이하, 본 발명을 상세히 설명한다. 다만, 이는 예시로써 제시되는 것으로, 이에 의해 본 발명이 제한되지는 않으며 본 발명은 명세서에 기재된 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.Hereinafter, the present invention will be described in detail. However, this is presented as an example, and the present invention is not limited thereby, and the present invention is only defined by the scope of the claims described in the specification.
<폴리아믹산 조성물><Polyamic acid composition>
본 발명의 폴리아믹산 조성물은 투명 폴리이미드 필름을 제조하기 위한 폴리아믹산을 형성하는 전구체 조성물로서, 상기 화학식 1로 표시되는 트리아민(triamine)을 포함하는 것을 특징으로 한다. The polyamic acid composition of the present invention is a precursor composition for forming a polyamic acid for preparing a transparent polyimide film, and is characterized by comprising triamine represented by the formula (1).
구체적으로, 상기 폴리아믹산 조성물은 적어도 1종의 디아민 단량체, 적어도 1종의 디안하이드라이드 단량체; 및 반응물이자 가교제 역할을 수행할 수 있는 특정 구조의 트리아민 단량체를 적어도 1종 이상 포함한다. Specifically, the polyamic acid composition may include at least one diamine monomer, at least one dianhydride monomer; And at least one triamine monomer having a specific structure capable of acting as a reactant and a crosslinking agent.
상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 분자 내에 3개의 아민기를 포함하는 트리아민계 화합물이다. 이러한 트리아민을 폴리아믹산 조성물의 일 성분으로 사용할 경우, 3개의 아민기가 가교반응성 작용기로 반응하여 분자 내 3차원 망상구조의 가교결합을 형성함에 따라 종래 선형 구조를 가진 폴리아믹산 보다 견고하고 강직(Rigid)하면서 높은 분자량을 갖는 폴리아믹산이 생성된다. 이러한 폴리아믹산은 열이나 빛에 의해 분해되지 않고 외부 충격에 대해 보다 안정적이므로, 이를 이용하여 제조된 투명 폴리이미드 수지의 광학 특성, 열적 특성 및 기계적 특성(Modulus, Strength) 등을 유의적으로 개선할 수 있다. The compound represented by Formula 1 is a triamine-based compound containing three amine groups in the molecule. When such a triamine is used as a component of a polyamic acid composition, three amine groups react with a crosslinking functional group to form a crosslink of a three-dimensional network structure in the molecule, making it more rigid and rigid than a polyamic acid having a conventional linear structure. ) And a high molecular weight polyamic acid is produced. Since the polyamic acid is not decomposed by heat or light and is more stable against external impact, the optical properties, thermal properties, and mechanical properties (Modulus, Strength), etc. of the transparent polyimide resin manufactured using the polyamic acid are significantly improved. Can.
특히, 종래 폴리아믹산의 물성 개선을 위해 가교제를 첨가하기도 하였으나, 이러한 가교제는 단순히 첨가제로 사용되는 것이므로, 첨가되는 양만큼 반응물(예, 디아민과 디안하이드라이드 등)의 사용량이 감소하여 최종 폴리아믹산의 물성 저하가 초래될 수 있다. 또한 용액중합된 폴리아믹산을 형성한 이후에 가교제를 별도로 첨가하여야 하므로, 제조 공정수가 추가되어 양산성이 저하될 수 있다. 이에 비해, 본 발명에서는 특정 구조의 트리아민 단량체를 폴리아믹산을 형성하는 반응물(예, 아민 단량체)이자 가교결합을 형성할 수 있는 가교제(crosslinker)로 사용함으로써, 전술한 문제점이 근본적으로 초래되지 않는다. Particularly, a crosslinking agent was added to improve the physical properties of the conventional polyamic acid, but since the crosslinking agent is simply used as an additive, the amount of reactants (e.g., diamine and dianhydride) is reduced by the amount added, resulting in the final polyamic acid. Deterioration in physical properties may result. In addition, since a crosslinking agent must be separately added after forming the solution-polymerized polyamic acid, the number of manufacturing processes may be added, and mass productivity may be deteriorated. In contrast, in the present invention, by using a triamine monomer having a specific structure as a reactant (eg, amine monomer) forming a polyamic acid and a crosslinker capable of forming a crosslink, the above-mentioned problems are not caused fundamentally. .
또한 상기 트리아민은 분자 골격 내에 불소(F)나 -CF3 등의 전자흡인성기(EWG)를 적어도 하나 이상 포함하므로, 전술한 광학 특성, 기계적 특성 및 열적 특성을 보다 상승시킬 수 있다. 보다 구체적으로, 폴리이미드 필름은 무색이 아닌 짙은 갈색을 띠게 되는데, 이는 이미드(Imide) 사슬 내에 존재하는 π 전자들의 Charge Transfer Complex(CTC) 때문이다. 상기 화학식 1에 도입된 -F, -CF3 등은 강한 전자 끄는 기이므로, π 전자들간의 이동을 통해 상기 CT-Complex가 일어나지 않도록 함으로써 폴리이미드의 높은 투명성을 나타낼 수 있다.In addition, since the triamine contains at least one electron withdrawing group (EWG) such as fluorine (F) or -CF 3 in the molecular skeleton, the aforementioned optical properties, mechanical properties, and thermal properties can be further increased. More specifically, the polyimide film has a dark brown color, not colorless, because of the charge transfer complex (CTC) of π electrons present in the imide chain. Since -F, -CF 3 and the like introduced in Chemical Formula 1 are strong electron-withdrawing groups, the CT-Complex does not occur through movement between π electrons, thereby exhibiting high transparency of polyimide.
본 발명에 따른 폴리아믹산 조성물에 포함되는 트리아민은, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 적어도 1종 이상 포함한다.The triamine contained in the polyamic acid composition according to the present invention includes at least one compound represented by the formula (1).
상기 화학식 1의 일 구체예를 들면, A1은 당 분야에 공지된 탄화수소계 또는 헤테로원자를 적어도 하나 포함하는 탄화수소계 고리기일 수 있다. 또한, 이들이 인접하는 다른 환과 축합, 융합, 가교 또는 스파이로(spirocyclic) 결합된 형태일 수 있다. 일례로, A1은 단일환 또는 다환의 지환족 고리, 단일환 또는 다환의 헤테로지환족 고리, 단일환 또는 다환의 방향족 고리, 혹은 단일환 또는 다환의 헤테로방향족 고리로 이루어진 군에서 선택될 수 있다. 구체적으로, A1은 C6~C30 방향족 또는 C5~C30의 지환족 유기기로서, 상기 방향족 및 지환족 유기기는 각각 독립적으로 단일환이거나, 또는 적어도 2개의 다환고리가 직접 또는 가교구조를 통해 연결된 것일 수 있다. 보다 구체적인 일례를 들면, A1은 단일환 또는 다환 형태의 C6~C20 방향족 또는 C5~C20의 지환족 유기기일 수 있으며, 바람직하게는 페닐기일 수 있다. For example, in Formula 1, A 1 may be a hydrocarbon-based cyclic group containing at least one hydrocarbon-based or heteroatom known in the art. In addition, they may be condensed, fused, bridged with other adjacent rings or spirocyclic. As an example, A 1 may be selected from the group consisting of monocyclic or polycyclic alicyclic ring, monocyclic or polycyclic heteroalicyclic ring, monocyclic or polycyclic aromatic ring, or monocyclic or polycyclic heteroaromatic ring. . Specifically, A 1 is a C 6 ~ C 30 aromatic or C 5 ~ C 30 alicyclic organic group, the aromatic and alicyclic organic groups are each independently a monocyclic ring, or at least two polycyclic rings are directly or crosslinked structure It may be connected through. For a more specific example, A 1 may be a monocyclic or polycyclic C 6 to C 20 aromatic or C 5 to C 20 alicyclic organic group, and preferably a phenyl group.
또한 Y1 내지 Y3는 서로 동일하거나 또는 상이하며, 각각 독립적으로 단일결합이거나 또는 -O-, -S-, -SO2-, -COO-, -OCO-, C2~C30의 알케닐기, C4~C30의 시클로알킬렌기 및 C6~C30의 아릴렌기로 이루어진 군에서 선택될 수 있다. 구체적으로, Y1 내지 Y3는 서로 동일하거나 또는 상이하며, 각각 독립적으로 -O-일 수 있다. In addition, Y 1 to Y 3 are the same as or different from each other, each independently a single bond or -O-, -S-, -SO 2 -, -COO-, -OCO-, C 2 ~ C 30 alkenyl group , C 4 ~ C 30 It may be selected from the group consisting of a cycloalkylene group and C 6 ~ C 30 arylene group. Specifically, Y 1 to Y 3 are the same as or different from each other, and may each independently be -O-.
B1 내지 B3는 서로 동일하거나 또는 상이하며, 각각 독립적으로 당 분야에 공지된 탄화수소계 또는 헤테로원자를 적어도 하나 포함하는 탄화수소계 고리기일 수 있다. 구체적으로, B1 내지 B3는 각각 독립적으로 전술한 A1과 동일할 수 있으며, 각각 독립적으로 C6~C30 방향족 또는 C5~C30의 지환족 유기기로서, 상기 방향족 및 지환족 유기기는 각각 독립적으로 단일환이거나, 또는 적어도 2개의 다환고리가 직접 또는 가교구조를 통해 연결된 것일 수 있다. 보다 구체적인 일례를 들면, B1 내지 B3는 서로 동일하거나 또는 상이하며, 각각 독립적으로 단일환 또는 다환 형태의 C6~C20 방향족 또는 C5~C20의 지환족 유기기일 수 있으며, 바람직하게는 B1 내지 B3 모두가 페닐기일 수 있다. B 1 to B 3 are the same as or different from each other, and each independently may be a hydrocarbon-based ring group containing at least one hydrocarbon-based or heteroatom known in the art. Specifically, B 1 to B 3 may each independently be the same as A 1 described above, and each independently C 6 to C 30 aromatic or C 5 to C 30 alicyclic organic group, the aromatic and alicyclic organic The groups may be each independently a monocyclic ring, or at least two polycyclic rings may be directly or linked through a crosslinked structure. For a more specific example, B 1 to B 3 are the same as or different from each other, and each independently may be a monocyclic or polycyclic C 6 to C 20 aromatic or C 5 to C 20 alicyclic organic group, preferably All of B 1 to B 3 may be a phenyl group.
본 발명의 일 실시예에 따라 화학식 1의 A1, Y1 내지 Y3, 및 B1 내지 B3를 보다 구체화하면, 하기 화학식 2로 표시될 수 있다. If A 1 , Y 1 to Y 3 , and B 1 to B 3 of Formula 1 according to an embodiment of the present invention are more concretely expressed, they may be represented by the following Formula 2.
[화학식 2][Formula 2]
상기 식에서, In the above formula,
Ra, Rb, Rc, R11, R12, R21, R22, R31, R32, o, p, 및 q는 각각 화학식 1에서 정의된 바와 같다.R a , R b , R c , R 11 , R 12 , R 21 , R 22 , R 31 , R 32 , o, p, and q are each as defined in Formula 1.
전술한 B1 내지 B3에는, 다양한 치환체로서 Ra 내지 Rc가 각각 치환될 수 있다. 이러한 Ra, Rb 및 Rc는 서로 동일하거나 또는 상이하며, 각각 독립적으로 수소, 할로겐, 시아노기, 니트로기, C1~C40의 알킬기, 및 -CF3로 구성된 군에서 선택될 수 있다. 구체적으로, Ra 내지 Rc는 각각 당 업계에 공지된 통상의 전자흡인성기(electron withdrawing group, EWG) 일 수 있으며, 각각 독립적으로 불소(F) 등의 할로겐(X = F, Cl, Br, I) 또는 CF3 인 것이 바람직하다.In the aforementioned B 1 to B 3 , R a to R c may be substituted as various substituents, respectively. These R a , R b and R c are the same as or different from each other, and each independently can be selected from the group consisting of hydrogen, halogen, cyano group, nitro group, C 1 to C 40 alkyl group, and -CF 3 . . Specifically, R a to R c may each be a conventional electron withdrawing group (EWG) known in the art, and each independently halogen (X = F, Cl, Br, such as fluorine (F)), I) or CF 3 is preferred.
이때, Ra 내지 Rc가 치환되는 개수(예, o, p 및 q)는 특별히 제한되지 않으며, 일례로, o, p 및 q는 각각 독립적으로 0 내지 4의 정수일 수 있으며, 다만 o+p+q >1일 수 있다. 구체적으로, 1 < o+p+q ≤ 6일 수 있으며, 바람직하게는 o, p 및 q가 각각 1 일 수 있다. 여기서 o가 0인 경우 Ra은 수소이며, o이 1 내지 4인 경우 Ra는 수소를 제외한 전술한 치환기를 가진다. 또한 p가 0인 경우 Rb는 수소이며, p가 1 내지 4인 경우 Rb는 수소를 제외한 전술한 치환기를 가진다. 그리고, q가 0인 경우 Rc는 수소이며, q가 1 내지 4인 경우 Rc는 수소를 제외한 전술한 치환기를 가진다.In this case, the number of R a to R c substitutions (eg, o, p and q) is not particularly limited, and for example, o, p and q may each independently be an integer from 0 to 4, but o+p It can be +q >1. Specifically, 1 <o+p+q ≤ 6, and preferably, o, p, and q may each be 1. Here, when o is 0, R a is hydrogen, and when o is 1 to 4, R a has the aforementioned substituents except hydrogen. In addition, when p is 0, R b is hydrogen, and when p is 1 to 4, R b has the aforementioned substituents except hydrogen. And, when q is 0, R c is hydrogen, and when q is 1 to 4, R c has the aforementioned substituents excluding hydrogen.
본 발명의 일 실시예에 따라 화학식 1의 B1 내지 B3에 도입되는 각 Ra, Rb, Rc를 보다 구체화하면, 하기 화학식 3으로 표시될 수 있다. 그러나, 이에 제한되는 것은 아니다. According to an embodiment of the present invention, each R a , R b , and R c introduced into B 1 to B 3 of Formula 1 may be more specifically represented by Formula 3 below. However, it is not limited thereto.
[화학식 3][Formula 3]
상기 식에서, In the above formula,
R11, R12, R21, R22, R31, R32, o, p, 및 q는 각각 화학식 1에서 정의된 바와 같다.R 11 , R 12 , R 21 , R 22 , R 31 , R 32 , o, p, and q are each as defined in Formula 1.
또한 상기 화학식 1로 표시되는 트리아민의 3개의 아민기(예, -NR11R12, -NR21R22, -NR31R32)에 도입되는 R11, R12, R21, R22, R31 및 R32는 서로 동일하거나 또는 상이하며, 각각 독립적으로 수소, 할로겐, 시아노기, 니트로기, C1~C40의 알킬기, 및 -CF3로 구성된 군에서 선택될 수 있다. 구체적으로, R11, R12, R21, R22, R31 및 R32는 각각 독립적으로 수소 또는 C1~C40의 알킬기일 수 있으며, 보다 구체적으로 모두 수소일 수 있다. In addition, R 11 , R 12 , R 21 , R 22 , R introduced into three amine groups of the triamine represented by Formula 1 (eg, -NR 11 R 12 , -NR 21 R 22 , -NR 31 R 32 ) 31 and R 32 are the same as or different from each other, and each independently may be selected from the group consisting of hydrogen, halogen, cyano group, nitro group, C 1 to C 40 alkyl group, and -CF 3 . Specifically, R 11 , R 12 , R 21 , R 22 , R 31 and R 32 may each independently be hydrogen or an alkyl group of C 1 to C 40 , and more specifically, all hydrogen.
전술한 화학식 1의 A1, Y1~Y3, B1~B3, Ra~Rc, R11, R12, R21, R22, R31 및 R32에 있어서, 임의의 수소는 각각 독립적으로 할로겐(X = F, Cl, Br, I) 및 -CF3 로 구성된 군에서 선택된 1종 이상의 치환기로 치환될 수 있다. In A 1 , Y 1 to Y 3 , B 1 to B 3 , R a to R c , R 11 , R 12 , R 21 , R 22 , R 31 and R 32 of Formula 1 described above, any hydrogen is Each may be independently substituted with one or more substituents selected from the group consisting of halogen (X = F, Cl, Br, I) and -CF 3 .
본 발명에 따라 화학식 1로 표시되는 트리아민 단량체의 사용량은 특별히 제한되지 않으며, 일례로 당해 디아민과 트리아민을 합한 전체 아민 100 몰%를 기준으로 하여 1 내지 20 몰%일 수 있으며, 바람직하게는 5 내지 20 몰%일 수 있다. 트리아민의 함량을 전술한 함량 범위로 첨가할 경우, 보다 견고한 화학구조와 높은 분자량을 갖는 폴리아믹산이 형성될 수 있다. The amount of the triamine monomer represented by Formula 1 according to the present invention is not particularly limited, and for example, it may be 1 to 20 mol% based on 100 mol% of the total amine combined with the diamine and triamine, preferably 5 to 20 mol%. When the content of triamine is added in the above-described content range, a polyamic acid having a more robust chemical structure and high molecular weight may be formed.
한편 본 발명에서는 전술한 트리아민을 폴리아믹산을 형성하는 반응물(예, 아민 단량체) 중 하나로서 사용하는 것을 구체적으로 예시하고 있다. 그러나 이에 제한되지 않으며, 디아민과 디안하이드라이드의 용액중합반응 결과물인 폴리아믹산에 가교제로서 첨가하는 것도 본 발명의 범주에 속한다. 이와 같이, 용액중합된 폴리아믹산에 첨가되는 가교제로서 사용되는 경우, 상기 트리아민의 함량은 당 분야에 공지된 첨가제의 함량 범위 내에서 적절히 조절하여 사용될 수 있다. 일례로, 상기 트리아민의 함량은 당해 폴리아믹산 조성물의 총 중량 대비 0.1 내지 20 중량부일 수 있으며, 바람직하게는 0.5 내지 15 중량부일 수 있다. 이때 상기 폴리아믹산 조성물의 총 중량은 용매를 제외한 모노머의 총량을 의미할 수 있다. Meanwhile, in the present invention, the use of the above-described triamine as one of the reactants (for example, amine monomer) forming the polyamic acid is specifically illustrated. However, the present invention is not limited thereto, and it is also within the scope of the present invention to add as a crosslinking agent to the polyamic acid that is the result of solution polymerization of diamine and dianhydride. As such, when used as a crosslinking agent added to a solution-polymerized polyamic acid, the content of the triamine may be appropriately adjusted within the content range of additives known in the art. In one example, the content of the triamine may be 0.1 to 20 parts by weight based on the total weight of the polyamic acid composition, preferably 0.5 to 15 parts by weight. At this time, the total weight of the polyamic acid composition may mean the total amount of monomers excluding the solvent.
본 발명의 폴리아믹산 조성물은, 당 분야에 공지된 적어도 1종의 디아민 화합물을 포함한다. The polyamic acid composition of the present invention contains at least one diamine compound known in the art.
상기 디아민 화합물은 분자 내 디아민 구조를 갖는 화합물이라면 특별한 제한 없이 사용 가능하며, 일례로 디아민 구조를 가지고 있는 방향족, 지환족, 또는 지방족 화합물 등이 있다. 구체적으로, 상기 디아민 화합물은 당 분야에 공지된 비불소 방향족 디아민, 불소 치환기가 도입된 불소화 방향족 디아민, 설폰계 디아민, 히드록시계 디아민, 에테르계 디아민, 지환족 디아민 등을 각각 단독 또는 2종 이상 혼용할 수 있다. The diamine compound may be used without particular limitation as long as it is a compound having a diamine structure in the molecule, and for example, an aromatic, alicyclic, or aliphatic compound having a diamine structure. Specifically, the diamine compound is a non-fluorine aromatic diamine known in the art, a fluorinated aromatic diamine having a fluorine substituent introduced, a sulfone-based diamine, a hydroxy-based diamine, an ether-based diamine, an alicyclic diamine, respectively, or two or more kinds. Can be used interchangeably.
사용 가능한 디아민의 비제한적인 예를 들면, 옥시디아닐린(ODA), 2,2'-비스(트리플루오로메틸)-4,4'-디아미노비페닐(2,2'-TFDB), 2,2'-비스(트리플루오로 메틸)-4,3'- 디아미노비페닐 (2,2'-Bis(trifluoromethyl) -4,3'-Diaminobiphenyl), 2,2'-비스 (트리플루오로 메틸)-5,5'-디아미노비페닐 (2,2'-Bis(trifluoromethyl) -5,5'-Diaminobiphenyl), 2,2'-비스(트리플루오로메틸)-4,4'-다이아미노페닐에테르(2,2'-Bis(trifluoromethyl)-4,4'-diaminodiphenyl ether, 6-FODA), 비스 아미노하이드록시 페닐 헥사플르오로프로판(DBOH), 비스 아미노 페녹시 페닐 헥사플루오로프로판(4BDAF), 비스 아미노 페녹시 페닐프로판(6HMDA), 비스 아미노페녹시 디페닐술폰(DBSDA), 비스(4-아미노페닐)설폰(4,4'-DDS), 비스(3-아미노페닐)설폰(3,3'-DDS), 술포닐디프탈릭안하이드라이드(SO2DPA), 4,4'-옥시디아닐린 (4,4'-ODA), 비스(카르복시페닐) 디메틸실란로 구성된 군에서 선택된 1종 이상일 수 있다. 전술한 디아민을 각각 단독으로 사용하거나 또는 이들을 2종 이상 혼합된 형태로 사용할 수 있다. Non-limiting examples of diamines that can be used include oxydianiline (ODA), 2,2'-bis(trifluoromethyl)-4,4'-diaminobiphenyl (2,2'-TFDB), 2 ,2'-bis(trifluoromethyl)-4,3'-diaminobiphenyl (2,2'-Bis(trifluoromethyl) -4,3'-Diaminobiphenyl), 2,2'-bis (trifluoro Methyl)-5,5'-diaminobiphenyl (2,2'-Bis(trifluoromethyl) -5,5'-Diaminobiphenyl), 2,2'-bis(trifluoromethyl)-4,4'-di Aminophenyl ether (2,2'-Bis (trifluoromethyl)-4,4'-diaminodiphenyl ether, 6-FODA), bis aminohydroxy phenyl hexafluoropropane (DBOH), bis amino phenoxy phenyl hexafluoropropane ( 4BDAF), bis amino phenoxy phenylpropane (6HMDA), bis aminophenoxy diphenylsulfone (DBSDA), bis (4-aminophenyl) sulfone (4,4'-DDS), bis (3-aminophenyl) sulfone ( 1, selected from the group consisting of 3,3'-DDS), sulfonyldiphthalanhydride (SO2DPA), 4,4'-oxydianiline (4,4'-ODA), bis(carboxyphenyl) dimethylsilane It may be abnormal. The above-described diamines may be used alone or in a mixture of two or more of them.
고투명성, 높은 유리전이온도, 및 낮은 황색도를 고려할 때, 상기 불소화 디아민은 직선형의 고분자화를 유도할 수 있는 2,2'-비스(트리플루오로 메틸)-4,4'-디아미노비페닐 (2,2'-TFDB)를 사용할 수 있다. 또한 설폰계 디아민은 비스(4-아미노페닐)설폰(4,4'-DDS)를 사용할 수 있으며, 상기 히드록시계 디아민은 2,2- 비스 (3-아미노-4-메틸페닐)-헥사플루오로프로판 (2,2-Bis (3-amino-4-methylphenyl)-hexafluoropropane, BIS-AT-AF)을 사용할 수 있다. 또한 에테르계 디아민은 2,2'-비스(트리플루오로메틸)-4,4'-다이아미노페닐에테르 (6-FODA), 또는 옥시디아닐린(ODA) 등을 사용할 수 있다.Considering high transparency, high glass transition temperature, and low yellowness, the fluorinated diamine is a 2,2'-bis(trifluoro methyl)-4,4'-diamino ratio capable of inducing linear polymerization. Phenyl (2,2'-TFDB) can be used. In addition, bis(4-aminophenyl)sulfone (4,4'-DDS) can be used as the sulfone-based diamine, and the hydroxy diamine is 2,2-bis (3-amino-4-methylphenyl)-hexafluoro. Propane (2,2-Bis (3-amino-4-methylphenyl)-hexafluoropropane, BIS-AT-AF) can be used. In addition, as the ether-based diamine, 2,2'-bis(trifluoromethyl)-4,4'-diaminophenyl ether (6-FODA) or oxidianiline (ODA) may be used.
본 발명의 바람직한 일례에 따르면, 상기 디아민과 트리아민의 사용 비율은 80~99 : 1~20 몰%비일 수 있으며, 구체적으로 90~95 : 5~10 몰%비일 수 있다. According to a preferred example of the present invention, the use ratio of the diamine and triamine may be 80 to 99: 1 to 20 mol% ratio, specifically 90 to 95: 5 to 10 mol% ratio.
또한 본 발명의 폴리아믹산 제조에 사용되는 디안하이드라이드(b) 단량체는 분자 내 디안하이드라이드(dianhydride) 구조를 갖는 당 분야에 공지된 화합물을 제한 없이 사용할 수 있다. 구체적으로, 당 분야에 공지된 통상의 불소화, 비불소화, 지환족 등의 디안하이드라이드 등을 각각 단독 또는 2종 이상 혼용할 수 있다. In addition, the dianhydride (b) monomer used in the polyamic acid production of the present invention can be used without limitation a compound known in the art having an intramolecular dianhydride structure. Specifically, conventional fluorinated, non-fluorinated, cycloaliphatic dianhydrides and the like known in the art may be used alone or in combination of two or more.
불소화 디안하이드라이드 단량체는 불소 치환기가 도입된 방향족 디안하이드라이드이라면, 특별히 한정되지 않는다. 사용 가능한 불소화 디안하드라이드의 일례를 들면, 2,2-비스(3,4-디카르복시페닐)헥사플루오로프로판 디안하이드라이드 (2,2-bis(3,4-dicarboxyphenyl)hexafluoropropane dianhydrid, 6-FDA), 4-(트리플루오로메틸)피로멜리틱 디안하이드라이드 (4-(trifluoromethyl)pyromellitic dianhydride, 4-TFPMDA) 등이 있다. 이들을 단독으로 사용하거나 또는 2종 이상 혼합하여 사용될 수 있다. 불소화 디안하이드라이드 중 6-FDA는 분자 사슬 간 및 분자 사슬 내 전하이동착물 (CTC: Change transfer complex)의 형성을 제한하는 특성이 매우 커서 투명화하는데 매우 적절한 화합물이다. The fluorinated dianhydride monomer is not particularly limited as long as it is an aromatic dianhydride in which a fluorine substituent is introduced. One example of a fluorinated dianhardide that can be used is 2,2-bis(3,4-dicarboxyphenyl)hexafluoropropane dianhydride (2,2-bis(3,4-dicarboxyphenyl)hexafluoropropane dianhydrid, 6- FDA), 4-(trifluoromethyl)pyromellitic dianhydride (4-TFPMDA), and the like. These may be used alone or in combination of two or more. Among the fluorinated dianhydrides, 6-FDA is a compound suitable for clarification due to its very large property that limits the formation of a charge transfer complex (CTC) between molecular chains and in molecular chains.
또한, 지환족(alicyclic) 디안하이드라이드는 화합물 내 방향족고리가 아닌 지환족 고리를 가지면서 디안하이드라이드 구조를 갖는 화합물이라면 특별히 제한되지 않는다. 사용 가능한 지환족 디안하이드라이의 일례를 들면, 사이클로부탄 테트라카르복실릭 디안하이드라이드(CBDA), 1,2,3,4-사이클로펜탄 테트라카르복실릭 디안하이드라이드(CPDA), 비사이클로[2,2,2]-7-옥텐-2,3,5,6-테트라카르복실산 디안하이드라이드(BCDA), 등이 있으나, 이에 특별히 제한되지 않는다. 전술한 디안하이드라이드를 각각 단독으로 사용하거나 또는 이들을 2종 이상 혼합된 형태로 사용할 수 있다. In addition, the alicyclic (alicyclic) dianhydride is not particularly limited as long as it is a compound having an dianhydride structure while having an alicyclic ring rather than an aromatic ring in the compound. Examples of usable alicyclic dianhydrides include cyclobutane tetracarboxylic dianhydride (CBDA), 1,2,3,4-cyclopentane tetracarboxylic dianhydride (CPDA) and bicyclo[2 ,2,2]-7-octene-2,3,5,6-tetracarboxylic dianhydride (BCDA), and the like, but are not particularly limited thereto. Each of the aforementioned dianhydrides may be used alone, or two or more of them may be used in a mixed form.
또한 비불소화 디안하이드라이드 단량체는 불소 치환기가 도입되지 않은 비(非)불소화 방향족 디안하이드라이드라면, 특별히 한정하지 않는다. 사용 가능한 비불소화 디안하이드라이드 단량체의 비제한적인 예로는 피로멜리틱 디안하이드라이드 (Pyromellitic Dianhydride, PMDA), 3,3′,4,4′-비페닐테트라카르복실릭 디안하이드라이드 (3,3′,4,4′-Biphenyl tetracarboxylic acid dianhydride, BPDA), 벤조페논 테트라카르복실릭 디안하이드라이드(BTDA), 옥시디프탈릭 디안하이드라이드(ODPA) 등이 있다. 이들을 단독으로 사용하거나, 또는 이들을 2종 이상 혼합하여 사용될 수 있다.The non-fluorinated dianhydride monomer is not particularly limited as long as it is a non-fluorinated aromatic dianhydride to which a fluorine substituent is not introduced. Non-limiting examples of non-fluorinated dianhydride monomers that can be used include pyromellitic dianhydride (PMDA), 3,3',4,4'-biphenyltetracarboxylic dianhydride (3,3 ′,4,4′-Biphenyl tetracarboxylic acid dianhydride (BPDA), benzophenone tetracarboxylic dianhydride (BTDA), oxydiphthalic dianhydride (ODPA), and the like. These may be used alone, or two or more of them may be used in combination.
사용 가능한 디안하이드라이드의 구체적인 일례를 들면, 피로멜리틱 디안하이드라이드 (PMDA), 비페닐테트라카르복실릭 디안하이드라이드(BPDA), 2,2-비스(3,4-디카르복시페닐)헥사플루오로프로판 디안하이드라이드 (2,2-bis(3,4-dicarboxyphenyl)hexafluoropropane dianhydrid, 6-FDA), 4,4'-비스페놀에이 디안하이드라이드(4,4'-Bisphenol A dianhydride, BPADA), 4-(트리플루오로메틸)피로멜리틱 디안하이드라이드 (4-(trifluoromethyl)pyromellitic dianhydride, 4-TFPMDA), 사이클로부탄 테트라카르복실릭 디안하이드라이드(CBDA), 1,2,3,4-사이클로펜탄 테트라카르복실릭 디안하이드라이드(CPDA), 및 비사이클로[2,2,2]-7-옥텐-2,3,5,6-테트라카르복실산 디안하이드라이드(BCDA)로 구성된 군에서 선택된 1종 이상일 수 있다. Specific examples of dianhydrides that can be used include pyromellitic dianhydride (PMDA), biphenyltetracarboxylic dianhydride (BPDA), and 2,2-bis(3,4-dicarboxyphenyl)hexafluoro. Lopropane dianhydride (2,2-bis(3,4-dicarboxyphenyl)hexafluoropropane dianhydrid, 6-FDA), 4,4'-bisphenol A dianhydride (BPADA), 4 -(Trifluoromethyl)pyromellitic dianhydride (4-TFPMDA), cyclobutane tetracarboxylic dianhydride (CBDA), 1,2,3,4-cyclopentane 1 selected from the group consisting of tetracarboxylic dianhydride (CPDA), and bicyclo[2,2,2]-7-octene-2,3,5,6-tetracarboxylic dianhydride (BCDA) It may be more than a species.
본 발명의 폴리아믹산 조성물에 있어서, 상기 디아민과 트리아민을 합한 전체 아민 성분(a)의 몰수와 상기 디안하이드라이드 성분(b)의 몰수의 비(a/b)는 0.7~1.3 일 수 있으며, 바람직하게는 0.8 내지 1.2이며, 더욱 바람직하게는 0.9 내지 1.1 범위일 수 있다.In the polyamic acid composition of the present invention, the ratio (a/b) of the number of moles of the total amine component (a) combined with the diamine and triamine and the number of moles of the dianhydride component (b) may be 0.7 to 1.3, It is preferably from 0.8 to 1.2, and more preferably from 0.9 to 1.1.
본 발명의 폴리아믹산 조성물은, 전술한 단량체들의 용액 중합반응을 위한 용매(c)로서, 당 분야에 공지된 유기용매를 제한 없이 사용할 수 있다. The polyamic acid composition of the present invention, as a solvent (c) for solution polymerization of the above-mentioned monomers, can be used without limitation an organic solvent known in the art.
사용 가능한 용매의 일례를 들면, m-크레졸, N-메틸-2-피롤리돈(NMP), 디메틸포름아미드(DMF), 디메틸아세트아미드(DMAc), 디메틸설폭사이드(DMSO), 아세톤, 디에틸아세테이트, 및 디메틸 프탈레이트(DMP) 중에서 선택된 하나 이상의 극성용매를 사용할 수 있다. 이외에도, 테트라하이드로퓨란(THF), 클로로포름과 같은 저비점 용액 또는 γ-부티로락톤과 같은 용매를 사용할 수 있다. 또한 상기 용매의 함량은 특별히 한정되지 않으나, 적절한 폴리아믹산 용액의 분자량과 점도를 얻기 위하여, 중합용 용매의 함량은 전체 폴리아믹산 조성물 중량을 기준으로 하여 50 ~ 95 중량%가 바람직하고, 더욱 바람직하게는 70 ~ 90 중량% 일 수 있다.Examples of usable solvents are m-cresol, N-methyl-2-pyrrolidone (NMP), dimethylformamide (DMF), dimethylacetamide (DMAc), dimethylsulfoxide (DMSO), acetone, diethyl Acetate, and one or more polar solvents selected from dimethyl phthalate (DMP) may be used. In addition, a low boiling point solution such as tetrahydrofuran (THF) or chloroform or a solvent such as γ-butyrolactone can be used. In addition, the content of the solvent is not particularly limited, in order to obtain a molecular weight and viscosity of a suitable polyamic acid solution, the content of the polymerization solvent is preferably 50 to 95% by weight based on the total weight of the polyamic acid composition, more preferably It may be 70 to 90% by weight.
본 발명에서는, 전술한 디안하이드라이드, 디아민 및 트리아민을 용매에 투입한 후 반응시켜 투명 폴리아믹산 조성물을 제조할 수 있다. 일례로, 화학식 1의 트리아민, 적어도 1종 이상의 디아민 성분, 및 적어도 1종의 디안하이드라이드를 포함하되, 유리전이온도 및 황색도 개선을 위해 아민(a)과 디안하이드라이드(b)을 대략 1:1의 당량비로 하여 투명 폴리아믹산 조성물을 형성할 수 있다.In the present invention, the above-described dianhydride, diamine and triamine are added to a solvent and reacted to prepare a transparent polyamic acid composition. As an example, a triamine of Formula 1, at least one or more diamine components, and at least one dianhydride, but include an amine (a) and a dianhydride (b) approximately to improve the glass transition temperature and yellowness. A transparent polyamic acid composition can be formed at an equivalent ratio of 1:1.
상기 폴리아믹산 조성물의 조성은 특별히 제한되지 않으며, 일례로 폴리아믹산 조성물의 전체 중량 100 중량%을 기준으로, 디안하이드라이드 2.5 내지 25.0 중량%, 디아민 2.5 내지 25.0 중량%, 및 조성물 100 중량%를 만족시키는 잔량의 유기용매를 포함하여 구성될 수 있다. 일례로, 상기 유기용매의 함량은 70 내지 90 중량%일 수 있다. 또한 본 발명에서 고형분 100 중량%을 기준으로 할 때, 디안하이드라이드 30 내지 70 중량%, 디아민 30 내지 70 중량% 범위일 수 있으나, 이에 특별히 제한되지 않는다. The composition of the polyamic acid composition is not particularly limited, and for example, based on 100% by weight of the total weight of the polyamic acid composition, satisfies 2.5 to 25.0% by weight of dianhydride, 2.5 to 25.0% by weight of diamine, and 100% by weight of composition It can be configured to include the remaining amount of the organic solvent. In one example, the content of the organic solvent may be 70 to 90% by weight. In addition, in the present invention, when it is based on 100% by weight of solid content, it may be in the range of 30 to 70% by weight of dianhydride and 30 to 70% by weight of diamine, but is not particularly limited thereto.
상기와 같이 구성되는 본 발명의 투명 폴리아믹산 조성물은 약 1,000 내지 400,000 cps, 바람직하게는 약 5,000 내지 100,000 cps 범위의 점도를 가질 수 있다. 폴리아믹산 용액의 점도가 전술한 범위에 해당되는 경우, 폴리아믹산 용액 코팅 시 두께 조절이 용이하며, 코팅 표면이 균일하게 발휘될 수 있다.The transparent polyamic acid composition of the present invention configured as described above may have a viscosity in the range of about 1,000 to 400,000 cps, preferably about 5,000 to 100,000 cps. When the viscosity of the polyamic acid solution falls within the above-described range, the thickness can be easily adjusted when the polyamic acid solution is coated, and the coating surface can be uniformly exhibited.
또한, 전술한 폴리아믹산 조성물은 필요에 따라 본 발명의 목적과 효과를 현저히 손상시키지 않는 범위 내에서 당 분야에 공지된 적어도 1종의 첨가제를 더 포함할 수 있다. 이러한 첨가제의 일례를 들면, 가소제, 산화방지제, 난연화제, 분산제, 점도 조절제, 레벨링제 등이 있다. 또한 상기 첨가제는 당 분야에 공지된 사용량 범위 내에서 적절히 조절하여 첨가될 수 있다.In addition, the polyamic acid composition described above may further include at least one additive known in the art within a range not significantly impairing the object and effect of the present invention, if necessary. Examples of such additives include plasticizers, antioxidants, flame retardants, dispersants, viscosity modifiers, leveling agents, and the like. In addition, the additive may be added by appropriately adjusting within the range of the amount used in the art.
<폴리아믹산><polyamic acid>
본 발명은 전술한 폴리아믹산 조성물을 이용하여 형성된 폴리아믹산을 제공한다. 구체적으로, 상기 폴리아믹산은 하기 화학식 4로 표시되는 반복단위를 포함한다.The present invention provides a polyamic acid formed using the polyamic acid composition described above. Specifically, the polyamic acid includes a repeating unit represented by Formula 4 below.
[화학식 4][Formula 4]
상기 식에서, In the above formula,
PAA는 디아민과 디안하이드라이드의 중합반응으로부터 유래된 폴리아믹산 또는 그 유도체이며, PAA is a polyamic acid derived from the polymerization of diamine and dianhydride or a derivative thereof,
A1, Y1~Y3, B1~B3, Ra, Rb, Rc, R11, R12, R21, R22, R31, R32, o, p, 및 q는 각각 화학식 1에서 정의된 바와 같다.A 1 , Y 1 to Y 3 , B 1 to B 3 , R a , R b , R c , R 11 , R 12 , R 21 , R 22 , R 31 , R 32 , o, p, and q are respectively As defined in Formula 1.
본 발명의 일례를 들면, 상기 PAA는 하기 화학식 5 내지 화학식 7 중 어느 하나로 표시되는 반복단위로 보다 구체화될 수 있다. For example of the present invention, the PAA may be more specifically expressed as a repeating unit represented by any one of the following Chemical Formulas 5 to 7.
[화학식 5][Formula 5]
[화학식 6][Formula 6]
[화학식 7][Formula 7]
상기 화학식 5 내지 7에서, In the above formula 5 to 7,
Ar1은 지환족 디아민 또는 방향족 디아민으로부터 유도된 2가의 유기기이며, 복수의 Ar1은 서로 동일하거나 상이하고,Ar 1 is a divalent organic group derived from an alicyclic diamine or aromatic diamine, and a plurality of Ar 1 are the same or different from each other,
Ar2는 지환족 디안하이드라이드 또는 방향족 디안하이드라이드로부터 유도된 4가의 유기기이며, 이때 복수의 Ar2는 서로 동일하거나 상이하며, Ar 2 is a tetravalent organic group derived from an alicyclic dianhydride or aromatic dianhydride, wherein a plurality of Ar 2 are the same or different from each other,
n은 1 이상의 정수이며, 구체적으로 1 내지 10,000 사이의 정수이다. n is an integer of 1 or more, specifically, an integer between 1 and 10,000.
본 발명의 구체적인 일례를 들면, 상기 PAA는 하기 화학식 8 또는 9로 표시되는 반복단위를 포함할 수 있다.For a specific example of the present invention, the PAA may include repeating units represented by the following Chemical Formulas 8 or 9.
[화학식 8][Formula 8]
[화학식 9][Formula 9]
상기 화학식 8 및 9에서, In Chemical Formulas 8 and 9,
Ar11 내지 Ar15는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 지환족 디아민 또는 방향족 디아민으로부터 유도된 2가의 유기기이며, Ar 11 to Ar 15 are the same or different from each other, and each independently a divalent organic group derived from an alicyclic diamine or an aromatic diamine,
Ar21 내지 Ar25는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 지환족 디안하이드라이드 또는 방향족 디안하이드라이드로부터 유도된 4가의 유기기이며, Ar 21 to Ar 25 are the same or different from each other, and each independently a tetravalent organic group derived from an alicyclic dianhydride or aromatic dianhydride,
n1 및 n2는 각각 1 내지 10000 사이의 의 정수이고, 단 n1+n2≥1이며,n1 and n2 are each an integer between 1 and 10000, provided that n1+n2≥1,
m1 및 m2는 각각 1 내지 10000 사이의 정수이고, 단 m1+m2≥1이다.m1 and m2 are each an integer between 1 and 10000, provided that m1+m2≥1.
전술한 화학식 5 내지 9에서, 지환족 또는 방향족 디아민으로부터 유래된 Ar1, 구체적으로 Ar11 내지 Ar15는 각각 하기 화학식 10으로 보다 구체화될 수 있다. In the above-described formulas 5 to 9, Ar 1 derived from an alicyclic or aromatic diamine, specifically Ar 11 to Ar 15 may be more specifically represented by the following formula (10).
[화학식 10][Formula 10]
상기 화학식 10에서,In Chemical Formula 10,
고리 Cy1 및 고리 Cy2는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 C4~C20의 단일환 지방족고리, C4~C20의 다환 지방족고리, C6~C20의 단일환 방향족 고리 및 C6~C20의 다환 방향족 고리로 이루어진 군에서 선택되고,Ring Cy 1 and ring Cy 2 are the same or different from each other, and each independently a C 4 ~ C 20 monocyclic aliphatic ring, C 4 ~ C 20 polycyclic aliphatic ring, C 6 ~ C 20 monocyclic aromatic ring and C 6 ~ C 20 It is selected from the group consisting of a polycyclic aromatic ring,
상기 고리 Cy1 및 고리 Cy2의 지방족고리 및 방향족고리는 각각 독립적으로 C1~C20의 알킬기 및 C1~C20의 할로알킬기로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 치환기로 치환 또는 비치환되고,Aliphatic ring, an aromatic ring of the ring 1 and ring Cy Cy 2 are each independently a C 1 ~ C 20 alkyl group and a C 1 ~ C20 of halo-substituted or unsubstituted by one or more substituent species selected from the group consisting of alkyl ring,
x는 0 또는 1이고,x is 0 or 1,
Ar3는 단일결합, -O-, -S-, -S(=O)2-, -C(=O)-, -C(=O)NH-, C1~C6의 알킬렌기, C6~C20의 아릴렌기, 및 로 이루어진 군에서 선택되고,Ar 3 is a single bond, -O-, -S-, -S(=O) 2 -, -C(=O)-, -C(=O)NH-, C 1 ~ C 6 alkylene group, C An arylene group of 6 to C 20 , And Is selected from the group consisting of,
W는 C1~C20의 알킬렌기, C1~C20의 할로알킬렌기 및 -SO2-로 이루어진 군에서 선택되며(바람직하게 -(CH2)-, -C(CH3)2-, -C(CF3)2- 및 -SO2-로 이루어진 군에서 선택된다. W is selected from the group consisting of C 1 ~ C 20 alkylene group, C 1 ~ C 20 haloalkylene group and -SO 2- (preferably -(CH 2 )-, -C(CH 3 ) 2 -, -C(CF 3 ) 2 -and -SO 2 -.
본 발명의 일 구체예를 들면, Ar3는 하기 구조식으로 표시된 치환체 군에서 선택될 수 있다.For one embodiment of the present invention, Ar 3 may be selected from the group of substituents represented by the following structural formula.
또한 지환족 또는 방향족 디안하이드라이드로부터 유래된 Ar2, 구체적으로 Ar21 내지 Ar25의 일례를 들면, 이들은 각각 C4~C20의 4가 단일환 지방족고리기, C4~C20의 4가 다환 지방족고리기, C6~40의 4가 단일환 방향족고리기, 및 C6~40의 단일환 4가 방향족고리로 이루어진 군에서 선택되고, Also, for example of Ar 2 derived from an alicyclic or aromatic dianhydride, specifically Ar 21 to Ar 25 , these are C 4 to C 20 tetravalent monocyclic aliphatic ring groups, C 4 to C 20 tetravalent, respectively. polycyclic aliphatic cyclic group, C 6 ~ 40 4 is a monocyclic aromatic group, and the monocyclic 4, C 6 ~ 40 are selected from the group consisting of an aromatic ring,
이때 Ar2가 복수의 고리기인 경우, 복수의 고리기는 서로 동일하거나 상이하고, 각 고리기들은 -C(=O)-, -C(=O)NH-, -C(=O)-O-, -S(=O)2-, -S-, -O-, C1~C6의 알킬렌기, 및 C1~C6의 할로알킬렌기로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 연결기로 서로 연결되거나 또는 비(非)연결될 수 있다. At this time, when Ar 2 is a plurality of ring groups, the plurality of ring groups are the same or different from each other, and each ring group is -C(=O)-, -C(=O)NH-, -C(=O)-O- , -S(=O) 2 -, -S-, -O-, C 1 ~ C 6 alkylene group, and one or more linkers selected from the group consisting of C 1 ~ C 6 haloalkylene group, or Or it can be non-connected.
본 발명의 일 구체예를 들면, Ar2 및 Ar21 내지 Ar25는 각각 독립적으로 하기 구조식으로 표시된 치환체 군에서 선택될 수 있다.For one embodiment of the present invention, Ar 2 and Ar 21 to Ar 25 may be each independently selected from the group of substituents represented by the following structural formula.
본 발명의 바람직한 일례를 들면, 상기 폴리아믹산은 하기 화학식 4a로 표시되는 화합물로 보다 구체화될 수 있다. For a preferred example of the present invention, the polyamic acid may be more specifically represented by a compound represented by the following Chemical Formula 4a.
[화학식 4a][Formula 4a]
상기 식에서, In the above formula,
PAA는 전술한 화학식 4에서 정의된 바와 동일하며, 바람직하게는 상기 화학식 5 내지 화학식 9로 표시되는 군 중에서 선택되는 어느 하나일 수 있다. PAA is the same as defined in the above formula (4), preferably may be any one selected from the group represented by the formula 5 to formula 9.
R11, R21, R31, R32, o, p, 및 q는 각각 화학식 1에서 정의된 바와 같다.R 11 , R 21 , R 31 , R 32 , o, p, and q are each as defined in Formula 1.
<투명 폴리이미드 필름><Transparent polyimide film>
아울러, 본 발명은 상술한 폴리아믹산 용액, 즉 폴리아믹산 조성물을 용액중합하여 형성된 폴리아믹산 함유 용액(예, 폴리아믹산 용액)을 이미드화하여 제조된 투명 폴리이미드 수지 필름을 제공한다. In addition, the present invention provides a transparent polyimide resin film prepared by imidizing a polyamic acid-containing solution (eg, a polyamic acid solution) formed by solution polymerization of the above-described polyamic acid solution, that is, a polyamic acid composition.
구체적으로, 상기 투명 폴리이미드 필름은 하기 화학식 11로 표시되는 반복단위를 포함한다. Specifically, the transparent polyimide film includes a repeating unit represented by Formula 11 below.
[화학식 11][Formula 11]
상기 식에서, In the above formula,
PI는 디아민과 디안하이드라이드의 중합반응 결과물을 이미드화하여 형성된 폴리이미드 유래기이며, PI is a polyimide derived group formed by imidizing the result of polymerization of diamine and dianhydride,
Ra, Rb, Rc, R11, R12, R21, R22, R31, R32, o, p, 및 q는 각각 화학식 1에서 정의된 바와 같다.R a , R b , R c , R 11 , R 12 , R 21 , R 22 , R 31 , R 32 , o, p, and q are each as defined in Formula 1.
본 발명의 일례를 들면, 상기 PI는 하기 화학식 12 내지 화학식 14 중 어느 하나로 표시되는 반복단위로 보다 구체화될 수 있다. For example of the present invention, the PI may be more specifically expressed as a repeating unit represented by any one of the following Chemical Formulas 12 to 14.
[화학식 12][Formula 12]
[화학식 13][Formula 13]
[화학식 14][Formula 14]
상기 화학식 12 내지 14에서, In Chemical Formulas 12 to 14,
Ar1은 지환족 디아민 또는 방향족 디아민으로부터 유도된 2가의 유기기이며, 복수의 Ar1은 서로 동일하거나 상이하고,Ar 1 is a divalent organic group derived from an alicyclic diamine or aromatic diamine, and a plurality of Ar 1 are the same or different from each other,
Ar2는 지환족 디안하이드라이드 또는 방향족 디안하이드라이드로부터 유도된 4가의 유기기이며, 이때 복수의 Ar2는 서로 동일하거나 상이하며, Ar 2 is a tetravalent organic group derived from an alicyclic dianhydride or aromatic dianhydride, wherein a plurality of Ar 2 are the same or different from each other,
n은 1 이상의 정수이며, 구체적으로 1 내지 10,000 사이의 정수이다. n is an integer of 1 or more, specifically, an integer between 1 and 10,000.
본 발명의 구체적인 일례를 들면, 상기 PI는 하기 화학식 15 또는 16으로 표시되는 폴리이미드 유래기일 수 있는데, 이에 한정되지 않는다.For a specific example of the present invention, the PI may be a polyimide-derived group represented by the following Chemical Formula 15 or 16, but is not limited thereto.
[화학식 15][Formula 15]
[화학식 16][Formula 16]
상기 화학식 15 내지 16에서, In the above formulas 15 to 16,
Ar11 내지 Ar15는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 지환족 디아민 또는 방향족 디아민으로부터 유도된 2가의 유기기이며, Ar 11 to Ar 15 are the same or different from each other, and each independently a divalent organic group derived from an alicyclic diamine or an aromatic diamine,
Ar21 내지 Ar25는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 지환족 디안하이드라이드 또는 방향족 디안하이드라이드로부터 유도된 4가의 유기기이며, Ar 21 to Ar 25 are the same or different from each other, and each independently a tetravalent organic group derived from an alicyclic dianhydride or aromatic dianhydride,
n1 및 n2는 각각 1 내지 10000의 정수이고, 단 n1+n2≥1이며,n1 and n2 are each an integer of 1 to 10000, provided that n1+n2≥1,
m1 및 m2는 각각 1 내지 10000의 정수이고, 단 m1+m2≥1이다.m1 and m2 are each an integer of 1 to 10000, provided that m1+m2≥1.
전술한 화학식 12 내지 16에서, 지환족 또는 방향족 디아민으로부터 유래된 Ar1 (구체적으로, Ar11~Ar15)과, 지환족 또는 방향족 디안하이드라이드로부터 유래된 Ar2 (구체적으로, Ar21~Ar25)는 각각 화학식 5 내지 화학식 9에서의 정의부와 동일하므로, 중복 기재를 생략한다. In the above formulas 12 to 16, Ar 1 (specifically, Ar 11 to Ar 15 ) derived from an alicyclic or aromatic diamine, and Ar 2 (specifically, Ar 21 to Ar derived from an alicyclic or aromatic dianhydride) 25 ) are the same as the definitions in Chemical Formulas 5 to 9, and redundant description is omitted.
본 발명에 따라 화학식 11 내지 16으로 표시되는 폴리이미드 수지는 이미드(imide) 고리를 함유하는 고분자 물질이다. 이러한 폴리이미드 수지의 형태는 특별히 제한되지 않으며, 일례로, 당 분야에 공지된 통상의 랜덤 공중합체(random copolymer)나 블록 공중합체(block copolymer) 형태일 수 있다. 구체적으로, 상기 화학식 12로 표시되는 폴리이미드(PI)는 디아민으로 유래된 블록(예, A 블록)과 디안하이드라이드로부터 유래된 블록(예, B 블록)이 A-B 형태로 구성되는 형태일 수 있다. 또한 상기 화학식 13으로 표시되는 폴리이미드(PI)는 A-B-A 형태로 구성되는 형태일 수 있으며, 상기 화학식 14로 표시되는 폴리이미드(PI)는 B-A-B 형태로 구성되는 형태일 수 있다. The polyimide resins represented by Formulas 11 to 16 according to the present invention are polymer materials containing imide rings. The form of the polyimide resin is not particularly limited, and may be, for example, a common random copolymer or block copolymer form known in the art. Specifically, the polyimide (PI) represented by Chemical Formula 12 may be in the form of a block (eg, A block) derived from diamine and a block (eg, B block) derived from dianhydride in AB form. . In addition, the polyimide (PI) represented by Chemical Formula 13 may be in the form of A-B-A, and the polyimide (PI) represented by Chemical Formula 14 may be in the form of B-A-B.
이때 본 발명에서는 폴리아믹산 및 이를 이용한 폴리이미드 수지로서, 전술한 화학식 4 내지 화학식 16으로 표시되는 구조식을 구체적으로 예시하면서 설명하고 있다. 그러나 상술한 구조식들에 한정되지 않으며, 본 발명의 화학식 1로 표시되는 트리아민을 이용하여 형성된 가교결합을 포함하기만 하면, 폴리아믹산과 폴리이미드 수지의 구조 및 형태 등에 특별히 제한되지 않고, 다양한 변형이 가능하다. At this time, in the present invention, as a polyamic acid and a polyimide resin using the same, the structural formulas represented by the above-described formulas 4 to 16 are described in detail. However, the present invention is not limited to the above structural formulas, and as long as it includes a crosslink formed using the triamine represented by Chemical Formula 1 of the present invention, it is not particularly limited to the structure and shape of the polyamic acid and the polyimide resin, and various modifications This is possible.
본 발명의 바람직한 일례를 들면, 상기 폴리이미드 수지는 하기 화학식 11a로 표시되는 화합물로 보다 구체화될 수 있다. For a preferred example of the present invention, the polyimide resin may be more specifically embodied as a compound represented by Formula 11a below.
[화학식 11a][Formula 11a]
상기 화학식 11a에서, In the formula 11a,
PI는 전술한 화학식 11에서 정의된 바와 동일하며,PI is the same as defined in Formula 11 above,
Ra, Rb, Rc, R11, R12, R21, R22, R31, R32, o, p, 및 q는 각각 화학식 1에서 정의된 바와 같다.R a , R b , R c , R 11 , R 12 , R 21 , R 22 , R 31 , R 32 , o, p, and q are each as defined in Formula 1.
또한 X는 1 이상의 정수일 수 있으며, 그 상한치에 특별히 제한되지 않는다. 일례로, 1 내지 10,000 사이의 정수일 수 있다. In addition, X may be an integer of 1 or more, and is not particularly limited to the upper limit. For example, it may be an integer between 1 and 10,000.
본 발명에 따른 폴리이미드 필름은 당 분야에 알려진 통상적인 방법에 따라 투명 폴리아믹산 용액(예, 폴리아믹산 함유 용액)을 발열 용액중합 반응하여 제조될 수 있다. 일례로, 상기 폴리아믹산 조성물을 지지체에 코팅(캐스팅)한 후 30~350℃의 범위에서 온도를 서서히 승온시키면서 0.5 ~ 8시간 동안 이미드 폐환반응 (Imidazation)을 유도시켜 제조될 수 있다. 이때 아르곤이나 질소 등의 불활성 분위기 하에서 반응하는 것이 바람직하다. The polyimide film according to the present invention may be prepared by polymerizing a transparent polyamic acid solution (eg, a polyamic acid-containing solution) by exothermic solution polymerization according to a conventional method known in the art. For example, after coating (casting) the polyamic acid composition on a support, it may be prepared by inducing an imide ring reaction (Imidazation) for 0.5 to 8 hours while gradually raising the temperature in the range of 30 to 350°C. At this time, it is preferable to react under an inert atmosphere such as argon or nitrogen.
이때, 코팅방법은 당 업계에 알려진 통상적인 방법을 제한 없이 사용할 수 있으며, 일례로 스핀코팅(Spin coating), 딥 코팅(Dip coating), 용매 캐스팅(Solvent casting), 슬롯다이 코팅(Slot die coating) 및 스프레이 코팅으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나의 방법에 의해 이루어질 수 있다. 상기 무색투명한 폴리이미드층의 두께는 수 백 nm에서 수십 ㎛가 되도록 투명 폴리아믹산 조성물을 1회 이상 코팅할 수 있다. At this time, the coating method can be used without limitation conventional methods known in the art, for example, spin coating, dip coating, solvent casting, slot die coating And it may be made by at least one method selected from the group consisting of a spray coating. The colorless and transparent polyimide layer may be coated with a transparent polyamic acid composition one or more times so that the thickness becomes several tens of μm at several hundred nm.
본 발명에 따른 폴리이미드 필름 제조방법에 있어서, 중합된 폴리아믹산을 지지체에 캐스팅하여 이미드화하는 단계에 적용되는 이미드화법으로는 열이미드화법, 화학이미드화법, 또는 열이미드화법과 화학이미드화법을 병용하여 적용할 수 있다.In the method for producing a polyimide film according to the present invention, the imidization method applied to the step of imidizing the polymerized polyamic acid by casting it on a support is a thermal imidization method, a chemical imidization method, or a thermal imidization method and a chemical The imidization method can be used in combination.
열이미드화법은 폴리아믹산 용액을 지지체상에 캐스팅하여 30 ~ 400℃의 온도범위에서 서서히 승온시키면서 1 ~ 10시간 가열하여 폴리이미드 필름을 얻는 방법이다.The thermal imidization method is a method of casting a polyamic acid solution on a support and heating it slowly in a temperature range of 30 to 400°C while heating for 1 to 10 hours to obtain a polyimide film.
또한 화학이미드화법은 폴리아믹산 용액에 아세트산무수물 등의 산무수물로 대표되는 탈수제와 이소퀴놀린, β-피콜린, 피리딘 등의 아민류 등으로 대표되는 이미드화 촉매를 투입하는 방법이다. 이러한 화학이미드화법에 열이미드화법 또는 열이미드화법을 병용하는 경우, 폴리아믹산 용액의 가열 조건은 폴리아믹산 용액의 종류, 제조되는 폴리이미드 필름의 두께 등에 의하여 변동될 수 있다.In addition, the chemical imidization method is a method of introducing a dehydrating agent represented by an acid anhydride such as acetic anhydride and an imidization catalyst represented by amines such as isoquinoline, β-picoline, and pyridine into a polyamic acid solution. When the thermal imidization method or the thermal imidation method is used in combination with the chemical imidization method, the heating conditions of the polyamic acid solution may be varied depending on the type of the polyamic acid solution, the thickness of the polyimide film to be produced, and the like.
상기 열이미드화법과 화학이미드화법을 병용하는 경우의 폴리이미드 필름의 제조예를 보다 구체적으로 설명하면, 폴리아믹산 용액에 탈수제 및 이미드화 촉매를 투입하여 지지체상에 캐스팅한 후 80 ~ 300℃, 바람직하게는 150 ~ 250℃에서 가열하여 탈수제 및 이미드화 촉매를 활성화함으로써 부분적으로 경화 및 건조한 후, 폴리이미드 필름을 얻을 수 있다.When the production example of the polyimide film in the case where the thermal imidization method and the chemical imidation method are used in combination is described in more detail, a dehydrating agent and an imidation catalyst are added to a polyamic acid solution, cast onto a support, and then cast at 80 to 300°C. , Preferably by heating at 150 to 250° C. to activate the dehydrating agent and the imidation catalyst, and then partially cured and dried to obtain a polyimide film.
이와 같이 형성된 본 발명의 폴리이미드 필름의 두께는 특별히 제한되지 않으며, 적용되는 분야에 따라 적절히 조절될 수 있다. 일례로 10 내지 150㎛ 범위일 수 있으며, 바람직하게는 10 내지 80㎛ 범위일 수 있다.The thickness of the polyimide film of the present invention thus formed is not particularly limited, and may be appropriately adjusted depending on the field to be applied. For example, it may range from 10 to 150 μm, preferably 10 to 80 μm.
본 발명에 따른 투명 폴리이미드 수지 필름은 다양한 분야에 적용될 수 있으며, 구체적으로 플렉서블 디스플레이 등의 기판이나 보호막 등의 용도로 적용될 수 있다. 이와 같이 디스플레이 등에 적용되기 위해서는 기본적으로 고투명성, 낮은 황색도, 우수한 기계적 특징을 동시에 가져야 하며, 구체적으로 막 두께 10㎛에서 550nm의 광투과율이 89% 이상이며, 550nm의 황색도 값이 7 이하 등이 요구된다. 또한 TFT 증착 공정 중의 신뢰성을 확보하기 위해, 지지체 상(유리기판)의 폴리이미드가 공정 중 유리기판에서 박리되지 않는 접착력이 요구된다.The transparent polyimide resin film according to the present invention may be applied to various fields, and specifically, may be used for a substrate such as a flexible display or a protective film. In order to be applied to such a display, it should basically have high transparency, low yellowness, and excellent mechanical characteristics at the same time. Specifically, the light transmittance of 550 nm is 10% or more at a film thickness of 10 μm, and the yellowness value of 550 nm is 7 or less. Is required. In addition, in order to secure reliability during the TFT deposition process, an adhesive force is required in which the polyimide on the support (glass substrate) does not peel off the glass substrate during the process.
실제로, 전술한 트리아민 함유 폴리아믹산 조성물을 이미드화하여 제조된 본 발명의 폴리이미드 필름은 고투명성을 나타내면서도 낮은 황색도, 높은 인장강도와 탄성율을 동시에 가질 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 폴리이미드 필름은 하기 (i) 내지 (iv)의 물성 조건, 예컨대 (i) 파장 550nm의 광선 투과율이 88% 이상이며, (ii) ASTM E313-73 규격에 의한 황색도(Yellow Index)가 3.5 이하(10㎛ 기준)이며, (iii) ISO 527-3 규격에 의한 인장강도(MPa)가 100 MPa 이상이며, (iv) 탄성율(GPa)이 3.5 GPa 이상일 수 있다. Indeed, the polyimide film of the present invention prepared by imidizing the above-described triamine-containing polyamic acid composition may have low yellowness, high tensile strength and modulus of elasticity simultaneously while exhibiting high transparency. More specifically, the polyimide film has physical property conditions of (i) to (iv) below, such as (i) a light transmittance of wavelength 550 nm of 88% or more, and (ii) yellowness according to ASTM E313-73 standard (Yellow Index) may be 3.5 or less (based on 10 μm), (iii) tensile strength (MPa) according to ISO 527-3 standard may be 100 MPa or more, and (iv) elastic modulus (GPa) may be 3.5 GPa or more.
전술한 물성을 갖는 본 발명의 투명 폴리이미드 필름은, 특히 고투명성 및 기계적 특성이 요구되는 분야에 유용하게 적용될 수 있다. 일례로, 유기 EL 소자(OLED)용 디스플레이, 액정 소자용 디스플레이, TFT 기판, 플렉서블 인쇄회로기판, 플렉서블(Flexible) OLED 면조명 기판, 전자 종이용 기판소재와 같은 플렉서블(Flexible) 디스플레이용 기판 및/또는 보호막으로 활용될 수 있다. 그러나 이에 제한되는 것은 아니다. The transparent polyimide film of the present invention having the above-described physical properties can be particularly usefully applied to fields where high transparency and mechanical properties are required. For example, a display for an organic EL device (OLED), a display for a liquid crystal device, a TFT substrate, a flexible printed circuit board, a flexible OLED surface lighting substrate, a substrate for a flexible display, such as a substrate material for electronic paper, and/ Or it can be used as a protective film. However, it is not limited thereto.
이하, 구체적인 실시예를 통해 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다. 하기 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 예시에 불과하며, 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니다. Hereinafter, the present invention will be described in more detail through specific examples. The following examples are only examples for helping the understanding of the present invention, and the scope of the present invention is not limited thereto.
[실시예 1][Example 1]
1-1. 폴리아믹산 조성물의 제조1-1. Preparation of polyamic acid composition
500ml 3구 둥근바닥 플라스크에 N,N-디메틸아세타아미드(N,N-Dimethylacetamide, 이하 DMAc로 표기함) 204.917g을 채운 후, 반응기의 온도를 50℃로 승온하여, 2,2'-비스(트리플루오르메틸)-4,4'-디아미노페닐(2,2'-Bis(trifluoromethyl)-4,4'-Diaminobiphenyl, 이하 TFDB로 표기함) 15.0g(95mol%) 및 하기 화학식 3a로 표시되는 트리아민 1.488g(5mol%)을 투입하고, 1시간 동안 해당 모노머를 교반하여 완전히 용해시켰다. 이어서, 2,2-비스 (3,4- 디카르복시페닐) 헥사플루오로프로판 디안하이드라이드 (2,2-bis(3,4- dicarboxyphenyl)Hexa fluoropropane dianhydride, 이하 6FDA로 표기함) 및 피로멜리틱 디안하이드라이드 (Pyromellitic dianhydride, 이하 PMDA로 표기함)를 각각 순차적으로 17.523g(80mol%), 2.151g(20mol%) 가한 후, 30℃로 냉각하여 용해시켰다.After filling a 500 ml 3-neck round bottom flask with 204.917 g of N,N-dimethylacetamide (N,N-Dimethylacetamide, hereinafter referred to as DMAc), the temperature of the reactor was raised to 50°C, and 2,2'-bis (Trifluoromethyl)-4,4'-diaminophenyl (2,2'-Bis(trifluoromethyl)-4,4'-Diaminobiphenyl, hereinafter referred to as TFDB) 15.0 g (95 mol%) and represented by the following formula 3a 1.488 g (5 mol%) of triamine was added, and the monomer was stirred for 1 hour to dissolve completely. Subsequently, 2,2-bis (3,4-dicarboxyphenyl) hexafluoropropane dianhydride (2,2-bis (3,4- dicarboxyphenyl) Hexa fluoropropane dianhydride, hereinafter referred to as 6FDA) and pyromellitic Diane hydride (Pyromellitic dianhydride, hereinafter referred to as PMDA) was sequentially added to 17.523 g (80 mol%) and 2.151 g (20 mol%), respectively, and then cooled to 30°C to dissolve.
[화학식 3a][Formula 3a]
1-2. 투명 폴리이미드 필름의 제조 1-2. Preparation of transparent polyimide film
상기 투명 폴리아믹산 용액을 LCD용 유리판에 바코터(Bar Coater)를 이용하여 코팅한 후 질소 분위기의 컨벡션 오븐에서 80℃에서 30분, 150℃에서 30분, 200℃에서 1시간, 300℃에서 1시간으로 단계적으로 서서히 승온시키면서 건조 및 이미드 폐환반응(Imidazation)을 진행하였다. 이에 따라, 이미드화율이 85% 이상인 막 두께 52㎛의 투명 폴리이미드 필름을 제조하였으며, 이후 유리판에서 폴리이미드 필름을 분리하여 취하였다.After coating the transparent polyamic acid solution on a glass plate for LCD using a bar coater, in a nitrogen atmosphere convection oven at 80°C for 30 minutes, at 150°C for 30 minutes, at 200°C for 1 hour, at 300°C 1 Drying and imidazation were performed while gradually raising the temperature step by step. Accordingly, a transparent polyimide film having an imidation ratio of 85% or more and a film thickness of 52 µm was prepared, and then the polyimide film was separated from the glass plate and taken.
[실시예 2][Example 2]
1-1. 폴리아믹산 조성물의 제조1-1. Preparation of polyamic acid composition
상기 실시예 1과 동일한 조건 하에서, 둥근바닥 플라스크에 DMAc 220.478g을 채운 후, 반응기의 온도를 50℃로 승온하여, TFDB 15.0g(90mol%) 및 화학식 3a의 트리아민 3.141g(10mol%)을 가하고, 1시간 동안 해당 모노머를 교반하여 완전히 용해시켰다. 이어서 6FDA 18.497g(80mol%), 및 PMDA 2.270g(20mol%)를 각각 순차적으로 가한 후, 30℃로 냉각하여 용해시켰다.Under the same conditions as in Example 1, after filling the round bottom flask with 220.478 g of DMAc, the temperature of the reactor was raised to 50° C. to give 15.0 g (90 mol%) of TFDB and 3.141 g (10 mol%) of triamine of Formula 3a. Was added and the monomer was stirred for 1 hour to dissolve completely. Subsequently, 18.497 g (80 mol%) of 6FDA, and 2.270 g (20 mol%) of PMDA were sequentially added, followed by cooling to 30°C to dissolve.
1-2. 투명 폴리이미드 필름의 제조 1-2. Preparation of transparent polyimide film
무색투명한 폴리이미드 필름제작 과정은 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 진행하였다.The colorless and transparent polyimide film production process was performed in the same manner as in Example 1.
[비교예 1][Comparative Example 1]
1-1. 폴리아믹산 조성물의 제조1-1. Preparation of polyamic acid composition
상기 실시예 1과 동일한 조건 하에서, 둥근바닥 플라스크에 DMAc 190.913g을 채운 후, 반응기의 온도를 50℃로 승온하여, TFDB 15.0g(100mol%)을 가하고, 1시간 동안 해당 모노머를 교반하여 완전히 용해시켰다. 이어서 6FDA 16.647g(80mol%), 및 PMDA 2.043g(20mol%)를 각각 순차적으로 가한 후, 30℃로 냉각하여 용해시켰다.Under the same conditions as in Example 1, after filling the round bottom flask with 190.913 g of DMAc, the temperature of the reactor was raised to 50° C., 15.0 g (100 mol%) of TFDB was added, and the monomer was stirred for 1 hour to completely dissolve. Ordered. Subsequently, 16.647 g (80 mol%) of 6FDA and 2.043 g (20 mol%) of PMDA were sequentially added, followed by cooling to 30°C to dissolve.
1-2. 투명 폴리이미드 필름의 제조 1-2. Preparation of transparent polyimide film
무색투명한 폴리이미드 필름제작 과정은, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 진행하였다.The colorless and transparent polyimide film production process was performed in the same manner as in Example 1.
[실시예 3][Example 3]
1-1. 폴리아믹산 조성물의 제조1-1. Preparation of polyamic acid composition
상기 실시예 1과 동일한 조건 하에서, 둥근바닥 플라스크에 DMAc 192.403g을 채운 후, 반응기의 온도를 50℃로 승온하여, TFDB 15.0g(95mol%) 및 화학식 3a의 트리아민 1.488g(5mol%)을 가하고, 1시간 동안 해당 모노머를 교반하여 완전히 용해시켰다. 그 후, 3,3',4,4'-비페닐테트라카르복실릭 디안하이드라이드(3,3',4,4'-Biphenyltetracarboxylic dianhydride, 이하 BPDA로 표기함) 8.704g(60mol%), 및 6FDA 8.762g(40mol%)를 각각 순차적으로 가한 후, 30℃로 냉각하여 용해시켰다.Under the same conditions as in Example 1, after filling the round bottom flask with 192.403 g of DMAc, the temperature of the reactor was raised to 50° C., and 15.0 g (95 mol%) of TFDB and 1.488 g (5 mol%) of triamine of Formula 3a were obtained. Was added and the monomer was stirred for 1 hour to dissolve completely. Then, 3,3',4,4'-biphenyltetracarboxylic dianhydride (3,3',4,4'-Biphenyltetracarboxylic dianhydride, hereinafter referred to as BPDA) 8.704g (60mol%), and 8.762 g (40 mol%) of 6FDA were added sequentially, followed by cooling to 30°C to dissolve.
1-2. 투명 폴리이미드 필름의 제조 1-2. Preparation of transparent polyimide film
무색투명한 폴리이미드 필름제작 과정은 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 진행하였다.The colorless and transparent polyimide film production process was performed in the same manner as in Example 1.
[실시예 4][Example 4]
1-1. 폴리아믹산 조성물의 제조1-1. Preparation of polyamic acid composition
상기 실시예 1과 동일한 조건 하에서, 둥근바닥 플라스크에 DMAc 207.268g을 채운 후, 반응기의 온도를 50℃로 승온하여, TFDB 15.0g(90mol%) 및 화학식 3a의 트리아민 3.141g(10mol%)을 가하고, 1시간 동안 해당 모노머를 교반하여 완전히 용해시켰다. 이어서 BPDA 9.188g(60mol%), 및 6FDA 9.248g(40mol%)를 각각 순차적으로 가한 후, 30℃로 냉각하여 용해시켰다.Under the same conditions as in Example 1, after filling the round bottom flask with 207.268 g of DMAc, the temperature of the reactor was raised to 50° C. to give 15.0 g (90 mol%) of TFDB and 3.141 g (10 mol%) of triamine of Formula 3a. Was added and the monomer was stirred for 1 hour to dissolve completely. Subsequently, 9.188 g (60 mol%) of BPDA and 9.248 g (40 mol%) of 6FDA were sequentially added, followed by cooling to 30°C to dissolve.
1-2. 투명 폴리이미드 필름의 제조 1-2. Preparation of transparent polyimide film
무색투명한 폴리이미드 필름제작 과정은 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 진행하였다.The colorless and transparent polyimide film production process was performed in the same manner as in Example 1.
[비교예 2][Comparative Example 2]
1-1. 폴리아믹산 조성물의 제조1-1. Preparation of polyamic acid composition
상기 실시예 1과 동일한 조건 하에서, 둥근바닥 플라스크에 DMAc 179.024g을 채운 후, 반응기의 온도를 50℃로 승온하여, TFDB 15.0g(100mol%)을 가하고, 1시간 동안 해당 모노머를 교반하여 완전히 용해시켰다. 이어서 BPDA 8.269g(60mol%), 및 6FDA 8.324g(40mol%)를 각각 순차적으로 가한 후, 30℃로 냉각하여 용해시켰다.Under the same conditions as in Example 1, after filling the round bottom flask with 179.024 g of DMAc, the temperature of the reactor was raised to 50° C., 15.0 g (100 mol%) of TFDB was added, and the monomer was stirred for 1 hour to completely dissolve. Ordered. Subsequently, 8.269 g (60 mol%) of BPDA, and 8.324 g (40 mol%) of 6FDA were sequentially added, followed by cooling to 30°C to dissolve.
1-2. 투명 폴리이미드 필름의 제조 1-2. Preparation of transparent polyimide film
무색투명한 폴리이미드 필름제작 과정은 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 진행하였다.The colorless and transparent polyimide film production process was performed in the same manner as in Example 1.
[실시예 5][Example 5]
1-1. 폴리아믹산 조성물의 제조1-1. Preparation of polyamic acid composition
상기 실시예 1과 동일한 조건 하에서, 둥근바닥 플라스크에 DMAc 179.744g을 채운 후, 반응기의 온도를 50℃로 승온하여, 2,2'-비스(트리플루오로메틸)-4,4'-디아미노디페닐 에테르 (2,2'-Bis(trifluoromethyl)-4,4'-diamin odiphenyl ether, 이하 6FODA로 표기함) 15.0g(95mol%) 및 화학식 3a의 트리아민 1.417g(5mol%)을 가하고, 1시간 동안 해당 모노머를 교반하여 완전히 용해시켰다. 이어서 사이클로부탄-1,2,3,4-테트라카르복실릭 디안하이드라이드 (Cyclobutane-1,2,3,4-tetracarboxylic dianhydride, 이하 CBDA로 표기함) 5.526g(60mol%), 및 4,4'-비스페놀에이 다이안하이드라이드(4,4'-Bisphenol A dianhydride, 이하 BPADA로 표기함) 9.777g(40mol%)를 각각 순차적으로 가한 후, 30℃로 냉각하여 용해시켰다.Under the same conditions as in Example 1, after filling the round bottom flask with 179.744 g of DMAc, the temperature of the reactor was raised to 50° C., and 2,2'-bis(trifluoromethyl)-4,4'-diamino 15.0 g (95 mol%) of diphenyl ether (2,2'-Bis(trifluoromethyl)-4,4'-diamin odiphenyl ether, hereinafter referred to as 6FODA) and 1.417 g (5 mol%) of triamine of formula 3a are added, The monomer was stirred for 1 hour to dissolve completely. Then cyclobutane-1,2,3,4-tetracarboxylic dianhydride (Cyclobutane-1,2,3,4-tetracarboxylic dianhydride, hereinafter referred to as CBDA) 5.526 g (60 mol%), and 4,4 9.777 g (40 mol%) of'-bisphenol-A dianhydride (4,4'-Bisphenol A dianhydride, hereinafter referred to as BPADA) were sequentially added, followed by cooling to 30°C to dissolve.
1-2. 투명 폴리이미드 필름의 제조 1-2. Preparation of transparent polyimide film
무색투명한 폴리이미드 필름제작 과정은 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 진행하였다.The colorless and transparent polyimide film production process was performed in the same manner as in Example 1.
[실시예 6][Example 6]
1-1. 폴리아믹산 조성물의 제조1-1. Preparation of polyamic acid composition
상기 실시예 1과 동일한 조건 하에서, 둥근바닥 플라스크에 DMAc 193.482g을 채운 후, 반응기의 온도를 50℃로 승온하여, 6FODA 15.0g(90mol%) 및 화학식 3a의 트리아민 2.991g(10mol%)을 가하고, 1시간 동안 해당 모노머를 교반하여 완전히 용해시켰다. 이어서 CBDA 5.833g(60mol%), 및 BPADA 10.320g(40mol%)를 각각 순차적으로 가한 후, 30℃로 냉각하여 용해시켰다.Under the same conditions as in Example 1, after filling the round bottom flask with 193.482 g of DMAc, the temperature of the reactor was raised to 50° C. to give 15.0 g (90 mol%) of 6FODA and 2.991 g (10 mol%) of triamine of Formula 3a. Was added and the monomer was stirred for 1 hour to dissolve completely. Subsequently, 5.833 g (60 mol%) of CBDA and 10.320 g (40 mol%) of BPADA were sequentially added, followed by cooling to 30°C to dissolve.
1-2. 투명 폴리이미드 필름의 제조 1-2. Preparation of transparent polyimide film
무색투명한 폴리이미드 필름제작 과정은 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 진행하였다.The colorless and transparent polyimide film production process was performed in the same manner as in Example 1.
[비교예 3][Comparative Example 3]
1-1. 폴리아믹산 조성물의 제조1-1. Preparation of polyamic acid composition
상기 실시예 1과 동일한 조건 하에서, 둥근바닥 플라스크에 DMAc 167.379g을 채운 후, 반응기의 온도를 50℃로 승온하여, 6FODA 15.0g (100mol%)을 가하고, 1시간 동안 해당 모노머를 교반하여 완전히 용해시켰다. 이어서 CBDA 5.249g (60mol%), 및 BPADA 9.288g (40mol%)를 각각 순차적으로 가한 후, 30℃로 냉각하여 용해시켰다.Under the same conditions as in Example 1, after filling the round bottom flask with 167.379 g of DMAc, the temperature of the reactor was increased to 50° C., 6FODA 15.0 g (100 mol%) was added, and the monomer was stirred for 1 hour to completely dissolve. Ordered. Subsequently, 5.249 g (60 mol%) of CBDA, and 9.288 g (40 mol%) of BPADA were sequentially added, followed by cooling to 30°C to dissolve.
1-2. 투명 폴리이미드 필름의 제조1-2. Preparation of transparent polyimide film
무색투명한 폴리이미드 필름제작 과정은 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 진행하였다.The colorless and transparent polyimide film production process was performed in the same manner as in Example 1.
참고로, 본원 실시예 1~6 및 비교예 1~3에서 제조된 폴리아믹산 조성물의 조성은 하기 표 1과 같다. 이때 몰%는 디아민, 트리아민, 및 디안하이드라이드 전체 중의 각 모노머의 몰 비율을 나타낸다.For reference, the compositions of the polyamic acid compositions prepared in Examples 1 to 6 and Comparative Examples 1 to 3 herein are shown in Table 1 below. At this time, mol% represents the molar ratio of each monomer in all of diamine, triamine, and dianhydride.
구분division
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디아민(mol%)Diamine (mol%)
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트리아민(mol%)Triamine (mol%)
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디안하이드라이드(mol%)Diane hydride (mol%)
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실시예1Example 1
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TFDB(95)TFDB(95)
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화학식3a (5)Formula 3a (5)
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6FDA(80)6FDA(80)
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PMDA(20)PMDA(20)
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실시예2Example 2
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TFDB(90)TFDB(90)
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화학식3a (10)Formula 3a (10)
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6FDA(80)6FDA(80)
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PMDA(20)PMDA(20)
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실시예3Example 3
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TFDB(95)TFDB(95)
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화학식3a (5)Formula 3a (5)
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BPDA(60)BPDA(60)
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6FDA(40)6FDA(40)
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실시예4Example 4
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TFDB(90)TFDB(90)
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화학식3a (10)Formula 3a (10)
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BPDA(60)BPDA(60)
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6FDA(40)6FDA(40)
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실시예5Example 5
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6FODA(95)6FODA(95)
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화학식3a (5)Formula 3a (5)
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CBDA(60)CBDA(60)
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BPADA(40)BPADA(40)
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실시예6Example 6
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6FODA(90)6FODA(90)
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화학식3a (10)Formula 3a (10)
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CBDA(60)CBDA(60)
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BPADA(40)BPADA(40)
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비교예1Comparative Example 1
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TFDB(100)TFDB(100)
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--
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6FDA(80)6FDA(80)
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PMDA(20)PMDA(20)
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비교예2Comparative Example 2
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TFDB(100)TFDB(100)
|
--
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BPDA(60)BPDA(60)
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6FDA(40)6FDA(40)
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비교예3Comparative Example 3
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6FODA(100)6FODA(100)
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--
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CBDA(60)CBDA(60)
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BPADA(40)BPADA(40)
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[물성 평가][Physical property evaluation]
상기 실시예 1~6 및 비교예 1~3에서 제조된 폴리이미드 필름을 하기와 같은 방법으로 물성을 평가하였으며, 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.The properties of the polyimide films prepared in Examples 1 to 6 and Comparative Examples 1 to 3 were evaluated in the following manner, and the results are shown in Table 2 below.
<물성평가 방법><Method for evaluating physical properties>
(1) 광투과도 측정(1) Measurement of light transmittance
550nm 파장에서 UV-Vis NIR Spectrophotometer(Shimadzu, 모델명: UV-3150)를 이용하여 측정하였다. It was measured using a UV-Vis NIR Spectrophotometer (Shimadzu, model name: UV-3150) at a wavelength of 550 nm.
(2) 황색도 측정(2) Yellowness measurement
분광측색계(Konica Minolta, 모델명: CM-3700d)를 이용하여 황색도를 ASTM E313-73 규격으로 측정하였다. The yellowness was measured by ASTM E313-73 standard using a spectrophotometer (Konica Minolta, model name: CM-3700d).
(3) 인장강도 및 탄성율 측정(3) Measurement of tensile strength and modulus of elasticity
UTM (Instron, 모델명: 5942)을 이용하여 ISO 527-3 규격으로 인장강도(MPa), 탄성율(GPa)을 측정하였다.Tensile strength (MPa) and modulus of elasticity (GPa) were measured in accordance with ISO 527-3 using UTM (Instron, model name: 5942).
구분division
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투과도 (%)Permeability (%)
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황색도Yellowness
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탄성율 (Gpa)Elastic modulus (Gpa)
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인장강도 (Mpa)Tensile strength (Mpa)
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실시예1Example 1
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8888
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3.23.2
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3.83.8
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114114
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실시예2Example 2
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8989
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3.13.1
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3.93.9
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120120
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실시예3Example 3
|
8989
|
2.92.9
|
4.04.0
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118118
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실시예4Example 4
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9090
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2.82.8
|
4.24.2
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125125
|
실시예5Example 5
|
9090
|
3.03.0
|
3.63.6
|
110110
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실시예6Example 6
|
9090
|
2.92.9
|
3.83.8
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113113
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비교예1Comparative Example 1
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8686
|
3.93.9
|
3.33.3
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9393
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비교예2Comparative Example 2
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8787
|
3.63.6
|
3.43.4
|
9696
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비교예3Comparative Example 3
|
8787
|
3.73.7
|
3.23.2
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9292
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상기 표 2의 결과에 따르면, 트리아민이 포함된 본 발명의 무색투명한 폴리이미드 필름은 트리아민을 비포함하는 비교예 1~3에 비해, 광투과도, 황색도, 탄성율 및 인장강도 면에서 모두 우수한 특성을 갖는 것을 알 수 있었다. 구체적으로, 본 발명에서는 트리아민이 포함됨에 따라 투명 폴리이미드 필름의 황색도 및 기계적 특성 면에서 상승효과가 발휘되었으며, 트리아민의 첨가량이 증가할수록 황색도가 현저히 감소하고, 탄성율 및 인장강도는 유의적으로 증가하는 결과를 보여주었다. According to the results of Table 2, the colorless and transparent polyimide film of the present invention containing triamine is superior in terms of light transmittance, yellowness, modulus of elasticity and tensile strength compared to Comparative Examples 1 to 3 without triamine. It was found to have. Specifically, in the present invention, as the triamine is included, a synergistic effect was exhibited in terms of yellowness and mechanical properties of the transparent polyimide film, and as the amount of triamine added increased, the yellowness significantly decreased, and the modulus and tensile strength were significantly It showed increasing results.
전술한 결과를 바탕으로 본 발명의 폴리아믹산 조성물은 플렉서블 디스플레이(Flexible Display)용 기판 및 보호막으로의 적용 가능성을 확인할 수 있었다. Based on the above results, the polyamic acid composition of the present invention was confirmed to be applicable to a flexible display (Flexible Display) substrate and a protective film.