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公開番号2024039622
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-03-22
出願番号2023140174
出願日2023-08-30
発明の名称多孔質ポリアミドイミド
出願人ユニチカ株式会社
代理人
主分類C08G 18/34 20060101AFI20240314BHJP(有機高分子化合物;その製造または化学的加工;それに基づく組成物)
要約【課題】膜強度と耐溶剤性の向上を図ることができる多孔質PAIの提供。
【解決手段】
酸成分として無水トリメリット酸(TMA)、イソシアネート成分としてo-トリジンジイソシアネート(TODI)を用いたポリアミドイミド(PAI)を含有し、気孔率が75体積%以上であり、以下の測定により得られる不溶率が30%以上であることを特徴とする多孔質PAI。不溶率:多孔質PAIを、その質量の200倍のN-メチル-2-ピロリドン中、100℃、2時間溶解処理した後、不溶分質量を測定することで、下記式により算出される値。
不溶率(%)=[Mi/Mf]×100
(式中、Miは溶解処理後の不溶分質量(g)、Mfは溶解処理前のPAI質量(g)を示す。)
【選択図】なし
特許請求の範囲【請求項1】
酸成分として無水トリメリット酸(TMA)、イソシアネート成分としてo-トリジンジイソシアネート(TODI)を用いたポリアミドイミド(PAI)を含有し、気孔率が75体積%以上であり、以下の測定により得られる不溶率が30%以上であることを特徴とする多孔質PAI。
不溶率:多孔質PAIを、その質量の200倍のN-メチル-2-ピロリドン中、100℃、2時間溶解処理した後、不溶分質量を測定することで、下記式により算出される値。
不溶率(%)=[Mi/Mf]×100
(式中、Miは溶解処理後の不溶分質量(g)、Mfは溶解処理前のPAI質量(g)を示す。)
続きを表示(約 480 文字)【請求項2】
比引張弾性率が1.3以上である、請求項1記載の多孔質PAI。
【請求項3】
PAIを構成するTODIの4~50モル%が、4,4′-ジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)および/またはトリレンジイソシアネート(TDI)に置換されている、請求項1記載の多孔質PAI。
【請求項4】
架橋剤の配合割合が、PAI成分に対して0.1質量%以上10質量%以下である、請求項1記載の多孔質PAI。
【請求項5】
架橋剤の種類が、多官能ブロックイソシアネート化合物である、請求項4記載の多孔質PAI。
【請求項6】
基材上に、PAIとその良溶媒および貧溶媒とを含む溶液を塗布して塗膜を形成した後、塗膜中の溶媒を揮発させて除去し、この際に、貧溶媒の作用により、塗膜内で相分離を起こさせて、基材上に被膜状の多孔質PAIを形成させることを特徴とする、請求項1~5いずれかに記載の多孔質PAIの製造方法。
【請求項7】
請求項1~5いずれかの多孔質PAIを用いた分離膜。

発明の詳細な説明【技術分野】
【0001】
本発明は、特定のモノマー種のポリアミドイミド(PAI)からなる、分離膜として有用な多孔質PAIに関する。
続きを表示(約 1,700 文字)【背景技術】
【0002】
PAIは、その優れた耐熱性を利用して、電子材料や光学材料、リチウム二次電池用セパレータ、リチウム二次電池電極被覆材、電線被覆、医療用素材等の分野で利用されている。特に、PAIの多孔質体は、フィルタ、分離膜等の分野で利用されている。多孔質PAIの製法としては、例えば特許文献1に、PAIに対する良溶媒と貧溶媒とを含有するPAI溶液を、基材上に、塗布、乾燥することにより、得ることが開示されている(いわゆる乾式法)。また、特許文献2に、PAIを良溶剤に溶解させてPAI溶液とし、貧溶剤に浸漬させて良溶剤を抽出除去することで、多孔質PAIを得ることが開示されている(いわゆる湿式法)。このような多孔質PAIを分離膜として使用するためには、モジュール化のための高い比引張弾性率が要求される。また、使用上、極性溶剤、酸、アルカリなどの薬剤に晒されることが多い分離膜への適用においては、このような薬剤への耐溶剤性も要求されている。
【0003】
一方、PAIの材料としての強度を向上させるために、モノマーとしてo-トリジンジイソシアネート(TODI)がしばしば使用される(例えば、特許文献3)。また、PAIの耐溶剤性を向上させるために、架橋構造を導入することも行われており、例えば、特許文献4では、架橋剤を含む多孔質膜に200℃以上の加熱架橋処理を施すことにより、耐溶剤性を向上させている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
国際公開2014/106954号
特公平6-21411号公報
特開平3―131630号公報
特開2011-122124号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかしながら、多孔質PAIを分離膜として使用する際には、一定以上の比引張弾性率と耐溶剤性を両立する必要があり、既存の多孔質PAIではこのような物性の両立は達成できていなかった。ここで、比引張弾性率(比引張弾性率=E/ρ、E:引張弾性率、ρ:見掛け密度)とは、分離膜として使用可能かどうかに直接影響するパラメータであり、これが大きいほど高弾性率かつ低密度である膜であることを示している。
【0006】
そこで、本発明は前記課題を解決するものであって、比引張弾性率と耐溶剤性とが両立した多孔質PAIの提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
前記課題を解決するために鋭意研究した結果、特定のモノマー組成からなる多孔質PAIに架橋構造を導入することにより、前記課題が解決されることを見出し、本発明の完成に至った。
【0008】
本発明は、以下を趣旨とするものである。
酸成分として無水トリメリット酸(TMA)、イソシアネート成分としてo-トリジンジイソシアネート(TODI)を用いたポリアミドイミド(PAI)を含有し、気孔率が75体積%以上であり、以下の測定により得られる不溶率が30%以上であることを特徴とする多孔質PAI。不溶率:多孔質PAIを、その質量の200倍のN-メチル-2-ピロリドン(NMP)中、100℃、2時間溶解処理した後、不溶分質量を測定することで、下記式により算出される値。
不溶率(%)=[Mi/Mf]×100
(式中、Miは溶解処理後のPAI質量(g)を示し、Mfは溶解処理前のPAI質量(g)を示す。)
【発明の効果】
【0009】
本発明の多孔質PAIは、比引張弾性率が高く、また耐溶剤性が高いため、分離膜として好適に用いることができる。また、この多孔質PAIは、比引張弾性率が高いので、分離膜のみならず、例えばリチウム2次電池用セパレータ、リチウム2次電池電極用保護膜、低誘電性フレキシブル基板、電極用バインダー、スピーカ振動版などにも好適に用いることができる。
【発明を実施するための形態】
【0010】
以下、本発明を詳細に説明する。
(【0011】以降は省略されています)

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