JP2000109691A - Polyimide resin composition and preparation thereof - Google Patents

Polyimide resin composition and preparation thereof

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JP2000109691A
JP2000109691A JP28066098A JP28066098A JP2000109691A JP 2000109691 A JP2000109691 A JP 2000109691A JP 28066098 A JP28066098 A JP 28066098A JP 28066098 A JP28066098 A JP 28066098A JP 2000109691 A JP2000109691 A JP 2000109691A
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JP
Japan
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silane
polyimide resin
resin composition
group
clay composite
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JP28066098A
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Noriyuki Suzuki
紀之 鈴木
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Kanegafuchi Chemical Industry Co Ltd
Original Assignee
Kanegafuchi Chemical Industry Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide polyimide resin compositions which do not mar surface appearance and inhibit an increase in specific gravity and warpage and excel in mechanical properties. SOLUTION: Polyimide resin compositions comprise a polyimide resin and a silane clay composite, and the silane clay composite is prepared by introducing a silane compound represented by the formula: YnSiX4-n (wherein n is an integer of 0-3; Y is a 1-25C hydrocarbon group or an organic group constituted by a 1-25C hydrocarbon group and a substituent; X is a hydrolyzable group and/or a hydroxyl group; and respective Y of n and respective X of 4-n may be the same or different from one another) into a swelling silicate salt, and the average layer thickness of the silane clay composite in the polyimide resin composition is not more than 500 Å.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、ポリイミド樹脂お
よびシラン粘土複合体を含有するポリイミド樹脂組成物
および該樹脂組成物の製造方法に関する。
The present invention relates to a polyimide resin composition containing a polyimide resin and a silane clay composite, and to a method for producing the resin composition.

【0002】[0002]

【従来の技術】ポリイミドは、熱的性質、機械的性質、
電気絶縁性、耐薬品性などに優れているため、その成形
品は、事務機器や自動車部品などの各種工業部品等に広
く使われている。しかしながら用途によっては、さらに
熱膨張係数などの寸法安定性の向上、靭性などの機械的
性質などの改良が要望されている。このような問題に対
処するため、充填剤の添加や分子構造の改変などが行わ
れてきた(例えば、特開昭61−250030号、特開
平1−292035号公報等)。しかしながら従来の技
術では、要求される性質をバランス良く改善することは
困難であった。
2. Description of the Related Art Polyimide has thermal properties, mechanical properties,
Due to its excellent electrical insulation properties and chemical resistance, the molded products are widely used for various industrial parts such as office equipment and automobile parts. However, depending on the application, further improvement in dimensional stability such as a coefficient of thermal expansion and improvement in mechanical properties such as toughness are demanded. In order to cope with such a problem, addition of a filler, modification of a molecular structure, and the like have been performed (for example, JP-A-61-250030 and JP-A-1-292935). However, it is difficult to improve the required properties in a well-balanced manner by the conventional techniques.

【0003】上記、繊維状無機物や粒子状無機物の配合
における欠点は、一般に、該無機物の分散不良や分散粒
子のサイズが大きすぎることに起因するものと考えられ
ている。
[0003] The above-mentioned drawbacks in the blending of the fibrous inorganic substance and the particulate inorganic substance are generally considered to be caused by poor dispersion of the inorganic substance and an excessively large size of the dispersed particles.

【0004】無機物の微分散化技術としては、国際公開
公報95−06090号、米国特許5514734号、
国際公開公報93−04118号および国際公開公報9
3−11190号に開示されている方法が挙げられる。
該公報によれば、シラン系化合物などの有機金属化合物
等が結合し、平均層厚が約50Å以下であり、かつ最大
層厚が約100Å以下である層状粒子等と樹脂マトリッ
クスを含有する樹脂複合材料に関する発明が開示されて
おり、シラン系化合物で処理したモンモリロナイトおよ
び樹脂マトリックスとしてナイロン6からなるナイロン
6系複合材料が開示されている。上記技術によれば、カ
プロラクタムが共重合されたイソシアネートプロピルト
リエトキシシラン他が結合したモンモリロナイトおよび
ナイロン6からなるナイロン6系複合材料の引張弾性率
が単独のナイロン6に比べて改善されてはいるが、決し
て充分なものではない。
[0004] As a technique for finely dispersing inorganic substances, International Publication No. 95-06090, US Pat. No. 5,514,734,
WO 93-04118 and WO 9
And the method disclosed in JP-A-3-11190.
According to the publication, a resin composite containing a resin matrix and a layered particle or the like having an average layer thickness of about 50 ° or less and a maximum layer thickness of about 100 ° or less is bonded to an organometallic compound such as a silane-based compound. An invention relating to a material is disclosed, and a nylon 6-based composite material comprising montmorillonite treated with a silane-based compound and nylon 6 as a resin matrix is disclosed. According to the above technology, the tensile modulus of the nylon 6-based composite material comprising montmorillonite and nylon 6 bonded with isocyanatopropyltriethoxysilane and the like to which caprolactam has been copolymerized is improved as compared with nylon 6 alone. Is not enough.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】上記のようにナイロン
6系複合材料は開示されているが、ナイロン6系での方
法をポリイミド樹脂に直接適用することによって、層状
粒子が微分散化したポリイミド樹脂複合材料とする事は
困難であった。
As described above, a nylon 6-based composite material has been disclosed. However, by directly applying the nylon 6-based method to the polyimide resin, a polyimide resin in which layered particles are finely dispersed is obtained. It was difficult to make a composite material.

【0006】一方、特開平9−118792号公報で
は、ポリプロピレン系樹脂やビニル系高分子に層状粒子
を一枚一枚に分離して分子状に分散させた場合、層状粒
子はラミネート構造を形成し、等方的な物性を発現しに
くくなる事(粘土科学、30巻(2)、143〜147
(1990))、またそれ自体もともと高い弾性率を有
する層状粒子が単位層に近い状態に分離されると歪曲
し、本来期待するほどの弾性率が得られない事が指摘さ
れている。
[0006] On the other hand, in Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 9-118792, when layered particles are separated one by one into a polypropylene resin or a vinyl polymer and dispersed molecularly, the layered particles form a laminate structure. , Making it difficult to express isotropic physical properties (Clay Science, 30 (2), 143-147)
(1990)), and it has been pointed out that when layered particles having a high elastic modulus by themselves are separated into a state close to a unit layer, they are distorted, and the elastic modulus originally expected cannot be obtained.

【0007】また、本発明者らは、層状粒子を単位層に
近い(単位層の層厚みは約10Å)非常に薄い板状の構
造でポリイミド樹脂中に含有せしめて複合材料を得、物
性評価を実施したところ、層状粒子を積層・凝集状態の
ままでポリイミド樹脂中に含有せしめたものと比較すれ
ば、機械的特性は改良されるが、その効果は決して十分
なものではない事が判明した。
Further, the present inventors have obtained a composite material by incorporating layered particles into a polyimide resin in a very thin plate-like structure close to the unit layer (layer thickness of the unit layer is about 10 °), and evaluating the physical properties. As a result, it was found that the mechanical properties were improved, but the effect was by no means sufficient, as compared with those in which the layered particles were contained in the polyimide resin in the laminated / agglomerated state. .

【0008】従って、層状ケイ酸塩を平均層厚が約50
Å以下かつ最大層厚が約100Å以下というように単位
層に近い状態で樹脂マトリックス中に分散せしめても、
あるいは積層・凝集したままの状態で含有せしめても、
何れの場合からも、機械的特性、表面性、寸法安定性お
よび比重のバランスに優れたポリイミド樹脂組成物を得
ることは困難である。物性バランスが良好なポリイミド
樹脂組成物を得るためには、適した層厚を有する層状粒
子を分散せしめる事が必須である。
[0008] Therefore, the layered silicate has an average layer thickness of about 50.
Even when dispersed in a resin matrix in a state close to the unit layer such that the maximum layer thickness is about 100 mm or less,
Or even if it is contained in a state of being laminated and aggregated,
In any case, it is difficult to obtain a polyimide resin composition having an excellent balance among mechanical properties, surface properties, dimensional stability and specific gravity. In order to obtain a polyimide resin composition having a good balance of physical properties, it is essential to disperse layered particles having an appropriate layer thickness.

【0009】しかし、その様な技術は未だ提供されてい
ないのが現状であり、本発明の目的は、このような従来
の問題を解決することにある。
However, at present, such a technique has not been provided yet, and an object of the present invention is to solve such a conventional problem.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記目的
を達成する為に鋭意検討した結果、本発明に至った。す
なわち、膨潤性ケイ酸塩の単位層同士を分離劈開し、1
つの膨潤性ケイ酸塩の凝集粒子を非常に多数の極微小な
薄板状の粒子に細分化して調製される薄板状のシラン粘
土複合体が、ポリイミド樹脂中に含有されることによっ
て得られる、ポリイミド樹脂組成物およびその製造方法
である。
Means for Solving the Problems The present inventors have conducted intensive studies to achieve the above object, and as a result, have reached the present invention. That is, the unit layers of the swellable silicate are separated and cleaved,
A sheet-like silane clay composite prepared by subdividing aggregated particles of two swellable silicates into a very large number of very small sheet-like particles is obtained by being contained in a polyimide resin, polyimide A resin composition and a method for producing the same.

【0011】本発明によれば、請求項1のポリイミド樹
脂組成物は、ポリイミド樹脂およびシラン粘土複合体を
含有するポリイミド樹脂組成物であって、シラン粘土複
合体が膨潤性ケイ酸塩に下記一般式(1) YnSiX4-n (1) (ただし、nは0〜3の整数であり、Yは、炭素数1〜
25の炭化水素基、及び炭素数1〜25の炭化水素基と
置換基から構成される有機官能基であり、Xは加水分解
性基および/または水酸基である。n個のY、4−n個
のXは、それぞれ同種でも異種でもよい。)で表される
シラン系化合物が導入される事により調製され、かつ樹
脂組成物中のシラン粘土複合体の平均層厚が500Å以
下である。
According to the present invention, a polyimide resin composition according to claim 1 is a polyimide resin composition containing a polyimide resin and a silane clay composite, wherein the silane clay composite is formed into a swellable silicate by the following general method. equation (1) Y n SiX 4- n (1) ( where, n is an integer of 0 to 3, Y is 1 to carbon atoms
X is a hydrolyzable group and / or a hydroxyl group, which is an organic functional group composed of 25 hydrocarbon groups and a hydrocarbon group having 1 to 25 carbon atoms and a substituent. n Y and 4-n X may be the same or different. Is prepared by introducing the silane compound represented by the formula (1), and the average layer thickness of the silane clay composite in the resin composition is 500 ° or less.

【0012】請求項2のポリイミド樹脂組成物は、請求
項1に記載のポリイミド樹脂組成物において、シラン粘
土複合体の最大層厚が2000Å以下である。
According to a second aspect of the present invention, there is provided the polyimide resin composition according to the first aspect, wherein the maximum thickness of the silane clay composite is 2000 ° or less.

【0013】請求項3のポリイミド樹脂組成物は、ポリ
イミド樹脂およびシラン粘土複合体を含有するポリイミ
ド樹脂組成物であって、シラン粘土複合体が膨潤性ケイ
酸塩に下記一般式(1) YnSiX4-n (1) (ただし、nは0〜3の整数であり、Yは、炭素数1〜
25の炭化水素基、及び炭素数1〜25の炭化水素基と
置換基から構成される有機官能基であり、Xは加水分解
性基および/または水酸基である。n個のY、4−n個
のXは、それぞれ同種でも異種でもよい。)で表される
シラン系化合物が導入される事により調製され、かつ樹
脂組成物中のシラン粘土複合体の平均アスペクト比(層
長さ/層厚の比)が10〜300であり、かつ[N]値
が30以上であり、ここで[N]値が、樹脂組成物の面
積100μm2中に存在する、シラン粘土複合体の単位
比率当たりの粒子数であると定義される。
[0013] The polyimide resin composition according to claim 3 is a polyimide resin composition containing a polyimide resin and a silane clay composite, wherein the silane clay composite is converted into a swellable silicate by the following general formula (1): Y n SiX 4-n (1) (where n is an integer of 0 to 3 and Y is 1 to 3 carbon atoms)
X is a hydrolyzable group and / or a hydroxyl group, which is an organic functional group composed of 25 hydrocarbon groups and a hydrocarbon group having 1 to 25 carbon atoms and a substituent. n Y and 4-n X may be the same or different. ) Is prepared by introducing a silane compound represented by the formula (1), and the resin composition has an average aspect ratio (ratio of layer length / layer thickness) of 10 to 300, and [ N] value is 30 or more, where the [N] value is defined as the number of particles per unit ratio of the silane clay complex present in an area of 100 μm 2 of the resin composition.

【0014】請求項4のポリイミド樹脂組成物は、請求
項1または2に記載のポリイミド樹脂組成物において、
[N]値が30以上であり、ここで[N]値が、樹脂組
成物の面積100μm2中に存在する、シラン粘土複合
体の単位比率当たりの粒子数であると定義される。
[0014] The polyimide resin composition according to claim 4 is the polyimide resin composition according to claim 1 or 2,
The [N] value is 30 or more, where the [N] value is defined as the number of particles per unit ratio of the silane clay complex present in an area of 100 μm 2 of the resin composition.

【0015】請求項5のポリイミド樹脂組成物は、請求
項1または2に記載のポリイミド樹脂組成物において、
樹脂組成物中のシラン粘土複合体の平均アスペクト比
(層長さ/層厚の比)が10〜300である。
[0015] The polyimide resin composition according to claim 5 is the polyimide resin composition according to claim 1 or 2,
The average aspect ratio (layer length / layer thickness ratio) of the silane clay composite in the resin composition is 10 to 300.

【0016】請求項6のポリイミド樹脂組成物の製造方
法は、請求項1、2、3、4または5に記載のポリイミ
ド樹脂組成物の製造方法であって、(A)シラン粘土複
合体と分散媒を含む粘土分散体を調製する工程、(B)
ポリイミド樹脂の重合性プレポリマーと上記の粘土分散
体とを混合する工程、(C)重合性プレポリマーを重合
する工程を包含する。
The method for producing a polyimide resin composition according to claim 6 is the method for producing a polyimide resin composition according to claim 1, 2, 3, 4, or 5, wherein (A) the silane clay composite and the dispersion are dispersed. Preparing a clay dispersion containing a medium, (B)
The method includes a step of mixing a polymerizable prepolymer of a polyimide resin with the above clay dispersion, and a step of (C) polymerizing the polymerizable prepolymer.

【0017】請求項7に記載のポリイミド樹脂組成物の
製造方法は、請求項6に記載の製造方法において、工程
(A)で得られる粘土分散体中のシラン粘土複合体の底
面間隔が、膨潤性ケイ酸塩の底面間隔の3倍以上であ
る。
According to a seventh aspect of the present invention, there is provided the method for producing a polyimide resin composition according to the sixth aspect, wherein the distance between the bottom surfaces of the silane clay composite in the clay dispersion obtained in the step (A) is swollen. It is at least three times as large as the distance between the bottom surfaces of the basic silicate.

【0018】[0018]

【発明の実施の形態】本発明で用いられるポリイミド樹
脂とは、特に限定されるものではなく、芳香族の酸無水
物とジアミンの重縮合で得られる全芳香族ポリイミドの
他に、熱硬化型のビスマレイミド系ポリイミドや、ジイ
ソシアネートと青酸から得られるポリパラバン酸等も含
むものであるが、中では全芳香族ポリイミド(以下、ポ
リイミドと称する)が好ましい。ポリイミドは、一般的
に、ポリイミドの中間重合体を閉環反応により形成させ
て得られるものである。ポリイミドの中間重合体として
は、ジアミンと酸二無水物の縮重合反応で得られるもの
で、たとえば、ポリアミド酸である。この中問重合体の
原科モノマーとしては、公知のポリイミド原料であるす
べての酸無水物およびジアミンが使用可能であり、たと
えば、酸無水物としてはピロメリット酸二無水物、ビフ
ェニルテトラカルボン酸二無水物、ベンゾフェノンテト
ラカルボン酸二無水物などが挙げられ、ジアミンとして
は、4,4’−ジアミノジフェニルエーテル、3,4’
−ジアミノジフェニルエーテル、p−フェニレンジアミ
ン、m−フェニレンジアミンなどが挙げられる。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The polyimide resin used in the present invention is not particularly limited. In addition to a wholly aromatic polyimide obtained by polycondensation of an aromatic acid anhydride and a diamine, a thermosetting polyimide resin may be used. And bismaleimide-based polyimides, polyparabanic acid obtained from diisocyanate and hydrocyanic acid, etc., and among them, wholly aromatic polyimide (hereinafter, referred to as polyimide) is preferable. Polyimide is generally obtained by forming a polyimide intermediate polymer by a ring-closing reaction. The polyimide intermediate polymer is obtained by a polycondensation reaction between a diamine and an acid dianhydride, and is, for example, polyamic acid. As the monomer of the intermediate polymer, all acid anhydrides and diamines which are known polyimide raw materials can be used. Examples of the acid anhydride include pyromellitic dianhydride and biphenyltetracarboxylic dianhydride. Anhydrides, benzophenonetetracarboxylic dianhydride and the like. Examples of the diamine include 4,4′-diaminodiphenyl ether and 3,4 ′.
-Diaminodiphenyl ether, p-phenylenediamine, m-phenylenediamine and the like.

【0019】ポリイミドの中間重合体は、これらを単独
重合してホモポリマーを合成しても良い。あるいは、数
種のモノマーからなる共重合体を合成しても良い。ま
た、ジカルボン酸、ジオール、およびそれらの誘導体な
どを共重合してポリアミドイミド、ポリエステルアミド
イミド、ポリエステルイミドの中間重合体として使用す
ることも可能である。
The polyimide intermediate polymer may be homopolymerized to synthesize a homopolymer. Alternatively, a copolymer composed of several types of monomers may be synthesized. It is also possible to copolymerize dicarboxylic acids, diols and derivatives thereof and use them as intermediate polymers of polyamide imide, polyester amide imide and polyester imide.

【0020】非プロトン牲極性溶媒としては、N,N−
ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、
N−メチルピロリドン、1,3−ジメチルイミダゾリノ
ンなどが挙げられる。
As the aprotic polar solvent, N, N-
Dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide,
N-methylpyrrolidone, 1,3-dimethylimidazolinone and the like can be mentioned.

【0021】中間重合体のポリアミド酸溶液を加熱する
か、または脱水剤とアミン系触媒を加えて閉環重合を進
め、ポリイミドの粉末を析出させることが出来る。
Heating the polyamic acid solution of the intermediate polymer or adding a dehydrating agent and an amine-based catalyst to promote ring-closing polymerization can precipitate a polyimide powder.

【0022】この粉末を通常は、恒温、高圧下での焼結
成形法により、所定の形状に成形する。
This powder is usually formed into a predetermined shape by a sintering method under a constant temperature and a high pressure.

【0023】本発明で用いられるシラン粘土複合体と
は、膨潤性ケイ酸塩に下記一般式(1) YnSiX4-n (1) (ただし、nは0〜3の整数であり、Yは、炭素数1〜
25の炭化水素基、及び炭素数1〜25の炭化水素基と
置換基から構成される有機官能基であり、Xは加水分解
性基および/または水酸基である。n個のY、4−n個
のXは、それぞれ同種でも異種でもよい。)で表される
シラン系化合物が導入されているものである。
[0023] a silane clay complex used in the present invention is represented by the following general formula swellable silicate (1) Y n SiX 4- n (1) ( where, n is an integer of 0 to 3, Y Has 1 to 1 carbon atoms
X is a hydrolyzable group and / or a hydroxyl group, which is an organic functional group composed of 25 hydrocarbon groups and a hydrocarbon group having 1 to 25 carbon atoms and a substituent. n Y and 4-n X may be the same or different. ) Is introduced.

【0024】上記の膨潤性ケイ酸塩は、主として酸化ケ
イ素の四面体シートと、主として金属水酸化物の八面体
シートから成り、その例としては、例えば、スメクタイ
ト族粘土および膨潤性雲母などが挙げられる。膨潤性ケ
イ酸塩としてスメクタイト族粘土および膨潤性雲母を使
用する場合には、本発明のポリイミド樹脂組成物中にお
ける膨潤性ケイ酸塩の分散性、入手の容易さ及び樹脂組
成物の物性改善の点から好ましい。
The above-mentioned swellable silicate is mainly composed of a tetrahedral sheet of silicon oxide and an octahedral sheet of metal hydroxide, and examples thereof include smectite group clay and swellable mica. Can be When a smectite group clay and swellable mica are used as the swellable silicate, the dispersibility of the swellable silicate in the polyimide resin composition of the present invention, the availability and the improvement of the physical properties of the resin composition are improved. Preferred from the point.

【0025】前記のスメクタイト族粘土は下記一般式
(2) X0.20.623410(OH)2・nH2O(2) (ただし、XはK、Na、1/2Ca、及び1/2Mg
から成る群より選ばれる1種以上であり、YはMg、F
e、Mn、Ni、Zn、Li、Al、及びCrから成る
群より選ばれる1種以上であり、ZはSi、及びAlか
ら成る群より選ばれる1種以上である。尚、H2Oは層
間イオンと結合している水分子を表すが、nは層間イオ
ンおよび相対湿度に応じて著しく変動する)で表され
る、天然または合成されたものである。該スメクタイト
族粘土の具体例としては、例えば、モンモリロナイト、
バイデライト、ノントロナイト、サポナイト、鉄サポナ
イト、ヘクトライト、ソーコナイト、スチブンサイト及
びベントナイト等、またはこれらの置換体、誘導体、あ
るいはこれらの混合物が挙げられる。前記スメクタイト
族粘土の初期の凝集状態における底面間隔は約10〜1
7Åであり、凝集状態でのスメクタイト族粘土の平均粒
径はおおよそ1000Å〜1000000Åである。
The smectite-group clay is represented by the following general formula (2): X 0.2 to 0.6 Y 2 to 3 Z 4 O 10 (OH) 2 .nH 2 O (2) (where X is K, Na, 1 / 2Ca , And 1 / 2Mg
At least one member selected from the group consisting of
e, Mn, Ni, Zn, Li, Al, and at least one member selected from the group consisting of Cr, and Z is at least one member selected from the group consisting of Si and Al. H2O represents a water molecule bonded to an interlayer ion, and n is remarkably fluctuated according to the interlayer ion and the relative humidity. Specific examples of the smectite group clay include, for example, montmorillonite,
Examples include beidellite, nontronite, saponite, iron saponite, hectorite, sauconite, stevensite, bentonite, and the like, and substituted substances, derivatives, and mixtures thereof. The distance between the bottom surfaces of the smectite group clay in the initial aggregation state is about 10 to 1
7 °, and the average particle size of the smectite group clay in the agglomerated state is approximately 1000-1,000,000 °.

【0026】また、前記の膨潤性雲母は下記一般式
(3) X0.51.023(Z410)(F、OH)2 (3) (ただし、XはLi、Na、K、Rb、Ca、Ba、及
びSrから成る群より選ばれる1種以上であり、YはM
g、Fe、Ni、Mn、Al、及びLiから成る群より
選ばれる1種以上であり、ZはSi、Ge、Al、F
e、及びBから成る群より選ばれる1種以上である。)
で表される、天然または合成されたものである。これら
は、水、水と任意の割合で相溶する極性溶媒、及び水と
該極性溶媒の混合溶媒中で膨潤する性質を有する物であ
り、例えば、リチウム型テニオライト、ナトリウム型テ
ニオライト、リチウム型四ケイ素雲母、及びナトリウム
型四ケイ素雲母等、またはこれらの置換体、誘導体、あ
るいはこれらの混合物が挙げられる。前記膨潤性雲母の
初期の凝集状態における底面間隔はおおよそ10〜17
Åであり、凝集状態での膨潤性雲母の平均粒径は約10
00〜1000000Åである。
The swellable mica is represented by the following general formula (3): X 0.5 to 1.0 Y 2 to 3 (Z 4 O 10 ) (F, OH) 2 (3) (where X is Li, Na, K , Rb, Ca, Ba, and Sr, at least one selected from the group consisting of
g, one or more selected from the group consisting of Fe, Ni, Mn, Al, and Li, and Z is Si, Ge, Al, F
at least one selected from the group consisting of e and B. )
And natural or synthetic. These are substances having the property of swelling in water, a polar solvent compatible with water at an arbitrary ratio, and a mixed solvent of water and the polar solvent. For example, lithium-type teniolite, sodium-type teniolite, lithium-type Examples thereof include silicon mica, sodium tetrasilicic mica, and the like, and substituted substances, derivatives, and mixtures thereof. The distance between the bottom surfaces of the swellable mica in the initial aggregation state is approximately 10 to 17
Å, and the average particle size of the swellable mica in the aggregated state is about 10
It is 00 to 1,000,000 °.

【0027】上記の膨潤性雲母の中にはバーミキュライ
ト類と似通った構造を有するものもあり、このようなバ
ーミキュライト類相当品等も使用し得る。
Some of the above-mentioned swellable mica have a structure similar to that of vermiculite, and such a vermiculite-equivalent product may be used.

【0028】前記バーミキュライト類相当品には3八面
体型と2八面体型があり、下記一般式(4) (Mg,Fe,Al)23(Si4-xAlx)O10(OH)2・(M+,M2+ 1/2 )x・nH2O (4) (ただし、MはNa及びMg等のアルカリまたはアルカ
リ土類金属の交換性陽イオン、x=0.6〜0.9、n=
3.5〜5である)で表されるものが挙げられる。前記
バーミキュライトの初期の凝集状態における底面間隔は
おおよそ10〜17Åであり、凝集状態でのバーミキュ
ライトの平均粒径は約1000〜5000000Åであ
る。
[0028] The in vermiculite such equivalent has three octahedral type and dioctahedral the following general formula (4) (Mg, Fe, Al) 2 ~ 3 (Si 4-x Al x) O 10 (OH ) 2 · (M + , M 2+ 1/2 ) x · nH 2 O (4) (where M is an exchangeable cation of an alkali or alkaline earth metal such as Na and Mg, x = 0.6 to 0.9, n =
3.5 to 5). The distance between the bottom surfaces of the vermiculite in the initial aggregation state is about 10 to 17 °, and the average particle size of the vermiculite in the aggregation state is about 1000 to 5,000,000 °.

【0029】膨潤性ケイ酸塩は単独で用いても良く、2
種以上組み合わせて使用しても良い。これらの内では、
モンモリロナイト、ベントナイト、ヘクトライトおよび
層間にナトリウムイオンを有する膨潤性雲母が、本発明
のポリイミド樹脂組成物中での分散性、入手の容易さ及
び樹脂組成物の物性改善効果の点から好ましい。
The swellable silicate may be used alone.
It may be used in combination of more than one kind. Of these,
Montmorillonite, bentonite, hectorite and swellable mica having sodium ions between layers are preferred from the viewpoint of dispersibility in the polyimide resin composition of the present invention, availability, and the effect of improving the physical properties of the resin composition.

【0030】膨潤性ケイ酸塩の結晶構造は、c軸方向に
規則正しく積み重なった純粋度が高いものが望ましい
が、結晶周期が乱れ、複数種の結晶構造が混じり合っ
た、いわゆる混合層鉱物も使用され得る。
The crystal structure of the swellable silicate is desirably high in purity, which is regularly stacked in the c-axis direction. However, a so-called mixed layer mineral in which the crystal cycle is disordered and a plurality of types of crystal structures are mixed is also used. Can be done.

【0031】膨潤性ケイ酸塩に導入されるシラン系化合
物とは、通常一般に用いられる任意のものが使用され
得、下記一般式(1) YnSiX4-n (1) で表されるものである。一般式(1)中のnは0〜3の
整数であり、Yは、置換基を有していても良い炭素数1
〜25の炭化水素基である。炭素数1〜25の炭化水素
基が置換基を有する場合の置換基の例としては、例えば
エステル結合で結合している基、エーテル結合で結合し
ている基、エポキシ基、アミノ基、カルボキシル基、末
端にカルボニル基を有する基、アミド基、メルカプト
基、スルホニル結合で結合している基、スルフィニル結
合で結合している基、ニトロ基、ニトロソ基、ニトリル
基、ハロゲン原子および水酸基などが挙げられる。これ
らの内の1種で置換されていても良く、2種以上で置換
されていても良い。Xは加水分解性基および(または)
水酸基であり、該加水分解性基の例としては、アルコキ
シ基、アルケニルオキシ基、ケトオキシム基、アシルオ
キシ基、アミノ基、アミノキシ基、アミド基、ハロゲン
原子よりなる群から選択される1種以上である。一般式
(1)中、nまたは4−nが2以上の場合、n個のYま
たは4−n個のXはそれぞれ同種でも異種でも良い。
As the silane compound to be introduced into the swellable silicate, any one generally used can be used, and the silane compound is represented by the following general formula (1): Y n SiX 4-n (1) It is. N in the general formula (1) is an integer of 0 to 3, and Y is a group having 1 carbon atom which may have a substituent.
~ 25 hydrocarbon groups. When the hydrocarbon group having 1 to 25 carbon atoms has a substituent, examples of the substituent include a group bonded by an ester bond, a group bonded by an ether bond, an epoxy group, an amino group, and a carboxyl group. , A group having a carbonyl group at the terminal, an amide group, a mercapto group, a group bonded by a sulfonyl bond, a group bonded by a sulfinyl bond, a nitro group, a nitroso group, a nitrile group, a halogen atom and a hydroxyl group. . One of these may be substituted, or two or more may be substituted. X is a hydrolyzable group and / or
A hydroxyl group, and examples of the hydrolyzable group include at least one selected from the group consisting of an alkoxy group, an alkenyloxy group, a ketoxime group, an acyloxy group, an amino group, an aminoxy group, an amide group, and a halogen atom. . In the general formula (1), when n or 4-n is 2 or more, n Y or 4-n X may be the same or different.

【0032】本明細書において炭化水素基とは、直鎖ま
たは分岐鎖(すなわち側鎖を有する)の飽和または不飽
和の一価または多価の脂肪族炭化水素基、および芳香族
炭化水素基、脂環式炭化水素基を意味し、例えば、アル
キル基、アルケニル基、アルキニル基、フェニル基、ナ
フチル基、シクロアルキル基等が挙げられる。本明細書
において、「アルキル基」という場合は、特に指示が無
い限り「アルキレン基」等の多価の炭化水素基を包含す
ることを意図する。同様にアルケニル基、アルキニル
基、フェニル基、ナフチル基、及びシクロアルキル基
は、それぞれアルケニレン基、アルキニレン基、フェニ
レン基、ナフチレン基、及びシクロアルキレン基等を包
含する。
As used herein, the term "hydrocarbon group" refers to a linear or branched (ie, having a side chain) saturated or unsaturated monovalent or polyvalent aliphatic hydrocarbon group, and an aromatic hydrocarbon group. An alicyclic hydrocarbon group means an alkyl group, an alkenyl group, an alkynyl group, a phenyl group, a naphthyl group, a cycloalkyl group and the like. In the present specification, the term “alkyl group” is intended to include a polyvalent hydrocarbon group such as an “alkylene group” unless otherwise specified. Similarly, the alkenyl group, alkynyl group, phenyl group, naphthyl group, and cycloalkyl group include alkenylene group, alkynylene group, phenylene group, naphthylene group, cycloalkylene group, and the like, respectively.

【0033】上記一般式(1)において、Yが炭素数1
〜25の炭化水素基である場合の例としては、デシルト
リメトキシシランの様に直鎖長鎖アルキル基を有するも
の、メチルトリメトキシシランの様に低級アルキル基を
有するもの、2−ヘキセニルトリメトキシシランの様に
不飽和炭化水素基を有するもの、2−エチルヘキシルト
リメトキシシランの様に側鎖を有するアルキル基を有す
るもの、フェニルトリエトキシシランの様にフェニル基
を有するもの、3−β−ナフチルプロピルトリメトキシ
シランの様にナフチル基を有するもの、及びp−ビニル
ベンジルトリメトキシシランの様にアラルキル基を有す
るものが挙げられる。Yが炭素数1〜25の炭化水素基
の中でも特にビニル基を有する基である場合の例として
は、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリクロロシラ
ン、及びビニルトリアセトキシシランが挙げられる。Y
がエステル基で結合している基で置換されている基を有
する基である場合の例としては、γ−メタクリロキシプ
ロピルトリメトキシシランが挙げられる。Yがエーテル
基で結合している基で置換されている基を有する基であ
る場合の例としては、γ−ポリオキシエチレンプロピル
トリメトキシシラン、及び2−エトキシエチルトリメト
キシシランが挙げられる。Yがエポキシ基で置換されて
いる基である場合の例としては、γ−グリシドキシプロ
ピルトリメトキシシランが挙げられる。Yがアミノ基で
置換されている基である場合の例としては、γ−アミノ
プロピルトリメトキシシラン、γ−(2−アミノエチ
ル)アミノプロピルトリメトキシシラン、及びγ−アニ
リノプロピルトリメトキシシランが挙げられる。Yが末
端にカルボニル基を有する基で置換されている基である
場合の例としては、γ−ユレイドプロピルトリエトキシ
シランが挙げられる。Yがメルカプト基で置換されてい
る基である場合の例としては、γ−メルカプトプロピル
トリメトキシシランが挙げられる。Yがハロゲン原子で
置換されている基である場合の例としては、γ−クロロ
プロピルトリエトキシシランが挙げられる。Yがスルホ
ニル基で結合している基で置換されている基を有する基
である場合の例としては、γ−フェニルスルホニルプロ
ピルトリメトキシシランが挙げられる。Yがスルフィニ
ル基で結合している基で置換されている基を有する基で
ある場合の例としては、γ−フェニルスルフィニルプロ
ピルトリメトキシシランが挙げられる。Yがニトロ基で
置換されている基である場合の例としては、γ−ニトロ
プロピルトリエトキシシランが挙げられる。Yがニトロ
ソ基で置換されている基である場合の例としては、γ−
ニトロソプロピルトリエトキシシランが挙げられる。Y
がニトリル基で置換されている基である場合の例として
は、γ−シアノエチルトリエトキシシランおよびγ−シ
アノプロピルトリエトキシシランが挙げられる。Yがカ
ルボキシル基で置換されている基である場合の例として
は、γ−(4−カルボキシフェニル)プロピルトリメト
キシシランが挙げられる。前記以外にYが水酸基を有す
る基であるシラン系化合物もまた使用し得る。その様な
例としては、N,N−ジ(2−ヒドロキシエチル)アミ
ノ−3−プロピルトリエトキシシランが挙げられる。水
酸基はまたシラノール基(SiOH)の形であり得る。
In the above general formula (1), Y has 1 carbon atom.
Examples of the hydrocarbon group having from 25 to 25 include those having a linear long-chain alkyl group such as decyltrimethoxysilane, those having a lower alkyl group such as methyltrimethoxysilane, and 2-hexenyltrimethoxy. Those having an unsaturated hydrocarbon group such as silane, those having an alkyl group having a side chain such as 2-ethylhexyltrimethoxysilane, those having a phenyl group such as phenyltriethoxysilane, and 3-β-naphthyl Examples include those having a naphthyl group such as propyltrimethoxysilane, and those having an aralkyl group such as p-vinylbenzyltrimethoxysilane. Examples of the case where Y is a group having a vinyl group among hydrocarbon groups having 1 to 25 carbon atoms include vinyltrimethoxysilane, vinyltrichlorosilane, and vinyltriacetoxysilane. Y
Is a group having a group substituted with a group bonded by an ester group, and examples thereof include γ-methacryloxypropyltrimethoxysilane. Examples of the case where Y is a group having a group substituted with a group bonded by an ether group include γ-polyoxyethylenepropyltrimethoxysilane and 2-ethoxyethyltrimethoxysilane. Examples of a case where Y is a group substituted with an epoxy group include γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane. Examples of the case where Y is a group substituted with an amino group include γ-aminopropyltrimethoxysilane, γ- (2-aminoethyl) aminopropyltrimethoxysilane, and γ-anilinopropyltrimethoxysilane. No. Examples of the case where Y is a group substituted with a group having a carbonyl group at the terminal include γ-ureidopropyltriethoxysilane. Examples of the case where Y is a group substituted with a mercapto group include γ-mercaptopropyltrimethoxysilane. Examples of a case where Y is a group substituted with a halogen atom include γ-chloropropyltriethoxysilane. Examples of the case where Y is a group having a group substituted with a group bonded by a sulfonyl group include γ-phenylsulfonylpropyltrimethoxysilane. Examples of the case where Y is a group having a group substituted with a group bonded by a sulfinyl group include γ-phenylsulfinylpropyltrimethoxysilane. Examples of a case where Y is a group substituted with a nitro group include γ-nitropropyltriethoxysilane. Examples of the case where Y is a group substituted by a nitroso group include γ-
Nitrosopropyltriethoxysilane may be mentioned. Y
Is a group substituted with a nitrile group, examples thereof include γ-cyanoethyltriethoxysilane and γ-cyanopropyltriethoxysilane. Examples of the case where Y is a group substituted with a carboxyl group include γ- (4-carboxyphenyl) propyltrimethoxysilane. In addition to the above, silane compounds in which Y is a group having a hydroxyl group can also be used. Such an example includes N, N-di (2-hydroxyethyl) amino-3-propyltriethoxysilane. Hydroxyl groups can also be in the form of silanol groups (SiOH).

【0034】上記のシラン系化合物の置換体、または誘
導体もまた使用し得る。これらのシラン系化合物は、単
独、又は2種以上組み合わせて使用され得る。
[0034] Substitutes or derivatives of the above silane compounds may also be used. These silane compounds can be used alone or in combination of two or more.

【0035】シラン粘土複合体は、例えば、膨潤性ケイ
酸塩を分散媒中で底面間隔を拡大させた後にシラン系化
合物を添加する事により得られる。
The silane clay composite is obtained, for example, by adding a silane-based compound after expanding the distance between the bottom surfaces of a swellable silicate in a dispersion medium.

【0036】上記の分散媒とは、水、水と相溶する極性
溶媒、及び水と該極性溶媒の混合溶媒を意味する。該極
性溶媒としては、例えば、メタノール、エタノール、イ
ソプロパノール等のアルコール類、エチレングリコー
ル、プロピレングリコール、1,4−ブタンジオール等
のグリコール類、アセトン、メチルエチルケトン等のケ
トン類、ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン等のエ
ーテル類、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジ
メチルアセトアミド等のアミド化合物、その他の溶媒と
してピリジン、ジメチルスルホキシドやN−メチルピロ
リドン等が挙げられる。これらの極性溶媒は単独で用い
ても良く2種類以上組み合わせて用いても良い。
The above-mentioned dispersion medium means water, a polar solvent compatible with water, and a mixed solvent of water and the polar solvent. Examples of the polar solvent include alcohols such as methanol, ethanol and isopropanol; glycols such as ethylene glycol, propylene glycol and 1,4-butanediol; ketones such as acetone and methyl ethyl ketone; ethers such as diethyl ether and tetrahydrofuran. And amide compounds such as N, N-dimethylformamide and N, N-dimethylacetamide, and other solvents such as pyridine, dimethylsulfoxide and N-methylpyrrolidone. These polar solvents may be used alone or in combination of two or more.

【0037】膨潤性ケイ酸塩を分散媒中で底面間隔を拡
大させることは、該膨潤性ケイ酸塩を該分散媒中で充分
に撹拌して分散させる事によりなし得る。拡大後の底面
間隔は初期の膨潤性ケイ酸塩の底面間隔に比べて、好ま
しくは3倍以上であり、より好ましくは4倍以上であ
り、特に好ましくは5倍以上である。上限値は特にな
い。ただし、底面間隔が約10倍以上に拡大すると、底
面間隔の測定が困難になるが、この場合、膨潤性ケイ酸
塩は実質的に単位層で存在する。
The expansion of the distance between the bottom surfaces of the swellable silicate in the dispersion medium can be achieved by sufficiently stirring and dispersing the swellable silicate in the dispersion medium. The spacing between the bottom surfaces after the enlargement is preferably at least 3 times, more preferably at least 4 times, particularly preferably at least 5 times, as compared to the initial spacing of the swellable silicate. There is no particular upper limit. However, when the distance between the bottom surfaces is increased by about 10 times or more, the measurement of the distance between the bottom surfaces becomes difficult. In this case, the swellable silicate is substantially present in a unit layer.

【0038】ここで、本明細書において、膨潤性ケイ酸
塩の初期の底面間隔とは、分散媒に添加する前の、単位
層が互いに積層し凝集状態である粒子状の膨潤性ケイ酸
塩の底面間隔である事を意図する。
Here, in the present specification, the initial distance between the bottom surfaces of the swellable silicate means a particulate swellable silicate in which unit layers are stacked and aggregated before being added to the dispersion medium. It is intended to be the bottom spacing.

【0039】底面間隔は小角X線回折法(SAXS)な
どで求めることが出来る。すなわち、分散媒と膨潤性ケ
イ酸塩を含む分散体におけるX線回折ピーク角値をSA
XSで測定し、該ピーク角値をBraggの式に当ては
めて算出することにより底面間隔を求め得る。
The distance between the bottom surfaces can be determined by small angle X-ray diffraction (SAXS) or the like. That is, the X-ray diffraction peak angle value of the dispersion containing the dispersion medium and the swellable silicate is determined by SA
XS is measured, and the peak angle value is applied to Bragg's formula to calculate the bottom surface interval.

【0040】膨潤性ケイ酸塩の底面間隔を効率的に拡大
させるためには、数千rpm以上で撹拌するか、以下に
示す物理的な外力を加える方法が挙げられる。物理的な
外力は、一般に行われるフィラーの湿式微粉砕方法を用
いることによって加えられ得る。一般的なフィラーの湿
式微粉砕方法としては、例えば、硬質粒子を利用する方
法が挙げられる。この方法では、硬質粒子と膨潤性ケイ
酸塩と任意の溶媒とを混合して撹拌し、硬質粒子と膨潤
性ケイ酸塩との物理的な衝突によって、膨潤性ケイ酸塩
を分離させる。通常用いられる硬質粒子はフィラー粉砕
用ビーズであり、例えば、ガラスビーズまたはジルコニ
アビーズ等が挙げられる。これら粉砕用ビーズは、膨潤
性ケイ酸塩の硬度、または撹拌機の材質を考慮して選択
され、上述したガラスまたはジルコニアに限定されな
い。その粒径もまた、膨潤性ケイ酸塩のサイズなどを考
慮して決定されるために一概に数値で限定されるもので
はないが、直径0.1〜6.0mmの範囲にあるものが
好ましい。ここで用いる溶媒は特に限定されないが、例
えば、上記の分散媒が好ましい。
In order to effectively increase the distance between the bottom surfaces of the swellable silicate, stirring may be performed at a speed of several thousand rpm or more, or a method of applying a physical external force as described below. Physical external forces can be applied by using commonly performed wet milling of fillers. As a general wet-milling method of a filler, for example, a method using hard particles can be mentioned. In this method, the hard particles, the swellable silicate, and an optional solvent are mixed and stirred, and the swellable silicate is separated by physical collision between the hard particles and the swellable silicate. Hard particles generally used are filler grinding beads, for example, glass beads or zirconia beads. These grinding beads are selected in consideration of the hardness of the swellable silicate or the material of the stirrer, and are not limited to the above-mentioned glass or zirconia. The particle size is also not specifically limited by a numerical value because it is determined in consideration of the size of the swellable silicate and the like, but a particle having a diameter of 0.1 to 6.0 mm is preferable. . Although the solvent used here is not particularly limited, for example, the above-described dispersion medium is preferable.

【0041】上記のように、膨潤性ケイ酸塩の底面間隔
を拡大して、凝集状態であった層を劈開してばらばらに
し、個々独立に存在させた後にシラン系化合物を添加し
て撹拌する。この様に、劈開された膨潤性ケイ酸塩の層
の表面に該シラン系化合物を導入する事によってシラン
粘土複合体が得られる。
As described above, the spacing between the bottom surfaces of the swellable silicate is enlarged, and the layers that have been in the aggregated state are cleaved to be separated. After the layers are independently present, the silane compound is added and stirred. . In this way, a silane clay composite is obtained by introducing the silane compound to the surface of the cleaved swellable silicate layer.

【0042】シラン系化合物の導入は、分散媒を用いる
方法の場合は、底面間隔が拡大された膨潤性ケイ酸塩と
分散媒を含む分散体中にシラン系化合物を添加して撹拌
することにより行われ得る。シラン系化合物をより効率
的に導入したい場合は、撹拌の回転数を1000rpm
以上、好ましくは1500rpm以上、より好ましくは
2000rpm以上にするか、あるいは湿式ミルなどを
用いて500(1/s)以上、好ましくは1000(1
/s)以上、より好ましくは1500(1/s)以上の
剪断速度を加える。回転数の上限値は約25000rp
mであり、剪断速度の上限値は約500000(1/
s)である。上限値よりも大きい値で撹拌を行ったり、
剪断を加えても効果はそれ以上変わらない傾向があるた
め、上限値よりも大きい値で撹拌を行う必要はない。
In the case of using a dispersion medium, the silane-based compound is introduced by adding the silane-based compound to a dispersion containing the swellable silicate having an enlarged bottom surface spacing and the dispersion medium, followed by stirring. Can be done. When it is desired to introduce the silane compound more efficiently, the rotation speed of the stirring is set to 1000 rpm.
Or more, preferably 1500 rpm or more, more preferably 2000 rpm or more, or 500 (1 / s) or more, preferably 1000 (1) using a wet mill or the like.
/ S) or more, more preferably 1500 (1 / s) or more. The upper limit of the number of revolutions is about 25,000 rp
m, and the upper limit of the shear rate is about 500000 (1 /
s). Stir with a value larger than the upper limit,
It is not necessary to stir at a value greater than the upper limit because the effect does not tend to change any further when shearing is applied.

【0043】物理的外力を用いる方法の場合、膨潤性ケ
イ酸塩に物理的外力を加えながら(例えば、湿式粉砕し
ながら)そこにシラン系化合物を加えることによって、
シラン系化合物を導入し得る。
In the case of a method using a physical external force, a silane compound is added to the swellable silicate while applying a physical external force thereto (for example, while wet-milling).
A silane compound may be introduced.

【0044】あるいは、物理的外力によって底面間隔が
拡大された膨潤性ケイ酸塩を分散媒中に加え、上記の分
散媒を用いる方法の場合と同様に、そこにシラン系化合
物を添加することによって、シラン系化合物を膨潤性ケ
イ酸塩に導入することもできる。
Alternatively, by adding a swellable silicate having an enlarged bottom surface spacing by a physical external force to a dispersion medium and adding a silane compound to the dispersion medium in the same manner as in the above-described method using a dispersion medium. Alternatively, a silane compound can be introduced into the swellable silicate.

【0045】膨潤性ケイ酸へのシラン系化合物の導入
は、底面間隔が拡大した膨潤性ケイ酸塩の表面に存在す
る水酸基と、シラン系化合物の加水分解性基および(ま
たは)水酸基とが反応する事によって、膨潤性ケイ酸塩
にシラン系化合物が導入され得る。
The introduction of the silane compound into the swellable silicic acid is carried out by reacting a hydroxyl group present on the surface of the swellable silicate having an increased bottom distance with a hydrolyzable group and / or a hydroxyl group of the silane compound. By doing so, a silane compound can be introduced into the swellable silicate.

【0046】膨潤性ケイ酸塩中に導入されたシラン系化
合物がさらに水酸基、カルボキシル基、アミノ基、エポ
キシ基、あるいはビニル基などの様な反応活性な官能基
を有している場合、この様な反応活性基と反応できる化
合物を更に添加して、この化合物をこの反応活性基と反
応させることも可能である。この様にして膨潤性ケイ酸
塩に導入されたシラン系化合物の官能基鎖の鎖長を長く
したり、極性を変えることができる。この場合、添加さ
れる化合物としては上記のシラン系化合物自体も用いら
れ得るが、それらに限定されることなく、目的に応じて
任意の化合物が用いられ得、例えば、エポキシ基含有化
合物、アミノ基含有化合物、カルボキシル基含有化合
物、酸無水物基含有化合物、及び水酸基含有化合物等が
挙げられる。
When the silane compound introduced into the swellable silicate further has a reactive group such as a hydroxyl group, a carboxyl group, an amino group, an epoxy group or a vinyl group, such a silane compound may be used. It is also possible to further add a compound capable of reacting with a reactive group and react the compound with the reactive group. Thus, the chain length of the functional group chain of the silane compound introduced into the swellable silicate and the polarity can be changed. In this case, as the compound to be added, the above-mentioned silane-based compound itself can be used, but the compound is not limited thereto, and any compound can be used according to the purpose. For example, an epoxy group-containing compound, an amino group Examples of the compound include a compound containing a carboxyl group, a compound containing an acid anhydride group, and a compound containing a hydroxyl group.

【0047】反応は室温で充分に進行するが、必要に応
じて加温しても良い。加温時の最高温度は用いるシラン
系化合物の分解温度未満であり、かつ分散媒の沸点未満
で有れば任意に設定されうる。
The reaction proceeds sufficiently at room temperature, but may be heated if necessary. The maximum temperature during heating can be arbitrarily set as long as it is lower than the decomposition temperature of the silane compound used and lower than the boiling point of the dispersion medium.

【0048】シラン系化合物の使用量は、粘土分散体に
おけるシラン粘土複合体の分散性、シラン粘土複合体と
樹脂との親和性、ポリイミド樹脂組成物中でのシラン粘
土複合体の分散性が十分に高まるように調製し得る。必
要であるならば、異種の官能基を有する複数種のシラン
系化合物を併用し得る。従って、シラン系化合物の添加
量は一概に数値で限定されるものではないが、膨潤性ケ
イ酸塩100重量部に対して、0.1から200重量部
であり、好ましくは0.2から180重量部であり、よ
り好ましくは0.3から160重量部であり、更に好ま
しくは0.4から140重量部であり、特に好ましくは
0.5から120重量部である。シラン系化合物の量が
0.1重量部未満であると得られるシラン粘土複合体の
微分散化効果が充分で無くなる傾向がある。また、20
0重量部以上では効果が変わらないので、200重量部
より多く添加する必要はない。
The amount of the silane compound used is such that the dispersibility of the silane clay composite in the clay dispersion, the affinity between the silane clay composite and the resin, and the dispersibility of the silane clay composite in the polyimide resin composition are sufficient. Can be prepared. If necessary, a plurality of silane compounds having different functional groups may be used in combination. Therefore, the amount of the silane compound to be added is not limited to a numerical value, but is 0.1 to 200 parts by weight, preferably 0.2 to 180 parts by weight, based on 100 parts by weight of the swellable silicate. Parts by weight, more preferably from 0.3 to 160 parts by weight, even more preferably from 0.4 to 140 parts by weight, particularly preferably from 0.5 to 120 parts by weight. When the amount of the silane compound is less than 0.1 part by weight, the effect of finely dispersing the obtained silane clay composite tends to be insufficient. Also, 20
If the amount is more than 0 parts by weight, the effect does not change, so it is not necessary to add more than 200 parts by weight.

【0049】上記のようにして得られるシラン粘土複合
体の底面間隔は、導入されたシラン系化合物の存在によ
り、膨潤性ケイ酸塩の初期の底面間隔に比べて拡大し得
る。例えば、分散媒中に分散されて底面間隔が拡大され
た膨潤性ケイ酸塩は、シラン系化合物を導入しない場
合、分散媒を除去すると再び層同士が凝集した状態に戻
るが、本発明によれば、底面間隔を拡大した後にシラン
系化合物を導入することによって、分散媒を除去した後
も、得られるシラン粘土複合体は層同士が凝集すること
なく底面間隔が拡大された状態で存在し得る。シラン粘
土複合体の底面間隔は膨潤性ケイ酸塩の初期の底面間隔
に比べて、1.3倍以上、好ましくは1.5倍以上、更に
好ましくは1.7倍以上、特に好ましくは2倍以上拡大
している。このように、シラン系化合物が導入されるこ
とにより、および底面間隔が拡大されることにより、シ
ラン粘土複合体と樹脂との親和性を高めることができ
る。
The distance between the bottom surfaces of the silane clay composite obtained as described above can be enlarged as compared with the initial distance between the bottom surfaces of the swellable silicate due to the presence of the introduced silane compound. For example, a swellable silicate dispersed in a dispersion medium and having an increased bottom surface interval, when the silane-based compound is not introduced, when the dispersion medium is removed, the layers return to a state in which the layers are aggregated again. For example, by introducing the silane compound after expanding the bottom surface interval, even after removing the dispersion medium, the obtained silane clay composite can exist in a state where the bottom surface interval is expanded without the layers being aggregated. . The distance between the bottom surfaces of the silane clay complex is at least 1.3 times, preferably at least 1.5 times, more preferably at least 1.7 times, particularly preferably at least 2 times, the initial distance of the swellable silicate. It is expanding. As described above, the affinity between the silane clay composite and the resin can be increased by introducing the silane-based compound and by increasing the distance between the bottom surfaces.

【0050】ここで、シラン系化合物が膨潤性ケイ酸塩
に導入された事は種々の方法で確認し得る。確認の方法
としては、例えば、以下の方法が挙げられる。まず、テ
トラヒドロフランやクロロホルムなどの有機溶剤を用い
てシラン粘土複合体を洗浄する事によって、単に吸着し
ているシラン系化合物を洗浄し除去する。洗浄後のシラ
ン粘土複合体を乳鉢などで粉体状にしたのち充分に乾燥
する。次いで、シラン粘土複合体を粉末状の臭化カリウ
ム(KBr)等のような窓材質と所定の比率で充分に混
合して加圧錠剤化し、フーリエ変換(FT)−IRを用
い、透過法等により、シラン系化合物に由来する吸収帯
を測定する。より正確に測定することが所望される場
合、あるいは導入されたシラン系化合物量が少ない場合
には、充分に乾燥した粉末状のシラン粘土複合体をその
まま拡散反射法(DRIFT)で測定することが望まし
い。
The fact that the silane compound has been introduced into the swellable silicate can be confirmed by various methods. As a method for confirmation, for example, the following method can be mentioned. First, the adsorbed silane compound is simply washed and removed by washing the silane clay complex with an organic solvent such as tetrahydrofuran or chloroform. The washed silane clay composite is powdered in a mortar or the like and then dried sufficiently. Subsequently, the silane clay composite is sufficiently mixed with a window material such as powdered potassium bromide (KBr) at a predetermined ratio to form a tablet under pressure, and the Fourier transform (FT) -IR is used to perform a transmission method or the like. , The absorption band derived from the silane compound is measured. When more accurate measurement is desired, or when the amount of the introduced silane compound is small, it is possible to measure a sufficiently dried powdery silane clay complex by a diffuse reflection method (DRIFT) as it is. desirable.

【0051】また、シラン粘土複合体の底面間隔が膨潤
性ケイ酸塩よりも拡大している事は、種々の方法で確認
し得る。確認の方法としては、例えば、以下の方法が挙
げられる。
It can be confirmed by various methods that the distance between the bottom surfaces of the silane clay composite is larger than that of the swellable silicate. As a method for confirmation, for example, the following method can be mentioned.

【0052】すなわち、上記と同様にして、吸着してい
るシラン系化合物を有機溶媒で洗浄してシラン粘土複合
体から除去し、乾燥した後に、小角X線回折法(SAX
S)などで確認し得る。この方法では、粉末状のシラン
粘土複合体の(001)面に由来するX線回折ピーク角
値をSAXSで測定し、Braggの式に当てはめて算
出することにより底面間隔を求め得る。同様に初期の膨
潤性ケイ酸塩の底面間隔を測定し、この両者を比較する
ことにより底面間隔の拡大を確認し得る。
That is, in the same manner as described above, the adsorbed silane-based compound is removed from the silane-clay composite by washing with an organic solvent, and after drying, the small-angle X-ray diffraction method (SAX
S) or the like. In this method, the X-ray diffraction peak angle value derived from the (001) plane of the powdery silane clay composite is measured by SAXS, and the angle is applied to Bragg's formula to calculate the bottom surface interval. Similarly, the base spacing of the initial swellable silicate is measured, and by comparing the two, the expansion of the base spacing can be confirmed.

【0053】前記のように、有機溶剤で洗浄した後に、
添加したシラン系化合物に由来する吸収帯がFT−IR
等で観測され、かつ底面間隔が原料の膨潤性ケイ酸塩よ
りも拡大していることをSAXS等で測定することによ
り、シラン粘土複合体が生成していることが判る。
After washing with an organic solvent as described above,
The absorption band derived from the added silane compound is FT-IR
By measuring with SAXS or the like that the bottom surface interval is larger than that of the raw material swellable silicate, it can be seen that a silane clay complex has been formed.

【0054】本発明のポリイミド樹脂組成物において、
ポリイミド樹脂100重量部に対するシラン粘土複合体
の配合量が、代表的には0.1〜50重量部、好ましく
は0.2〜45重量部、より好ましくは0.3〜40重量
部、更に好ましくは0.4〜35重量部、特に好ましく
は0.5〜30重量部となるように調製される。シラン
粘土複合体の配合量が0.1重量部未満であると機械的
特性や寸法安定性などの改善効果が不充分となる場合が
あり、50重量部を超えると成形体の外観や成形性など
が損なわれる傾向がある。
In the polyimide resin composition of the present invention,
The compounding amount of the silane clay composite with respect to 100 parts by weight of the polyimide resin is typically 0.1 to 50 parts by weight, preferably 0.2 to 45 parts by weight, more preferably 0.3 to 40 parts by weight, and still more preferably. Is prepared to be 0.4 to 35 parts by weight, particularly preferably 0.5 to 30 parts by weight. If the compounding amount of the silane clay composite is less than 0.1 part by weight, the effect of improving mechanical properties and dimensional stability may be insufficient, and if it exceeds 50 parts by weight, the appearance and moldability of the molded article may be insufficient. Etc. tend to be impaired.

【0055】また、シラン粘土複合体に由来するポリイ
ミド樹脂組成物の灰分率が、代表的には0.1〜30重
量%、好ましくは0.2〜28重量%、より好ましくは
0.3〜25重量%、更に好ましくは0.4〜23重量
%、特に好ましくは0.5〜20重量%と成るように調
製される。灰分率が0.1重量%未満であると機械的特
性や寸法安定性などの改善効果が不充分となる場合があ
り、30重量%を超えると成形体の外観や成形性などが
損なわれる傾向がある。
The ash content of the polyimide resin composition derived from the silane clay composite is typically 0.1 to 30% by weight, preferably 0.2 to 28% by weight, more preferably 0.3 to 28% by weight. It is prepared to be 25% by weight, more preferably 0.4 to 23% by weight, particularly preferably 0.5 to 20% by weight. If the ash content is less than 0.1% by weight, the effect of improving mechanical properties and dimensional stability may be insufficient, and if it exceeds 30% by weight, the appearance and formability of the molded article tend to be impaired. There is.

【0056】本発明のポリイミド樹脂組成物中で分散し
ているシラン粘土複合体の構造は、配合前の膨潤性ケイ
酸塩が有していたような、層が多数積層したμmサイズ
の凝集構造とは全く異なる。すなわち、マトリックス樹
脂と親和性を有するシラン系化合物が導入され、かつ初
期の膨潤性ケイ酸塩に比べて底面間隔が拡大されたシラ
ン粘土複合体を用いることによって、層同士が劈開し、
互いに独立して細分化する。その結果、シラン粘土複合
体はポリイミド樹脂組成物中で非常に細かく互いに独立
した薄板状で分散し、その数は、原料である膨潤性ケイ
酸塩に比べて著しく増大する。この様な薄板状のシラン
粘土複合体の分散状態は以下に述べるアスペクト比(層
長さ/層厚の比率)、分散粒子数、最大層厚および平均
層厚で表現され得る。
The structure of the silane clay composite dispersed in the polyimide resin composition of the present invention has a cohesive structure of μm size in which a number of layers are laminated, such as the swellable silicate before compounding. Completely different. That is, a silane compound having an affinity for the matrix resin is introduced, and the layers are cleaved by using a silane clay composite in which the distance between the bottom surfaces is enlarged compared to the initial swellable silicate,
Subdivide independently of each other. As a result, the silane clay composite is dispersed in a very fine and independent thin plate shape in the polyimide resin composition, and the number thereof is significantly increased as compared with the swellable silicate as a raw material. The dispersion state of such a thin silane clay composite can be expressed by the aspect ratio (ratio of layer length / layer thickness), the number of dispersed particles, the maximum layer thickness, and the average layer thickness described below.

【0057】まず、平均アスペクト比を、樹脂中に分散
したシラン粘土複合体の層長さ/層厚の比の数平均値で
あると定義すると、本発明のポリイミド樹脂組成物中の
シラン粘土複合体の平均アスペクト比は10〜300で
あり、好ましくは15〜300であり。更に好ましくは
20〜300である。シラン粘土複合体平均アスペクト
比が10未満であると、本発明のポリイミド樹脂組成物
の弾性率や寸法安定性への改善効果が十分に得られない
場合がある。また、300より大きくても効果はそれ以
上変わらないため、平均アスペクト比を300より大き
くする必要はない。
First, when the average aspect ratio is defined as the number average value of the ratio of the layer length / layer thickness of the silane clay composite dispersed in the resin, the silane clay composite in the polyimide resin composition of the present invention is defined. The average body aspect ratio is between 10 and 300, preferably between 15 and 300. More preferably, it is 20 to 300. When the average aspect ratio of the silane clay composite is less than 10, the effect of improving the elastic modulus and dimensional stability of the polyimide resin composition of the present invention may not be sufficiently obtained. Further, even if it is larger than 300, the effect does not change any more, so that it is not necessary to make the average aspect ratio larger than 300.

【0058】また、[N]値を、ポリイミド樹脂組成物
の面積100μm2における、膨潤性ケイ酸塩の単位重
量比率当たりの分散粒子数であると定義すると、本発明
のポリイミド樹脂組成物におけるシラン粘土複合体の
[N]値は、30以上であり、好ましくは45以上であ
り、より好ましくは60以上である。上限値は特にない
が、[N]値が1000程度を越えると、それ以上効果
は変わらなくなるので、1000より大きくする必要は
ない。[N]値は、例えば、次のようにして求められ得
る。すなわち、ポリイミド樹脂組成物を約50μm〜1
00μm厚の超薄切片に切り出し、該切片をTEM等で
撮影した像上で、面積が100μm2の任意の領域に存
在するシラン粘土複合体の粒子数を、用いた膨潤性ケイ
酸塩の重量比率で除すことによって求められ得る。ある
いは、TEM像上で、100個以上の粒子が存在する任
意の領域(面積は測定しておく)を選んで該領域に存在
する粒子数を、用いた膨潤性ケイ酸塩の重量比率で除
し、面積100μm2に換算した値を[N]値としても
よい。従って、[N]値はポリイミド樹脂組成物のTE
M写真等を用いることにより定量化できる。また、平均
層厚を、薄板状で分散したシラン粘土複合体の層厚みの
数平均値であると定義すると、本発明のポリイミド樹脂
組成物中のシラン粘土複合体の平均層厚の上限値は50
0Å以下であり、好ましくは450Å以下であり、より
好ましくは400Å以下である。平均層厚が500Åよ
り大きいと、本発明のポリイミド系樹脂組成物の機械的
特性や寸法安定性の改良効果が十分に得られない場合が
ある。平均層厚の下限値は特に限定されないが、好まし
くは50Åより大きく、より好ましくは60Å以上であ
り、更に好ましくは70Å以上である。
When the [N] value is defined as the number of dispersed particles per unit weight ratio of the swellable silicate in the area of 100 μm 2 of the polyimide resin composition, the silane in the polyimide resin composition of the present invention is defined as follows. The [N] value of the clay composite is 30 or more, preferably 45 or more, and more preferably 60 or more. There is no particular upper limit, but when the [N] value exceeds about 1000, the effect does not change any more. The [N] value can be obtained, for example, as follows. That is, about 50 μm to 1 μm
On an image obtained by cutting out an ultrathin section having a thickness of 00 μm and photographing the section with a TEM or the like, the number of particles of the silane clay composite present in an arbitrary area having an area of 100 μm 2 was determined by the weight of the swellable silicate used. It can be determined by dividing by a ratio. Alternatively, on a TEM image, an arbitrary region (area is measured) in which 100 or more particles are present is selected, and the number of particles present in the region is divided by the weight ratio of the swellable silicate used. Then, a value converted to an area of 100 μm 2 may be used as the [N] value. Therefore, the [N] value is the TE value of the polyimide resin composition.
It can be quantified by using an M photograph or the like. Further, when the average layer thickness is defined as a number average value of the layer thickness of the silane clay composite dispersed in a thin plate shape, the upper limit of the average layer thickness of the silane clay composite in the polyimide resin composition of the present invention is 50
0 ° or less, preferably 450 ° or less, more preferably 400 ° or less. If the average layer thickness is more than 500 °, the effect of improving the mechanical properties and dimensional stability of the polyimide resin composition of the present invention may not be sufficiently obtained. The lower limit of the average layer thickness is not particularly limited, but is preferably larger than 50 °, more preferably 60 ° or more, and further preferably 70 ° or more.

【0059】また、最大層厚を、本発明のポリイミド樹
脂組成物中に薄板状に分散したシラン粘土複合体の層厚
みの最大値であると定義すると、シラン粘土複合体の最
大層厚の上限値は、2000Å以下であり、好ましくは
1800Å以下であり、より好ましくは1500Å以下
である。最大層厚が2000Åより大きいと、本発明の
ポリイミド樹脂組成物の機械的特性、寸法安定性、表面
性のバランスが損なわれる場合がある。シラン粘土複合
体の最大層厚の下限値は特に限定されないが、好ましく
は100Åより大きく、より好ましくは150Å以上で
あり、更に好ましくは200Å以上である。
When the maximum layer thickness is defined as the maximum value of the layer thickness of the silane clay composite dispersed in a thin plate shape in the polyimide resin composition of the present invention, the upper limit of the maximum layer thickness of the silane clay composite is defined. The value is 2000 ° or less, preferably 1800 ° or less, more preferably 1500 ° or less. If the maximum layer thickness is more than 2000 °, the balance of mechanical properties, dimensional stability and surface properties of the polyimide resin composition of the present invention may be impaired. The lower limit of the maximum layer thickness of the silane clay composite is not particularly limited, but is preferably larger than 100 °, more preferably 150 ° or more, and further preferably 200 ° or more.

【0060】層厚および層長さは、本発明のポリイミド
樹脂組成物樹脂を焼結成形して得られる薄肉の成形品等
を、顕微鏡等を用いて撮影される像から求めることがで
きる。
The layer thickness and the layer length can be determined from an image of a thin molded product obtained by sintering the polyimide resin composition resin of the present invention using a microscope or the like.

【0061】すなわち、いま仮に、X−Y面上に上記の
方法で調製した試験片を置いたと仮定する。上記のフィ
ルムあるいは試験片をX−Z面あるいはY−Z面と平行
な面で約50μm〜100μm厚の超薄切片を切り出
し、該切片を透過型電子顕微鏡などを用い、約4〜10
万倍以上の高倍率で観察して求められ得る。測定は、上
記の方法で得られた透過型電子顕微鏡の象上に置いて、
100個以上のシラン粘土複合体を含む任意の領域を選
択し、画像処理装置などで画像化し、計算機処理する事
等により定量化できる。あるいは、定規などを用いて計
測しても求めることもできる。
That is, it is now assumed that the test piece prepared by the above method is placed on the XY plane. An ultra-thin section of about 50 μm to 100 μm in thickness is cut out from the above film or test piece in a plane parallel to the XZ plane or the YZ plane, and the section is cut out for about 4 to 10
It can be determined by observing at a high magnification of 10,000 times or more. The measurement was placed on the elephant of the transmission electron microscope obtained by the above method,
An arbitrary area containing 100 or more silane clay composites can be selected, imaged with an image processing device or the like, and quantified by computer processing. Alternatively, it can also be obtained by measuring using a ruler or the like.

【0062】本発明のポリイミド樹脂組成物の製造方法
には特に制限はないが、例えば、(A)シラン粘土複合
体と分散媒を含む粘土分散体を調製する工程、(B)ポ
リイミド樹脂の重合性プレポリマーと上記の粘土分散体
とを混合する工程、(C)重合性プレポリマーを重合す
る工程、を包含する方法が好ましい。
The method for producing the polyimide resin composition of the present invention is not particularly limited. For example, (A) a step of preparing a clay dispersion containing a silane clay composite and a dispersion medium, (B) a polymerization of the polyimide resin It is preferable to use a method including a step of mixing the polymerizable prepolymer with the clay dispersion and a step of polymerizing the polymerizable prepolymer (C).

【0063】上記の工程(A)で用いられる分散媒と
は、水、水と相溶する極性溶媒または水と該極性溶媒の
混合溶媒を意味する。
The dispersion medium used in the above step (A) means water, a polar solvent compatible with water, or a mixed solvent of water and the polar solvent.

【0064】粘土分散体の調製方法は特に限定されず、
例えば、シラン粘土複合体を調製した際に得られる、分
散媒とシラン粘土複合体を含む系をそのまま粘土分散体
として用いる方法(直接法と称す:この場合は、シラン
粘土複合体を調製する事が工程(A)となる)、また
は、シラン粘土複合体を調製した際に得られる、分散媒
とシラン粘土複合体を含む系に、他の所望の分散媒を添
加混合してから置換する事により、新たに加えた所望の
分散媒とシラン粘土複合体から成る系を粘土分散体とし
て用いる方法(置換法と称す)、あるいは、分散媒を乾
燥除去して得られるシラン粘土複合体と所望の分散媒を
充分に混合する方法等が挙げられる。シラン粘土複合体
の分散性の点から、直接法および置換法が好ましい。
The method for preparing the clay dispersion is not particularly limited.
For example, a method in which a system containing a dispersion medium and a silane clay composite obtained when a silane clay composite is prepared is directly used as a clay dispersion (referred to as a direct method: in this case, the silane clay composite must be prepared). Is the step (A)) or the system containing the dispersion medium and the silane clay composite obtained when the silane clay composite is prepared is mixed with another desired dispersion medium and then replaced. A method of using a system composed of a newly added desired dispersion medium and a silane clay composite as a clay dispersion (referred to as a substitution method), or a method of drying a silane clay composite obtained by removing a dispersion medium and a desired silane clay composite. For example, a method of sufficiently mixing a dispersion medium can be used. From the viewpoint of the dispersibility of the silane clay composite, the direct method and the substitution method are preferred.

【0065】尚、混合を効率よく行うためには、撹拌の
回転数は500rpm以上、あるいは300(1/s)
以上の剪断速度を加える。回転数の上限値は25000
rpmであり、剪断速度の上限値は500000(1/
s)である。上限値よりも大きい値で撹拌を行っても効
果はそれ以上変わらない傾向があるため、上限値より大
きい値で撹拌を行う必要はない。
For efficient mixing, the rotation speed of the stirring should be 500 rpm or more, or 300 (1 / s).
Apply the above shear rate. The upper limit of the number of revolutions is 25000
rpm, and the upper limit of the shear rate is 500000 (1 /
s). There is a tendency that the effect does not change even if the stirring is performed at a value larger than the upper limit, so that it is not necessary to perform the stirring at a value larger than the upper limit.

【0066】工程(A)で得られる粘土分散体に含まれ
るシラン粘土複合体は、膨潤性ケイ酸塩が有していたよ
うな初期の積層・凝集構造はほぼ完全に消失して薄板状
に細分化するか、あるいは層同士の間隔が拡大していわ
ゆる膨潤状態となる。膨潤状態を表す指標として底面間
隔が用いられ得る。粘土分散体中のシラン粘土複合体の
底面間隔は、シラン粘土複合体が細分化して薄板状に成
るためには、膨潤性ケイ酸塩の初期の底面間隔の3倍以
上が好ましく、4倍以上がより好ましく、5倍以上更に
好ましい。
In the silane clay composite contained in the clay dispersion obtained in the step (A), the initial lamination / agglomeration structure such as that of the swellable silicate disappears almost completely and becomes a thin plate. Either it is subdivided or the interval between the layers is enlarged, so that a so-called swollen state is obtained. The bottom surface interval can be used as an index indicating the swelling state. The distance between the bottom surfaces of the silane clay composite in the clay dispersion is preferably at least three times, preferably at least four times, the initial distance between the bottom surfaces of the swellable silicate in order for the silane clay complex to be finely divided and formed into a thin plate. Is more preferable, and more preferably 5 times or more.

【0067】次に、工程(B)、すなわち、上記の粘土
分散体およびポリイミド樹脂の重合性プレポリマーとを
混合する工程を行う。ここで、上記の重合性プレポリマ
ーとは、ポリイミド樹脂の重合性モノマー及び/又はポ
リイミド樹脂の重合中間体を意味する。
Next, a step (B), that is, a step of mixing the above-mentioned clay dispersion and a polymerizable prepolymer of a polyimide resin is performed. Here, the above-mentioned polymerizable prepolymer means a polymerizable monomer of the polyimide resin and / or a polymer intermediate of the polyimide resin.

【0068】ポリイミド樹脂の重合性モノマーとは、例
えばジアミン及び/又は酸二水物を意味する。酸無水物
としては、本発明で用いられるポリイミド樹脂を構成す
る酸無水物と同様のものが用いられ、例えば、ピロメリ
ット酸二無水物、ビフェニルテトラカルボン酸二無水
物、ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物などから
選択される1種又は2種以上が用いられ得る。ジアミン
としては、本発明で用いられるポリイミド樹脂を構成す
るジアミンと同様のものが用いられ、例えば、4,4’
−ジアミノジフェニルエーテル、3,4’−ジアミノジ
フェニルエーテル、p−フェニレンジアミン、m−フェ
ニレンジアミンなどから選択される1種又は2種以上が
用いられ得る。
The polymerizable monomer of the polyimide resin means, for example, diamine and / or acid dihydrate. As the acid anhydride, those similar to the acid anhydride constituting the polyimide resin used in the present invention are used, for example, pyromellitic dianhydride, biphenyltetracarboxylic dianhydride, benzophenonetetracarboxylic dianhydride One or more selected from materials and the like can be used. As the diamine, those similar to the diamine constituting the polyimide resin used in the present invention are used. For example, 4,4 ′
One or more selected from -diaminodiphenyl ether, 3,4'-diaminodiphenyl ether, p-phenylenediamine, m-phenylenediamine and the like can be used.

【0069】また、ポリイミド樹脂の重合中間体とは、
上記重合性モノマーの反応により得られる縮合物であ
り、かつ、シラン粘土複合体を含む粘土分散体が充分に
均一分散できる程度の粘度となるものを意味する。中間
重合体は、上記の重合性モノマーを単独重合してホモポ
リマーとしても良いし、あるいは、数種のモノマーから
なる共重合体としても良い。また、ジカルボン酸、ジオ
ール、およびそれらの誘導体などを共重合してポリアミ
ドイミド、ポリエステルアミドイミド、ポリエステルイ
ミドの中間重合体として使用することも可能である。
Further, the polymerization intermediate of the polyimide resin is
It means a condensate obtained by the reaction of the polymerizable monomer and having such a viscosity that the clay dispersion containing the silane clay composite can be sufficiently uniformly dispersed. The intermediate polymer may be a homopolymer obtained by homopolymerizing the above-mentioned polymerizable monomer, or may be a copolymer composed of several kinds of monomers. It is also possible to copolymerize dicarboxylic acids, diols and derivatives thereof and use them as intermediate polymers of polyamide imide, polyester amide imide and polyester imide.

【0070】粘土分散体と重合性プレポリマーとの混合
の方法は特に限定されず、例えば、溶液にした重合性プ
レポリマーおよび粘土分散体を一括混合する方法や、溶
液状態の重合性プレポリマーに粘土分散体を連続的に添
加する方法が挙げられる。連続的に添加する場合、粘土
分散体の添加速度は特に限定されないが重合性プレポリ
マー100重量部に対して、粘土分散体を0.02〜4.
0重量部/分、好ましくは0.03〜3.8重量部/分、
より好ましくは0.05〜3.5重量部/分で連続的に添
加する。
The method of mixing the clay dispersion and the polymerizable prepolymer is not particularly limited. For example, a method of batch-mixing the polymerizable prepolymer and the clay dispersion in a solution, and a method of mixing the polymerizable prepolymer in a solution state. A method of continuously adding a clay dispersion is included. In the case of continuous addition, the rate of addition of the clay dispersion is not particularly limited, but the clay dispersion is added in an amount of from 0.02 to 4.0 with respect to 100 parts by weight of the polymerizable prepolymer.
0 parts by weight / minute, preferably 0.03 to 3.8 parts by weight / minute,
More preferably, it is added continuously at 0.05 to 3.5 parts by weight / minute.

【0071】そして工程(C)、すなわち、重合性プレ
ポリマーを加熱または触媒閉環重合する工程を行い得
る。
Then, the step (C), that is, the step of heating the polymerizable prepolymer or subjecting it to catalytic ring-closing polymerization may be performed.

【0072】本発明のポリイミド樹脂組成物の機械的特
性や寸法安定性、表面外観が優れる理由は、樹脂中にシ
ラン粘土複合体が、多数の微小な薄板状粒子となって分
散し、その分散状態の指標となるシラン粘土複合体の平
均層厚、最大層厚、分散粒子数および平均アスペクト比
が前述した範囲になっているためである。
The reason why the polyimide resin composition of the present invention is excellent in mechanical properties, dimensional stability, and surface appearance is that the silane clay composite is dispersed in the resin as a large number of fine plate-like particles. This is because the average layer thickness, the maximum layer thickness, the number of dispersed particles, and the average aspect ratio of the silane clay composite, which are indicators of the state, are in the ranges described above.

【0073】シラン粘土複合体の分散状態は、シラン粘
土複合体の調製工程、上記のポリイミド樹脂組成物の製
造方法における工程(A)および工程(B)から選ばれ
る1種以上の工程によって制御され得る。
The dispersion state of the silane clay composite is controlled by one or more steps selected from the step of preparing the silane clay composite and the steps (A) and (B) in the above-mentioned method for producing a polyimide resin composition. obtain.

【0074】すなわち、例えば、シラン粘土複合体を調
製する工程(すなわち、工程(A)における直接法であ
る)において、膨潤性ケイ酸塩を分散させる際の撹拌力
や剪断力が一定であるならば、分散媒の種類、複数種の
分散媒を用いる場合はその混合比率および混合の順番に
伴って、膨潤性ケイ酸塩の膨潤・劈開の状態は変化す
る。例えば、膨潤性ケイ酸塩としてモンモリロナイトを
用いた場合、分散媒が水のみでは、モンモリロナイトは
ほぼ単位層に近い状態にまで膨潤・劈開するので、その
状態でアミノ基、メルカプト基またはニトリル基等の極
性が高い基を有するシラン系化合物を反応させれば、ほ
ぼ単位層厚のシラン粘土複合体が分散した分散体が調製
される。一方、エタノール、テトラヒドロフラン(TH
F)、メチルエチルケトン(MEK)やピリジン、N,
N−ジメチルホルムアミド(DMF)、N,N−ジメチ
ルアセトアミド(DMAc)、N−メチルピロリドン
(NMP)等の極性溶媒と水との混合溶媒を分散媒とし
た場合や、該極性溶媒にモンモリロナイトを分散させ次
いで水を加える等した場合は、約数枚〜約百数十枚程度
の単位層が積層した状態に劈開、細分化する。その状態
でシラン系化合物を反応させれば、ほぼ数枚〜約百数十
枚分の厚みを有するシラン粘土複合体が分散した分散体
が調製される。それらの状態を保持するように、ポリイ
ミド樹脂組成物の製造方法における工程(A)、(B)
および(C)を行う事によってシラン粘土複合体の分散
状態を制御し得る。
That is, for example, in the step of preparing the silane clay composite (that is, the direct method in the step (A)), if the stirring force and the shearing force in dispersing the swellable silicate are constant. For example, when the type of the dispersion medium and a plurality of types of dispersion medium are used, the swelling / cleaving state of the swellable silicate changes according to the mixing ratio and the order of mixing. For example, when montmorillonite is used as the swellable silicate, if the dispersion medium is only water, montmorillonite swells and cleaves to a state close to the unit layer, and in that state, an amino group, a mercapto group, a nitrile group, etc. By reacting a silane compound having a highly polar group, a dispersion in which a silane clay composite having a unit layer thickness of approximately approximately is dispersed is prepared. On the other hand, ethanol and tetrahydrofuran (TH
F), methyl ethyl ketone (MEK), pyridine, N,
When a mixed solvent of water and a polar solvent such as N-dimethylformamide (DMF), N, N-dimethylacetamide (DMAc) or N-methylpyrrolidone (NMP) is used as a dispersion medium, or montmorillonite is dispersed in the polar solvent. In the case where water is added and then water is added, about several to several hundreds of unit layers are cleaved and subdivided into a laminated state. By reacting the silane compound in this state, a dispersion in which the silane clay composite having a thickness of about several to about one hundred and several tens of sheets is dispersed is prepared. Steps (A) and (B) in the method for producing a polyimide resin composition so as to maintain those states.
By performing (C) and (C), the dispersion state of the silane clay composite can be controlled.

【0075】工程(A)における置換法(シラン粘土複
合体の調製時に用いた分散媒を他の所望の分散媒と置換
する方法)では、新たに加える分散媒の種類、複数種の
分散媒を用いる場合はその混合比率および混合の順番に
よって、粘土分散体中でのシラン粘土複合体の分散状態
は変化する。例えば、単位層状態のシラン粘土複合体を
含有する水マトリックスの分散体に、シラン系化合物の
官能基と親和性が低い極性溶媒を加えて水と置換する
と、単位層状態であったシラン粘土複合体は約数枚〜約
数十枚が凝集し、積層化し得る。それらの状態を保持す
るように、ポリイミド樹脂組成物の製造方法における工
程(B)および(C)を行う事によってシラン粘土複合
体の分散状態を制御し得る。
In the substitution method (method of replacing the dispersion medium used in preparing the silane clay composite with another desired dispersion medium) in the step (A), the kind of the dispersion medium to be newly added and a plurality of kinds of dispersion mediums are used. When used, the dispersion state of the silane clay composite in the clay dispersion varies depending on the mixing ratio and the order of mixing. For example, when a polar solvent having a low affinity for the functional group of the silane-based compound is added to a water matrix dispersion containing the silane clay complex in a unit layer state and replaced with water, the silane clay complex in the unit layer state is obtained. About several to about several tens of bodies agglomerate and can be laminated. The dispersion state of the silane clay composite can be controlled by performing steps (B) and (C) in the method for producing a polyimide resin composition so as to maintain those states.

【0076】また、工程(B)では、粘土分散体と混合
される重合性プレポリマーの種類や分子量等でシラン粘
土複合体の分散状態は変化する。それらの状態を保持す
るように、ポリイミド樹脂組成物の製造方法における工
程(C)を行う事によってシラン粘土複合体の分散状態
を制御し得る。
In the step (B), the dispersion state of the silane clay composite changes depending on the type and molecular weight of the polymerizable prepolymer mixed with the clay dispersion. The dispersion state of the silane clay composite can be controlled by performing the step (C) in the method for producing a polyimide resin composition so as to maintain those states.

【0077】本発明のポリイミド樹脂組成物には、必要
に応じて、他の任意の樹脂、例えば、ポリカーボネート
樹脂、液晶ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリフ
ェニレンスルフィド樹脂、ポリフェニレンエーテル樹
脂、ポリサルフォン樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、及
びポリアリレート樹脂等の熱可塑性樹脂や、エポキシ樹
脂、及びフェノールノボラック樹脂等の熱硬化性樹脂の
単独または2種以上を組み合わせて使用し得る。
The polyimide resin composition of the present invention may contain, if necessary, other optional resins such as polycarbonate resin, liquid crystal polyester resin, polyamide resin, polyphenylene sulfide resin, polyphenylene ether resin, polysulfone resin, and polyetherimide. Resins and thermoplastic resins such as polyarylate resins, and thermosetting resins such as epoxy resins and phenol novolak resins can be used alone or in combination of two or more.

【0078】更に、本発明のポリイミド樹脂組成物に
は、目的に応じて、顔料や染料、熱安定剤、酸化防止
剤、紫外線吸収剤、光安定剤、滑剤、可塑剤、難燃剤、
及び帯電防止剤等の添加剤を添加することができる。本
発明のポリイミド樹脂組成物は、好ましくは焼結法によ
り、成形される。
Further, according to the purpose, the polyimide resin composition of the present invention may contain pigments and dyes, heat stabilizers, antioxidants, ultraviolet absorbers, light stabilizers, lubricants, plasticizers, flame retardants,
And an additive such as an antistatic agent. The polyimide resin composition of the present invention is preferably formed by a sintering method.

【0079】このような成形品は外観、機械的特性、寸
法安定性等に優れる為、例えば、精密機械部品、電気製
品部品、自動車部品、その他一般工業用資材に好適に用
いられる。
Since such a molded article is excellent in appearance, mechanical properties, dimensional stability and the like, it is suitably used, for example, for precision mechanical parts, electric product parts, automobile parts, and other general industrial materials.

【0080】本発明のポリイミド樹脂組成物中ではシラ
ン粘土複合体が非常に細かく、かつ薄い板状で均一分散
していることから、表面外観を損なうことなく、また、
比重を著しく増加させる事無く、弾性率や寸法安定性等
を改善することができる。
In the polyimide resin composition of the present invention, the silane clay composite is very fine and thinly dispersed in a plate shape, so that the surface appearance is not impaired.
The elastic modulus and dimensional stability can be improved without significantly increasing the specific gravity.

【0081】[0081]

【実施例】以下実施例により本発明を更に詳細に説明す
るが、本発明はこれらの例によってなんら限定されるも
のではない。
EXAMPLES The present invention will be described in more detail with reference to the following Examples, which should not be construed as limiting the present invention.

【0082】実施例、及び比較例で使用する主要原料を
以下にまとめて示す。尚、特に断らない場合は、原料の
精製は行っていない。 (原料) ・テトラヒドロフラン:和光純薬(株)製のテトラヒド
ロフラン(以下THF)を用いた。 ・N−メチルピロリドン:和光純薬(株)製のN−メチ
ルピロリドン(以下NMP)を用いた。 ・ジアミノジフェニルエーテル:和光純薬(株)製のジ
アミノジフェニルエーテル(以下ODA)を用いた。 ・無水ピロメリット酸:和光純薬(株)製の無水ピロメ
リット酸(以下PMDA)を用いた。 ・モンモリロナイト:山形県産の天然モンモリロナイト
(底面間隔=13Å)を用いた。 ・膨潤性雲母:タルク25.4gとケイフッ化ナトリウ
ム4.7gの微粉砕物を混合し、800℃で加熱処理し
たものを用いた(底面間隔=12Å)。 ・γ-(2-アミノエチル)アミノプロピルトリメトキシシ
ラン:日本ユニカー(株)製、A−1120(以降、A
1120と称す) ・γ−(ポリオキシエチレン)プロピルトリメトキシシ
ラン:日本ユニカー(株)製、A−1230(以降、A
1230と称す) また、実施例および比較例における評価方法を以下にま
とめて示す。 (FT−IR)シラン粘土複合体1.0gをテトラヒド
ロフラン(THF)50mlに添加し、24時間撹拌し
て吸着しているシラン系化合物を洗浄・除去した後、遠
心分離を行い上澄みを分離した。この洗浄操作を3回繰
り返した。洗浄後、十分に乾燥したシラン粘土複合体約
1mgとKBr粉末約200mgとを乳鉢を用いて充分
に混合した後、卓上プレスを用いて測定用のKBrディ
スクを作製した。ついで赤外分光器(島津製作所(株)
製、8100M)を用いて透過法で測定した。検出器は
液体窒素で冷却したMCT検出器を用い、分解能は4c
-1、スキャン回数は100回とした。 (分散状態の測定)シラン粘土複合体に関しては、TE
Mを用いて以下のように行った。
The main raw materials used in the examples and comparative examples are shown below. Unless otherwise specified, the raw materials were not purified. (Raw materials) Tetrahydrofuran: Tetrahydrofuran (hereinafter, THF) manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd. was used. -N-methylpyrrolidone: N-methylpyrrolidone (NMP) manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd. was used. -Diamino diphenyl ether: Diamino diphenyl ether (hereinafter referred to as ODA) manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd. was used. -Pyromellitic anhydride: Pyromellitic anhydride (PMDA) manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd. was used. Montmorillonite: Natural montmorillonite from Yamagata Prefecture (bottom spacing = 13 °) was used. Swellable mica: A mixture obtained by mixing 25.4 g of talc and 4.7 g of finely pulverized sodium silicofluoride and heat-treating the mixture at 800 ° C. (bottom interval = 12 °) was used. -Γ- (2-aminoethyl) aminopropyltrimethoxysilane: manufactured by Nippon Unicar Co., Ltd., A-1120 (hereinafter A
.Gamma .- (polyoxyethylene) propyltrimethoxysilane: manufactured by Nippon Unicar Co., Ltd., A-1230 (hereinafter A)
The evaluation methods in Examples and Comparative Examples are collectively shown below. (FT-IR) 1.0 g of the silane clay complex was added to 50 ml of tetrahydrofuran (THF), and the mixture was stirred for 24 hours to wash and remove the adsorbed silane compound, followed by centrifugation to separate the supernatant. This washing operation was repeated three times. After washing, about 1 mg of the sufficiently dried silane clay complex and about 200 mg of KBr powder were sufficiently mixed using a mortar, and a KBr disk for measurement was prepared using a tabletop press. Next, an infrared spectrometer (Shimadzu Corporation)
, 8100M). The detector used was an MCT detector cooled with liquid nitrogen, and the resolution was 4c.
m −1 and the number of scans were 100. (Measurement of dispersion state) Regarding the silane clay composite, TE
The following procedure was performed using M.

【0083】厚み50〜100μmの超薄切片を用い
た。透過型電子顕微鏡(日本電子JEM−1200E
X)を用い、加速電圧80kVで倍率4万〜100万倍
でシラン粘土複合体の分散状態を観察撮影した。TEM
写真において、100個以上の分散粒子が存在する領域
を選択し、粒子数([N]値)、層厚および層長を、目
盛り付きの定規を用いた手計測または、必要に応じてイ
ンタークエスト社の画像解析装置PIAS〓を用いて処
理する事により測定した。平均アスペクト比は個々のシ
ラン粘土複合体の層長と層厚の比の数平均値とした。
[N]値の測定は以下のようにして行った。まず、TE
M像上で、選択した領域に存在するシラン粘土複合体の
粒子数を求める。これとは別に、シラン粘土複合体に由
来する樹脂組成物の灰分率を測定する。上記粒子数を灰
分率で除し、面積100μm2に換算した値を[N]値
とした。
An ultra-thin section having a thickness of 50 to 100 μm was used. Transmission electron microscope (JEOL JEM-1200E
Using X), the dispersion state of the silane clay composite was observed and photographed at an acceleration voltage of 80 kV and a magnification of 40,000 to 1,000,000 times. TEM
In the photograph, a region where 100 or more dispersed particles are present is selected, and the number of particles ([N] value), layer thickness and layer length are manually measured using a ruler with a scale, or interquest as required. The measurement was performed by processing using an image analysis device PIAS # of the company. The average aspect ratio was a number average value of the ratio between the layer length and the layer thickness of each silane clay composite.
[N] value was measured as follows. First, TE
On the M image, the number of particles of the silane clay composite present in the selected area is determined. Separately, the ash content of the resin composition derived from the silane clay composite is measured. The value obtained by dividing the number of particles by the ash content and converting the result to an area of 100 μm 2 was defined as the [N] value.

【0084】平均層厚は個々のシラン粘土複合体の層厚
の数平均値、最大層厚は個々のシラン粘土複合体の層厚
の中で最大の値とした。
The average layer thickness was the number average of the layer thicknesses of the individual silane clay composites, and the maximum layer thickness was the maximum value among the layer thicknesses of the individual silane clay composites.

【0085】分散粒子が大きく、TEMでの観察が不適
当である場合は、光学顕微鏡(オリンパス光学(株)製
の光学顕微鏡BH−2)を用いて上記と同様の方法で
[N]値を求めた。
When the dispersed particles are large and observation with a TEM is unsuitable, the [N] value can be determined using an optical microscope (optical microscope BH-2 manufactured by Olympus Optical Co., Ltd.) in the same manner as described above. I asked.

【0086】板状に分散しない分散粒子のアスペクト比
は、長径/短径の値とした。ここで、長径とは、顕微鏡
像等において、対象となる粒子の外接する長方形のうち
面積が最小となる長方形を仮定すれば、その長方形の長
辺を意図する。また、短径とは、上記最小となる長方形
の短辺を意図する。 (小角X線回折法(SAXS)による底面間隔の測定)
X線発生装置(理学電機(株)製、RU−200B)を
用い、ターゲットCuKα線、Niフィルター、電圧4
0kV、電流200mA、走査角2θ=0.2〜16.0
°、ステップ角=0.02°の測定条件で底面間隔を測
定した。
The aspect ratio of the dispersed particles that are not dispersed in a plate shape was a value of major axis / minor axis. Here, the long diameter is intended to be the long side of the rectangle assuming a rectangle having the smallest area among rectangles circumscribing the target particle in a microscope image or the like. Further, the minor axis is intended to mean the short side of the minimum rectangle. (Measurement of bottom spacing by small angle X-ray diffraction (SAXS))
Using an X-ray generator (RU-200B, manufactured by Rigaku Corporation), target CuKα ray, Ni filter, voltage 4
0 kV, current 200 mA, scanning angle 2θ = 0.2 to 16.0
°, the step angle = 0.02 ° under the measurement conditions, the bottom spacing was measured.

【0087】底面間隔は、小角X線回折ピーク角値をB
raggの式に代入して算出した。ただし、小角X線ピ
ーク角値の確認が困難である場合は、層が十分に劈開し
て結晶性が実質的に消失したかあるいは、ピーク角値が
おおよそ0.8°以下である為に確認が困難であるとみ
なし、底面間隔の評価結果としては>100Åとした。 (曲げ特性)プレス成形により、寸法約10×100×
6mmの試験片を作製した。得られた試験片の試験片の
曲げ強度および曲げ弾性率を、ASTMD−790に従
って測定した。 (線膨張係数)プレス成形により、厚さ約3mmのJI
S1号ダンベル状試験片を用いた。このダンベル状試験
片の中心部分を約7mm×7mmに切り取った。セイコ
ー電子(株)社製のSSC−5200およびTMA−1
20Cを用い、20℃で5分間保持した後、20℃から
300℃の範囲を昇温速度5℃/分で昇温した。30〜
300℃の範囲の線膨張係数を算出した。 (灰分率)シラン粘土複合体に由来する、ポリイミド樹
脂組成物の灰分率は、JISK7052に準じて測定し
た。
The distance between the bottom surfaces is represented by a small angle X-ray diffraction peak angle value of B
It was calculated by substituting into the formula of ragg. However, when it is difficult to confirm the small-angle X-ray peak angle value, it is confirmed that the layer has been sufficiently cleaved and the crystallinity has substantially disappeared, or the peak angle value is approximately 0.8 ° or less. Was considered difficult, and the evaluation result of the bottom surface spacing was set to> 100 °. (Bending characteristics) Approximately 10 × 100 × by press molding
A 6 mm test piece was prepared. The bending strength and the flexural modulus of the test piece of the obtained test piece were measured according to ASTM D-790. (Linear expansion coefficient) JI with a thickness of about 3mm
An S1 dumbbell-shaped test piece was used. The center part of the dumbbell-shaped test piece was cut into about 7 mm × 7 mm. SSC-5200 and TMA-1 manufactured by Seiko Electronics Co., Ltd.
After holding at 20 ° C. for 5 minutes using 20C, the temperature was raised from 20 ° C. to 300 ° C. at a rate of 5 ° C./min. 30 ~
The linear expansion coefficient in the range of 300 ° C. was calculated. (Ash content) The ash content of the polyimide resin composition derived from the silane clay composite was measured according to JIS K7052.

【0088】(実施例1) 工程(A) 3500gのイオン交換水に125gのモンモリロナイ
トを加え、日本精機(株)製の湿式ミルを用いて500
0rpm、5分間撹拌して混合した。その後、14gの
A1120を加えてから更に、表1に示した条件で撹拌
する事によってシラン粘土複合体を調製した。(シラン
粘土複合体の確認は、固形分を分離、乾燥、粉砕したも
のをSAXSにより底面間隔を測定し、およびTHFで
洗浄したもののFT−IRによりシラン系化合物に由来
する官能基の吸収帯を測定することにより行った。結果
は表1に示した。実施例2〜4も同様)。次いで120
0gのNMPを加えて十分に混合したあと加熱して水を
除去する事、すなわち置換法によって、シラン粘土複合
体およびNMPを含む粘土分散体(ASi-Mo1/N
MPと称す)を調製した。粘土分散体中のシラン粘土複
合体の底面間隔は、>100Åであった。 工程(B) 工程(A)で調製した粘土分散体(ASi-Mo1/N
MP)に1310gのODAおよび1430gのPMD
Aを混合・溶解した。 工程(C) 反応は発熱しながら進行して、ポリイミドの中間重合体
であるポリアミド酸およびシラン粘土複合体を含有する
NMP溶液を得た。次いで、加熱下に、閉環反応を進行
させて、シラン粘土複合体を含有するポリイミド粉末を
得た。その後、焼結成形により、シラン粘土複合体を含
有するポリイミド成形体を得、評価した。灰分率および
特性を、以下の実施例と併せ、表2に示した。
(Example 1) Step (A) 125 g of montmorillonite was added to 3500 g of ion-exchanged water, and the resulting mixture was mixed with a wet mill manufactured by Nippon Seiki Co., Ltd. for 500 minutes.
The mixture was stirred at 0 rpm for 5 minutes and mixed. Thereafter, 14 g of A1120 was added, and the mixture was further stirred under the conditions shown in Table 1 to prepare a silane clay composite. (Confirmation of the silane clay complex was conducted by separating, drying, and pulverizing the solid content, measuring the bottom surface interval with SAXS, and washing the product with THF to determine the absorption band of the functional group derived from the silane compound by FT-IR. The results are shown in Table 1. The same applies to Examples 2 to 4.) Then 120
0 g of NMP is added and mixed well, and then heated to remove water, that is, a clay dispersion containing a silane clay composite and NMP (ASi-Mo1 / N
MP) was prepared. The bottom spacing of the silane clay composite in the clay dispersion was> 100 °. Step (B) Clay dispersion (ASi-Mo1 / N) prepared in step (A)
MP) at 1310 g ODA and 1430 g PMD
A was mixed and dissolved. Step (C) The reaction proceeds while generating heat, and an NMP solution containing a polyamic acid and a silane clay composite, which is an intermediate polymer of polyimide, is obtained. Next, the ring closure reaction was allowed to proceed under heating to obtain a polyimide powder containing a silane clay composite. Thereafter, a polyimide molded body containing the silane clay composite was obtained by sinter molding and evaluated. The ash content and properties are shown in Table 2 together with the following examples.

【0089】(実施例2)工程(A)において、A11
20の量を8gとして置換法によって粘土分散体(AS
i-Mo2/NMP)を調製した以外は、実施例1と同
様に行い、シラン粘土複合体を含有するポリイミド成形
体を得、評価した。
(Example 2) In step (A), A11
Clay dispersion (AS
i-Mo2 / NMP) was prepared in the same manner as in Example 1 to obtain and evaluate a polyimide molded body containing a silane clay composite.

【0090】(実施例3)工程(A)において、14g
のA1120の代わりに、22gのA1230(予め、
PH3.0で加水分解した)を用い、置換法によって粘
土分散体(ESi-Mo/NMP)を調製した以外は、
実施例1と同様に行い、シラン粘土複合体を含有するポ
リイミド成形体を得、評価した。
(Example 3) In the step (A), 14 g
Instead of A1120, 22 g of A1230 (previously,
Except that a clay dispersion (ESi-Mo / NMP) was prepared by a displacement method using
In the same manner as in Example 1, a polyimide molded body containing the silane clay composite was obtained and evaluated.

【0091】(実施例4)工程(A)において、モンモ
リロナイトの代わりに膨潤性雲母を、またA1120の
量を28gとして置換法によって粘土分散体(ASi-
Mi/NMP)を調製した以外は、実施例1と同様に行
い、シラン粘土複合体を含有するポリイミド成形体を
得、評価した。粘土分散体中のシラン粘土複合体の底面
間隔は、69Åであった。
Example 4 In step (A), swelling mica was used in place of montmorillonite, and the amount of A1120 was 28 g.
Mi / NMP) was prepared in the same manner as in Example 1 to obtain and evaluate a polyimide molded body containing a silane clay composite. The distance between the bottom surfaces of the silane clay composite in the clay dispersion was 69 °.

【0092】(比較例1)粘土分散体を使用せずに、実
施例1と同様な方法でポリイミド成形体を得、評価し
た。
Comparative Example 1 A polyimide molded body was obtained and evaluated in the same manner as in Example 1 without using the clay dispersion.

【0093】結果を以下の比較例と併せ、表2に示し
た。
The results are shown in Table 2 together with the following comparative examples.

【0094】(比較例2)125gのモンモリロナイト
と1200gのNMPを湿式ミルで5000rpm、5
分間、撹拌混合し、混合液を得た。
(Comparative Example 2) 125 g of montmorillonite and 1200 g of NMP were wet milled at 5000 rpm and 5 rpm.
The mixture was stirred and mixed for minutes to obtain a mixed solution.

【0095】粘土分散体ASi-Mo1/NMPの代わ
りに、上記の混合液1を用いた以外は、実施例1と同様
な方法でポリイミド樹脂組成物を得、評価した。
A polyimide resin composition was obtained and evaluated in the same manner as in Example 1 except that the above mixture 1 was used instead of the clay dispersion ASi-Mo1 / NMP.

【0096】(比較例3)125gのモンモリロナイト
に14gのA1120をスプレーを用いて直接噴霧し、
1時間混合する事によってモンモリロナイトをシラン処
理した。シラン処理モンモリロナイトの底面間隔は13
Åであり、THFで洗浄した後、FT−IRにより測定
した結果、1級アミノ基、2級アミノ基、及びエチレン
基に由来する吸収帯が観測された。
Comparative Example 3 14 g of A1120 was directly sprayed on 125 g of montmorillonite using a spray.
The montmorillonite was silane treated by mixing for one hour. The bottom spacing of silane treated montmorillonite is 13
After washing with THF, measurement by FT-IR showed absorption bands derived from primary amino groups, secondary amino groups, and ethylene groups.

【0097】上記シラン処理モンモリロナイトと120
0gのNMPを湿式ミルで5000rpm、5分間、撹
拌混合し、混合液を得た。
The above-mentioned silane-treated montmorillonite and 120
0 g of NMP was stirred and mixed with a wet mill at 5000 rpm for 5 minutes to obtain a mixed solution.

【0098】粘土分散体ASi-Mo1/NMPの代わ
りに、上記の混合液2を用いた以外は、実施例1と同様
な方法でポリイミド樹脂組成物を得、評価した。
A polyimide resin composition was obtained and evaluated in the same manner as in Example 1, except that the above mixture 2 was used instead of the clay dispersion ASi-Mo1 / NMP.

【0099】[0099]

【発明の効果】以上、詳述したように、ポリイミド樹脂
中において、膨潤性ケイ酸塩の単位層同士を分離劈開し
て、1つの膨潤性ケイ酸塩の凝集粒子を、非常に多数の
極微小な薄板状の層に細分化すること、すなわち、平均
層厚を500Å以下にすること、あるいは必要に応じて
最大層厚を2000Å以下にすること、または平均アス
ペクト比(層長さ/層厚の比)が10〜300であり、
面積100μm2中に存在するシラン粘土複合体の単位
比率当たりの粒子数を30以上にすることによって、表
面外観に悪影響を及ぼすことなく、機械的特性改良、異
方性抑制等の寸法安定性への効果が効率的に得られる。
ポリイミド樹脂中で、膨潤性ケイ酸塩を上記の如く薄板
状に細分化することは、膨潤性ケイ酸塩にシラン系化合
物を導入してシラン粘土複合体とする事が必須である。
As described in detail above, in the polyimide resin, the unit layers of the swellable silicate are separated and cleaved to form a very large number of aggregated particles of the swellable silicate. Subdivision into smaller lamellar layers, ie, to reduce the average layer thickness to 500 ° or less, or to reduce the maximum layer thickness to 2000 ° or less as required, or to reduce the average aspect ratio (layer length / layer thickness) Is 10 to 300,
By increasing the number of particles per unit ratio of the silane clay complex existing in the area of 100 μm 2 to 30 or more, it is possible to improve dimensional stability such as improving mechanical properties and suppressing anisotropy without adversely affecting the surface appearance. Can be obtained efficiently.
In order to subdivide the swellable silicate into a thin plate as described above in the polyimide resin, it is essential to introduce a silane compound into the swellable silicate to form a silane clay composite.

【0100】本発明のポリイミド樹脂組成物は、例え
ば、本発明の製造方法、すなわち、(A)シラン粘土複
合体と分散媒を含む粘土分散体を調製する工程、(B)
ポリイミド樹脂の重合性プレポリマーと上記の粘土分散
体とを混合する工程、(C)重合性プレポリマーを重合
する工程、を包含する製造方法によって得られる。
The polyimide resin composition of the present invention can be produced, for example, by the production method of the present invention, that is, (A) a step of preparing a clay dispersion containing a silane clay composite and a dispersion medium, (B)
It can be obtained by a production method including a step of mixing a polymerizable prepolymer of a polyimide resin and the above clay dispersion, and a step of (C) polymerizing the polymerizable prepolymer.

【0101】[0101]

【表1】 [Table 1]

【0102】[0102]

【表2】 [Table 2]

【0103】[0103]

【表3】 [Table 3]

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ポリイミド樹脂およびシラン粘土複合体
を含有するポリイミド樹脂組成物であって、シラン粘土
複合体が膨潤性ケイ酸塩に下記一般式(1) YnSiX4-n (1) (ただし、nは0〜3の整数であり、Yは、炭素数1〜
25の炭化水素基、及び炭素数1〜25の炭化水素基と
置換基から構成される有機官能基であり、Xは加水分解
性基および/または水酸基である。n個のY、4−n個
のXは、それぞれ同種でも異種でもよい。)で表される
シラン系化合物が導入される事により調製され、かつ樹
脂組成物中のシラン粘土複合体の平均層厚が500Å以
下である、ポリイミド樹脂組成物。
1. A polyimide resin composition containing a polyimide resin and a silane clay composite, wherein the silane clay composite is converted into a swellable silicate by the following general formula (1): Y n SiX 4-n (1) ( Here, n is an integer of 0 to 3, and Y is 1 to 3 carbon atoms.
X is a hydrolyzable group and / or a hydroxyl group, which is an organic functional group composed of 25 hydrocarbon groups and a hydrocarbon group having 1 to 25 carbon atoms and a substituent. n Y and 4-n X may be the same or different. A polyimide resin composition prepared by introducing a silane compound represented by the formula (1), wherein the average thickness of the silane clay composite in the resin composition is 500 ° or less.
【請求項2】 シラン粘土複合体の最大層厚が2000
Å以下である、請求項1に記載のポリイミド樹脂組成
物。
2. The maximum thickness of the silane clay composite is 2000.
ポ リ イ ミ ド The polyimide resin composition according to claim 1, which is:
【請求項3】 ポリイミド樹脂およびシラン粘土複合体
を含有するポリイミド樹脂組成物であって、シラン粘土
複合体が膨潤性ケイ酸塩に下記一般式(1) YnSiX4-n (1) (ただし、nは0〜3の整数であり、Yは、炭素数1〜
25の炭化水素基、及び炭素数1〜25の炭化水素基と
置換基から構成される有機官能基であり、Xは加水分解
性基および/または水酸基である。n個のY、4−n個
のXは、それぞれ同種でも異種でもよい。)で表される
シラン系化合物が導入される事により調製され、かつ樹
脂組成物中のシラン粘土複合体の平均アスペクト比(層
長さ/層厚の比)が10〜300であり、かつ[N]値
が30以上であり、ここで[N]値が、樹脂組成物の面
積100μm2中に存在する、シラン粘土複合体の単位
比率当たりの粒子数であると定義される、ポリイミド樹
脂組成物。
3. A polyimide resin composition containing a polyimide resin and a silane clay composite, wherein the silane clay composite is added to a swellable silicate by the following general formula (1): Y n SiX 4-n (1) ( Here, n is an integer of 0 to 3, and Y is 1 to 3 carbon atoms.
X is a hydrolyzable group and / or a hydroxyl group, which is an organic functional group composed of 25 hydrocarbon groups and a hydrocarbon group having 1 to 25 carbon atoms and a substituent. n Y and 4-n X may be the same or different. ) Is prepared by introducing a silane compound represented by the formula (1), and the resin composition has an average aspect ratio (ratio of layer length / layer thickness) of 10 to 300, and [ N] value is 30 or more, wherein the [N] value is defined as the number of particles per unit ratio of the silane clay complex present in an area of 100 μm 2 of the resin composition. object.
【請求項4】 [N]値が30以上であり、ここで
[N]値が、樹脂組成物の面積100μm2中に存在す
る、シラン粘土複合体の単位比率当たりの粒子数である
と定義される、請求項1または2に記載のポリイミド樹
脂組成物。
4. The [N] value is 30 or more, where the [N] value is defined as the number of particles per unit ratio of the silane clay complex present in an area of 100 μm 2 of the resin composition. The polyimide resin composition according to claim 1, which is prepared.
【請求項5】 樹脂組成物中のシラン粘土複合体の平均
アスペクト比(層長さ/層厚の比)が10〜300であ
る、請求項1または2に記載のポリイミド樹脂組成物。
5. The polyimide resin composition according to claim 1, wherein the silane clay composite in the resin composition has an average aspect ratio (layer length / layer thickness ratio) of 10 to 300.
【請求項6】 (A)シラン粘土複合体と分散媒を含む
粘土分散体を調製する工程、(B)ポリイミド樹脂の重
合性プレポリマーと上記の粘土分散体とを混合する工
程、(C)重合性プレポリマーを重合する工程を包含す
る、請求項1、2、3、4または5に記載のポリイミド
樹脂組成物の製造方法。
6. A step of preparing a clay dispersion containing a silane clay composite and a dispersion medium, (B) a step of mixing a polymerizable prepolymer of a polyimide resin with the clay dispersion, and (C) The method for producing a polyimide resin composition according to claim 1, which comprises a step of polymerizing a polymerizable prepolymer.
【請求項7】 工程(A)で得られる粘土分散体中のシ
ラン粘土複合体の底面間隔が、膨潤性ケイ酸塩の底面間
隔の3倍以上であることを特徴とする、請求項6に記載
のポリイミド樹脂組成物の製造方法。
7. The method according to claim 6, wherein the bottom spacing of the silane clay complex in the clay dispersion obtained in the step (A) is at least three times the bottom spacing of the swellable silicate. A method for producing the polyimide resin composition according to the above.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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