)甲苯胺、 3，3，，5，5，_四甲基聯(lián)苯胺、2，2，_ 二(三氟甲基)聯(lián)苯胺、1，4_ 二(4-氨基苯氧基)苯、、1，3_ 二(4-氨基苯氧基)苯、1，3_ 二(3-氨基苯氧基)苯、二氨基苯氧基)苯基]砜、二 W-(3-氨基苯氧基)苯基]砜、2，2-二 W-(4-氨基苯氧基)苯基]丙烷和2，2-二氨基苯氧基)苯基]丙烷；及一種或多種選自以下的脂肪族二胺1，6_己二胺、1， 4-環(huán)己二胺、1，3_環(huán)己二胺、1，4_二(氨甲基)環(huán)己烷、1，3_二(氨甲基)環(huán)己烷、4，4’_二氨基二環(huán)己基甲烷、4，4’ - 二氨基_3，3’ - 二甲基二環(huán)己基甲烷、4，4’ - 二氨基_3，3’ - 二甲基二環(huán)己基甲烷、1，2_ 二-(2-氨基乙氧基)乙烷、二(3-氨基丙基)醚、1，4-二(3-氨基丙基)哌嗪、3，9-二(3-氨基丙基)-2，4，8，10-四氧雜螺[5,5] —^一烷和1，3_ 二 (3-氨基丙基)四甲基二硅氧烷，作為原料。
10.權(quán)利要求1的方法，其中所述聚酰亞胺樹脂使用一種或多種選自以下的二酐作為原料一種或多種選自無水1，2，4，5_苯四酸、3，3’，4，4’ - 二苯基四羧酸二酐、丁烷_1，2， 3,4-四羧酸二酐、3，3’，4，4’ - 二苯甲酮四羧酸二酐、3，3，4，4’ - 二苯基醚四羧酸二酐、3， 3，，4，4，- 二苯基砜四羧酸二酐、2，2_ 二(3，4_ 二羧基苯基)六氟異亞丙基二酐、3，3，，4， 4’ - 二苯基四羧酸二酐、3，3’，4，4’ - 二苯甲酮四羧酸二酐、4，4’ -六氟異亞丙基二酞酸二酐、3，3’，4，4’ - 二苯基砜四羧酸二酐、1，2，3，4-環(huán)丁烷四羧酸二酐、1，2-二甲基_1，2，3，4-環(huán)丁烷四羧酸二酐、1，2，3，4-四甲基-1，2，3，4-環(huán)丁烷四羧酸二酐、1，2，3，4_環(huán)戊烷四羧酸二酐、1，2，4，5_環(huán)己烷四羧酸二酐、3，4_ 二羧基-1，2，3，4-四氫-1-萘烷丁二酸二酐、5-(2,5- 二氧代四氫呋喃基)-3-甲基-3-環(huán)己烯-1，2- 二羧酸二酐、2，3，5-三羧基-2-環(huán)戊烷乙酸二酐、雙環(huán)[2,2,2]辛-7-烯-2，3，5，6-四羧酸二酐、2，3，4，5_四氫呋喃四羧酸二酐和3，5，6-三羧基-2-降冰片烷乙酸二酐的酸酐，及它們的衍生物。
11.一種根據(jù)權(quán)利要求1的方法制備的聚酰亞胺樹脂。
12.權(quán)利要求11的聚酰亞胺樹脂，其中所述聚酰亞胺的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度在 1500C _400°C范圍內(nèi)。
13.權(quán)利要求11的聚酰亞胺樹脂，其中所述聚酰亞胺樹脂的重均分子量在 1，000-100，000 范圍內(nèi)。
14.權(quán)利要求11的聚酰亞胺樹脂，其中所述聚酰亞胺樹脂中殘留的催化劑的量為該聚酰亞胺樹脂總重量的0.001重量％ -0. 1重量％。
15.含有根據(jù)權(quán)利要求1的方法制備的聚酰亞胺樹脂的光敏樹脂組合物。
16.權(quán)利要求15的光敏樹脂組合物，其中所述光敏樹脂組合物可在150°C-250°C范圍的溫度下固化。
17.權(quán)利要求15的光敏樹脂組合物，其中在所述光敏樹脂組合物固化之后，無溶劑殘留在該光敏樹脂組合物中。
18.權(quán)利要求15的光敏樹脂組合物，其中在所述光敏樹脂組合物固化之后，殘留在該光敏樹脂組合物中的溶劑的量小于0. 05重量％。
19.權(quán)利要求15的光敏樹脂組合物，其中使用該光敏樹脂組合物的光敏薄膜可在預(yù)烘焙之后通過邊緣光刻膠去除溶劑而除去。
20.權(quán)利要求15的光敏樹脂組合物，其中當(dāng)混合使用一種排出液時(shí)，該光敏樹脂組合物溶解，而不會(huì)產(chǎn)生沉淀。
21.—種印刷用油墨組合物，其含有根據(jù)權(quán)利要求1的方法制備的聚酰亞胺樹脂。
22.—種OLED、IXD或半導(dǎo)體絕緣層，制造為包含權(quán)利要求15的光敏樹脂組合物。
23. —種OLED、IXD或半導(dǎo)體絕緣層，制造為包含權(quán)利要求21的印刷用油墨組合物。
全文摘要
在通過使二胺和二酐反應(yīng)而制備聚酰亞胺樹脂的方法中，所述聚酰亞胺樹脂在沸點(diǎn)介于130℃-180℃之間的溶劑的存在下聚合而得到，以致可在150℃-250℃范圍的低溫下固化。由于所述聚酰亞胺甚至可在低溫下固化，因此當(dāng)使用聚酰亞胺樹脂作為電子材料時(shí)，可使原本由于高溫操作而對(duì)設(shè)備的破壞最小化，此外，所述聚酰亞胺樹脂可廣泛用作電子材料，例如用于塑料基質(zhì)等。
文檔編號(hào)G02F1/1333GK102336910SQ201110099780
公開日2012年2月1日 申請(qǐng)日期2011年4月19日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月14日
發(fā)明者吳東炫, 申世珍, 金璟晙, 金相佑 申請(qǐng)人:株式會(huì)社Lg化學(xué)