JP2004269895A - Method for producing curable imide resin - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide active energy ray-curable resins having improved heat resistance and electric characteristics, and to provide a method for producing a new curable imide resin soluble in a solvent, having increased photocurable properties and easily producible. <P>SOLUTION: The method for producing the curable imide resin comprises reacting (a) a tetracarboxylic acid dianhydride represented by formula (1) (wherein, Ar is an organic group containing an aromatic ring), (b) a compound having at least one (meth)acryloyl group and hydroxy group with (c) a compound having at least two isocyanate groups. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

本発明は、新規な硬化型イミド樹脂の製造法に関するものである。さらに詳しくは、特に分子内にイミド基を含有するウレタンアクリレートであり、耐熱性、電気特性等に優れる硬化型イミド樹脂の製造法を提供するものである。   The present invention relates to a novel method for producing a curable imide resin. More specifically, the present invention provides a method for producing a curable imide resin which is particularly urethane acrylate containing an imide group in the molecule and has excellent heat resistance, electrical properties, and the like.

近年 紫外線や電子線で硬化する活性エネルギー線硬化型樹脂は、その硬化速度や環境保護の観点から、熱硬化型樹脂や熱可塑性樹脂からの代替えが進んでいる。こうした中、各種分野において活性エネルギー線硬化型樹脂の耐熱性や電気特性の向上の要求をされている。   In recent years, active energy ray-curable resins that are cured by ultraviolet rays or electron beams are increasingly being replaced with thermosetting resins and thermoplastic resins from the viewpoint of curing speed and environmental protection. Under these circumstances, there is a demand in various fields to improve the heat resistance and electrical properties of active energy ray-curable resins.

現在、活性エネルギー線硬化型樹脂は、エステルアクリレート、エポキシアクリレート、ウレタンアクリレート等多種多様にわたっているが 性能には限界がある。   At present, there are a wide variety of active energy ray-curable resins such as ester acrylate, epoxy acrylate, and urethane acrylate, but their performance is limited.

また、従来から、耐熱性高分子となる活性エネルギー線硬化型樹脂および組成物として、その成分としてイミド基を含有してなる樹脂が検討されている。たとえば その成分のポリイミド前駆体であるポリアミック酸に化学線により二量化、または重合可能な炭素−炭素二重結合、アミノ基またはその四級化塩を含む化合物をイオン結合を介して導入した組成物(例えば、特許文献1参照。)、ポリアミック酸のカルボキシル基にエステル結合で感光性基を導入した組成物(例えば、特許文献2、特許文献3参照。)、ポリアミック酸のカルボキシル基にエステル結合やイオン結合でメタクリロイル基を導入した組成物(例えば、特許文献1、特許文献4参照。)等がある。   In addition, conventionally, as an active energy ray-curable resin and a composition to be a heat-resistant polymer, a resin containing an imide group as a component thereof has been studied. For example, a composition in which a compound containing a dimerizable or polymerizable carbon-carbon double bond, an amino group or a quaternized salt thereof is introduced into a polyamic acid which is a polyimide precursor of the component through actinic radiation via an ionic bond. (See, for example, Patent Document 1), a composition in which a photosensitive group is introduced into a carboxyl group of a polyamic acid by an ester bond (see, for example, Patent Documents 2 and 3), an ester bond to a carboxyl group of a polyamic acid, There is a composition in which a methacryloyl group is introduced by ionic bonding (for example, see Patent Documents 1 and 4).

この様な従来の技術は、すべてイミド結合を生成させるため、光による重合や反応の後熱処理によりイミド前駆体を閉環しイミド化するものである。しかし、この際、感光基の部分は、離脱して揮散し、ボイドやピンホール、膜厚減少、平坦性が得られないといった課題を有している。   In such a conventional technique, the imide precursor is ring-closed and imidized by heat treatment after polymerization or reaction by light in order to generate an imide bond. However, in this case, there is a problem that the photosensitive group is separated and volatilizes, resulting in voids and pinholes, a decrease in film thickness, and a lack of flatness.

また、イミド基含有の2塩基酸と分子内に架橋可能な二重結合を有する2塩基酸を併用し、ポリオール化合物とともに縮合エステル化を行い、分子末端に水酸基を有する不飽和エステルイミド含有の組成物に関する技術が開示されている(例えば、特許文献5、特許文献6参照。)。   In addition, a composition containing an unsaturated ester imide containing a hydroxyl group at a molecular terminal by using a dibasic acid having an imide group and a dibasic acid having a double bond capable of crosslinking in a molecule in combination and performing condensation esterification with a polyol compound. A technology relating to a product is disclosed (for example, refer to Patent Literature 5 and Patent Literature 6).

これら方法では、すでにイミド基を分子内に有していて 後工程でイミド閉環を行う必要が無い為、上記の問題が回避できるが、剛直な分子主鎖に反応性の二重結合を有している為光での反応性に劣り、またもともとイミド結合を有しているためN−メチルピロリドン等の毒性のある極性溶剤を使用しなければならない問題があり、さらに残留するポリオールを除去しなければならない問題点を有している。   In these methods, since the imide group is already present in the molecule and there is no need to perform imide ring closure in a subsequent step, the above problem can be avoided, but the method has a reactive double bond in the rigid molecular main chain. Therefore, there is a problem that the reactivity with light is inferior, and since it originally has an imide bond, it is necessary to use a toxic polar solvent such as N-methylpyrrolidone, and further, the remaining polyol must be removed. Have problems that must be addressed.

また、アミド・イミド基を有し、かつ分子内に反応性二重結合を有する化合物も開示されている(例えば、特許文献7、特許文献8参照。)が、同様に光反応性と溶解性に問題を有していて、かつ製造時の精製や反応が複雑である等の製造面でも問題を有していた。   Further, compounds having an amide / imide group and having a reactive double bond in the molecule have been disclosed (for example, see Patent Documents 7 and 8), but similarly, photoreactivity and solubility are also known. In addition, there is a problem in production, such as complicated purification and reaction during production.

さらに、イミド基を有し かつ分子内に反応性二重結合を有する化合物も開示されている(例えば、特許文献9参照。)が、同様に光反応性と溶解性に問題を有していて、かつ製造時の精製やアミンをイミド基生成の原料としている点で二重結合とのマイケル付加反応を起こし安定性が悪いといった問題を有している。   Further, compounds having an imide group and having a reactive double bond in the molecule have been disclosed (for example, see Patent Document 9), but similarly have problems in photoreactivity and solubility. In addition, there is a problem that a Michael addition reaction with a double bond occurs and stability is poor because purification at the time of production and use of an amine as a raw material for producing an imide group occur.

また、アミド イミド基を有し、かつ樹脂内にシクロヘキサンジカルボン酸を20%以上有し、さらに組成物中及び/または樹脂中に反応性2重結合を有する化合物も開示されている(例えば、特許文献10参照。)が、この技術は合成において、γ−ブチロラクトンやジメチルイミダゾリジンといった毒性のある特殊な溶剤を使用する必要がある。さらに二重結合を直接樹脂骨格に導入する方法が明らかとなっておらず、実施例では希釈剤として使用している。そのためアミドイミド樹脂は硬化反応にほとんど寄与しておらず、硬化した際、硬化物の特性は、希釈剤の特性に大きく左右されやすいといった問題を有している。   Also disclosed are compounds having an amide imide group, having 20% or more of cyclohexanedicarboxylic acid in the resin, and further having a reactive double bond in the composition and / or the resin (for example, Patent However, this technique requires the use of special toxic solvents such as γ-butyrolactone and dimethyl imidazolidine in the synthesis. Further, a method of directly introducing a double bond into the resin skeleton has not been clarified, and the diluent is used in Examples. For this reason, the amide imide resin hardly contributes to the curing reaction, and when cured, there is a problem that the properties of the cured product are greatly influenced by the properties of the diluent.

特公昭59−052822号公報JP-B-59-052822 特公昭55−030207号公報JP-B-55-030207 特公昭55−041422号公報JP-B-55-041422 特開昭58−038038号公報JP-A-58-038038 特開昭58−013657号公報JP-A-58-013657 特開昭57−133108号公報JP-A-57-133108 特開昭54−089623号公報JP-A-54-089623 特開昭54−091218号公報JP-A-54-009218 特開平05−232701号公報JP-A-05-232701 特開平08−283356号公報JP-A-08-283356

本発明は上記の様な従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、活性エネルギー線硬化型樹脂の耐熱性や電気特性の向上を改良するとともに溶剤に可溶で、かつ光硬化性が向上し、製造が容易である新規な硬化型イミド樹脂の製造法を提供するものである。   The present invention has been made in view of the problems of the prior art as described above, and improves the heat resistance and electrical properties of the active energy ray-curable resin, and is soluble in a solvent, and has a light curability. An object of the present invention is to provide a novel method for producing a curable imide resin which is improved and easy to produce.

本発明者は、上記課題を解決するため、鋭意研究を重ねた結果、下記一般式(1)
で示されるテトラカルボン酸二無水物(a)と、少なくとも1つの(メタ)アクリロイル基及び水酸基を有する化合物(b)と、少なくとも2つのイソシアネート基を有する化合物(c)とを反応させて得られる硬化型イミド樹脂が上記課題を解決することができることを見いだし、本発明を完成させるに至った。
The present inventor has conducted intensive studies to solve the above-mentioned problems, and as a result, the following general formula (1)
And a compound (b) having at least one (meth) acryloyl group and a hydroxyl group, and a compound (c) having at least two isocyanate groups. The present inventors have found that a curable imide resin can solve the above problems, and have completed the present invention.

すなわち、本発明は、下記一般式(1)   That is, the present invention provides the following general formula (1)

Figure 2004269895
(式中のArは芳香環を含む有機基を表す。)
で示されるテトラカルボン酸二無水物(a)と、少なくとも1つの(メタ)アクリロイル基及び水酸基を有する化合物(b)と、少なくとも2つのイソシアネート基を有する化合物(c)とを反応させることを特徴とする硬化型イミド樹脂の製造法に関する。
Figure 2004269895
(Ar in the formula represents an organic group containing an aromatic ring.)
(A), a compound (b) having at least one (meth) acryloyl group and a hydroxyl group, and a compound (c) having at least two isocyanate groups. And a method for producing a curable imide resin.

本発明の製造法によれば、硬化性、耐熱性、電気特性等に優れるとともに溶剤に可溶な硬化型イミド樹脂が容易に製造できる。   According to the production method of the present invention, a curable imide resin which is excellent in curability, heat resistance, electric properties and the like and is soluble in a solvent can be easily produced.

本発明の硬化型イミド樹脂の製造法は、上記一般式(1)で示されるテトラカルボン酸二無水物(a)と、少なくとも1つの(メタ)アクリロイル基及び水酸基を有する化合物(b)と、少なくとも2つのイソシアネート基を有する化合物(c)とを反応させる方法であり、この場合必要に応じてイミド基の繰り返し単位を生成させる為に分子内に2つのイソシアネート基を有する化合物(c1)を用いるのが好ましい。   The method for producing a curable imide resin of the present invention comprises: a tetracarboxylic dianhydride (a) represented by the general formula (1); a compound (b) having at least one (meth) acryloyl group and a hydroxyl group; This is a method of reacting a compound (c) having at least two isocyanate groups. In this case, a compound (c1) having two isocyanate groups in the molecule is used in order to generate a repeating unit of an imide group as necessary. Is preferred.

この場合、テトラカルボン酸二無水物(a)と化合物(b)と化合物(c)とは同時に反応させても、一旦2種の化合物を反応させて、次いで他の化合物を反応させてもよい。   In this case, the tetracarboxylic dianhydride (a), the compound (b), and the compound (c) may be simultaneously reacted, or two compounds may be reacted once, and then another compound may be reacted. .

すなわち少なくとも1つの(メタ)アクリロイル基及び水酸基を有する化合物(b)と少なくとも2つのイソシアネート基を有する化合物(c)との反応によって分子内に(メタ)アクリロイル基とウレタン結合とイソシアネート基を有する化合物を得て、次いでこの化合物に一般式(1)で示されるテトラカルボン酸二無水物(a)を反応させることにより目的とする硬化型イミド樹脂を得てもよい。また、この場合も必要に応じてイミド基の繰り返し単位を生成させる為、さらに分子内に2つのイソシアネート基を有する化合物(c1)を併用してもかまわない。また、一般式(1)で示されるテトラカルボン酸二無水物(a)と少なくとも2つのイソシアネート基を有する化合物(c)との反応により予めイミド結合を生成させ、残存するイソシアネート基と少なくとも1つの(メタ)アクリロイル基及び水酸基を有する化合物(b)とを反応させてウレタン結合を形成し目的とする硬化型イミド樹脂を得てもよい。   That is, a compound having a (meth) acryloyl group, a urethane bond and an isocyanate group in the molecule by reacting a compound (b) having at least one (meth) acryloyl group and a hydroxyl group with a compound (c) having at least two isocyanate groups And then reacting the compound with a tetracarboxylic dianhydride (a) represented by the general formula (1) to obtain a desired curable imide resin. Also, in this case, a compound (c1) having two isocyanate groups in the molecule may be used in combination in order to generate a repeating unit of an imide group as required. Further, an imide bond is formed in advance by reacting the tetracarboxylic dianhydride (a) represented by the general formula (1) with the compound (c) having at least two isocyanate groups, and the remaining isocyanate group and at least one isocyanate group are formed. The compound (b) having a (meth) acryloyl group and a hydroxyl group may be reacted to form a urethane bond to obtain a desired curable imide resin.

上記本発明の製造法で得られる硬化型イミド樹脂としては、たとえば下記一般式(2)   As the curable imide resin obtained by the production method of the present invention, for example, the following general formula (2)

Figure 2004269895
で示される数平均分子量が300〜50,000の硬化性イミド樹脂が挙げられる。
Figure 2004269895
And a curable imide resin having a number average molecular weight of 300 to 50,000.

ただし、式中のArは芳香環を含む有機基を表す。樹脂中に芳香環を有することによりイミド樹脂の耐熱性や物性の向上効果が得られる。芳香環の数は特に制限されないが、1〜2が好ましい。   Here, Ar in the formula represents an organic group containing an aromatic ring. By having an aromatic ring in the resin, the effect of improving the heat resistance and physical properties of the imide resin can be obtained. The number of aromatic rings is not particularly limited, but is preferably 1-2.

また、Z、Zは、一方がカルボキシル基であり、他方がカルボキシル基以外の有機基であるか、共にカルボキシル基であるか、又は、ZとZが結合して無水酸を形成していてもよい有機基を表し、樹脂原料の上記一般式(1)で示されるテトラカルボン酸二無水物(a)の残基、又はこの無水物を開環した基を表すものである。 Further, one of Z 1 and Z 2 is a carboxyl group and the other is an organic group other than a carboxyl group, both are carboxyl groups, or Z 1 and Z 2 combine to form an acid anhydride. And represents a residue of the tetracarboxylic dianhydride (a) represented by the above general formula (1) of the resin raw material or a group obtained by ring-opening this anhydride.

nは1〜10の整数であり、mは0又は1〜10の整数である。n、mが10を越えるとイミド樹脂の溶解性が悪化したり、イミド樹脂の合成が困難となる。特にnは1〜3の整数が好ましく、mは0又は1〜8の整数が好ましい。   n is an integer of 1 to 10, and m is 0 or an integer of 1 to 10. If n and m exceed 10, the solubility of the imide resin deteriorates and the synthesis of the imide resin becomes difficult. Particularly, n is preferably an integer of 1 to 3, and m is preferably 0 or an integer of 1 to 8.

は、有機基を表すものであり、樹脂原料の分子内に2つのイソシアネート基を有する化合物(c1)の残基を表すものである。この有機基としては、特に限定するものではないが、例えば脂肪族、脂環族、芳香族、ヘテロ環状等有する化合物等が挙げられる。これらのうち耐熱性の点で、環状構造を有するものが好ましい。 R 1 represents an organic group, and represents a residue of the compound (c1) having two isocyanate groups in the molecule of the resin raw material. The organic group is not particularly limited, and examples thereof include compounds having aliphatic, alicyclic, aromatic, heterocyclic, and the like. Among these, those having a cyclic structure are preferable from the viewpoint of heat resistance.

は、Rと同様に分子内に2つのイソシアネート基を有する化合物(c1)の残基からなる有機基を表し、その具体的官能基もRと同様である。 R 2 represents an organic group consisting of a residue of the compound (c1) having two isocyanate groups in the molecule similarly to R 1, and its specific functional group is also the same as R 1 .

また、Yは、下記一般式(3)   Y is the following general formula (3)

Figure 2004269895
(ただし、式中Rは、H又はメチル基であり、Rは樹脂原料の少なくとも1つの(メタ)アクリロイル基及び水酸基を有する化合物(b)の(メタ)アクリロイル基部分を除いた残基からなる有機基であり、脂肪族、脂環族、芳香族、ヘテロ環状等含んでいるもので エーテル、エステル、ウレタン、アミド等の結合基を含んでいても良い。またkは、1〜10の整数である。)
で示される(メタ)アクリロイル基を一個以上有する有機基である。
Figure 2004269895
(However, in the formula, R 3 is H or a methyl group, and R 4 is a residue of the compound (b) having at least one (meth) acryloyl group and a hydroxyl group of the resin raw material excluding the (meth) acryloyl group part. Organic group consisting of aliphatic, alicyclic, aromatic, heterocyclic, etc., and may contain a linking group such as ether, ester, urethane, amide, etc., and k is 1 to 10. Is an integer.)
Is an organic group having one or more (meth) acryloyl groups.

kが10を越えると本発明のイミド樹脂の溶解性が悪化したり、樹脂の合成が困難となる。   When k exceeds 10, the solubility of the imide resin of the present invention is deteriorated or the synthesis of the resin becomes difficult.

本発明の製造法で用いる上記一般式(1)で示されるテトラカルボン酸二無水物(a)としては、たとえばピロメリット酸二無水物、ベンゾフェノン−3,3',4,4'−テトラカルボン酸二無水物、ジフェニルエーテル−3,3',4,4'−テトラカルボン酸二無水物、ベンゼン−1,2,3,4−テトラカルボン酸二無水物、ビフェニル−3,3',4,4'−テトラカルボン酸二無水物、ビフェニル−2,2',3,3'−テトラカルボン酸二無水物、ナフタレン−2,3,6,7−テトラカルボン酸二無水物、ナフタレン−1,2,4,5−テトラカルボン酸二無水物、ナフタレン−1,4,5,8−テトラカルボン酸二無水物、デカヒドロナフタレン−1,4,5,8−テトラカルボン酸二無水物、4,8−ジメチル−1,2,3,5,6,7−ヘキサヒドロナフタレン−1,2,5,6−テトラカルボン酸二無水物、2,6−ジクロロナフタレン−1,4,5,8−テトラカルボン酸二無水物 、2,7−ジクロロナフタレン−1,4,5,8−テトラカルボン酸二無水物、2,3,6,7−テトラクロロナフタレン−1,4,5,8−テトラカルボン酸二無水物、フェナントレン−1,3,9,10−テトラカルボン酸二無水物、ベリレン−3,4,9,10−テトラカルボン酸二無水物、ビス(2,3−ジカルボキシフェニル)メタン二無水物、1,1−ビス(2,3−ジカルボキシフェニル)エタン二無水物、1,1−ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)エタン二無水物、2,2−ビス(2,3−ジカルボキシフェニル)プロパン二無水物、2,2−ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)プロパン二無水物、ビス(3,4−カルボキシフェニル)スルホン二無水物、ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)エーテル二無水物等の分子内に芳香族有機基を有するテトラカルボン酸の無水物が挙げられる。これらの化合物の1種又は2種以上を用いることができる。これらのテトラカルボン酸の無水物の中で、ピロメリット酸二無水物、ベンゾフェノン−3,3',4,4'−テトラカルボン酸二無水物が好適に使用できる。   Examples of the tetracarboxylic dianhydride (a) represented by the general formula (1) used in the production method of the present invention include pyromellitic dianhydride, benzophenone-3,3 ', 4,4'-tetracarboxylic acid Acid dianhydride, diphenyl ether-3,3 ', 4,4'-tetracarboxylic dianhydride, benzene-1,2,3,4-tetracarboxylic dianhydride, biphenyl-3,3', 4, 4′-tetracarboxylic dianhydride, biphenyl-2,2 ′, 3,3′-tetracarboxylic dianhydride, naphthalene-2,3,6,7-tetracarboxylic dianhydride, naphthalene-1, 2,4,5-tetracarboxylic dianhydride, naphthalene-1,4,5,8-tetracarboxylic dianhydride, decahydronaphthalene-1,4,5,8-tetracarboxylic dianhydride, , 8-dimethyl-1,2,3,5 , 7-Hexahydronaphthalene-1,2,5,6-tetracarboxylic dianhydride, 2,6-dichloronaphthalene-1,4,5,8-tetracarboxylic dianhydride, 2,7-dichloronaphthalene -1,4,5,8-tetracarboxylic dianhydride, 2,3,6,7-tetrachloronaphthalene-1,4,5,8-tetracarboxylic dianhydride, phenanthrene-1,3,9 , 10-Tetracarboxylic dianhydride, berylen-3,4,9,10-tetracarboxylic dianhydride, bis (2,3-dicarboxyphenyl) methane dianhydride, 1,1-bis (2 3-dicarboxyphenyl) ethane dianhydride, 1,1-bis (3,4-dicarboxyphenyl) ethane dianhydride, 2,2-bis (2,3-dicarboxyphenyl) propane dianhydride, 2 , 2-bis (3,4- Tetracarboxylic acids having an aromatic organic group in the molecule such as carboxyphenyl) propane dianhydride, bis (3,4-carboxyphenyl) sulfone dianhydride and bis (3,4-dicarboxyphenyl) ether dianhydride Anhydrides. One or more of these compounds can be used. Among these anhydrides of tetracarboxylic acid, pyromellitic dianhydride and benzophenone-3,3 ′, 4,4′-tetracarboxylic dianhydride can be preferably used.

また、酸無水物としてその一部にトリカルボン酸の無水物を併用することができる。トリカルボン酸無水物としては、例えば無水トリメリット酸、ナフタレン−1,2,4−トリカルボン酸無水物などが挙げられる。   Further, an anhydride of tricarboxylic acid can be used in combination as a part of the acid anhydride. Examples of the tricarboxylic anhydride include trimellitic anhydride, naphthalene-1,2,4-tricarboxylic anhydride and the like.

上記本発明の製造法で用いる少なくとも1つの(メタ)アクリロイル基及び水酸基を有する化合物(b)としては、例えば2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、3−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、4−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、シクロヘキサンジメタノールモノ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコールモノ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパンジ(メタ)アクリレート、トリメチロールエタンジ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレートまたはグリシジル(メタ)アクリレート−(メタ)アクリル酸付加物、2−ヒドロキシ−3−フェノキシプロピル(メタ)アクリレートなど各種の水酸基を有する(メタ)アクリレート化合物、上掲の水酸基を有する(メタ)アクリレート化合物とε−カプロラクトンとの開環反応物などを挙げることができる。   As the compound (b) having at least one (meth) acryloyl group and a hydroxyl group used in the production method of the present invention, for example, 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, 2-hydroxypropyl (meth) acrylate, 2-hydroxybutyl (Meth) acrylate, 3-hydroxybutyl (meth) acrylate, 4-hydroxybutyl (meth) acrylate, cyclohexanedimethanol mono (meth) acrylate, polyethylene glycol mono (meth) acrylate, polypropylene glycol mono (meth) acrylate, trimethylol Propane di (meth) acrylate, trimethylol ethane di (meth) acrylate, pentaerythritol tri (meth) acrylate or glycidyl (meth) acrylate- (meth) acrylic acid addition And various hydroxy-containing (meth) acrylate compounds such as 2-hydroxy-3-phenoxypropyl (meth) acrylate, and ring-opening reaction products of the above-mentioned hydroxyl-containing (meth) acrylate compound with ε-caprolactone. Can be.

さらに、少なくとも1つの(メタ)アクリロイル基及び水酸基を有する化合物(b)として、各種エポキシ化合物と(メタ)アクリル酸を反応させて得られるエポキシ(メタ)アクリレートも使用することができる。エポキシ基と(メタ)アクリル酸との反応によりエポキシ環が開環し、この時(メタ)アクリル酸エステルと水酸基が生成される。   Further, as the compound (b) having at least one (meth) acryloyl group and hydroxyl group, an epoxy (meth) acrylate obtained by reacting various epoxy compounds with (meth) acrylic acid can also be used. The epoxy ring is opened by the reaction between the epoxy group and (meth) acrylic acid, and at this time, a (meth) acrylic ester and a hydroxyl group are generated.

かかるエポキシ化合物としては、フェニルグリシジルエーテル、ビスフェノールA型エポキシ、ビスフェノールS型エポキシ、ビスフェノールF型エポキシ、フェノールノボラックエポキシ、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエンと各種フェノール類と反応させて得られる各種ジシクロペンタジエン変性フェノール樹脂のエポキシ化物、2,2',6,6'−テトラメチルビフェノールのエポキシ化物等の芳香族エポキシ樹脂やネオペンチルグリコールジグリシジルエーテルや1,6−ヘキサンジオールジグリシジルエーテルのごとき脂肪族エポキシ樹脂や3,4−エポキシシクロヘキシルメチル−3,4−エポキシシクロヘキサンカルボキシレートやビス−(3,4−エポキヒシクロヘキシル)アジペートのごとき脂環式エポキシ樹脂、トリグリシジルイソシアヌレートのごときヘテロ環含有のエポキシ樹脂も使用可能である。   Examples of such epoxy compounds include phenylglycidyl ether, bisphenol A epoxy, bisphenol S epoxy, bisphenol F epoxy, phenol novolak epoxy, cresol novolak epoxy resin, and various diphenols obtained by reacting dicyclopentadiene with various phenols. Aromatic epoxy resins such as epoxidized cyclopentadiene-modified phenolic resin, epoxidized 2,2 ', 6,6'-tetramethylbiphenol, neopentyl glycol diglycidyl ether and 1,6-hexanediol diglycidyl ether Alicyclic rings such as aliphatic epoxy resins, 3,4-epoxycyclohexylmethyl-3,4-epoxycyclohexanecarboxylate and bis- (3,4-epoxycyclohexyl) adipate Epoxy resins, heterocycle-containing epoxy resins such as triglycidyl isocyanurate can also be used.

少なくとも2つのイソシアネート基を有する化合物(c)としては、分子内に2個以上のイソシアネート基を有する化合物が使用可能であるが、イミド基の繰り返し単位生成の為に使用するイソシアネート化合物としては、2官能のものが合成の安定性の上好ましい。   As the compound (c) having at least two isocyanate groups, a compound having two or more isocyanate groups in a molecule can be used, and as an isocyanate compound used for generating a repeating unit of an imide group, 2 Functional ones are preferred from the standpoint of synthesis stability.

かかる少なくとも2つのイソシアネート基を有する化合物(c)としては、たとえばo−トリレンジイソシアネート、p−フェニレンジイソシアネート、m−フェニレンジイソシアネート、p−キシレンジイソシアネート、m−キシレンジイソシアネート、2,4−トリレンジイソシアネート、2,6−トリレンジイソシアネート、4,4'−ジフェニルメタンジイソシアネート、3,3'−ジメチルジフェニル−4,4'−ジイソシアネート、3,3'−ジエチルジフェニル−4,4'−ジイソシアネート、m−キシレンジイソシアネート、p−キシレンジイソシアネート、ナフタレンジイソシアネート等の芳香族イソシアネート類、またイソホロンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、4,4'−ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート、水添キシレンジイソシアネート、ノルボヌレンジイソシアネート、リジンジイソシアネート等の脂肪族、脂環族のイソシアネートなどが挙げられる。   Examples of the compound (c) having at least two isocyanate groups include o-tolylene diisocyanate, p-phenylene diisocyanate, m-phenylene diisocyanate, p-xylene diisocyanate, m-xylene diisocyanate, 2,4-tolylene diisocyanate, 2,6-tolylene diisocyanate, 4,4'-diphenylmethane diisocyanate, 3,3'-dimethyldiphenyl-4,4'-diisocyanate, 3,3'-diethyldiphenyl-4,4'-diisocyanate, m-xylene diisocyanate , P-xylene diisocyanate, aromatic isocyanates such as naphthalene diisocyanate, isophorone diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, 4,4'-dicyclohexylmethane diiso Aneto, hydrogenated xylene diisocyanate, nor Bonu diisocyanate, aliphatic such as lysine diisocyanate, etc. alicyclic isocyanate.

また、こうしたイソシアネート化合物の一種類以上のビュレット体、または、ヌレート体等のポリイソシアネート原料も使用することができ、さらに上記イソシアネート化合物と各種ポリオールとのウレタン化反応によって得られるアダクト体を使用することもできる。こうしたイソシアネート原料中では、脂肪族、脂環族のイソシアネートが溶解性や反応性の面で好ましく、好適に使用できる。   In addition, one or more kinds of such isocyanate compounds such as a burette or a polyisocyanate material such as a nurate can be used, and an adduct obtained by a urethanization reaction between the above isocyanate compound and various polyols can be used. You can also. Among these isocyanate raw materials, aliphatic and alicyclic isocyanates are preferable in terms of solubility and reactivity, and can be suitably used.

また上記のアダクト体を製造するに際し使用する各種ポリオールとしては、2官能以上のポリオールが使用できる。ポリオールの水酸基とイソシアネート基の反応比率としてモル比でイソシアネート過剰で行うことが好ましい。またポリオールの分子量としては、5,000以下のものが使用できる。   Further, as the various polyols used in producing the above-mentioned adduct, a bifunctional or higher functional polyol can be used. The reaction is preferably carried out with an excess of isocyanate in a molar ratio as a reaction ratio between hydroxyl groups and isocyanate groups of the polyol. The polyol having a molecular weight of 5,000 or less can be used.

また、こうしたポリオールのうち代表例を挙げれば、エチレングリコール、1,3−プロピレングリコール、1,2−プロピレングリコール、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール、ネオペンチルグリコール、1,3−ブタンジオール、1,4−ブタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、1,9−ノナンジオール、1,10−デカンジオール、2,2,4−トリメチル−1,3−ペンタンジオール、3−メチル−1,5−ペンタンジオール、ジクロロネオペンチルグリコール、ジブロモネオペンチルグリコール、ヒドロキシピバリン酸ネオペンチルグリコールエステル、シクロヘキサンジメチロール、1,4−シクロヘキサンジオール、スピログリコール、トリシクロデカンジメチロール、水添ビスフェノールA、エチレンオキサイド付加ビスフェノ−ルA、プロピレンオキサイド付加ビスフェノ−ルA、ジメチロールプロピオン酸、ジメチロールブタン酸等が挙げられる。   Representative examples of such polyols include ethylene glycol, 1,3-propylene glycol, 1,2-propylene glycol, diethylene glycol, dipropylene glycol, neopentyl glycol, 1,3-butanediol, and 1,4-propylene glycol. Butanediol, 1,6-hexanediol, 1,9-nonanediol, 1,10-decanediol, 2,2,4-trimethyl-1,3-pentanediol, 3-methyl-1,5-pentanediol, Dichloroneopentyl glycol, dibromoneopentyl glycol, neopentyl glycol hydroxypivalate, cyclohexane dimethylol, 1,4-cyclohexanediol, spiro glycol, tricyclodecane dimethylol, hydrogenated bisphenol A, ethylene oxide Side added bisphenol - Le A, propylene oxide addition bisphenol - Le A, dimethylol propionic acid, dimethylol butanoic acid, and the like.

3官能以上のポリオール化合物としては、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、ジトリメチロールエタン、ジトリメチロールプロパン、グリセリン、ジグリセロ−ル、3−メチルペンタン−1,3,5−トリオール、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトール、トリペンタエリスリトール、2,2,6,6,−テトラメチロ−ルシクロヘキサノ−ル−1、トリス2ヒドロキシエチルイソシアヌレ−ト、マンニット、ソルビト−ル、イノシト−ル、グルコース類などが挙げられる。これらのうち、ジペンタエリスリトールが、特に好ましく用いられる。   Examples of the trifunctional or higher functional polyol compound include trimethylolethane, trimethylolpropane, ditrimethylolethane, ditrimethylolpropane, glycerin, diglycerol, 3-methylpentane-1,3,5-triol, pentaerythritol, and dipentaerythritol. , Tripentaerythritol, 2,2,6,6-tetramethylolcyclohexanol-1, tris-2-hydroxyethylisocyanurate, mannitol, sorbitol, inositol, glucose and the like. . Of these, dipentaerythritol is particularly preferably used.

また、ここで言うポリオール化合物としては、ポリエステルポリオール、ポリエーテルポリオール、ポリカーボネートポリオール等も使用でき、単独又は2種以上の併用して用いてもよい。またポリオール化合物の分子量の制限はないが、100〜5,000のものが好ましい。   Further, as the polyol compound mentioned here, polyester polyol, polyether polyol, polycarbonate polyol and the like can be used, and they may be used alone or in combination of two or more kinds. Although there is no limitation on the molecular weight of the polyol compound, those having a molecular weight of 100 to 5,000 are preferable.

かかるポリエステルポリオールとしては、上記のポリオール成分とカルボン酸含有化合物の反応によって得られるポリエステルポリオール、メタノール、エタノール等のアルコールエステル化合物、ε−カプロラクトンと上記のポリオール成分との開環反応によって得られるラクトンポリオール等が挙げられる。   Examples of such polyester polyols include polyester polyols obtained by the reaction of the above-mentioned polyol components and carboxylic acid-containing compounds, alcohol ester compounds such as methanol and ethanol, and lactone polyols obtained by a ring-opening reaction between ε-caprolactone and the above-mentioned polyol components. And the like.

かかるカルボン酸含有化合物としては、公知慣用の各種のカルボン酸、またはそれらの酸無水物が使用でき、それらのうちでも特に代表的なもののみを例示するにとどめれば、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、シトラコン酸、テトラヒドロフタル酸、ヘット酸、ハイミック酸、クロレンディック酸、ダイマー酸、アジピン酸、こはく酸、アルケニルこはく酸、セバチン酸、アゼライン酸、   As such a carboxylic acid-containing compound, various known and commonly used carboxylic acids or acid anhydrides thereof can be used. Among them, maleic acid, fumaric acid, maleic acid, Itaconic acid, citraconic acid, tetrahydrophthalic acid, heptic acid, hymic acid, chlorendic acid, dimer acid, adipic acid, succinic acid, alkenylsuccinic acid, sebacic acid, azelaic acid,

2,2,4−トリメチルアジピン酸、1,4−シクロヘキサンジカルボン酸、テレフタル酸、2−ナトリウムスルホテレフタル酸、2−カリウムスルホテレフタル酸、イソフタル酸、5−ナトリウムスルホイソフタル酸、5−カリウムスルホイソフタル酸、またはジメチル−ないしはジエチルエステルの如き、5−ナトリウム−スルホイソフタル酸のジ−低級アルキルエステル類、 2,2,4-trimethyladipic acid, 1,4-cyclohexanedicarboxylic acid, terephthalic acid, 2-sodium sulfoterephthalic acid, 2-potassium sulfoterephthalic acid, isophthalic acid, 5-sodium sulfoisophthalic acid, 5-potassium sulfoisophthalate Acids or di-lower alkyl esters of 5-sodium-sulfoisophthalic acid, such as dimethyl or diethyl ester,

あるいは、オルソフタル酸、4−スルホフタル酸、1,10−デカメチレンジカルボン酸、ムコン酸、しゅう酸、マロン酸、グルタン酸、トリメリット酸、ヘキサヒドロフタル酸、テトラブロムフタル酸、メチルシクロヘキセントリカルボン酸もしくはピロメリット酸、またはこれらの酸無水物等が挙げられる。 Or, orthophthalic acid, 4-sulfophthalic acid, 1,10-decamethylenedicarboxylic acid, muconic acid, oxalic acid, malonic acid, glutanic acid, trimellitic acid, hexahydrophthalic acid, tetrabromophthalic acid, methylcyclohexentricarboxylic acid or Pyromellitic acid or acid anhydrides thereof are exemplified.

また、ポリエーテルポリオールとしては、公知慣用のものが使用できるがそのうちでもとくに代表的なもののみを例示するにとどめれば、ポリテトラメチレングリコール、プロピレンオキサイド変性ポリテトラメチレングリコール、エチレンオキサイド変性ポリテトラメチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリエチレングリコール等のエーテルグリコールあるいは、2官能以上のポリオールを開始剤としてエチレンオキサイド、プロピレンオキサンド、テトラヒドロフラン、メチル等のアルキル基を置換されたテトラヒドロフラン等環状エーテルを一種以上で開環重合してできるポリエーテルポリオール等が挙げられる。   As the polyether polyol, known and commonly used ones can be used. Of those, if only typical ones are exemplified, polytetramethylene glycol, propylene oxide-modified polytetramethylene glycol, ethylene oxide-modified polytetramethylene glycol can be used. An ether glycol such as methylene glycol, polypropylene glycol, polyethylene glycol, or a cyclic ether such as tetrahydrofuran substituted with an alkyl group such as ethylene oxide, propylene oxide, tetrahydrofuran or methyl is used as an initiator. And polyether polyols formed by ring polymerization.

また、ここで言うポリカーボネートポリオールとしては、特に代表的なもののみを例示するにとどめれば、ジフェニルカーボネート、ビスクロロフェニルカーボネート、ジナフチルカーボネート、フェニル−トルイル−カーボネート、フェニル−クロロフェニル−カーボネートもしくは2−トリル−4−トリル−カーボネート、またはジメチルカーボネートもしくはジエチルカーボネートのような、ジアリール−ないしはジアルキルカーボネートと;上掲された如き、各種のポリオールと、上記した如きポリカルボン酸との反応生成物のようなポリエステルジオールなどやエステル交換反応によって得られるポリオール類との反応によって得られる部類のカーボネート誘導体などが挙げられる。   In addition, as the polycarbonate polyol referred to herein, particularly only typical ones are exemplified, and diphenyl carbonate, bischlorophenyl carbonate, dinaphthyl carbonate, phenyl-toluyl-carbonate, phenyl-chlorophenyl-carbonate or 2-tolyl Polyesters such as -4-tolyl-carbonate, or diaryl- or dialkylcarbonates such as dimethylcarbonate or diethylcarbonate; various polyols as listed above and the reaction products of polycarboxylic acids as described above. Examples include carbonate derivatives and the like obtained by reaction with diols and polyols obtained by transesterification.

本発明の製造法で得られる硬化性イミド樹脂中のイミド結合は、上記一般式(1)で示されるテトラカルボン酸二無水物(a)の無水酸基とイソシアネート基との反応により生成するが、反応温度は、30〜180℃であり、副反応や反応速度の面から、80〜150℃で行うことが好ましい。   The imide bond in the curable imide resin obtained by the production method of the present invention is formed by a reaction between an anhydride group and an isocyanate group of the tetracarboxylic dianhydride (a) represented by the general formula (1). The reaction temperature is 30 to 180 ° C., and preferably 80 to 150 ° C. in view of side reaction and reaction rate.

こうした酸無水物とイソシアネートの反応によるイミドの合成は、R.A.Meyers(1969)やReters.Carleton,他(Journal of applied polymer science Vol.16, PP.2983-2989(1972) やN.D.Ghatge 他(.Journal of polymer science Polymer Chemistry Edition, Vol.18,1905-1909(1980)等に記載されている。   The synthesis of imides by the reaction between acid anhydrides and isocyanates is described in RAMeyers (1969), Reters. Carleton, et al. (Journal of applied polymer science Vol. 16, PP.2983-2989 (1972), NDGhatge et al. (.Journal of polymer science Polymer Chemistry Edition, Vol. 18, 1905-1909 (1980) and the like.

本発明の製造法においては、予め上記一般式(1)で示されるテトラカルボン酸二無水物(a)と少なくとも2つのイソシアネート基を有する化合物(c)との反応でイミド結合を形成させる場合は、反応途中にてイソシアネート基と無水酸基を含有している状態で少なくとも1つの(メタ)アクリロイル基及び水酸基を有する化合物(b)を添加し、イソシアネート基と水酸基を反応させることによりウレタン結合を生成し目的とする化合物を得ることができる。この時イミド形成反応時における無水酸基とイソシアネート基は、モル比で(無水酸モル数)/(イソシアネートモル数)が2以下の条件でイミド化反応を行うのが好ましく、未反応の酸無水物を残存させないという点から、0.6〜1.2の範囲で反応を行うことがより好ましい。その後残存するイソシアネート基と少なくとも1つの(メタ)アクリロイル基及び水酸基を有する化合物(b)の水酸基を反応させることによりウレタン結合を形成できるが、この時、残存するイソシアネート基の当量以上に水酸基のモル数として少なくとも1つの(メタ)アクリロイル基及び水酸基を有する化合物(b)を添加し、ウレタン化反応を行うことが好ましい。またこの際少なくとも1つの(メタ)アクリロイル基及び水酸基を有する化合物(b)は、一部残存する酸無水物基とエステル化反応を行う。   In the production method of the present invention, when an imide bond is previously formed by reacting the tetracarboxylic dianhydride (a) represented by the general formula (1) with the compound (c) having at least two isocyanate groups, A urethane bond is formed by adding at least one compound (b) having a (meth) acryloyl group and a hydroxyl group while containing an isocyanate group and an anhydride group during the reaction, and reacting the isocyanate group and the hydroxyl group. Thus, the desired compound can be obtained. At this time, it is preferable that the imidization reaction is carried out under the condition that the molar ratio of the acid anhydride group and the isocyanate group in the imide formation reaction is (molar anhydride number) / (molar number of isocyanate) of 2 or less. It is more preferable to carry out the reaction in the range of 0.6 to 1.2 from the viewpoint of not remaining. Thereafter, a urethane bond can be formed by reacting the remaining isocyanate group with the hydroxyl group of the compound (b) having at least one (meth) acryloyl group and hydroxyl group. At this time, the mole of the hydroxyl group is at least equivalent to the remaining isocyanate group. It is preferable to add at least one compound (b) having a (meth) acryloyl group and a hydroxyl group as a number to carry out a urethanization reaction. At this time, the compound (b) having at least one (meth) acryloyl group and a hydroxyl group undergoes an esterification reaction with a partially remaining acid anhydride group.

また、上記の設計においては無水酸基が末端に存在するが、この無水酸基を水等で開環してカルボン酸基を生成させても良い。この場合一般式(1)中のZとZがともにカルボン酸基となり、下記一般式(4)となる。 Further, in the above design, the acid anhydride group is present at the terminal, but the acid anhydride group may be opened with water or the like to generate a carboxylic acid group. In this case, both Z 1 and Z 2 in the general formula (1) are carboxylic acid groups, and are represented by the following general formula (4).

Figure 2004269895
(ただし、式中のY、Ar、R、R、m、nは、上記と同様である。)
Figure 2004269895
(However, Y, Ar, R 1 , R 2 , m, and n in the formula are the same as described above.)

また、無水酸基を開環する際は、水酸基を有する化合物等で開環させてもよい。この場合一般式(1)中のZ又はZが下記一般式(5)で示される構造となり、Arにエステル結合を介して有機基がつながったものとなる。この場合一般式(1)は、おのおの下記一般式(6)となる。 When the acid anhydride group is opened, the ring may be opened with a compound having a hydroxyl group or the like. In this case, Z 1 or Z 2 in the general formula (1) has a structure represented by the following general formula (5), and an organic group is connected to Ar via an ester bond. In this case, the general formula (1) becomes the following general formula (6).

Figure 2004269895
Figure 2004269895

ただし、式中のRは、有機基であり、例えば、飽和、不飽和を問わず使用でき脂肪族、脂環族、芳香族等化合物が挙げられ、エーテル、エステル、ウレタン、アミド、等の結合基を含んでいても良いものである。Rにより溶解性が向上するので、好ましい。Rは、無水酸基を開環する際に、水酸基含有化合物を使用する場合、当該化合物の残基を示すものである。水酸基含有化合物として、(メタ)アクリロイル基及び水酸基を有する化合物を使用すると、Rが(メタ)アクリロイル基を含む基となり、硬化性が向上するため好ましい。 However, R 5 in the formula is an organic group, and can be used irrespective of saturation or unsaturation, and examples thereof include aliphatic, alicyclic, and aromatic compounds. It may contain a bonding group. R 5 is preferable since solubility is improved. When a hydroxyl group-containing compound is used for ring-opening of an acid anhydride group, R 5 represents a residue of the compound. When a compound having a (meth) acryloyl group and a hydroxyl group is used as the hydroxyl group-containing compound, R 5 is a group containing a (meth) acryloyl group, and the curability is preferably improved.

Figure 2004269895
(ただし、式中のY、Ar、R、R、R、m、nは、上記と同様である。)
Figure 2004269895
(However, Y, Ar, R 1 , R 2 , R 5 , m, and n in the formula are the same as described above.)

このとき使用される水酸基を有する化合物としては、アルコール性の水酸基を1個以上有している化合物であれば制限がなく使用することができ、たとえばメタノール、エタノール、プロピルアルコール、ブチルアルコール等1価のアルコールや上記のポリオール原料、少なくとも1つの(メタ)アクリロイル基及び水酸基を有する化合物(b)等を使用することができる。   The compound having a hydroxyl group used at this time can be used without limitation as long as it has at least one alcoholic hydroxyl group. For example, monovalent compounds such as methanol, ethanol, propyl alcohol and butyl alcohol can be used. And the above-mentioned polyol raw materials, the compound (b) having at least one (meth) acryloyl group and a hydroxyl group, and the like can be used.

また、無水酸基を開環する際の水酸基を有する化合物等として、上記の少なくとも1つの(メタ)アクリロイル基及び水酸基を有する化合物(b)を使用してもよい。この場合一般式(1)中のZ又はZが下記一般式(7)で示される構造となり、活性エネルギ−線照射による硬化性が向上するため好ましい。この場合一般式(1)は、下記一般式(8)となる。 Further, as the compound having a hydroxyl group when opening the acid anhydride group, the compound (b) having at least one (meth) acryloyl group and a hydroxyl group described above may be used. In this case, Z 1 or Z 2 in the general formula (1) has a structure represented by the following general formula (7), which is preferable because the curability by irradiation with active energy rays is improved. In this case, the general formula (1) becomes the following general formula (8).

Figure 2004269895
(ただし、式中のR、kは上記と同様であり、Rは有機基である。)
Figure 2004269895
(However, R 3 and k in the formula are the same as described above, and R 6 is an organic group.)

Figure 2004269895
(ただし、式中のY、Ar、R、R、R、R、m、n、kは、上記と同様である。)
Figure 2004269895
(However, Y, Ar, R 1 , R 2 , R 3 , R 6 , m, n, and k in the formula are the same as described above.)

また、上記の少なくとも2つのイソシアネート基を有する化合物(c)として3官能以上の官能基数を有する原料を使用する場合は、下記一般式(9)で示される分岐構造を有する化合物を合成することができる。このとき一般式(9)中、Rで使用するポリイソシアネート原料としては、溶解性や物性の面でイソシアヌレート型のポリイソシアネートが好ましい。 When a raw material having three or more functional groups is used as the compound (c) having at least two isocyanate groups, a compound having a branched structure represented by the following general formula (9) may be synthesized. it can. At this time, in the general formula (9), as the polyisocyanate raw material used for R 2 , an isocyanurate-type polyisocyanate is preferable in terms of solubility and physical properties.

Figure 2004269895
(ただし、式中のY、Ar、R、R、m、nは、上記と同様であり、jは1〜10の整数である。)
Figure 2004269895
(However, Y, Ar, R 1 , R 2 , m, and n in the formula are the same as described above, and j is an integer of 1 to 10.)

本発明のイミド樹脂の製造において使用する有機溶媒は、水酸基や活性プロトン等を含まない溶剤であれば使用可能である。例えばエーテル系溶剤、エステル系溶剤、ケトン系溶剤などが挙げられる。また、これらの溶剤の他に、極性溶剤としてジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、N−メチル−2−ピロリドン、ジメチルスルフォキシド、スルホラン、γ−ブチロラクトンなどを併用することができる。   As the organic solvent used in the production of the imide resin of the present invention, any solvent containing no hydroxyl group, no active proton, or the like can be used. For example, ether solvents, ester solvents, ketone solvents and the like can be mentioned. In addition to these solvents, dimethylformamide, dimethylacetamide, N-methyl-2-pyrrolidone, dimethylsulfoxide, sulfolane, γ-butyrolactone, and the like can be used in combination as polar solvents.

反応においては、ウレタン化触媒やイミド化触媒等を使用してもよく また、酸化防止剤や重合禁止剤等を使用してもよい。本発明の製造法で得られるイミド樹脂の硬化方法として、活性エネルギー線照射による硬化が望ましいが、熱でも硬化が可能である。活性エネルギー線で硬化させる場合は、紫外線や電子線が使用可能である。紫外線としては、超高圧水銀灯、高圧水銀灯、低圧水銀灯、カーボンアーク、ブラックライトランプ、メタルハライドランプ等が使用できる。紫外線波長としては、1900〜3800オングストロームの波長が主に使用される。また紫外線で硬化を行う場合は、光開始剤や光増感剤を使用することができる。   In the reaction, a urethanation catalyst, an imidation catalyst, or the like may be used, and an antioxidant, a polymerization inhibitor, or the like may be used. As a method for curing the imide resin obtained by the production method of the present invention, curing by irradiation with active energy rays is desirable, but curing can also be performed by heat. When curing with active energy rays, ultraviolet rays or electron beams can be used. As the ultraviolet light, an ultra-high pressure mercury lamp, a high pressure mercury lamp, a low pressure mercury lamp, a carbon arc, a black light lamp, a metal halide lamp and the like can be used. As the ultraviolet wavelength, a wavelength of 1900 to 3800 angstroms is mainly used. When curing is carried out with ultraviolet light, a photoinitiator or a photosensitizer can be used.

また電子線による硬化を行う場合は、各種電子線加速器等の照射源を備えた装置を用いることができ、100〜1000KeVのエネルギーを持つ電子を照射する。また熱で硬化させる場合は、熱重合を開始させる触媒や、添加剤を使用することができる。もちろん活性エネルギー線と熱を併用して硬化させることもできる。   When curing with an electron beam is performed, an apparatus having an irradiation source such as various electron beam accelerators can be used, and electrons having an energy of 100 to 1000 KeV are irradiated. In the case of curing by heat, a catalyst for initiating thermal polymerization or an additive can be used. Of course, curing can be performed by using both active energy rays and heat.

本発明の硬化型イミド樹脂は、被覆用、接着用等の用途に広く用いることができる。   The curable imide resin of the present invention can be widely used for applications such as coating and bonding.

以下実施例の基づいて本発明を具体的に説明する。   Hereinafter, the present invention will be specifically described based on examples.

実施例1
攪拌装置、温度計、コンデンサーを付けたフラスコにイソホロンジイソシアネート(以下IPDIという)の222重量部を仕込、65℃まで昇温した。この中に2−ヒドロキシエチルアクリレート(以下HEAという)の116重量部を発熱に注意しながら1時間で滴下した。 滴下後フラスコ内を80℃に昇温し、5時間反応を行った。系内のNCO%を測定した結果12.4重量%であり、分析の結果、IPDIの片末端にHEAがウレタン結合でつながっている片末端イソシアネート基のアクリレート成分が60重量%でフリーのIPDIが20重量%であった。
Example 1
A flask equipped with a stirrer, a thermometer, and a condenser was charged with 222 parts by weight of isophorone diisocyanate (hereinafter referred to as IPDI) and heated to 65 ° C. Into this, 116 parts by weight of 2-hydroxyethyl acrylate (hereinafter referred to as HEA) was added dropwise over 1 hour while paying attention to heat generation. After the dropwise addition, the temperature in the flask was raised to 80 ° C., and the reaction was performed for 5 hours. The NCO% in the system was measured to be 12.4% by weight. As a result of the analysis, the IPA had an acrylate component of one end isocyanate group in which HEA was connected to one end of the IPDI by a urethane bond and 60% by weight of free IPDI. It was 20% by weight.

この中にDMFを264.2重量部を加え、フラスコを70℃までに昇温した。ついで無水ピロメリット酸の152.6重量部を加え、発熱と発泡に気を付けながら水を0.73重量部添加し2時間で120℃まで昇温した。フラスコ内容物は、発泡しながら80℃位から徐々に透明となっていった。120℃で10時間反応させ薄茶色の透明液体を得た。   264.2 parts by weight of DMF was added thereto, and the temperature of the flask was raised to 70 ° C. Then, 152.6 parts by weight of pyromellitic anhydride was added, and 0.73 part by weight of water was added while paying attention to heat generation and foaming, and the temperature was raised to 120 ° C. in 2 hours. The contents of the flask gradually became transparent from about 80 ° C. while foaming. The reaction was carried out at 120 ° C. for 10 hours to obtain a light brown transparent liquid.

IRにて特性吸収を測定した結果(図1参照)、イソシアネート基の特性吸収である2270cm−1が完全に消滅し、725cm−1と1780cm−1と1720cm−1にイミド基の吸収と1860cm−1と910cm−1に酸無水物の吸収があり、さらにGPC、NMRから下記一般式(10)で示されるイミド基含有アクリレートであることが確認された。 Results of measurement of the characteristic absorption at IR (see Fig. 1), 2270 cm -1 which is the characteristic absorption of an isocyanate group was disappeared completely, absorption and 1860cm imide groups 725 cm -1 and 1780 cm -1 and 1720 cm -1 - 1 and 910 cm -1 had absorption of an acid anhydride, and GPC and NMR confirmed that the acrylate was an imide group-containing acrylate represented by the following general formula (10).

尚、GPCによる分子量分布測定では、数平均分子量がポリスチレン換算で630であった。また、酸価は、99.5KOH−mg/g(固形分換算)であった。   In the molecular weight distribution measurement by GPC, the number average molecular weight was 630 in terms of polystyrene. Further, the acid value was 99.5 KOH-mg / g (solid content conversion).

Figure 2004269895
Figure 2004269895

実施例2
攪拌装置、温度計、コンデンサーを付けたフラスコに 実施例1にて得られた一般式(10)の化合物のDMF溶液(樹脂分65重量%)100重量部を仕込、80℃まで昇温した。この中にペンタエリスリトールトリアクリレート(水酸基価160KOH−mg/g)の370重量部を滴下した。 滴下後フラスコ内を100℃に昇温し、3時間反応を行った。
Example 2
A flask equipped with a stirrer, a thermometer, and a condenser was charged with 100 parts by weight of a DMF solution (resin content: 65% by weight) of the compound of the general formula (10) obtained in Example 1 and heated to 80 ° C. 370 parts by weight of pentaerythritol triacrylate (hydroxyl value 160 KOH-mg / g) was added dropwise thereto. After the dropwise addition, the temperature in the flask was raised to 100 ° C., and the reaction was performed for 3 hours.

IRにて特性吸収を測定した結果、酸無水物基の特性吸収である1860cm−1と910cm−1が消滅し、725cm−1と1780cm−1と1720cm−1にイミド基の吸収が確認された。 Results of measurement of the characteristic absorption at IR, 1860 cm -1 and 910 cm -1 which is the characteristic absorption of an acid anhydride group disappeared, the absorption of an imide group was observed at 725 cm -1 and 1780 cm -1 and 1720 cm -1 .

さらにGPC、NMRから下記一般式(11)で示されるイミド基含有アクリレートが主成分であると確認された。 尚、GPCによる分子量分布測定では、数平均分子量がポリスチレン換算で500であった。 また、酸価は、58KOH−mg/g(固形分換算)であった。図2にIRのチャート図を示す。   Furthermore, GPC and NMR confirmed that the imide group-containing acrylate represented by the following general formula (11) was the main component. In the molecular weight distribution measurement by GPC, the number average molecular weight was 500 in terms of polystyrene. Further, the acid value was 58 KOH-mg / g (in terms of solid content). FIG. 2 shows an IR chart.

Figure 2004269895
Figure 2004269895

実施例3
攪拌装置、温度計、コンデンサーを付けたフラスコにH6XDI〔1,3−ビス(イソシアネートメチル)シクロヘキサン〕の564重量部とDMFの1530重量部を仕込、65℃まで昇温し、完全に溶解させた。
Example 3
A flask equipped with a stirrer, a thermometer, and a condenser was charged with 564 parts by weight of H6XDI [1,3-bis (isocyanatomethyl) cyclohexane] and 1,530 parts by weight of DMF, heated to 65 ° C., and completely dissolved. .

この中にベンゾフェノンテトラカルボン酸2無水物の966重量部と水7.6重量部を添加した。発熱と発泡に注意しながら120℃に昇温し、5時間反応を行った。系内のイソシアネート反応率は、IRチャート図から79重量%であった。   966 parts by weight of benzophenonetetracarboxylic dianhydride and 7.6 parts by weight of water were added thereto. The temperature was raised to 120 ° C. while paying attention to heat generation and foaming, and the reaction was carried out for 5 hours. The isocyanate reaction rate in the system was 79% by weight from the IR chart.

フラスコを60℃までに降温してからペンタエリスリトールトリアクリレート(水酸基価160KOH−mg/g)の463重量部を滴下した。 80℃まで昇温して8時間反応を行いIRにてイソシアネート基の吸収が無くなったことを確認した。さらに725cm−1と1780cm−1と1720cm−1にイミド基の吸収が確認された。 After the temperature of the flask was lowered to 60 ° C., 463 parts by weight of pentaerythritol triacrylate (hydroxyl value 160 KOH-mg / g) was added dropwise. The temperature was raised to 80 ° C., and the reaction was carried out for 8 hours, and it was confirmed by IR that the absorption of isocyanate groups was eliminated. Furthermore, absorption of an imide group was confirmed at 725 cm −1 , 1780 cm −1 and 1720 cm −1 .

さらにGPC、NMRから下記一般式(12)で示されるイミド基含有アクリレートが主成分であると確認された。尚、GPCによる分子量分布測定では、数平均分子量がポリスチレン換算で3200で、重量平均分子量が26000であった。 また、酸価は、44KOH−mg/g(固形分換算)であった。図3にIRのチャート図を示す。   Further, GPC and NMR confirmed that the imide group-containing acrylate represented by the following general formula (12) was the main component. In the molecular weight distribution measurement by GPC, the number average molecular weight was 3200 in terms of polystyrene and the weight average molecular weight was 26,000. Further, the acid value was 44 KOH-mg / g (in terms of solid content). FIG. 3 shows an IR chart.

Figure 2004269895
Figure 2004269895

実施例1で得られた硬化型イミド樹脂の赤外線吸収スペクトルのチャート図である。FIG. 2 is a chart of an infrared absorption spectrum of the curable imide resin obtained in Example 1. 実施例2で得られた硬化型イミド樹脂の赤外線吸収スペクトルのチャート図である。5 is a chart of an infrared absorption spectrum of the curable imide resin obtained in Example 2. FIG. 実施例3で得られた硬化型イミド樹脂の赤外線吸収スペクトルのチャート図である。5 is a chart of an infrared absorption spectrum of the curable imide resin obtained in Example 3. FIG.

Claims (7)

下記一般式(1)
Figure 2004269895
(式中のArは芳香環を含む有機基を表す。)
で示されるテトラカルボン酸二無水物(a)と、少なくとも1つの(メタ)アクリロイル基及び水酸基を有する化合物(b)と、少なくとも2つのイソシアネート基を有する化合物(c)とを反応させることを特徴とする硬化型イミド樹脂の製造法。
The following general formula (1)
Figure 2004269895
(Ar in the formula represents an organic group containing an aromatic ring.)
(A), a compound (b) having at least one (meth) acryloyl group and a hydroxyl group, and a compound (c) having at least two isocyanate groups. A method for producing a curable imide resin.
少なくとも1つの(メタ)アクリロイル基及び水酸基を有する化合物(b)と少なくとも2つのイソシアネート基を有する化合物(c)とを反応させて分子内に(メタ)アクリロイル基とウレタン結合とイソシアネート基を有する化合物を得、次いでこの化合物と一般式(1)で示されるテトラカルボン酸二無水物(a)とを反応させる請求項1に記載の硬化型イミド樹脂の製造法。 A compound having a (meth) acryloyl group, a urethane bond and an isocyanate group in a molecule by reacting a compound (b) having at least one (meth) acryloyl group and a hydroxyl group with a compound (c) having at least two isocyanate groups And then reacting the compound with a tetracarboxylic dianhydride (a) represented by the general formula (1). 一般式(1)で示されるテトラカルボン酸二無水物(a)と少なくとも2つのイソシアネート基を有する化合物(c)とを反応させてイミド結合を生成させ、次いで残存するイソシアネート基と少なくとも1つの(メタ)アクリロイル基及び水酸基を有する化合物(b)とを反応させる請求項1に記載の硬化型イミド樹脂の製造法。 The tetracarboxylic dianhydride (a) represented by the general formula (1) is reacted with the compound (c) having at least two isocyanate groups to form an imide bond, and then the remaining isocyanate group and at least one ( The method for producing a curable imide resin according to claim 1, wherein the compound (b) having a (meth) acryloyl group and a hydroxyl group is reacted. 少なくとも2つのイソシアネート基を有する化合物(c)として2つのイソシアネート基を有する化合物(c1)を用いる請求項1、2又は3に記載の硬化型イミド樹脂の製造法。 The method for producing a curable imide resin according to claim 1, wherein the compound (c1) having two isocyanate groups is used as the compound (c) having at least two isocyanate groups. 一般式(1)で示されるテトラカルボン酸二無水物(a)がピロメリット酸二無水物、ベンゾフェノン−3,3',4,4'−テトラカルボン酸二無水物である請求項1、2又は3に記載の硬化型イミド樹脂の製造法。 The tetracarboxylic dianhydride (a) represented by the general formula (1) is pyromellitic dianhydride, benzophenone-3,3 ', 4,4'-tetracarboxylic dianhydride. Or a method for producing a curable imide resin according to item 3. 一般式(1)で示されるテトラカルボン酸二無水物(a)と、少なくとも1つの(メタ)アクリロイル基及び水酸基を有する化合物(b)と、少なくとも2つのイソシアネート基を有する化合物(c)とを反応させて末端に無水酸基を有するイミド樹脂とした後、水酸基を有する化合物と反応させて無水酸基を開環させる請求項1、2又は3に記載の硬化型イミド樹脂の製造法。 A tetracarboxylic dianhydride (a) represented by the general formula (1), a compound (b) having at least one (meth) acryloyl group and a hydroxyl group, and a compound (c) having at least two isocyanate groups. The method for producing a curable imide resin according to claim 1, wherein the imide resin having an acid anhydride group at a terminal is reacted to react with a compound having a hydroxyl group to open the acid anhydride group. 一般式(1)で示されるテトラカルボン酸二無水物(a)と、少なくとも1つの(メタ)アクリロイル基及び水酸基を有する化合物(b)と、少なくとも2つのイソシアネート基を有する化合物(c)とを反応させて末端に無水酸基を有するイミド樹脂とした後、少なくとも1つの(メタ)アクリロイル基及び水酸基を有する化合物(b)と反応させて無水酸基を開環させる請求項1、2または3に記載の硬化型イミド樹脂の製造法。 A tetracarboxylic dianhydride (a) represented by the general formula (1), a compound (b) having at least one (meth) acryloyl group and a hydroxyl group, and a compound (c) having at least two isocyanate groups. The imide resin having an acid anhydride group at a terminal by a reaction, and then reacting with at least one compound (b) having a (meth) acryloyl group and a hydroxyl group to open the acid anhydride group. Production method of curable imide resin.
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