[發明專利]用于聚酰亞胺和聚酰胺酯聚合物生產的改進的工藝

在審

• 申請號: 201480028804.0
• 申請日: 2014-05-19
• 公開（公告）號: CN105658585A
• 公開（公告）日: 2016-06-08
• 發明（設計）人: W·A·瑞內斯;S·馬利克;B·B·德
• 申請（專利權）人: 富士膠片電子材料美國有限公司
• 主分類號: C02F1/54
• 分類號: C02F1/54;C08G63/02
• 代理公司: 北京市中倫律師事務所 11410
• 代理人: 唐雯;賈媛媛

相關申請的交叉引用

本申請要求2013年5月17日提交的美國臨時專利申請第61/824,529號的優先權， 其內容通過引用全文并入本文。

背景技術

聚酰亞胺聚合物作為耐熱和耐化學材料已經在各種應用中使用了幾十年。此外， 它們具有優越的機械性質，這使得它們對各種電子設備制造來說是有益的。

聚酰亞胺(PI)聚合物通常是通過對它們的前體聚酰胺酸(PAA)聚合物或聚酰胺酯 (PAE)聚合物進行化學或熱處理來制備。雖然大多數PAA和PAE聚合物在其被合成的極性質 子惰性聚合溶劑中是可溶的，但得到的酰亞胺化時形成的PI聚合物通常不溶。在許多應用 中，由于PI聚合物不溶，PAA或PAE聚合物涂覆在基底上和固化至超過350℃的溫度以形成PI 聚合物。在近期的前沿應用中，涂覆可溶性PI聚合物是比涂覆其PAA或PAE前體更優選的，因 為歸因于固化的所需固化溫度較低且膜片厚度損失較少，這導致對基底的應力較小。

在PI聚合物保持可溶性的這些情況下，隔離和純化通過將聚合溶液加至大量非溶 劑來完成。參見例如專利號US3856752、US4026876、US5252534、US5478915、US20040265731 和US20040235992，其通過引用并入。典型的非溶劑是水、低沸點的醇類諸如甲醇和異丙醇， 或碳氫化合物溶劑諸如己烷或甲苯。之后將沉淀的聚合物過濾，用另外的大量非溶劑清洗 并且在升高的溫度下真空干燥。在大多數情況下，為了獲得足夠純度的材料，聚合物必須重 新溶解在溶劑中并且第二次沉淀至非溶劑中。在PI聚合物中雜質的存在導致組合物的低劣 性質諸如機械、電學或化學抗性。此外，從環境，安全和衛生角度來說，來自那些聚合物的最 終聚合物或組合物中不期望的極性質子惰性聚合溶劑是不期望的。這些方法也可用來分離 PAA和PAE聚合物。以這樣的方式，用于生產PI、PAA和PAE聚合物的傳統的工藝往往會產生每 1千克聚合物100千克到500千克的廢物。此外，使用傳統的方法，減少殘留溶劑的量至所需 的水平(例如小于1wt％)是非常困難的，部分由于不期望的極性質子惰性聚合溶劑與PI、 PAA和PAE聚合物之間強烈的關聯。而且，多個沉淀、過濾和干燥步驟的過度處理可進一步使 得聚合物的純度受到多種物類諸如痕量金屬污染的損害。

發明內容

本公開描述了用于制備和純化可溶性聚酰亞胺(PI)和聚酰胺酯(PAE)聚合物的環 境友好，高效的工藝。與傳統的沉淀工藝相比，這一工藝可顯著降低所獲得的PI和PAE聚合 物中雜質的量(例如殘留溶劑或金屬)，同時顯著減少產生的廢物。由此獲得的PI和PAE聚合 物具有多種多樣的應用，諸如半導體設備絕緣和包裝材料。

在一個方面，本公開特征在于純化聚合物的工藝，包括(a)提供含有溶于至少一種 極性質子惰性聚合溶劑的聚酰亞胺或聚酰胺酯的有機溶液；(b)加入至少一種純化溶劑至 有機溶液，以形成稀釋的有機溶液，所述至少一種純化溶劑在25℃具有比至少一種聚合溶 劑更低的極性并且具有比至少一種聚合溶劑更低的水溶解度；(c)用水或水溶液清洗所述 稀釋的有機溶液獲得清洗后的有機溶液；和(d)去除清洗的有機溶液中至少一種純化溶劑 的至少一部分以獲得含有純化的聚酰亞胺或聚酰胺酯的溶液。

在另一方面，本公開特征在于通過以上工藝獲得的純化的聚合物溶液。

在另一方面，本公開特征在于在基底上制備膜片的工藝，包括(a)提供含有溶于至 少一種極性質子惰性聚合溶劑的聚酰亞胺或聚酰胺酯的有機溶液；

(b)加入至少一種純化溶劑至有機溶液形成稀釋的有機溶液，所述至少一種純化溶劑 在25℃具有比至少一種聚合溶劑更低的極性并且具有比至少一種聚合溶劑更低的水溶解 度；(c)用水或水溶液清洗所述稀釋的有機溶液獲得清洗后的有機溶液；(d)去除清洗的有 機溶液中至少一種純化溶劑的至少一部分以獲得含有純化的聚酰亞胺或聚酰胺酯的溶液； 和(e)將含有純化的聚酰亞胺或聚酰胺酯的溶液涂覆在基底上形成膜片。

在另一方面，本公開特征在于通過以上工藝獲得的自支撐膜片。

在還有另一方面，本公開特征在于含有半導體基底和通過以上工藝在半導體上制 備的膜片的物品。

附圖簡述