聚酰亚胺组合物和方法技术

提供制造聚酰亚胺的方法，其使用不含N‑甲基吡咯烷酮的溶剂系统。还提供适用于沉积不含N‑甲基吡咯烷酮的聚酰亚胺膜的组合物。

Polyimide compositions and methods

To provide a method for manufacturing the polyimide, the use of solvent system without N n-methlpyrrolidone. The composition also provides for polyimide film deposition containing N methyl pyrrolidone.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术大体上涉及聚酰亚胺领域，并且更具体来说涉及适用于合成聚酰亚胺和形成聚酰亚胺组合物的溶剂。
技术介绍
聚酰亚胺聚合物具体来说适用于多种应用，包括制造电子装置。许多用于电子行业的适合聚酰亚胺和聚酰胺酸聚合物在目前分类为有害的溶剂中合成和/或配制，所述溶剂例如N-甲基吡咯烷酮(NMP)、二甲基甲酰胺(DMF)以及二甲基乙酰胺(DMAc)。NMP尤其为某些聚酰亚胺或聚酰胺酸聚合物的良好溶剂，溶解其它溶剂不能溶解的这些聚合物。然而，NMP为生育毒素(reproductivetoxin或repotoxin)。在电子行业中，许多聚合物应用需要旋涂、槽模涂布或其它沉积技术，其中聚合物必须保持于溶液中直到去除溶剂浇铸膜，并且此类聚合物组合物的粘度必须适于此类沉积技术。此类要求限制可适用于聚酰亚胺或聚酰胺酸聚合物的溶剂选择。最近，已作出许多努力来寻找适合替代NMP作为溶剂。建议的许多NMP替代为同系N-烷基吡咯烷酮。国际专利申请案WO2005/090447和WO2008/012231分别披露N-乙基吡咯烷酮和1，5-二甲基吡咯烷酮作为NMP替代。然而，现列出N-乙基吡咯烷酮作为生育毒素，并且怀疑1，5-二甲基吡咯烷酮具有生育毒性。美国专利申请公开案第2007/0197720号披露N-环烷基吡咯烷酮作为聚氨酯组合物中的NMP的溶剂替代。国际专利申请案WO2013/107822披露某些N-丙基-、N-丁基-以及N-戊基-吡咯烷酮作为NMP替代。其它NMP替代包括聚乙烯醚类，例如聚乙烯醚(聚(乙二醇)二甲基醚)和乙基二乙二醇二甲醚(二乙二醇二乙醚)、1，3-二氧戊环、二甲亚砜(DMSO)以及乳酸乙酯与衍生自大豆油或玉米油的脂肪酸甲酯的掺合物。所提议的许多NMP替代本身引起毒性问题。举例来说，美国环境保护局最近已针对毒性问题颁布大量针对某些聚乙烯醚类(包括乙基二乙二醇二甲醚)的新使用规则。另外，所提议的NMP替代都不具有与NMP相同的溶剂化能力和其它参数，限制了此类替代针对某些材料或某些应用的可用性。具体来说，所提议的NMP替代都不适于与聚酰亚胺和/或聚酰胺酸聚合物一起用于制造电子装置，除其它原因，由于其相较于NMP的相对高冷冻点、相对高粘度以及相对高沸点。仍需要适合溶剂来代替NMP与聚酰亚胺聚合物一起用于制造电子装置。
技术实现思路
本专利技术提供一种组合物，其包含一种或多种聚酰亚胺聚合物和/或聚酰胺酸聚合物以及包含二甲亚砜、磷酸三乙酯以及γ-丁内酯的溶剂混合物。本专利技术还提供一种用于制备聚酰亚胺聚合物的方法，包含：使一种或多种二酐单体与一种或多种二胺在包含二甲亚砜、磷酸三乙酯以及γ-丁内酯的溶剂系统中反应形成聚酰胺酸聚合物；以及使聚酰胺酸聚合物亚胺化形成聚酰亚胺聚合物。如在本说明书通篇中所使用，除非上下文另作明确指示，否则以下缩写应该具有以下含义：℃＝摄氏度；g＝克；L＝升；mL＝毫升；mm＝毫米；以及DI＝去离子。除非另外指出，否则所有量都是重量百分比(“重量％”)并且所有比率都是摩尔比。所有数值范围都是包括性的并且可按任何顺序组合，但显然这类数值范围限制于总计100％。冠词“一(a)”、“一个(an)”以及“所述(the)”是指单数和复数。如本文所使用，术语“和/或”包括相关联的所列项目中的一个或多个的任何以及所有组合。“溶剂混合物”和“溶剂系统”在本申请案中互换使用。除非另外规定，否则“烷基”指的是直链、分支链以及环状烷基。“芳基”指的是芳香族碳环和芳香族杂环。术语“聚合物”包括寡聚物。术语“寡聚物”指的是二聚物、三聚物、四聚物以及能够进一步固化的其它聚合材料。术语“固化”意思是提高材料或组合物的分子量的任何方法，例如聚合或缩合。“可固化”指的是能够在某些条件下固化的任何材料。术语“膜”和“层”在本说明书中可互换。本专利技术人已发现包含二甲亚砜(DMSO)、磷酸三乙酯(TEP)以及γ-丁内酯(GBL)的溶剂混合物用作聚酰亚胺聚合物和/或聚酰胺酸聚合物的溶剂尤其有效。具体来说，本专利技术提供一种组合物，其包含一种或多种聚酰亚胺聚合物和/或聚酰胺酸聚合物以及按溶剂的总重量计包含10重量％到80重量％二甲亚砜、10重量％到80重量％磷酸三乙酯以及10重量％到80重量％γ-丁内酯的溶剂系统。优选地，适用于本专利技术组合物的溶剂混合物包含20重量％到60重量％DMSO、20重量％到60重量％TEP以及20重量％到60重量％GBL，以及更优选25重量％到40重量％DMSO、25重量％到40重量％TEP以及20重量％到50重量％GBL。具体来说，适合溶剂混合物为DMSO/TEP/GBL重量比为0.75-1.25/0.75-1.25/0.75-1.25，并且优选1/1/0.75-1比率的混合物。优选的是，当需要本专利技术溶剂混合物在＜0℃的温度下为液体时，使用≤40重量％DMSO。本专利技术的溶剂组合容易溶解聚酰亚胺聚合物和/或聚酰胺酸聚合物，具体来说可溶解于NMP中但限于不溶解于其它常规溶剂中的那些聚酰亚胺或聚酰胺酸聚合物。优选为芳香族聚酰亚胺聚合物和芳香族聚酰胺酸聚合物。如本文所用，短语“可溶于NMP中的聚酰亚胺或聚酰胺酸聚合物”指的是当溶解于NMP中时形成可穿过1微米孔径过滤器的均匀相。聚酰亚胺聚合物和聚酰胺酸聚合物通常由作为聚合单元的一种或多种二酐单体和一种或多种二胺单体构成。优选的是，适用于本专利技术的聚酰亚胺聚合物和/或聚酰胺酸聚合物包含一种或多种芳基二酐单体或脂环族二酐单体作为聚合单元。另外优选的是聚酰亚胺聚合物和/或聚酰胺酸聚合物包含一种或多种芳基二胺单体作为聚合单元。甚至更优选地，聚酰亚胺聚合物和/或聚酰胺酸聚合物包含一种或多种芳基二酐单体或脂环族二酐单体和一种或多种芳基二胺单体作为聚合单元。优选聚酰亚胺聚合物和聚酰胺酸聚合物包含一种或多种式(1)或式(2)的二酐单体其中A表示环己基环或苯环；Y为化学键、O或CR2；各R独立地为H、CX3或C2X5；且各X独立地为H或卤素。优选卤素为F、Cl和Br，并且更优选为F。优选地，A表示苯环。优选的是，Y为化学键、O或C(CX3)2，并且更优选为化学键、O或C(CF3)2。适合二酐单体一般市场有售，例如购自西格玛-阿尔德里奇(Sigma-Aldrich)(圣路易斯(St.Louis)，密苏里(Missouri))或美国TCI(费城(Philadelphia)，宾夕法尼亚州(PA))，或可通过所属领域中已知的多种方法制备。优选二酐单体包括：4，4′-(六氟亚异丙基)二邻苯二甲酸本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种组合物，其包含一种或多种聚酰亚胺聚合物和/或聚酰胺酸聚合物以及包含二甲亚砜、磷酸三乙酯和γ‑丁内酯的溶剂混合物。

【技术特征摘要】
2015.01.15 US 62/1039391.一种组合物，其包含一种或多种聚酰亚胺聚合物和/或聚酰胺酸聚合物以及包含
二甲亚砜、磷酸三乙酯和γ-丁内酯的溶剂混合物。
2.根据权利要求1所述的组合物，其中所述溶剂混合物包含10重量％到80重量％
二甲亚砜、10重量％到80重量％磷酸三乙酯以及10重量％到80重量％γ-丁内酯。
3.根据权利要求2所述的组合物，其中所述溶剂混合物包含20重量％到60重量％
二甲亚砜、20重量％到60重量％磷酸三乙酯以及20重量％到60重量％γ-丁内酯。
4.根据权利要求3所述的组合物，其中所述溶剂混合物包含25重量％到40重量％
二甲亚砜、25重量％到40重量％磷酸三乙酯以及20重量％到50重量％γ-丁内酯。
5.根据权利要求1所述的组合物，其中所述溶剂混合物包含1/1/0.75-1重量比的二
甲亚砜、磷酸三乙酯以及γ-丁内酯。
6.根据权利要求1所述的组合物，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：卜路嘉，F·周，C·R·坎齐，XQ·刘，
申请(专利权)人：罗门哈斯电子材料有限责任公司，罗门哈斯公司，
类型：发明
国别省市：美国;US