JP2007016097A - ポリアミドイミド樹脂系耐熱性樹脂組成物、シームレス管状体、塗膜、塗膜板及び耐熱性塗料 - Google Patents

ポリアミドイミド樹脂系耐熱性樹脂組成物、シームレス管状体、塗膜、塗膜板及び耐熱性塗料 Download PDF

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Abstract

【課題】 引裂強度及び伸び率に優れた塗膜及びシームレス管状体を形成しうるポリアミドイミド樹脂系耐熱性樹脂組成物を提供する。
【解決手段】 (a)酸無水物基及びカルボキシル基を有する3価以上のポリカルボン酸無水物を必須成分とする有するポリカルボン酸成分、(b)一般式(I)で表されるジイソシアネート、(c)一般式(II)で表される芳香族ジイシソアネート及び(d)(b)成分及び(c)成分以外の芳香族ポリイソシアネートを塩基性極性溶媒中で反応させて得られるポリアミドイミド樹脂系耐熱性樹脂組成物。
【化1】
Figure 2007016097

【化2】
Figure 2007016097

[式中、Rはアルキレン基、Xはアルキレン基又はアリーレン基、m及びnは1〜20の整数、R1、R2は水素原子、アルキル基、アルコキシ基又はハロゲン原子を示す。]
【選択図】 なし

Description

本発明は、ポリアミドイミド共重合体及びポリアミドイミド樹脂系耐熱性樹脂組成物に関する。
詳しくは特に電気/電子機器、電子複写機など各種精密機器において回転運動伝達の目的で用いるのに適したシームレス管状体に関し、さらに詳しくは、ポリアミドイミド樹脂系の耐熱性塗料、フィルム、繊維、その他の成形物であって、電気、電子部品、機械部品全般などの工業用、産業用資材を提供しようとするものである。
電気/電子機器、電子複写機など各種精密機器内の回転運動伝達目的であるシームレス管状体に用いられるポリイミド樹脂としては、例えば、ピロメリット酸二無水物と4,4′−ジアミノジフェニルエーテルよりえられるポリイミド樹脂、3,3′,4,4′−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物とp−フェニレンシアミンより得られるポリイミド樹脂が挙げられ、特に、優れた機械特性(引裂強度・弾性率・伸び率)を有していることから主流として適用されている。しかしながら、近年、コストダウンのニーズが一層高まりつつあり、低コストであり、かつ同イミド樹脂系であるとの面から、ポリアミドイミド樹脂が着目されてきている。
一般にポリアミドイミド樹脂は、耐熱性、耐薬品性及び耐溶剤性に優れているため、エナメル線用ワニス、各種塗料の塗膜成分として、各種基板に保護塗膜を形成するために、特に耐熱保護塗膜を形成するために広く用いられてきた。従来のポリアミドイミド樹脂としては、例えば、4,4′−ジフェニルメタンジイソシアネートと無水トリメリット酸との反応により得られるポリアミドイミド樹脂(例えば、特許文献1、特許文献2を参照)が知られている。
しかしながら、従来のポリアミドイミド樹脂はポリイミド樹脂と比較して、特に引裂強度及び伸び率が著しく劣っているため、上記シームレス管状体に用いられた場合、適用が困難であり、実用化には至っていない。
特公昭44−19274号公報 特公昭45−27611号公報
本発明は、引裂強度及び伸び率に優れた塗膜及びシームレス管状体を形成しうるポリアミドイミド樹脂系耐熱性樹脂組成物を提供するものである。また、本発明は、この樹脂組成物を用いて成形されるシームレス管状体、塗膜、塗膜板及びこの樹脂組成物を含有する耐熱性塗料を提供するものである。
本発明は、次のものに関する。
(1)(a)酸無水物基及びカルボキシル基を有する3価以上のポリカルボン酸無水物を必須成分とするポリカルボン酸成分、
(b)一般式(I)
Figure 2007016097
[式中、複数個のRはそれぞれ独立に炭素数1〜18のアルキレン基を示し、複数個のXは、それぞれ独立に1〜18のアルキレン基又はアリレーン基を示し、m及びnはそれぞれ独立に1〜20の整数を示す]
で表されるジイソシアネート、
(c)一般式(II)
Figure 2007016097
[式中、R1、R2は、独立に、水素原子、アルキル基、アルコキシ基又はハロゲン原子を示す]
で表される芳香族ジイシソアネート及び
(d)(b)成分及び(c)成分以外の芳香族ポリイソシアネート
を塩基性極性溶媒中で反応させて得られることを特徴とするポリアミドイミド樹脂系耐熱性樹脂組成物。
(2)反応に用いられる(a)成分、(b)成分、(c)成分及び(d)成分の量が、(b)成分と(c)成分及び(d)成分との配合割合{(b)/[(c)+(d)]}が当量比で0.01/0.99〜0.99/0.01であり、また(c)成分と(b)成分及び(d)成分との配合割合{(c)/[(b)+(d)]}が当量比で0.1/0.9〜0.9/0.1となる量である(1)に記載のポリアミドイミド樹脂系耐熱性樹脂組成物。
(3)反応に用いられる全イソシアネート成分と全ポリカルボン酸成分との配合割合{[(b)+(c)+(d)]/(a)}が当量比で0.8〜1.4であり、数平均分子量が10000〜50000である(1)又は(2)に記載のポリアミドイミド樹脂系耐熱性樹脂組成物。
(4)ポリアミドイミド樹脂系耐熱性樹脂組成物を塗布及び加熱して成形された塗膜の引裂強度が4N/mm以上であって、かつ引張伸び率が60%以上であることを特徴とする(1)〜(3)いずれかに記載のポリアミドイミド樹脂系耐熱性樹脂組成物。
(5)(1)〜(4)いずれかに記載のポリアミドイミド樹脂系耐熱性樹脂組成物を用いて成形されたシームレス管状体。
(6)(1)〜(4)いずれかに記載のポリアミドイミド樹脂系耐熱樹脂組成物を塗布及び加熱して成形された塗膜。
(7)(1)〜(4)いずれかに記載のポリアミドイミド樹脂系耐熱樹脂組成物を表面に塗布及び加熱して成形された塗膜を有する塗膜板。
(8)(1)〜(4)いずれかに記載のポリアミドイミド樹脂系耐熱性樹脂組成物及び有機溶媒を含有する耐熱性塗料。
本発明のポリアミドイミド樹脂系耐熱性樹脂組成物によれば、引裂強度及び伸びに優れた塗膜の作製が可能となり、電気/電子機器、電子複写機などの精密機器内の回転運動伝達目的であるシームレス管状体にとどまらず、各種耐熱コーティング塗膜の高機能化が可能となり、信頼性向上に有用である。
本発明におけるポリアミドイミド樹脂系耐熱性樹脂組成物の製造に用いられるポリカルボン酸成分(a)は、1分子中に、[イソシアネート基と反応してイミド結合を形成する酸無水物基]及び/又は[イソシアネート基と反応してアミド結合を形成するカルボキシル基]を合計で2個以上有する化合物、又は、その混合物であり、酸無水物基及びカルボキシル基を有する3価以上のポリカルボン酸無水物を必須成分とするものであればよく、特に制限はない。酸無水物基及びカルボキシル基を有する3価以上のポリカルボン酸無水物としては、例えば一般式(III)及び(IV)で示す芳香族トリカルボン酸無水物を挙げることができる。耐熱性、コスト面等を考慮すれば、トリメリット酸無水物が特に好ましい。
Figure 2007016097
(但し、両式中R3は水素、炭素数1〜10のアルキル基又はフェニル基を示し、Yは−CH2−、−CO−、−SO2−、又は−O−を示す。)。
また、(a)成分のポリカルボン酸成分としては、これらのほかに必要に応じて、テトラカルボン酸二無水物{ピロメリット酸二無水物、3,3′,4,4′−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、3,3′,4,4′−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、2,2′,3,3′−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、2,3,3′,4′−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、3,3′,4,4′−ジフェニルスルホンテトラカルボン酸二無水物、エチレングリコールビスアンヒドロトリメリテート、2,2−ビス(2,5−ジカルボキシフェニル)プロパン二無水物、1,1−ビス(2,3−ジカルボキシフェニル)エタン酸二無水物、1,1−ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)スルホン二無水物、1,2,5,6−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、2,3,5,6−ピリジンテトラカルボン酸二無水物、1,4,5,8−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、3,4,9,10−ペリレンテトラカルボン酸二無水物、4,4′−スルホニルジフタル酸二無水物、m−ターフェニル−3,3′,4,4′−テトラカルボン酸二無水物、4,4′−オキシジフタル酸二無水物、1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロ−2,2−ビス(2,3−又は3,4−ジカルボキシフェニル)プロパン二無水物、1,3−ビス(3,4−ジカルボキシルフェニル)−1,1,3,3−テトラメチルジシロキサン二無水物、ブタンテトラカルボン酸二無水物、ビシクロ−[2,2,2]−オクト−7−エン−2,3,5,6−テトラカルボン酸二無水物等}、脂肪族ジカルボン酸(コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、アゼライン酸、スベリン酸、セバシン酸、デカン二酸、ドデカン二酸、ダイマー酸等)、芳香族ジカルボン酸(イソフタル酸、テレフタル酸、フタル酸、ナフタレンジカルボン酸、オキシジ安息香酸等)などを併用することができる。また、これらのポリカルボン酸成分の誘導体も使用することができる。
本発明において(b)成分として用いる前記一般式(I)で表されるジイソシアネートは、一般式(V)
Figure 2007016097
[式中、複数個のRはそれぞれ独立に炭素数1〜18のアルキレン基を示し、mは、1〜20の整数である]
で表されるカーボネートジオール類と一般式(VI)
Figure 2007016097
[式中、Xは、炭素数1〜18のアルキレン基又はフェニレン基等のアリーレン基(これはメチル基等の低級アルキル基を置換基として有していてもよい)を示す]
で表されるジイソシアネート類とを無溶媒あるいは有機溶媒中で反応させることにより得られる。
上記の一般式(V)で表されるカーボネートジオール類としては、例えば、ダイセル化学工業社製の商品名PLACCEL CD−205、205PL、205HL、210PL、210HL、220、220PL、220HLのものが挙げられ、これらを単独で又は2種類以上を組み合わせて使用される。
また、上記一般式(VI)で表されるジイソシアネート類としては例えば、ジフェニルメタン−2,4′−ジイソシアネート、3,2′−又は3,3′−又は4,2′−又は4,3′−又は5,2′−又は5,3′−又は6,2′−又は6,3′−ジメチルジフェニルメタン−2,4′−ジイソシアネート、3,2′−又は3,3′−又は4,2′−又は4,3′−又は5,2′−又は5,3′−又は6,2′−又は6,3′−ジエチルジフェニルメタン−2,4′−ジイソシアネート、3,2′−又は3,3′−又は4,2′−又は4,3′−又は5,2′−又は5,3′−又は6,2′−又は6,3′−ジメトキシジフェニルメタン−2,4′−ジイソシアネート、ジフェニルメタン−4,4′−ジイソシアネート、ベンゾフェノン−4,4′−ジイソシアネート、ジフェニルスルホン−4,4′−ジイソシアネート、ジフェニルスルホン−4,4′−ジイソシアネート、トリレン−2,4−ジイソシアネート、トリレン−2,6−ジイソシアネート、m−キシリレンジイソシアネート、p−キシリレンジイソシアネート、ナフタレン−2,6−ジイソシアネート、4,4′−{2,2−ビス(4−フェノキシフェニル)プロパン}ジイソシアネートなどの芳香族ポリイソシアネートを使用することが好ましい。
これらは、単独で又は2種類以上を組合せて使用することができる。
また、ヘキサメチレンジイソシアネート、2,2,4−トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、イソホロ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、トランスシクロヘキサン−1,4−ジイソシアネート、水添m−キシリ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又は脂環式イソシアネート及び3官能以上のポリイソシアネートを用いてもよく、経日変化を避けるために必要なブロック剤で安定化したものを使用してもよい。
ブロック剤としては、アルコール、フェノール、オキシム等があるが、特に制限はない。
上記の一般式(V)で表されるカーボネートジオール類と一般式(VI)で表されるジイソシアネート類の使用量は、水酸基数とイソシアネート基数の比率が、イソシアネート基/水酸基=1.01以上になるようにすることが好ましく、1.5〜2.5となるようにすることがより好ましく、1.9〜2.1となるようにすることが更に好ましい。
反応は、無溶媒あるいは有機溶媒の存在下で行うことができる。
反応温度は、60〜200℃とすることが好ましく、反応時間は、バッチの規模、採用される反応条件などにより適宜選択することができる。
使用できる有機溶媒としては、例えば、ケトン系溶媒(メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン等)エステル系溶媒(酢酸エチル、酢酸ブチル、γ−ブチロラクトン等)、エーテル系溶媒(ジエチレングリコールジメチルエーテル、トリエチレングリコールジメチルエーテル等)、セロソルブ系溶媒(ブチルセロソルブアセテート、エチルセロソルブアセテート、メチルセロソルブアセテート等)、芳香族炭化水素系溶媒(トルエン、キシレン、p−シメン等)、テトラヒドロフラン、ジオキサン、N−メチル−2−ピロリドン、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキシドなどが挙げられる。
このようにして得られる(b)成分のジイソシアネートの数平均分子量(ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)により、標準ポリスチレンの検量線を用いて測定した値)は、500〜10,000であることが好ましく、1,000〜9,500であることがより好ましく、1,500〜9,000であることが特に好ましい。
数平均分子量が500未満であると、伸び率が悪化する傾向があり、10,000を超えると、ジイソシアネートの反応性が低下し、ポリアミドイミド樹脂系耐熱性樹脂組成物の高分子量化が困難となる傾向がある。
本発明における(c)成分は一般式(II)で表される芳香族ジイソシアネートである。
Figure 2007016097
[式中、R1、R2は、独立に、水素原子、アルキル基、アルコキシ基又はハロゲン原子を示す]
(c)成分の芳香族ジイソシアネートの具体例としては、例えばビフェニル−4,4′−ジイソシアネート、ビフェニル−3,3′−ジイソシアネート、ビフェニル−3,4′−ジイソシアネート、3,3′−ジクロロビフェニル−4,4′−ジイソシアネート、2,2′−ジクロロビフェニル−4,4′−ジイソシアネート、3,3′−ジブロモビフェニル−4,4′−ジイソシアネート、2,2′−ジクロロビフェニル−4,4′−ジイソシアネート、3,3′−ジメチルビフェニル−4,4′−ジイソシアネート、2,2′−ジメチルビフェニル−4,4′−ジイソシアネート、2,3′−ジメチルビフェニル−4,4′−ジイソシアネート、3,3′−ジエチルビフェニル−4,4′−ジイソシアネート、2,2′−ジエチルビフェニル−4,4′−ジイソシアネート、3,3′−ジメトキシビフェニル−4,4′−ジイソシアネート、2,2′−ジメトキシビフェニル−4,4′−ジイソシアネート、2,3′−ジメトキシビフェニル−4,4′−ジイソシアネート、3,3′−ジエトキシビフェニル−4,4′−ジイソシアネート、2,2′−ジエトキシビフェニル−4,4′−ジイソシアネート、2,3′−ジエトキシビフェニル−4,4′−ジイソシアネート等が挙げられる。これらは単独で、あるいは2種以上併用してもよい。
上記各芳香族ジイソシアネート中でも、入手しやすさコスト、又は塗膜特性(特に、弾性率)の面から、下記式(VII)で表される3,3′−ジメチルビフェニル−4,4′−ジイソシアネート[商品名:TODI(日本曹達株式会社製)]が、本発明に最も好適に使用される。
Figure 2007016097
本発明における(d)成分のポリイソシアネート化合物としては、特に制限はなく、例えば、(b)成分で用いられる一般式(VI)で表されるジイソシアネート類又はポリイソシアネート類を単独で又は2種類以上を組み合わせて使用することができる。
(d)成分の芳香族ポリイソシアネートとしては、(b)成分及び(c)成分以外の芳香族ポリイソシアネートであれば特に制限はなく用いることができ、例えば、4,4′−ジフェニルメタンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネ−ト、3,3′−ジフェニルメタンジイソシアネ−ト、フェニレンジイソシアネ−ト等、従来公知の種々のジイソシアネート化合物が挙げられる。これらは単独で、あるいは2種以上混合して使用してもよい。
上記各ポリイソシアネート化合物中でも、塗膜の耐熱性及び機械特性の面から、4,4′−ジフェニルメタンジイソシアネートが本発明に最も好適に使用される。
本発明における(b)成分の一般式(I)で表されるジイソシアネートと(c)、(d)成分の芳香族ポリイソシアネートの配合割合は、(b)成分/[(c)成分+(d)成分]の当量比で0.01/0.99〜0.99/0.01とすることが好ましく、0.1/0.9〜9/0.1とすることがより好ましく、0.2/0.8〜0.8/0.2とすることが特に好ましい。
この当量比が0.01/0.99未満では、高伸び化が困難となる傾向があり、0.99/0.01を超えると、塗膜の耐熱性が著しく低下するおそれがある。
また、(c)成分の一般式(II)で表される芳香族ジイソシアネートと(b)、(d)成分のイソシアネートの配合割合は(c)成分/[(b)成分+(d)成分]の当量比で0.1/0.9〜0.9/0.1とすることが好ましく、0.3/0.7〜0.7/0.3とすることがより好ましく、0.6/0.4〜0.4/0.6とすることが特に好ましい。この当量比が0.1/0.9未満では高弾性化が困難となる傾向があり、0.9/0.1を超えると、伸び率が著しく低下するおそれがある。
なお、全イソシアネート成分及び酸成分の配合割合は{[(b)成分+(c)成分+(d)成分]/(a)成分}が当量比で0.8〜1.4とすることが好ましく、0.9〜1.3となるようにすることがより好ましく、0.9〜1.2となるようにすることが特に好ましい。
この比が0.8未満ではポリアミドイミド樹脂の高分子量化が困難であり、また1.4を超えると、伸び率が著しく低下してしまうおそれがある。
本重合は塩基性極性溶媒中で行われる。塩基性極性溶媒は溶解性の点から好ましく、その例としては、例えば、N−メチル−2−ピロリドン、N,N−ジメチルアセトアミド、N,N−ジエチルアセトアミド、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジエチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、ヘキサメチルホスホルアミド、テトラメチレンスルホン、が挙げられ、単独又は併用することができるが、経済性及び重合しやすさの面から、N−メチル−2−ピロリドン又はN,N−ジメチルアセトアミドを用いることが好ましい。
また、塩基性極性溶媒の使用量に特に制限はないが、前記(a)成分、(b)成分、(c)成分及び(d)成分の総量100重量部に対して、100〜900重量部とするのが好ましく、125〜600重量部とすることがより好ましく、150〜400重量部とすることが特に好ましい。
このようにして得られたポリアミドイミド樹脂系耐熱性樹脂組成物の数平均分子量は、10,000〜50,000であることが好ましく、15,000〜40,000であることがより好ましく、20,000〜35,000であることが特に好ましい。
数平均分子量が10,000未満であると、塗膜としたときの塗膜の耐熱性や機械的特性等の諸特性が低下する傾向があり、50,000を超えると、塗料として適性な濃度になるよう溶媒に溶解させたときに粘度が高くなり、塗装時の作業性が劣る傾向がある。
なお、ポリアミドイミド樹脂系耐熱性樹脂組成物の数平均分子量は、合成時に反応液をサンプリングし、ゲルパーミエーションクロマトグラフ(GPC)により、標準ポリスチレンの検量線を用いて測定し、目的の数平均分子量になるまで合成を継続することにより、所望の範囲に調整することができる。
本発明のポリアミドイミド樹脂系耐熱性樹脂組成物は、塗布、加熱することにより引裂強度、伸び率、耐熱性、耐薬品性及び耐溶剤性に優れる塗膜を形成することができるため、長期耐久性を必要とする電気/電子機器、電子複写機など各種精密機器内の回転運動伝達目的であるシームレス管状体や、電気電子部品、機械部品などのフィルム、繊維その他の原料として用いることができる。例えば、本発明のポリアミドイミド樹脂系耐熱性樹脂組成物を塗布、加熱することにより、引裂強度が3N/mm以上、さらには4N/mm以上(例えば、4〜5N/mm)であって、かつ伸び率が60%以上(例えば60〜100%)である塗膜を形成することができ、特にシームレス管状体の形成に好適に用いられる。
塗膜を形成する場合、通常、本発明のポリアミドイミド樹脂系耐熱性樹脂組成物は、このポリアミドイミド樹脂系耐熱性樹脂組成物を固形分として10〜50重量%、好ましくは20〜40重量%含有する耐熱性塗料として用いられる。耐熱性塗料に使用できる有機溶媒としては、例えば、ケトン系溶媒(メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン等)エステル系溶媒(酢酸エチル、酢酸ブチル、γ−ブチロラクトン等)、エーテル系溶媒(ジエチレングリコールジメチルエーテル、トリエチレングリコールジメチルエーテル等)、セロソルブ系溶媒(ブチルセロソルブアセテート、エチルセロソルブアセテート、メチルセロソルブアセテート等)、芳香族炭化水素系溶媒(トルエン、キシレン、p−シメン等)、テトラヒドロフラン、ジオキサン、N−メチル−2−ピロリドン、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジエチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、N,N−ジエチルアセトアミド、ジメチルスルホキシド、ヘキサメチルホスホルアミド、テトラメチレンスルホンなどが挙げられる。
塗膜を形成する基材としては、例えば、ガラス板等の板状基材が挙げられる。例えば、市販のガラス板等の板状の表面に、本発明のポリアミドイミド樹脂系耐熱性樹脂組成物を上記の耐熱性塗料などとして塗布し、加熱することにより、引裂強度、伸び率、耐熱性、耐薬品性及び耐溶剤性に優れる塗膜を表面に有する塗膜板を得ることができる。シームレス管状体を形成する場合には、本発明のポリアミドイミド樹脂系耐熱性樹脂組成物又はその溶液をステンレススチール製円筒金型に注入し、150〜300℃の熱風で30〜120分間乾燥させた後、脱型することによりシームレス管状体を得ることができる。この時、ポリアミドイミド樹脂系耐熱性樹脂組成物に、更にカーボンなどの導電性フィラー等の充填材を混練して用いてもよい。
塗膜を形成する際の加熱は、通常、150〜300℃で30〜120分間行なわれ、この加熱により、ポリアミドイミド樹脂系耐熱性樹脂組成物を硬化させる。
塗膜の厚みは、塗膜の用途によって異なり、特に制限はないが、通常、20〜120μm、好ましくは50〜80μmである。
次に本発明の実施例について説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではなく、発明の主旨に基づいたこれら以外の多くの実施態様を含むことは言うまでもない。
[実施例1]
(b)成分として1,6−ヘキサンジオール系ポリカーボネートジオール[商品名:PLACCEL CD220(ダイセル化学工業社製)、水酸基価:58.5)]383.6g(0.2モル)及び4,4′−ジフェニルメタンジイソシアネート50.1g(0.2モル)、トリレンジイソシアネート[商標名:コスモネートT80、トリレン2,4−ジイソシアネート/トリレン2,6−ジイソシアネート=80/20の混合体]34.8(0.2モル)とN−メチル−2−ピロリドン468.5gを温度計、攪拌機、冷却管を備えたフラスコに仕込み、この混合物を乾燥させた窒素気流中で、約1時間かけて徐々に昇温して120℃まで昇温し、120℃にて2時間保温し、(b)成分のジイソシアネート(0.2モル)を得た。
さらに、この反応液に(a)成分として無水トリメリット酸153.7g(0.8モル)及び(c)成分として3,3′−ジメチルビフェニル−4,4′−ジイソシアネート[商品名:TODI(日本曹達株式会社製)]105.7g(0.4モル)さらに(d)成分として4,4′−ジフェニルメタンジイソシアネート56.1g(0.224モル)とN−メチル−2−ピロリドン1176gを仕込み、反応により生ずる炭酸ガスの急激な発泡に注意しながら約2時間かけて除々に昇温して140℃まで昇温した後、7時間反応させて数平均分子量が22,000のポリアミドイミド樹脂系耐熱性樹脂組成物の溶液を得た。
この反応に用いた(a)成分、(b)成分、(c)成分及び(d)成分の配合割合は、当量比で次のとおりである。
(b)/[(c)+(d)]=0.20/0.624
(c)/[(b)+(d)]=0.40/0.424
[(b)+(c)+(d)]/(a)=1.03
得られた溶液をN−メチル−2−ピロリドンで希釈し、耐熱性塗料(樹脂分(固形分)濃度:30重量%)を得た。
[実施例2]
(b)成分として1,6−ヘキサンジオール系ポリカーボネートジオール[商品名:PLACCEL CD220(ダイセル化学工業社製)、水酸基価:58.5)]191.8g(0.1モル)及び4,4′−ジフェニルメタンジイソシアネート50.1g(0.2モル)とN−メチル−2−ピロリドン161.3gを温度計、攪拌機、冷却管を備えたフラスコに仕込み、この混合物を乾燥させた窒素気流中で、約1時間かけて徐々に昇温して120℃まで昇温し、120℃にて2時間保温し、(b)成分のジイソシアネート(0.1モル)を得た。
さらに、この反応液に(a)成分として無水トリメリット酸172.9g(0.9モル)及び(c)成分として3,3′−ジメチルビフェニル−4,4′−ジイソシアネート[商品名:TODI(日本曹達株式会社製)]158.6g(0.6モル)、さらに(d)成分として4,4′−ジフェニルメタンジイソシアネート54.6g(0.218モル)とN−メチル−2−ピロリドン683.9gを仕込み、反応により生ずる炭酸ガスの急激な発泡に注意しながら約2時間かけて除々に昇温して140℃まで昇温した後、9時間反応させて数平均分子量が31,000のポリアミドイミド樹脂系耐熱性樹脂組成物の溶液を得た。
この反応に用いた(a)成分、(b)成分、(c)成分及び(d)成分の配合割合は、当量比で次のとおりである。
(b)/[(c)+(d)]=0.10/0.818
(c)/[(b)+(d)]=0.60/0.318
[(b)+(c)+(d)]/(a)=1.02
得られた溶液をN−メチル−2−ピロリドンで希釈し、耐熱性塗料(樹脂分(固形分)濃度:30重量%)を得た。
[実施例3]
(b)成分として1,6−ヘキサンジオール系ポリカーボネートジオール[商品名:PLACCEL CD220(ダイセル化学工業社製)、水酸基価:58.5)]191.8g(0.1モル)及び4,4′−ジフェニルメタンジイソシアネート50.1g(0.2モル)とN−メチル−2−ピロリドン161.3gを温度計、攪拌機、冷却管を備えたフラスコに仕込み、この混合物を乾燥させた窒素気流中で、約1時間かけて徐々に昇温して120℃まで昇温し、120℃にて2時間保温し、(b)成分のジイソシアネート(0.1モル)を得た。
さらに、この反応液に(a)成分として無水トリメリット酸172.9g(0.7モル)、テトラカルボン酸二無水物としてピロメリット酸二無水物[商標名:PMDA−M、三菱瓦斯化学工業社製]43.6g(0.2モル)、及び(c)成分として3,3′−ジメチルビフェニル−4,4′−ジイソシアネート[商品名:TODI(日本曹達株式会社製)]158.6g(0.6モル)、さらに(d)成分として4,4′−ジフェニルメタンジイソシアネート54.6g(0.218モル)とN−メチル−2−ピロリドン683.9gを仕込み、反応により生ずる炭酸ガスの急激な発泡に注意しながら約2時間かけて除々に昇温して140℃まで昇温した後、6時間反応させて数平均分子量が24,000のポリアミドイミド樹脂系耐熱性樹脂組成物の溶液を得た。
この反応に用いた(a)成分、(b)成分、(c)成分及び(d)成分の配合割合は、当量比で次のとおりである。
(b)/[(c)+(d)]=0.10/0.818
(c)/[(b)+(d)]=0.60/0.318
[(b)+(c)+(d)]/(a)=1.02
得られた溶液をN−メチル−2−ピロリドンで希釈し、耐熱性塗料(樹脂分(固形分)濃度:25重量%)を得た。
比較例1
無水トリメリット酸194.1g(1.01モル)、4,4′−ジフェニルメタンジイソシアネート262.8g(1.05モル)、N−メチル−2−ピロリドン848.5gを温度計、攪拌機、冷却管を備えたフラスコに入れ、この混合物を乾燥させた窒素気流中で、反応により生ずる炭酸ガスの急激な発泡に注意しながら約5時間かけて徐々に昇温して140℃まで昇温した。
該混合物を140℃にて8時間保温し、数平均分子量が27,000のポリアミドイミド樹脂の溶液を得た。この溶液をN−メチル−2−ピロリドンで希釈し、塗料(樹脂分濃度:30重量%)を得た。
比較例2
4,4′−ジアミノジフェニルエーテル200.24g(1.0モル)、及び反応溶媒としてN−メチル−2−ピロリドン1673.4gを温度計、攪拌機、冷却管を備えたのフラスコに仕込み、この混合物を乾燥させた窒素気流中、室温で攪拌溶解し、ピロメリット酸二無水物[商標名:PMDA−M、三菱瓦斯化学工業社製]酸二無水物218.12g(1.0モル)を加え、30℃以下で8時間反応させ、数平均分子量36,000のポリアミド酸の溶液(固形分濃度:20重量%)を得た。これを塗料として用いる。
≪試験例≫
[塗膜作製条件]
Figure 2007016097
(*)硬化後、市販ガラス板より塗膜を剥離させ各種機械特性を測定した。
なお、比較例2のみ200℃−30分を300℃−30分に変更し硬化させた。
[測定条件]
引裂強度:JIS K7128−1トラウザ−引裂法に準拠。
Figure 2007016097
伸び率 (引張試験) :表3に記載の測定条件下にて引張試験を行ない、塗膜が破断するまでの伸び率を測定した。
Figure 2007016097
Figure 2007016097
表4から、実施例1〜3のポリアミドイミド樹脂系耐熱性樹脂組成物から得られた塗膜は比較例1の従来ポリアミドイミド樹脂より得られた塗膜と比較して、著しく引裂強度及び伸び率が優れており、また比較例2のポリイミド樹脂より得られた塗膜と同等以上の引裂強度及び伸び率を有していることがわかる。

Claims (8)

  1. (a)酸無水物基及びカルボキシル基を有する3価以上のポリカルボン酸無水物を必須成分とする有するポリカルボン酸成分、
    (b)一般式(I)
    Figure 2007016097
    [式中、複数個のRはそれぞれ独立に炭素数1〜18のアルキレン基を示し、複数個のXはそれぞれ独立に1〜18のアルキレン基又はアリーレン基を示し、m及びnはそれぞれ独立に1〜20の整数を示す。]
    で表されるジイソシアネート、
    (c)一般式(II)
    Figure 2007016097
    [式中、R1、R2は、それぞれ独立に、水素原子、アルキル基、アルコキシ基又はハロゲン原子を示す。]
    で表される芳香族ジイシソアネート及び
    (d)(b)成分及び(c)成分以外の芳香族ポリイソシアネート
    を塩基性極性溶媒中で反応させて得られることを特徴とするポリアミドイミド樹脂系耐熱性樹脂組成物。
  2. 反応に用いられる(a)成分、(b)成分、(c)成分及び(d)成分の量が、(b)成分と(c)成分及び(d)成分との配合割合{(b)/[(c)+(d)]}が当量比で0.01/0.99〜0.99/0.01であり、また(c)成分と(b)成分及び(d)成分との配合割合{(c)/[(b)+(d)]}が当量比で0.1/0.9〜0.9/0.1となる量である請求項1記載のポリアミドイミド樹脂系耐熱性樹脂組成物。
  3. 反応に用いられる全イソシアネート成分と全ポリカルボン酸成分との配合割合{[(b)+(c)+(d)]/(a)}が当量比で0.8〜1.4であり、数平均分子量が10000〜50000である請求項1又は2記載のポリアミドイミド樹脂系耐熱性樹脂組成物。
  4. ポリアミドイミド樹脂系耐熱性樹脂組成物を塗布及び加熱して成形された塗膜の引裂強度が4N/mm以上であって、かつ引張伸び率が60%以上であることを特徴とする請求項1〜3いずれかに記載のポリアミドイミド樹脂系耐熱性樹脂組成物。
  5. 請求項1〜4いずれかに記載のポリアミドイミド樹脂系耐熱性樹脂組成物を用いて成形されたシームレス管状体。
  6. 請求項1〜4いずれかに記載のポリアミドイミド樹脂系耐熱樹脂組成物を塗布及び加熱して成形された塗膜。
  7. 請求項1〜4いずれかに記載のポリアミドイミド樹脂系耐熱樹脂組成物を表面に塗布及び加熱して成形された塗膜を有する塗膜板。
  8. 請求項1〜4いずれかに記載のポリアミドイミド樹脂系耐熱性樹脂組成物及び有機溶媒を含有する耐熱性塗料。
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