聚醚酰亞胺多孔體及其制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及具有微細(xì)的氣泡，并且相對(duì)介電常數(shù)低且耐熱性優(yōu)異的聚醚酰亞胺多 孔體及其制造方法。本發(fā)明的聚醚酰亞胺多孔體例如作為組裝到伴隨變頻器控制的汽車用 或產(chǎn)業(yè)用電機(jī)等中的絕緣片是有用的。
【背景技術(shù)】
[0002] 以往，塑料薄膜由于具有高絕緣性，因此被用于需要可靠性的零件或構(gòu)件、例如電 路基板或電機(jī)等電氣設(shè)備或電子零件等中。最近，對(duì)于汽車用及產(chǎn)業(yè)用電機(jī)，隨著電子/電 氣設(shè)備的小型化、高性能化，具有在高電壓能進(jìn)行變頻器控制的結(jié)構(gòu)的電機(jī)得到廣泛的使 用。
[0003] 然而，由于從變頻器產(chǎn)生的高浪涌電壓對(duì)電機(jī)造成影響，因此對(duì)于絕緣體要求高 可靠性。
[0004] 作為浪涌電壓的對(duì)策，除了提高絕緣性的可靠性以外，還可以舉出絕緣體的低介 電常數(shù)化。
[0005] 一般而言，塑料材料的相對(duì)介電常數(shù)由其分子骨架決定，因此作為降低相對(duì)介電 常數(shù)的嘗試可以考慮變換分子骨架的方法。然而，即使變換分子骨架，對(duì)于降低相對(duì)介電常 數(shù)而言也有極限。
[0006] 作為其它的低介電常數(shù)化的嘗試，提出過(guò)如下的各種方法，即，利用空氣的相對(duì)介 電常數(shù)1，使塑料材料多孔化，通過(guò)其空孔率來(lái)控制相對(duì)介電常數(shù)。
[0007] 作為以往的一般的多孔體的制造方法，有干式法及濕式法等，在干式法中，有物理 的方法和化學(xué)的方法。一般的物理的方法是在使氯氟碳類及烴類等低沸點(diǎn)液體（發(fā)泡劑） 分散于聚合物中后，加熱而使發(fā)泡劑揮發(fā)，由此來(lái)形成氣泡的方法。另外，化學(xué)的方法是向 聚合物中添加發(fā)泡劑，通過(guò)利用將發(fā)泡劑熱分解而產(chǎn)生的氣體形成泡孔（cell)而得到多 孔體的方法。
[0008] 此外，近年來(lái)，作為泡孔直徑小，且泡孔密度高的多孔體的制造方法，提出過(guò)如下 的方法，即，在將氮及二氧化碳等氣體利用高壓溶解于聚合物中后，釋放壓力，加熱到聚合 物的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度或軟化點(diǎn)附近，由此形成氣泡。該發(fā)泡法是通過(guò)從熱力學(xué)不穩(wěn)定的狀 態(tài)起形成核，并使該核膨脹生長(zhǎng)而形成氣泡的方法，具有可以獲得此前沒(méi)有的微孔的多孔 體的優(yōu)點(diǎn)。
[0009] 例如，在專利文獻(xiàn)1中，提出了將所述發(fā)泡法應(yīng)用于聚醚酰亞胺，得到密度小、機(jī) 械強(qiáng)度大的發(fā)泡體的制造方法。
[0010] 另外，例如在專利文獻(xiàn)2中，提出了將所述發(fā)泡法應(yīng)用于具有間規(guī)立構(gòu)結(jié)構(gòu)的苯 乙烯系樹(shù)脂，得到氣泡尺寸〇. 1~20 y m的發(fā)泡體，并將其用作電氣電路基板用絕緣體的方 法。
[0011] 另外，例如在專利文獻(xiàn)3中，提出了含有空孔率為lOvol%以上的多孔的塑料，并 且耐熱溫度為l〇〇°C以上且介電常數(shù)為2. 5以下的低介電常數(shù)塑料絕緣薄膜。
[0012] 另外，例如在專利文獻(xiàn)4中提出如下的多孔體的制造方法，其特征在于，從具有聚 合物的連續(xù)相中分散了平均直徑小于10 ym的非連續(xù)相的微相分離結(jié)構(gòu)的聚合物溶液，通 過(guò)選自蒸發(fā)及分解中的至少1種操作和萃取操作，將構(gòu)成所述非連續(xù)相的成分除去，將其 多孔化。
[0013] 然而，在干燥誘發(fā)的微相分離法中，根據(jù)干燥條件或膜厚等制造條件，多孔體中的 氣泡有時(shí)不會(huì)變得足夠小，存在難以獲得絕緣擊穿電壓高的多孔體的問(wèn)題。
[0014] 現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0015] 專利文獻(xiàn)
[0016] 專利文獻(xiàn)1 :日本特開(kāi)平6 - 322168號(hào)公報(bào)
[0017] 專利文獻(xiàn)2 :日本特開(kāi)平10 - 45936號(hào)公報(bào)
[0018] 專利文獻(xiàn)3 :日本特開(kāi)平9 一 100363號(hào)公報(bào)
[0019] 專利文獻(xiàn)4 :日本特開(kāi)2001 - 81225號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0020] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題
[0021] 本發(fā)明是鑒于上述問(wèn)題而完成的，提供一種具有微細(xì)氣泡結(jié)構(gòu)，并且相對(duì)介電常 數(shù)低，絕緣擊穿電壓高的聚醚酰亞胺多孔體及其制造方法。
[0022] 用于解決技術(shù)問(wèn)題的技術(shù)方案
[0023] 本發(fā)明涉及含有將具有下述式1中所示的重復(fù)結(jié)構(gòu)單元的聚醚酰亞胺以聚胺化 合物進(jìn)行了開(kāi)環(huán)交聯(lián)的交聯(lián)體的聚醚酰亞胺多孔體（以下也簡(jiǎn)稱為"多孔體"）。
[0025] (式1中，X包含下述式2中所示的化學(xué)結(jié)構(gòu)的至少1種，Y包含下述式3中所示 的化學(xué)結(jié)構(gòu)的至少1種。其中，式2及3中所示的化學(xué)結(jié)構(gòu)的苯環(huán)也可以具有取代基。）
[0026]
[0027] 本發(fā)明人等發(fā)現(xiàn)了通過(guò)由將上述聚醚酰亞胺以聚胺化合物進(jìn)行了開(kāi)環(huán)交聯(lián)的交 聯(lián)體來(lái)形成多孔體，就能將多孔體微細(xì)氣泡化，由此可以得到相對(duì)介電常數(shù)低，并且絕緣擊 穿電壓高的多孔體。
[0028] 聚胺化合物優(yōu)選為二胺化合物，特別是二胺化合物優(yōu)選為從由脂肪族二胺、脂環(huán) 族二胺、及硅氧烷二胺構(gòu)成的組中選擇出的至少1種。這些二胺化合物由于堿性度高，并且 與酰亞胺基的反應(yīng)性高，所以優(yōu)選作為交聯(lián)劑使用。另外，如果使用這些二胺化合物，多孔 體的微細(xì)氣泡化就會(huì)提高。
[0029] 多孔體優(yōu)選平均氣泡直徑為0. 1~10ym，并且絕緣擊穿電壓為30kV/mm以上。在 平均氣泡直徑小于0. 1 ym的情況下，多孔體的剛性變高，因此難以將多孔體折彎，或即使 折彎，一旦去掉外力就會(huì)恢復(fù)到原來(lái)的形狀。由此，存在難以在電機(jī)等中安裝多孔體（絕緣 片），或安裝精度降低的傾向。另一方面，如果平均氣泡直徑大于10 U m，則存在難以降低相 對(duì)介電常數(shù)，或機(jī)械強(qiáng)度降低的傾向。另外，如果絕緣擊穿電壓為30kV/mm以上，則在將多 孔體作為電機(jī)等的絕緣片使用時(shí)，能有效地防止由浪涌電壓造成的絕緣擊穿。
[0030] 多孔體的凝膠百分率優(yōu)選為10%以上。在凝膠百分率小于10%的情況下，多孔體 的耐破裂性降低，當(dāng)對(duì)多孔體進(jìn)行折彎加工時(shí)，就容易產(chǎn)生破裂，因此會(huì)有絕緣擊穿電壓降 低的傾向。
[0031] 本發(fā)明的多孔體適于用作電機(jī)用的絕緣片。
[0032] 另外，本發(fā)明涉及在所述聚醚酰亞胺多孔體的至少一面具有片材的電機(jī)用絕緣層 置片。
[0033] 此外，本發(fā)明還涉及上述聚醚酰亞胺多孔體的制造方法，其包括：將含有具有上述 式1中所示的重復(fù)結(jié)構(gòu)單元的聚醚酰亞胺、與該聚醚酰亞胺相分離的相分離化劑、及聚胺 化合物的聚合物溶液涂敷在基板上，并使之干燥而制作具有微相分離結(jié)構(gòu)的相分離結(jié)構(gòu)體 的工序；從相分離結(jié)構(gòu)體除去相分離化劑而制作多孔體的工序。
[0034] 發(fā)明的效果
[0035] 由于本發(fā)明的多孔體由將聚醚酰亞胺以聚胺化合物進(jìn)行了開(kāi)環(huán)交聯(lián)的交聯(lián)體形 成，并具有微細(xì)氣泡結(jié)構(gòu)，因此具有絕緣擊穿電壓高，并且耐熱性及絕緣性優(yōu)異，進(jìn)而相對(duì) 介電常數(shù)低的特征。由此，本發(fā)明的多孔體適于作為組裝到伴隨變頻器控制的汽車用或產(chǎn) 業(yè)用電機(jī)等中的絕緣片來(lái)使用。
【具體實(shí)施方式】
[0036] 作為被用作本發(fā)明的多孔體的原材料的聚合物、即構(gòu)成微相分離結(jié)構(gòu)的連續(xù)相的 聚合物，主要使用將具有下述式1中所示的重復(fù)結(jié)構(gòu)單元的聚醚酰亞胺以聚胺化合物進(jìn)行 了開(kāi)環(huán)交聯(lián)的交聯(lián)體。該聚醚酰亞胺由于在分子內(nèi)包含多個(gè)芳香環(huán)，因此能顯著地提高多 孔體的強(qiáng)度。下述式1的聚醚酰亞胺既可以僅使用1種，也可以并用2種以上。
[0038] (式1中，X包含下述式2中所示的化學(xué)結(jié)構(gòu)的至少1種，Y包含下述式3中所示 的化學(xué)結(jié)構(gòu)的至少1種。其中，式2及3中所示的化學(xué)結(jié)構(gòu)的苯環(huán)也可以具有取代基。）
[0039]
[0040] 作為苯環(huán)的取代基，例如可以舉出鹵素基、碳數(shù)1~20的飽和或不飽和烴基（也 可以含有雜原子及/或鹵素原子）等。
[0041] 上述式2當(dāng)中的X優(yōu)選為：
[0043] 另外，上述式3當(dāng)中的Y優(yōu)選為：
[0045] 通過(guò)使用具有上述官能團(tuán)X及Y的聚醚酰亞胺，多孔體的高溫時(shí)的尺寸穩(wěn)定性就 會(huì)提尚。
[0046] 雖然上述式1的聚醚酰亞胺的數(shù)均分子量未做特別限制，但通常為5000~50000 左右。
[0047] 這些聚醚酰亞胺能利用公知的方法合成。作為這些聚醚酰亞胺的市售品，例如可 以舉出 SABIC Innovative Plastics 公司制的商品名"Ultem100 0-1000"、"UltemXH-6050"。
[0048] 另外，也可以在不損害本發(fā)明的目的的范圍內(nèi)，例如將聚酰胺、聚碳酸酯、聚對(duì)苯 二甲酸丁二醇酯、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯、聚苯硫醚、聚砜、聚醚砜、聚醚醚酮、聚酰胺酰亞 胺、及聚酰亞胺等作為多孔體的原材料并用。
[0049] 聚胺化合物只要是使聚醚酰亞胺的酰亞胺基開(kāi)環(huán)，并形成聚合物的分子間交聯(lián)的 化合物，就能未特別限制地使用。作為此種聚胺化合物，例如可以舉出亞氨基二丙胺、雙 (六甲撐）三胺、1，3,6-三氨基甲基己烷、聚亞甲基二胺、三甲基六甲撐二胺、聚醚二胺、1， 3-雙（3-氨基丙基）四甲基二硅氧烷等脂肪族聚胺；異佛爾酮二胺