专利名称：含硅高分子化合物及其制造方法、耐热性树脂组合物及耐热性薄膜的制作方法
技术领域：
本发明涉及含硅高分子化合物及其制造方法，以及耐热性树脂组合物和耐热性薄膜，更详细地，涉及在碱性溶液中可溶且新型的含硅高分子化合物及其制造方法，以及其它新型含硅高分子化合物和含有使用其得到的氢化甲硅烷基化聚合物的耐热性树脂组合物，通过含硅高分子化合物的热氢化甲硅烷基化反应形成的耐热性薄膜。
本发明的碱可溶性含硅高分子化合物可以用于碱性显影抗蚀剂材料等。
其它本发明的含硅高分子化合物可以用于电子学领域、光功能材料领域等。
此外，本发明的耐热性树脂组合物及耐热性薄膜由于具有极高的耐热性，因而可以用于航空航天材料、半导体材料等。
背景技术：
以往，作为碱可溶性含硅高分子化合物，已知的有专利文献1公开的聚有机倍半硅氧烷，专利文献2公开的有机聚硅氧烷等。
此外，作为使用含硅化合物的耐热性树脂组合物，已知的有专利文献3公开的氢化八倍半硅氧烷-含乙烯基化合物共聚物，专利文献4公开的含硅固化性组合物，专利文献5公开的含倍半硅氧烷聚合物等。
专利文献1特开昭62-96526号公报专利文献2特开平1-292036号公报专利文献3特开2000-265065号公报专利文献4特开2001-89662号公报专利文献5特开平9-296044号公报发明内容上述专利文献1和2公开的碱可溶性含硅高分子化合物具有难以得到大分子量化合物的问题。
另一方面，专利文献3和4公开的耐热性树脂组合物达不到在氮气氛围下、在1000℃的重量损失率在5％以下的耐热性。另外专利文献3和5公开的耐热性树脂组合物由于难以分离，使用成本极高的氢化八倍半硅氧烷作为原料，因而不实用，此外，在加热聚合时具有不饱和基的单体气化而脱气，存在污染工作环境的问题。
本发明旨在提供一种大分子量的、新型的碱可溶性含硅高分子化合物及其制造方法。
此外，本发明还旨在提供通过不使用昂贵原料的简便方法，得到具有极高耐热性的固化物，即使加热也不会产生污染工作环境的气体的新型含硅高分子化合物、含有其氢化甲硅烷基化聚合物的耐热性树脂组合物和耐热性薄膜。
本发明的内容如下。
1.如下述通式(1)所示，重均分子量为500～500000的碱可溶性含硅高分子化合物。
(式中，A1为具有羟基或烷氧基的苯基，R1为碳原子数1～4的亚烷基，m为0或1，R2为碳原子数1～4的烷基(1分子中的R2可以是同一种或2种以上不同种类的组合。)，s和u为正数，t为0或正数，0≤t/(s+u)≤1且0＜u/s≤5。)2.上述1记载的碱可溶性含硅高分子化合物，其中在上述通式(1)中，0≤t/(s+u)≤0.2且0.2≤u/s≤5，在室温下为固体。
3.碱可溶性含硅高分子化合物的制造方法，其特征在于是上述通式(1)所示的碱可溶性含硅高分子化合物的制造方法，其中使s摩尔下述通式(2)所示的含水解性基有机硅烷，t摩尔下述通式(3)所示的含水解性基有机硅烷和u摩尔下述通式(4)所示的含水解性基硅化合物(其中s和u为正数，t为0或正数，0≤t/(s+u)≤1且0＜u/s≤5。)进行水解共缩合反应。
A1(R1)mSiM13(2)(式中，A1为具有羟基或烷氧基的苯基，R1为碳原子数1～4的亚烷基，M1为水解性基，m为0或1。) (式中，R2为碳原子数1～4的烷基，M2为水解性基。)SiM34(4)(式中，M3为水解性基。)4.如下述通式(5)所示，重均分子量为500～500000的含硅高分子化合物。
(式中，A2为具有碳-碳不饱和基的碳原子数2～10的有机基，R3为碳原子数1～20的亚烷基、碳原子数6～20的2价芳基或碳原子数3～20的2价脂环式基，n为0或1，R4为氢原子或碳原子数1～10的烷基(1分子中的R4可以是同一种或2种以上不同种类的组合。)，x和y为正数，w、z为0或正数，0≤z/(w+x+y)≤2且0.01≤y/(w+x)≤5。)5.含有氢化甲硅烷基化聚合物的耐热性树脂组合物，该氢化甲硅烷基化聚合物由上述4记载的含硅高分子化合物中的和Si原子结合的H原子与上述4记载的其它含硅高分子化合物中的碳-碳不饱和基反应而得到。
6.上述5记载的耐热性树脂组合物，其特征在于在氮气氛围下，以10℃/分钟的升温速度从25℃加热到1000℃时的重量损失率在5％以下。
7.耐热性薄膜，其特征在于由上述4记载的含硅高分子化合物的有机溶剂溶液在基材上展开形成的薄膜进行热氢化甲硅烷基化反应而固化形成。
发明效果本发明的碱可溶性含硅高分子化合物具有特定的结构，分子量大且碱可溶性优良。此外，通过含有规定量的特定单元，可以具有大范围的软化点，适合用于抗蚀剂材料等用途。
本发明的碱可溶性含硅高分子化合物的制造方法通过使用特定的原料成分，可以容易地制造大分子量的化合物。
其它本发明的含硅高分子化合物可以得到具有特定的结构和高耐热性、即使加热也不会产生污染工作环境的气体的固化物。
本发明的耐热性树脂组合物在氮气氛围下，以10℃/分钟的升温速度从25℃加热到1000℃时的重量损失率在5％以下。
本发明的耐热性薄膜在氮气氛围下，以10℃/分钟的升温速度从25℃加热到1000℃时的重量损失率在5％以下。
下面对本发明进行详细说明。
1.碱可溶性含硅高分子化合物本发明的碱可溶性含硅高分子化合物(以下有时也称为“高分子化合物(I)”)如下述通式(1)所示，重均分子量为500～500000。
(式中，A1为具有羟基或烷氧基的苯基，R1为碳原子数1～4的亚烷基，m为0或1，R2为碳原子数1～4的烷基(1分子中的R2可以是同一种或2种以上不同种类的组合。)，s和u为正数，t为0或正数，0≤t/(s+u)≤1且0＜u/s≤5。)本发明的含硅高分子化合物(I)如上述通式(1)所示，包含下述通式(6)所示的3官能团硅氧烷单元、下述通式(7)所示的单官能团硅氧烷单元和下述通式(8)所示的4官能团硅氧烷单元。这些单元可以各自和同样的或不同的任意硅氧烷单元结合。
(6)(式中，A1为具有羟基或烷氧基的苯基，R1为碳原子数1～4的亚烷基，m为0或1。) (式中，R2为碳原子数1～4的烷基)[Si-O4/2] (8)上述通式(1)和(6)中，A1为具有羟基或烷氧基的苯基，与该苯基结合的羟基或烷氧基可分别地含有单独1种或2种以上。
作为A1优选的例子，可以列举邻羟基苯基、间羟基苯基、对羟基苯基、2，3-二羟基苯基、2，4-二羟基苯基、3，4-二羟基苯基、3，5-二羟基苯基、邻甲氧基苯基、间甲氧基苯基、对甲氧基苯基、2，3-二甲氧基苯基、2，4-二甲氧基苯基、3，4-二甲氧基苯基、3，5-二甲氧基苯基、邻乙氧基苯基、间乙氧基苯基、对乙氧基苯基、2，3-二乙氧基苯基、2，4-二乙氧基苯基、3，4-二乙氧基苯基、3，5-二乙氧基苯基、邻异丙氧基苯基、间异丙氧基苯基、对异丙氧基苯基、2，3-二异丙氧基苯基、2，4-二异丙氧基苯基、3，4-二异丙氧基苯基、3，5-二异丙氧基苯基、邻叔丁氧基苯基、间叔丁氧基苯基、对叔丁氧基苯基、2，3-二叔丁氧基苯基、2，4-二叔丁氧基苯基、3，4-二叔丁氧基苯基、3，5-二叔丁氧基苯基、2-甲氧基-3-羟基苯基、2-甲氧基-4-羟基苯基、3-甲氧基-4-羟基苯基、3-甲氧基-5-羟基苯基、2-羟基-3-甲氧基苯基、2-羟基-4-甲氧基苯基、3-羟基-4-甲氧基苯基、3-羟基-5-甲氧基苯基、2-乙氧基-3-羟基苯基、2-乙氧基-4-羟基苯基、3-乙氧基-4-羟基苯基、3-乙氧基-5-羟基苯基、2-羟基-3-乙氧基苯基、2-羟基-4-乙氧基苯基、3-羟基-4-乙氧基苯基、3-羟基-5-乙氧基苯基等。
本发明的高分子化合物(I)中，当s≥2时，1分子中的A1可以是同一种或2种以上不同种类的组合。
上述通式(1)和(6)中，R1为碳原子数1～4的亚烷基。作为R1优选的例子，可以列举亚甲基、亚乙基、亚正丙基、亚异丙基、亚正丁基、亚异丁基等。
m为0或1。
上述通式(1)和(7)中，R2为碳原子数1～4的烷基。作为R2优选的例子，可以列举甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基等。
本发明的高分子化合物(I)中所含的R2可以是同一种或2种以上不同种类的组合。
上述通式(1)中，s和u为正数，t为0或正数，0≤t/(s+u)≤1且0＜u/s≤5。若在这些范围之外，则难以合成，本发明的高分子化合物(I)不能成为碱可溶性。另外，当s、t和u满足0≤t/(s+u)≤0.2且0.2≤u/s≤5时，本发明的含硅高分子化合物(I)在室温(25℃)下为固体，容易使用。
另外，本发明的高分子化合物(I)可以含有制造过程中残留的若干羟基、烷氧基、卤原子等。
另外，本发明的高分子化合物(I)通过凝胶渗透色谱法(以下称为“GPC”)得到的标准聚苯乙烯换算的重均分子量(Mw)为500～500000。若在该范围外则难以合成。
本发明的含硅高分子化合物在氢氧化钠水溶液、氢氧化四甲基铵水溶液等碱性水溶液中可溶，此外在烃溶剂、芳香族烃溶剂、氯化烃溶剂、醇溶剂、醚溶剂、酰胺溶剂、酮溶剂、酯溶剂、溶纤剂溶剂等各种有机溶剂中可溶。因而可以应用于LSI制造时用于细微加工的碱性显影抗蚀剂材料等。
2.碱可溶性含硅高分子化合物的制造方法本发明的碱可溶性含硅高分子化合物的制造方法是上述通式(1)所示的高分子化合物(I)的制造方法，使s摩尔下述通式(2)所示的含水解性基有机硅烷，t摩尔下述通式(3)所示的含水解性基有机硅烷和u摩尔下述通式(4)所示的含水解性基硅化合物(其中s和u为正数，t为0或正数，0≤t/(s+u)≤1且0＜u/s≤5。)水解共缩合反应。
A1(R1)mSiM13(2)(式中，A1为具有羟基或烷氧基的苯基，R1为碳原子数1～4的亚烷基，M1为水解性基，m为0或1。) (式中，R2为碳原子数1～4的烷基，M2为水解性基。)SiM34(4)(式中，M3为水解性基。)上述通式(2)、(3)和(4)中的水解性基M1、M2和M3可分别相同或不同。作为这些水解性基，只要具有水解性则没有特别的限定，可以列举氯原子、溴原子等卤原子，甲氧基、乙氧基、异丙氧基、甲氧基乙氧基等烷氧基，乙酰氧基等酰氧基、三甲基甲硅烷氧基等三烷基甲硅烷氧基等。
作为上述通式(2)所示的化合物，可以列举3-(3-甲氧基-4-羟基苯基)丙基三乙氧基硅烷、3-(2-甲氧基-3-羟基苯基)丙基三乙氧基硅烷、3-甲氧基-4-羟基苯基三乙氧基硅烷、2-对-(叔丁氧基)苯基乙基三乙氧基硅烷等。
作为上述通式(3)所示的化合物，可以列举三甲基甲氧基硅烷、三甲基乙氧基硅烷等。
此外，作为上述通式(4)所示的化合物，可以列举四乙氧基硅烷等。
另外，上述通式(2)所示的含水解性基有机硅烷、上述通式(3)所示的含水解性基有机硅烷和上述通式(4)所示的含水解性基硅化合物的各摩尔数满足上述通式(1)的条件，即s和u为正数，t为0或正数，0≤t/(s+u)≤1且0＜u/s≤5。在满足该条件的同时，通过改变各摩尔比，可以自由地控制分子量、软化点、具有羟基或烷氧基的苯基的量、碱可溶性的程度等。
使用上述3种硅化合物的水解共缩合反应的方法可以使用公知的方法，一般使用催化剂进行。作为该催化剂，可以列举酸性催化剂、碱性催化剂、金属螯合物等。
作为酸性催化剂，可以单独地或组合地使用无机酸与有机酸。作为无机酸，可以列举例如盐酸、硫酸、磷酸、硝酸等。作为有机酸，可以列举例如醋酸、丙酸、丁酸、戊酸、己酸、庚酸、辛酸、壬酸、癸酸、草酸、马来酸、甲基丙二酸、己二酸、癸二酸、没食子酸、丁酸、苯六甲酸、花生四烯酸、莽草酸、2-乙基己酸、油酸、硬脂酸、亚油酸、亚麻酸、水杨酸、安息香酸、对氨基安息香酸、对甲苯磺酸、苯磺酸、一氯乙酸、二氯乙酸、三氯乙酸、三氟乙酸、甲酸、丙二酸、磺酸、苯二甲酸、富马酸、柠檬酸、酒石酸等。
作为碱性催化剂，可以单独地或组合地使用无机碱与有机碱。作为无机碱，可以列举例如氨、氢氧化钠、氢氧化钾等。作为有机碱，可以列举例如吡啶、吡咯、哌嗪、吡咯烷、哌啶、甲基吡啶、一甲基胺、二甲基胺、三甲基胺、一乙基胺、二乙基胺、三乙基胺、一丙基胺、二丙基胺、三丙基胺、一丁基胺、二丁基胺、三丁基胺、一乙醇胺、二乙醇胺、二甲基一乙醇胺、一甲基二乙醇胺、三乙醇胺、二氮杂双环辛烷、二氮杂双环壬烷、二氮杂双环十一烷、氢氧化四甲基铵等。
作为金属螯合物，可以列举例如钛螯合物、锆螯合物、铝螯合物等。
本发明的高分子化合物(I)的制造方法中，优选使用酸性催化剂，特别优选挥发性高的盐酸、硝酸等。
上述水解共缩合反应优选在40～80℃范围的温度下进行。在低于40℃的温度下，水解速度降低，有时会生成含有未反应烷氧基的有机聚硅氧烷。而且存在反应时间延长、生产性降低的倾向。另外，在该水解缩合反应中，可以联用苯、甲苯、二甲苯等芳香族烃类，甲醇、乙醇等醇类，丙酮等酮类，酯类，醚类，氯化烃类等有机溶剂，这时，反应优选在使有机溶剂加热回流下进行。反应时间根据上述3种有机硅烷的种类、反应温度等条件的不同而异，一般为1～10小时。
另外，本发明的高分子化合物(I)，在上述通式(2)所示的含水解性基有机硅烷中，当A1为羟苯基时，可以如下制得使用该羟基被甲基、乙氧基乙基、叔丁基等碳原子数1～4的烷基，乙酰基等碳原子数1～4的酰基，或三甲基甲硅烷基、叔丁基二甲基甲硅烷基等碳原子数1～4的烷基与Si原子结合的三烷基甲硅烷基保护的化合物，代替上述通式(2)的有机硅烷，使其水解共缩合反应后，进行脱保护而制得。
在用三烷基甲硅烷基保护时，该三烷基甲硅烷基发生水解，作为上面通式(7)表示的单官能团硅氧烷单元可以进入本发明的含硅高分子化合物中。
3.含硅高分子化合物其它的本发明的含硅高分子化合物(以下有时称为“高分子化合物(II)”)如下通式(5)所示，重均分子量为500～500000。
(式中，A2为具有碳-碳不饱和基的碳原子数2～10的有机基，R3为碳原子数1～20的亚烷基、碳原子数6～20的2价芳基或碳原子数3～20的2价脂环式基，n为0或1，R4为H原子或碳原子数1～10的烷基(1分子中的R4可以是同一种或2种以上不同种类的组合。)，x和y为正数，w、z为0或正数，0≤z/(w+x+y)≤2且0.01≤y/(w+x)≤5。)本发明的含硅高分子化合物(II)如上述通式(5)所示，包含下述通式(9)所示的4官能团硅氧烷单元、下述通式(10)所示的3官能团硅氧烷单元、下述通式(11)所示的3官能团硅氧烷单元、下述通式(12)所示的单官能团硅氧烷单元。这些单元可以各自和同样的或不同的任意硅氧烷单元结合。另外，本发明的含硅高分子化合物(II)也可以不含下述通式(9)所示的4官能团硅氧烷单元和下述通式(12)所示的单官能团硅氧烷单元。
(9)[H-Si-O3/2] (10)[A2-(R3)n-Si-O3/2](11)(式中，A2为具有碳-碳不饱和基的碳原子数2～10的有机基，R3为碳原子数1～20的亚烷基、碳原子数6～20的2价芳基或碳原子数3～20的2价脂环式基，n为0或1。) (式中，R4为H原子或碳原子数1～10的烷基。)上述通式(5)中，A2为具有碳-碳不饱和基的碳原子数2～10的有机基，优选具有碳-碳双键或碳-碳三键的官能团。
作为A2优选的例子，可以列举例如乙烯基、邻苯乙烯基、间苯乙烯基、对苯乙烯基、丙烯酰基、甲基丙烯酰基、丙烯酰氧基、甲基丙烯酰氧基、1-丙烯基、1-丁烯基、1-戊烯基、3-甲基-1-丁烯基、苯基乙烯基、乙炔基、1-丙炔基、1-丁炔基、1-戊炔基、3-甲基-1-丁炔基、苯基丁炔基等。
在上述通式(5)中，当y≥2时，1分子中的A2可以是同一种，或者也可以是2种以上不同种类的组合。
在上述通式(5)和(11)中，R3为碳原子数1～20的亚烷基、碳原子数6～20的2价芳基或碳原子数3～20的2价脂环式基。
作为碳原子数1～20的亚烷基，优选亚甲基、亚乙基、亚正丙基、亚异丙基、亚正丁基、亚异丁基等。
作为碳原子数6～20的2价芳基，优选亚苯基、亚萘基等。
作为碳原子数3～20的2价脂环式基，优选具有降冰片烯骨架、三环癸烷骨架、金刚烷骨架等的2价烃基等。
n为0或1。
在上述通式(5)和(12)中，R4为H原子或碳原子数1～10的烷基。作为R4优选的例子，可以列举甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基等。
本发明的高分子化合物(II)中所含的R4可以是同一种，或者也可以是2种以上不同种类的组合。
上述通式(5)中，x和y为正数，w、z分别为0或正数，0≤z/(w+x+y)≤2且0.01≤y/(w+x)≤5。另外，当w＝0时，优选0.2≤y/x≤5，当w≥1时，优选0.01≤y/(w+x)≤2。若在该范围外，则难以合成，不能得到具有高耐热性的固化物。
本发明的高分子化合物(II)可以含有在制造过程中残留的一些羟基、烷氧基、卤原子等。
本发明的含硅高分子化合物(II)通过GPC得到的标准聚苯乙烯换算的重均分子量(Mw)为500～500000。若在该范围外则难以合成。
本发明的含硅高分子化合物(II)通过使w摩尔下述通式(13)所示的含水解性基硅化合物，x摩尔下述通式(14)所示的含水解性基硅化合物、y摩尔下述通式(15)所示的含水解性基有机硅烷和z摩尔下述通式(16)所示的含水解性基有机硅烷水解共缩合反应而得。
SiM44(13)(式中，M4为水解性基。)HSiM53(14)(式中，M5为水解性基。)A2(R3)nSiM63(15)(式中，A2为具有碳-碳不饱和基的碳原子数2～10的有机基，R3为碳原子数1～20的亚烷基、碳原子数6～20的2价芳基或碳原子数3～20的2价脂环式基，M6为水解性基。) (式中，R4为H原子或碳原子数1～10的烷基(本单元中的R4可以是同一种或2种以上不同种类的组合。)，M7为水解性基。)上述通式(13)、(14)、(15)和(16)中的水解性基M4、M5、M6和M7可分别相同或不同。作为这些水解性基，可以列举氯原子、溴原子等卤原子，甲氧基、乙氧基、异丙氧基、甲氧基乙氧基等烷氧基，乙酰氧基等酰氧基、三甲基甲硅烷氧基等三烷基甲硅烷氧基等。
使用上述通式(13)所示的含水解性基硅化合物，上述通式(14)所示的含水解性基硅化合物、上述通式(15)所示的含水解性基有机硅烷和上述通式(16)所示的含水解性基有机硅烷时的各摩尔数优选满足上述通式(5)的条件，即x、y为正数，w、z为0或正数，0≤z/(w+x+y)≤2且0.01≤y/(w+x)≤5。另外，当w＝0时，优选0.2≤y/x≤5，当w≥1时，优选0.01≤y/(w+x)≤2。在满足该条件的同时，通过改变各摩尔比，可以自由地控制分子量、树脂粘度、耐热性等。
另外，在使用上述各化合物的水解共缩合反应中，可以使用0.5×z摩尔如下述通式(17)所示的水解性有机硅烷，代替z摩尔上述通式(16)所示的含水解性基有机硅烷。
(式中，R4为H原子或碳原子数1～10的烷基(1分子中的R4可以是同一种或2种以上不同种类的组合。)。)使用上述各化合物的水解共缩合反应可以采用公知的方法，可以根据上述含硅高分子化合物(I)的制造方法记载的方法进行。
4.耐热性树脂组合物本发明的耐热性树脂组合物的特征在于含有氢化甲硅烷基化聚合物，该氢化甲硅烷基化聚合物由上述含硅高分子化合物(II)中的和Si原子结合的H原子与上述其它的含硅高分子化合物(II)中的碳-碳不饱和基反应而得到。
上述形成氢化甲硅烷基化聚合物的反应称为“氢化甲硅烷基化反应”，使用或不使用催化剂均可。
使用催化剂时，优选使用含铂的催化剂。
作为含铂的催化剂，可以使用目前用于氢化甲硅烷基化反应的催化剂，可以列举二乙烯基硅氧烷合铂、环状乙烯基甲基硅氧烷合铂、三(二亚苄基丙酮)二铂、氯铂酸、双(亚乙基)四氯二铂、环辛二烯二氯合铂、双(环辛二烯)合铂、双(二甲基苯基膦)二氯合铂、四(三苯基膦)合铂、铂碳等。
氢化甲硅烷基化反应可以在存在或不存在溶剂的任一种反应体系内进行。使用溶剂时，可以使用目前使用的各种溶剂，可以列举烃类、芳香族烃类、氯化烃类、醇类、醚类、酰胺类、酮类、酯类、溶纤剂类等有机溶剂。
氢化甲硅烷基化反应可以在各种温度下进行，特别优选在大于等于40℃、低于200℃下进行。
本发明的耐热性树脂组合物在块状、膜状等任何一种形态下，由于耐热性优良，在例如300～1000℃范围的高温下也不会引起分解、变质等，能够维持原有的形态。特别是在氮气氛围下，以10℃/分钟的升温速度从25℃加热到1000℃时的重量损失率可以控制在优选5％以下。此外，在氧气氛围下，以10℃/分钟的升温速度从25℃加热到1000℃时的重量损失率可以控制在优选8％以下。
5.耐热性薄膜本发明的耐热性薄膜，通过将上述含硅高分子化合物(II)的有机溶剂溶液在基材上展开形成薄膜，进行热氢化甲硅烷基化反应而固化形成。
作为用于形成上述有机溶剂溶液的有机溶剂，只要能够溶解上述含硅高分子化合物(II)，则可以没有任何限制地使用。可以列举烃类、芳香族烃类、氯化烃类、醇类、醚类、酰胺类、酮类、酯类、溶纤剂类等有机溶剂。
上述基材只要是可以通过涂布等形成薄膜的材料，例如无机材料、有机材料或其组合而成的材料即可，没有特别的限定。作为优选的材料，可以列举金属、合金、陶瓷、木材、塑料等。
作为上述基材的形状，可以列举片状、板状、方形、管状、圆形、球形等，也可以是它们的复合体。
进而，作为上述基材的具体示例，可以列举板状玻璃、硅晶片、各种形状的塑料成形体、建筑材料、金属板等。
作为上述含硅高分子化合物的有机溶剂溶液的涂布在基材上的方法，可以列举流延法、旋涂法、棒涂法、喷涂法等。
另外，在形成薄膜时，一般在空气中或氮气等惰性气体中，上述有机溶剂溶液通过涂布等在基材表面展开，形成薄膜后，经过适当的时间，即1分钟～10小时，优选1分钟～1小时，进行加热处理。通过该加热，有机溶剂被干燥除去，形成薄膜。上述加热处理的温度通常在大于等于40℃、低于300℃的范围内，优选在50～200℃的范围内。另外，上述加热处理在该范围的温度下，可以在相同温度下进行，也可以组合升温、降温等进行。
然后，得到的薄膜在氮气等惰性气体中，在100～1500℃范围的高温下，进行1分钟以上的热处理，可以形成耐热性的固化薄膜。通过在上述范围温度下的热处理，薄膜中Si-H和C＝C(或C≡C)之间可以通过热氢化甲硅烷基化反应而促进固化。优选的温度为150～1000℃，更优选300～1000℃的范围。
本发明的耐热性薄膜具有倍半硅氧烷系聚合物所具有的耐热性、耐水性、耐化学品性、稳定性、电绝缘性、耐擦伤性等的机械强度等方面优良的特性。从而，可以用于在电子学领域、光功能材料领域等为代表的广泛的领域内的产品、部件等的薄膜、层等。例如，可以用于钝化膜、抗蚀膜、层间绝缘膜等半导体用材料、航空/航天材料等，还可以用作各种保护膜。
实施例下面通过实施例对本发明进行更具体的说明。另外，“Me”表示甲基。
1.碱可溶性含硅高分子化合物的制备参考例1[3-(3-甲氧基-4-羟基苯基)丙基三乙氧基硅烷的合成]在装有搅拌机、回流管、滴液漏斗和温度计的四口烧瓶中，加入164g(1.0摩尔)3-(3-甲氧基-4-羟基苯基)丙烷、以白金换算量为100ppm的量加入氯铂酸的2质量％异丙醇溶液，在50～60℃下加热搅拌，从滴液漏斗中在5小时内滴加164g(1.0摩尔)三乙氧基硅烷，使其反应。反应结束后，减压蒸馏得到289g(0.88摩尔)目标产物3-(3-甲氧基-4-羟基苯基)丙基三乙氧基硅烷。收率为88％。
反应产物的物性如下所示。
沸点130℃/2mmHg1H-NMRδ(ppm)0.6～0.8(m，2H)，1.1～1.3(m，9H)，1.6～1.9(m，2H)，2.4～2.6(m，2H)，3.5～4.1(m，9H)，5.48(s，1H)，6.5～6.7(m，2H)，6.7～7.0(m，1H)实施例1-1在装有搅拌机、回流管、滴液漏斗和温度计的四口烧瓶中，加入65.7g(0.2摩尔)参考例1中得到的3-(3-甲氧基-4-羟基苯基)丙基三乙氧基硅烷，33.3g(0.16摩尔)四乙氧基硅烷，3.2g(0.02摩尔)六甲基二硅氧烷和37.0g甲苯，在70℃下加热搅拌，在约1小时内滴加20g水、0.5g浓盐酸和10g乙醇的混合物，使其反应。
滴加结束后，在75℃下持续回流4小时。然后，向反应体系中加入150g水，通过静置分离为2层，分离取出含高分子成分的下层，对上层用100g甲苯提取。然后，合并甲苯提取物和上述高分子成分，回到装有水分定量接收器的烧瓶，通过共沸蒸馏出水和乙醇。冷却后，经过过滤、浓缩，得到47.8g含硅高分子化合物。收率为85％。
上述含硅高分子化合物的物性如下所示，证实是下式(18)所示的含硅高分子化合物。
(式中，l∶m∶n＝1∶0.2∶0.8)分子量(GPC，四氢呋喃溶剂，标准聚苯乙烯换算)Mw＝8.5×103Mn＝4.4×103软化点95～100℃1H-NMRδ(ppm)-0.4～0.4(br，1.8H)，0.5～2.7(br，6H)，3.4～4.3(br，3H)，6.4～7.2(br，3H)29Si-NMRδ(ppm)-114～-102(br，0.79Si)，-70～-63(br，1Si)，8～15(br，0.18Si)实施例1-2～1-5与上述实施例1-1同样地，按照表1所示的比例加入参考例1中得到的3-(2-甲氧基-3-羟基苯基)丙基三乙氧基硅烷、四乙氧基硅烷、六甲基二硅氧烷等，制备含硅高分子化合物。反应产物的物性也记于表1中。
表1
A3-(2-甲氧基-3-羟基苯基)丙基三乙氧基硅烷B六甲基二硅氧烷C四乙氧基硅烷实施例1-1～1-5中得到的含硅高分子化合物虽然溶于氢氧化钠水溶液、氢氧化四甲基铵水溶液、甲醇、四氢呋喃、二甲基甲酰胺、甲基异丁基酮和醋酸异戊酯，但是在己烷、四氯化碳、氯仿、甲苯等中难溶。
参考例2[2-对(叔丁氧基)苯基乙基三乙氧基硅烷的合成]在装有搅拌机、回流管、滴液漏斗和温度计的四口烧瓶中，加入176g(1.0摩尔)对(叔丁氧基)苯乙烯，以白金换算量为100ppm的量加入氯铂酸的2质量％异丙醇溶液，在50～60℃下加热搅拌，用滴液漏斗在5小时内滴加164g(1.0摩尔)三乙氧基硅烷，使其反应。反应结束后，减压蒸馏得到313g(0.92摩尔)目标产物2-对(叔丁氧基)苯基乙基三乙氧基硅烷。收率为92％。
反应产物的物性如下所示。
沸点115℃/3mmHg1H-NMRδ(ppm)0.5～0.7(m，2H)，1.0～1.5(m，18H)，2.4～2.7(m，2H)，3.5～4.1(m，6H)，6.5～6.7(m，2H)，6.7～7.0(m，2H)实施例1-6在装有搅拌机、回流管、滴液漏斗和温度计的四口烧瓶中，加入68.1g(0.2摩尔)参考例2中得到的2-对(叔丁氧基)苯基乙基三乙氧基硅烷，33.3g(0.16摩尔)四乙氧基硅烷，3.2g(0.02摩尔)六甲基二硅氧烷和41.5g甲苯，在70℃下加热搅拌，在约1小时内滴加20g水、0.5g浓盐酸和10g乙醇的混合物，使其反应。然后与实施例1-1同样地，通过分离、浓缩得到51.7g含硅高分子化合物。收率为88％。
上述含硅高分子化合物的物性如下所示，证实是下式(19)所示的含硅高分子化合物。
(式中，l∶m∶n＝1∶0.2∶0.8)分子量(GPC，四氢呋喃溶剂，标准聚苯乙烯换算)Mw ＝5.6×103Mn＝3.2×103软化点120～130℃1H-NMRδ(ppm)-0.4～0.4(br，1.8H)，0.5～2.7(br，13H)，6.4～7.2(br，4H)29Si-NMRδ(ppm)-113～-101(br，0.78Si)，-72～-64(br，1Si)，7～15(br，0.15Si)实施例1-6得到的含硅高分子化合物溶于上述氢氧化钠水溶液、上述氢氧化四甲基铵水溶液等无机系水溶液，甲醇、乙醇、四氢呋喃、甲苯、二甲基甲酰胺、甲基异丁基酮、醋酸异戊酯、己烷、四氯化碳等有机溶剂。
2.含硅高分子化合物的制备实施例2-1在装有搅拌机、回流管、滴液漏斗和温度计的四口烧瓶中，加入24.7g(0.15摩尔)三乙氧基硅烷，22.2g(0.15摩尔)乙烯基三甲氧基硅烷，2.4g(0.015摩尔)六甲基二硅氧烷和37.0g甲苯，在70℃下加热搅拌，在约1小时内滴加20g水、0.5g浓盐酸和10g乙醇的混合物，使其反应。
滴加结束后，在75℃下持续回流4小时。然后，向反应体系中加入150g水，通过静置分离为2层，分离取出含高分子成分的下层，对上层用100g甲苯提取。然后，合并甲苯提取物和上述高分子成分，回到装有水分定量接收器的烧瓶，通过共沸蒸馏出水和乙醇。冷却后，经过过滤、浓缩，得到19.0g含硅高分子化合物(P1)。收率为85％。
上述含硅高分子化合物(P1)的物性如下所示，证实是下式(20)所示的含硅高分子化合物(参见表2)。
(式中，l∶m∶n＝1∶1∶0.2)分子量(GPC，四氢呋喃溶剂，标准聚苯乙烯换算)Mw＝2.0×103Mn＝1.0×103粘度(25℃)1.2×100Pa·s1H-NMRδ(ppm)-0.4～0.4(br，1.8H)，4.2～5.0(br，1H)，5.4～6.2(br，3H)29Si-NMRδ(ppm)-89～-82(br，1Si)，-70～-63(br，0.99Si)，8～15(br，0.19Si)实施例2-2～2-5与上述实施例2-1同样地，按照表2所示的比例加入三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、六甲基二硅氧烷，制备含硅高分子化合物(P2)～(P5)。反应产物的物性也记于表2中。
表2
D三乙氧基硅烷E乙烯基三甲氧基硅烷F六甲基二硅氧烷实施例2-1～2-5得到的含硅高分子化合物(P1)～(P5)中的任一个都溶于甲醇、乙醇、四氢呋喃、甲苯、二甲基甲酰胺、甲基异丁基酮、醋酸异戊酯、己烷、四氯化碳等有机溶剂。
实施例2-6在装有搅拌机、回流管、滴液漏斗和温度计的四口烧瓶中，加入24.7g(0.15摩尔)三乙氧基硅烷，22.2g(0.15摩尔)乙烯基三甲氧基硅烷，2.0g(0.015摩尔)1，1，3，3-四甲基二硅氧烷和37.0g甲苯，在70℃下加热搅拌，在约1小时内滴加20g水、0.5g浓盐酸和10g乙醇的混合物，使其反应。然后经过与实施例2-1同样的操作，通过分离、浓缩得到19.2g含硅高分子化合物(P6)。收率为88％。
上述含硅高分子化合物(P6)的物性如下所示，证实是下式(21)所示的含硅高分子化合物。
(式中，l∶m∶n＝1∶1∶0.2)分子量(GPC，四氢呋喃溶剂，标准聚苯乙烯换算)Mw＝2.2×103
Mn＝1.2×103粘度(25℃)1.1×100Pa·s1H-NMRδ(ppm)-0.4～0.4(br，1.2H)，4.2～5.0(br，1.2H)，5.4～6.2(br，3H)29Si-NMRδ(ppm)-89～-82(br，1Si)，-70～-63(br，0.98Si)，-12～-5(br，0.2Si)实施例2-6得到的含硅高分子化合物(P6)溶于甲醇、乙醇、四氢呋喃、甲苯、二甲基甲酰胺、甲基异丁基酮、醋酸异戊酯、己烷、四氯化碳等有机溶剂。
实施例2-7在装有搅拌机、回流管、滴液漏斗和温度计的四口烧瓶中，加入24.7g(0.15摩尔)三乙氧基硅烷，33.7g(0.15摩尔)对苯乙烯基三甲氧基硅烷和37.0g甲苯，在70℃下加热搅拌，在约1小时内滴加20g水、0.5g浓盐酸和10g乙醇的混合物，使其反应。然后经过与实施例2-1同样的操作，通过分离、浓缩得到27.8g含硅高分子化合物(P7)。收率为89％。
上述含硅高分子化合物(P7)的物性如下所示，证实是下式(22)所示的含硅高分子化合物。
(式中，l∶m ＝1∶1)分子量(GPC，四氢呋喃溶剂，标准聚苯乙烯换算)Mw＝6.2×103Mn＝3.2×103粘度(25℃)5.2×101Pa·s1H-NMRδ(ppm)4.2～5.0(br，1H)，5.3～6.8(br，3H)，7.1～7.8(br，4H)
29Si-NMRδ(ppm)-89～-82(br，1Si)，-70～-63(br，0.99Si)实施例2-7得到的含硅高分子化合物(P7)溶于甲醇、乙醇、四氢呋喃、甲苯、二甲基甲酰胺、甲基异丁基酮、醋酸异戊酯、己烷、四氯化碳等有机溶剂。
实施例2-8在装有搅拌机、回流管、滴液漏斗和温度计的四口烧瓶中，加入24.7g(0.15摩尔)三乙氧基硅烷，33.7g(0.15摩尔)对苯乙烯基三甲氧基硅烷，2.4g(0.015摩尔)六甲基二硅氧烷和37.0g甲苯，在70℃下加热搅拌，在约1小时内滴加20g水、0.5g浓盐酸和10g乙醇的混合物，使其反应。然后经过与实施例2-1同样的操作，通过分离、浓缩得到28.3g含硅高分子化合物(P8)。收率为84％。
上述含硅高分子化合物(P8)的物性如下所示，证实是下式(23)所示的含硅高分子化合物。
(式中，l∶m∶n＝1∶1∶0.2)分子量(GPC，四氢呋喃溶剂，标准聚苯乙烯换算)Mw＝2.3×103Mn＝1.4×103粘度(25℃)3.8×100Pa·s1H-NMRδ(ppm)-0.4～0.4(br，1.8H)，4.2～5.0(br，1H)，5.3～6.8(br，3H)，7.1～7.8(br，4H)29Si-NMRδ(ppm)-89～-82(br，1Si)，-70～-63(br，1Si)，8～15(br，0.2Si)实施例2-8得到的含硅高分子化合物(P8)溶于甲醇、乙醇、四氢呋喃、甲苯、二甲基甲酰胺、甲基异丁基酮、醋酸异戊酯、己烷、四氯化碳等有机溶剂。
实施例2-9在装有搅拌机、回流管、滴液漏斗和温度计的四口烧瓶中，加入24.7g(0.15摩尔)三乙氧基硅烷，33.7g(0.15摩尔)对苯乙烯基三甲氧基硅烷，2.0g(0.015摩尔)1，1，3，3-四甲基二硅氧烷和37.0g甲苯，在70℃下加热搅拌，在约1小时内滴加20g水、0.5g浓盐酸和10g乙醇的混合物，使其反应。然后经过与实施例2-1同样的操作，通过分离、浓缩得到27.6g含硅高分子化合物(P9)。收率为83％。
上述含硅高分子化合物(P9)的物性如下所示，证实是下式(24)所示的含硅高分子化合物。
(式中，l∶m∶n＝1∶1∶0.2)分子量(GPC，四氢呋喃溶剂，标准聚苯乙烯换算)Mw＝2.2×103Mn＝1.2×103粘度(25℃)4.1×100Pa·s1H-NMRδ(ppm)-0.4～0.4(br，1.2H)，4.2～5.0(br，1.2H)，5.3～6.8(br，3H)，7.1～7.8(br，4H)29Si-NMRδ(ppm)-89～-82(br，1Si)，-70～-63(br，0.99Si)，-12～-5(br，0.19Si)实施例2-9得到的含硅高分子化合物(P9)溶于甲醇、乙醇、四氢呋喃、甲苯、二甲基甲酰胺、甲基异丁基酮、醋酸异戊酯、己烷、四氯化碳等有机溶剂。
实施例2-10在装有搅拌机、回流管、滴液漏斗和温度计的四口烧瓶中，加入24.7g(0.15摩尔)三乙氧基硅烷，37.7g(0.15摩尔)3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷，2.4g(0.015摩尔)六甲基二硅氧烷和37.0g甲苯，在70℃下加热搅拌，在约1小时内滴加20g水、0.5g浓盐酸和10g乙醇的混合物，使其反应。然后经过与实施例1同样的操作，通过分离、浓缩得到34.3g含硅高分子化合物(P10)。收率为92％。
上述含硅高分子化合物(P10)的物性如下所示，证实是下式(25)所示的含硅高分子化合物。
(式中，l∶m∶n ＝1∶1∶0.2)分子量(GPC，四氢呋喃溶剂，标准聚苯乙烯换算)Mw＝2.4×103Mn＝1.5×103粘度(25℃)3.2×100Pa·s1H-NMRδ(ppm)-0.4～0.4(br，1.8H)，0.5～1.0(br，2H)，1.5～2.5(br，5H)，3.6～4.2(br，2H)，4.3～5.0(br，1H)，5.7～7.1(br，2H)29Si-NMRδ(ppm)-89～-82(br，1Si)，-70～-63(br，0.99Si)，8～15(br，0.2Si)实施例2-10得到的含硅高分子化合物(P10)虽然溶于甲醇、乙醇、四氢呋喃、二甲基甲酰胺、甲基异丁基酮、醋酸异戊酯，但在己烷、四氯化碳、氯仿、甲苯等中难溶。
实施例2-11在装有搅拌机、回流管、滴液漏斗和温度计的四口烧瓶中，加入24.7g(0.15摩尔)三乙氧基硅烷，35.2g(0.15摩尔)3-丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷，2.4g(0.015摩尔)六甲基二硅氧烷和37.0g甲苯，在70℃下加热搅拌，在约1小时内滴加20g水、0.5g浓盐酸和10g乙醇的混合物，使其反应。然后经过与实施例1同样的操作，通过分离、浓缩得到31.7g含硅高分子化合物(P11)。收率为90％。
上述含硅高分子化合物(P11)的物性如下所示，证实是下式(26)所示的含硅高分子化合物。
(式中，l∶m∶n ＝1∶1∶0.2)分子量(GPC，四氢呋喃溶剂，标准聚苯乙烯换算)Mw＝2.3×103Mn＝1.1×103粘度(25℃)3.2×100Pa·s1H-NMRδ(ppm)-0.4～0.4(br，1.8H)，0.5～1.0(br，2H)，1.9～2.5(br，2H)，3.6～4.2(br，2H)，4.3～5.0(br，1H)，5.7～7.1(br，3H)29Si-NMRδ(ppm)-89～-82(br，1Si)，-70～-63(br，0.98Si)，8～15(br，0.2Si)实施例2-11得到的含硅高分子化合物(P11)虽然溶于甲醇、乙醇、四氢呋喃、二甲基甲酰胺、甲基异丁基酮、醋酸异戊酯，但在己烷、四氯化碳、氯仿、甲苯等中难溶。
3.耐热性树脂组合物的配制和评价实施例2-12将10g实施例2-1中得到的含硅高分子化合物(P1)和1mg氯铂酸在室温下搅拌5分钟后，在120℃下加热1小时。由此，得到不溶不熔的树脂组合物。加热时，具有不饱和基的化合物没有气化。
测定该树脂组合物的热重，当在氮气氛围下，以10℃/分钟的升温速度从25℃加热时，在625℃下，重量损失率为5.0％。此外，在同样条件下，当在空气氛围下加热时，残留84.3％，Td5(以加热前的质量为基准，重量损失的比例达到5质量％时的温度)为405℃(参照表3)。此外，通过示差扫描量热计(DSC)，在直到500℃的温度范围内，没有清楚地确认到认为是玻璃化转变点的行为。
实施例2-13～2-16使用实施例2-2～2-5中得到的含硅高分子化合物(P2)～(P5)，与实施例2-12同样地配制树脂组合物，同样地进行评价。其结果如表3所示。
表3
实施例2-17将10g实施例2-6中得到的含硅高分子化合物(P6)和1mg氯铂酸在室温下搅拌5分钟后，在120℃下加热1小时。由此，得到不溶不熔的树脂组合物。加热时，具有不饱和基的化合物没有气化。
测定该树脂组合物的热重，当在氮气氛围下，以10℃/分钟的升温速度从25℃加热时，1065℃下，重量损失率为5.0％。此外，在同样条件下，当在空气氛围下加热时，残留90.2％，Td5为620℃(参照表4)。此外，在直到500℃的温度范围内，没有清楚地确认到认为是玻璃化转变点的行为。
实施例2-18～2-22使用实施例2-7～2-11中得到的含硅高分子化合物(P7)～(P11)，与实施例2-17同样地配制树脂组合物，同样地进行评价。其结果如表4所示。
表4
4.耐热性薄膜的制造和评价实施例2-23向0.1g实施例2-1中得到的含硅高分子化合物(P1)中加入0.9g四氢呋喃，配制树脂溶液。
然后，在直径3英寸的硅晶片上，以1000rpm的转数旋转涂布该树脂溶液30秒。然后立即在110℃下加热10分钟，得到膜厚0.5μm的薄膜。该薄膜为没有裂纹的平滑薄膜。然后，将得到的薄膜在400℃×30分钟和700℃×30分钟的各条件下加热，没有发生裂纹(参照表5)。另外，在表5显示薄膜状态的栏中，没有发生裂纹的记作“○”，发生裂纹时记作“×”。
实施例2-24～2-27使用实施例2-2～2-5中得到的含硅高分子化合物(P2)～(P5)，与实施例2-23同样地在硅晶片上形成薄膜，同样地进行评价。其结果如表5所示。
表5
实施例2-28向0.1g实施例2-6中得到的含硅高分子化合物(P6)中加入0.9g四氢呋喃，配制树脂溶液。
然后，在直径3英寸的硅晶片上，以1000rpm的转数旋转涂布该树脂溶液30秒。然后立刻在110℃下加热10分钟，得到膜厚0.6μm的薄膜。该薄膜为没有裂纹的平滑薄膜。然后，将得到的薄膜在400℃×30分钟和700℃×30分钟的各条件下加热，没有发生裂纹(参照表6)。
实施例2-29～2-31使用实施例2-7～2-9中得到的含硅高分子化合物(P7)～(P9)，与实施例2-28同样地在硅晶片上形成薄膜，同样地进行评价。其结果如表6所示。
表6
5.含硅高分子化合物的制备实施例3-1在装有搅拌机、回流管、滴液漏斗和温度计的四口烧瓶中，加入44.4g(0.27摩尔)三乙氧基硅烷，4.4g(0.03摩尔)乙烯基三甲氧基硅烷和37.0g甲苯，在70℃下加热搅拌，在约1小时内滴加20g水、0.5g浓盐酸和10g乙醇的混合物，使其反应。
滴加结束后，在75℃下持续回流4小时。然后，向反应体系中加入150g水，通过静置分离为2层，分离取出含高分子成分的下层，对上层用100g甲苯提取。然后，合并甲苯提取物和上述高分子成分，回到装有水分定量接收器的烧瓶，通过共沸蒸馏出水和乙醇。冷却后，经过过滤、浓缩，得到14.5g含硅高分子化合物(Q1)。收率为87％。
上述含硅高分子化合物(Q1)的物性如下所示，证实是下式(27)所示的含硅高分子化合物。
l[CH2＝CH-Si-O3/2]m(27)(式中，l∶m＝0.9∶0.1)分子量(GPC，四氢呋喃溶剂，标准聚苯乙烯换算)Mw＝4.5×103Mn＝3.1×103粘度(25℃)4.3×100Pa·s1H-NMRδ(ppm)4.2～4.7(br，3H)，5.4～6.2(br，1H)29Si-NMRδ(ppm)-89～-82(br，1Si)，-70～-63(br，0.11Si)实施例3-1得到的含硅高分子化合物(Q1)溶于甲醇、乙醇、四氢呋喃、甲苯、二甲基甲酰胺、甲基异丁基酮、醋酸异戊酯、己烷、四氯化碳等有机溶剂。
实施例3-2在装有搅拌机、回流管、滴液漏斗和温度计的四口烧瓶中，加入44.4g(0.27摩尔)三乙氧基硅烷，6.7g(0.03摩尔)对苯乙烯基三甲氧基硅烷和37.0g甲苯，在70℃下加热搅拌，在约1小时内滴加20g水、0.5g浓盐酸和10g乙醇的混合物，使其反应。然后经过与实施例3-1同样的操作，通过分离、浓缩得到16.9g含硅高分子化合物(Q2)。收率为89％。
上述含硅高分子化合物(Q2)的物性如下所示，证实是下式(28)所示的含硅高分子化合物。
(式中，l∶m＝0.9∶0.1)分子量(GPC，四氢呋喃溶剂，标准聚苯乙烯换算)Mw＝7.4×103Mn＝3.8×103粘度(25℃)8.3×101Pa·s1H-NMRδ(ppm)4.2～5.0(br，3H)，5.4～6.2(br，1H)，7.1～7.8(br，1.3H)29Si-NMRδ(ppm)-89～-82(br，1Si)，-70～-63(br，0.11Si)实施例3-2得到的含硅高分子化合物(Q2)溶于甲醇、乙醇、四氢呋喃、甲苯、二甲基甲酰胺、甲基异丁基酮、醋酸异戊酯、己烷、四氯化碳等有机溶剂。
实施例3-3在装有搅拌机、回流管、滴液漏斗和温度计的四口烧瓶中，加入34.5g(03-1摩尔)三乙氧基硅烷，4.4g(0.03摩尔)乙烯基三甲氧基硅烷、4.0g(0.03摩尔)1，1，3，3-四甲基二硅氧烷和37.0g甲苯，在70℃下加热搅拌，在约1小时内滴加20g水、0.5g浓盐酸和10g乙醇的混合物，使其反应。然后经过与实施例3-1同样的操作，通过分离、浓缩得到16.7g含硅高分子化合物(Q3)。收率为88％。
上述含硅高分子化合物(Q3)的物性如下所示，证实是下式(29)所示的含硅高分子化合物。
(式中，l∶m∶n ＝0.7∶0.1∶0.2)分子量(GPC，四氢呋喃溶剂，标准聚苯乙烯换算)Mw＝2.2×103Mn＝1.2×103粘度(25℃)1.1×100Pa·s1H-NMRδ(ppm)-0.4～0.4(br，4H)，4.2～4.7(br，3H)，5.4～6.2(br，1H)29Si-NMRδ(ppm)-89～-82(br，1Si)，-70～-63(br，0.15Si)，-12～-5(br，0.29Si)实施例3-3得到的含硅高分子化合物(Q3)溶于甲醇、乙醇、四氢呋喃、甲苯、二甲基甲酰胺、甲基异丁基酮、醋酸异戊酯、己烷、四氯化碳等有机溶剂。
实施例3-4在装有搅拌机、回流管、滴液漏斗和温度计的四口烧瓶中，加入25.0g(0.12摩尔)四乙氧基硅烷，14.8g(0.09摩尔)三乙氧基硅烷、4.4g(0.03摩尔)乙烯基三甲氧基硅烷、4.0g(0.03摩尔)1，1，3，3-四甲基二硅氧烷和37.0g甲苯，在70℃下加热搅拌，在约1小时内滴加20g水、0.5g浓盐酸和10g乙醇的混合物，使其反应。然后经过与实施例3-1同样的操作，通过分离、浓缩得到16.9g含硅高分子化合物(Q4)。收率为92％。
上述含硅高分子化合物(Q4)的物性如下所示，证实是下式(30)所示的含硅高分子化合物。
(式中，k∶l∶m∶n＝0.4∶0.3∶0.1∶0.2)分子量(GPC，四氢呋喃溶剂，标准聚苯乙烯换算)Mw＝5.8×103Mn＝2.2×103粘度(25℃)1.2×101Pa·s1H-NMRδ(ppm)-0.4～0.4(br，4H)，4.2～4.7(br，1.6H)，5.4～6.2(br，1H)29Si-NMRδ(ppm)-112～-105(br，1Si)，-89～-82(br，0.75Si)，-70～-63(br，0.25Si)，-12～-5(br，0.49Si)实施例3-4得到的含硅高分子化合物(Q4)溶于甲醇、乙醇、四氢呋喃、甲苯、二甲基甲酰胺、甲基异丁基酮、醋酸异戊酯、己烷、四氯化碳等有机溶剂。
实施例3-5在装有搅拌机、回流管、滴液漏斗和温度计的四口烧瓶中，加入37.5g(0.18摩尔)四乙氧基硅烷，4.9g(0.03摩尔)三乙氧基硅烷、4.4g(0.03摩尔)乙烯基三甲氧基硅烷、4.0g(0.03摩尔)1，1，3，3-四甲基二硅氧烷和37.0g甲苯，在70℃下加热搅拌，在约1小时内滴加20g水、0.5g浓盐酸和10g乙醇的混合物，使其反应。然后经过与实施例3-1同样的操作，通过分离、浓缩得到17.7g含硅高分子化合物(Q5)。收率为94％。
上述含硅高分子化合物(Q5)的物性如下所示，证实是下式(31)所示的含硅高分子化合物。
(式中，k∶l∶m∶n＝0.6∶0.1∶0.1∶0.2)
分子量(GPC，四氢呋喃溶剂，标准聚苯乙烯换算)Mw＝8.2×103Mn＝3.2×103粘度(25℃)2.3×101Pa·s1H-NMRδ(ppm)-0.4～0.4(br，4H)，4.2～4.7(br，1H)，5.4～6.2(br，1H)29Si-NMRδ(ppm)-112～-105(br，1Si)，-89～-82(br，0.17Si)，-70～-63(br，0.16Si)，-12～-5(br，0.50Si)实施例3-5得到的含硅高分子化合物(Q5)溶于甲醇、乙醇、四氢呋喃、甲苯、二甲基甲酰胺、甲基异丁基酮、醋酸异戊酯、己烷、四氯化碳等有机溶剂。
6.耐热性树脂组合物的配制和评价实施例3-6将10g实施例3-1中得到的含硅高分子化合物(Q1)和1mg氯铂酸在室温下搅拌5分钟后，在120℃下加热1小时。由此，得到树脂组合物。用低级醇、酮等研究该树脂组合物的溶解性时，发现其为不溶。
然后，测定该树脂组合物的热重，当在氮气氛围下，以10℃/分钟的升温速度从25℃加热至1000℃时的重量损失率为1.2％。在空气氛围下，在同样的条件下加热时的重量损失率为2.3％(参照表7)。
进而，通过DSC，在直到500℃的温度范围内，没有清楚地确认到认为是玻璃化转变点的行为。
另外，表7中的“不溶不熔”的意思是指，在有机溶剂中不溶、即使加热也不熔融的性质。
实施例3-7～3-10对于实施例3-2～3-5中得到的含硅高分子化合物(Q2)～(Q5)，与实施例3-6同样地配制树脂组合物，同样地进行评价。其结果如表7所示。
表7
7.耐热性薄膜的制造和评价实施例3-11向0.1g实施例3-1中得到的含硅高分子化合物(Q1)中加入0.9g四氢呋喃，配制树脂溶液。
然后，在直径3英寸的硅晶片上，以1000rpm的转数旋转涂布该树脂溶液30秒。然后立刻在110℃下加热10分钟，得到膜厚0.5μm的薄膜。该薄膜为没有裂纹的平滑薄膜。然后，将得到的薄膜在400℃×30分钟和700℃×30分钟的各条件下加热，没有发生裂纹(参照表8)。另外，在表8显示薄膜状态的栏中，没有发生裂纹的记作“○”，发生裂纹时记作“×”。
实施例3-12～3-15使用实施例3-2～3-5中得到的含硅高分子化合物(Q2)～(Q5)，与实施例3-11同样地在硅晶片上形成薄膜，同样地进行评价。其结果如表8所示。
表8
权利要求
1.下述通式(1)所示的重均分子量为500～500000的碱可溶性含硅高分子化合物， 式中，A1为具有羟基或烷氧基的苯基，R1为碳原子数1～4的亚烷基，m为0或1，R2为碳原子数1～4的烷基，1分子中的R2可以是同一种或2种或更多种的不同种类的组合，s和u为正数，t为0或正数，0≤t/(s+u)≤1且0≤u/s≤5。
2.权利要求1记载的碱可溶性含硅高分子化合物，其中在上述通式(1)中，0≤t/(s+u)≤0.2且0.2≤u/s≤5，在室温下为固体。
3.碱可溶性含硅高分子化合物的制造方法，其特征在于是上述通式(1)所示的碱可溶性含硅高分子化合物的制造方法，其中使s摩尔下述通式(2)所示的含水解性基有机硅烷，t摩尔下述通式(3)所示的含水解性基有机硅烷和u摩尔下述通式(4)所示的含水解性基硅化合物(其中s和u为正数，t为0或正数，0≤t/(s+u)≤1且0＜u/s≤5)进行水解共缩合反应，A1(R1)mSiM13(2)式中，A1为具有羟基或烷氧基的苯基，R1为碳原子数1～4的亚烷基，M1为水解性基，m为0或1， 式中，R2为碳原子数1～4的烷基，M2为水解性基，SiM34(4)式中，M3为水解性基。
4.下述通式(5)所示的重均分子量为500～500000的含硅高分子化合物， 式中，A2为具有碳-碳不饱和基的碳原子数2～10的有机基，R3为碳原子数1～20的亚烷基、碳原子数6～20的2价芳基或碳原子数3～20的2价脂环式基，n为0或1，R4为氢原子或碳原子数1～10的烷基，1分子中的R4可以是同一种或2种或更多种的不同种类的组合，x和y为正数，w、z为0或正数，0≤z/(w+x+y)≤2且0.01≤y/(w+x)≤5。
5.含有氢化甲硅烷基化聚合物的耐热性树脂组合物，该氢化甲硅烷基化聚合物由权利要求4记载的含硅高分子化合物中的和Si原子结合的H原子与权利要求4记载的其它含硅高分子化合物中的碳-碳不饱和基的反应而得到。
6.权利要求5记载的耐热性树脂组合物，其特征在于在氮气氛围下，以10℃/分钟的升温速度从25℃加热到1000℃时的重量损失率小于等于5％。
7.耐热性薄膜，其特征在于由权利要求4记载的含硅高分子化合物的有机溶剂溶液在基材上展开形成的薄膜进行热氢化甲硅烷基化反应而固化形成。
全文摘要
本发明的碱可溶性含硅高分子化合物如下式所述，其重均分子量为500～500000。式中，A
文档编号C08G77/16GK1829762SQ20048002173
公开日2006年9月6日 申请日期2004年7月29日 优先权日2003年7月29日
发明者田内久仁和, 铃木浩 申请人:东亚合成株式会社