JP2007146141A - ポリアミドイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂組成物、塗料、摺動部用塗料及び摺動部用塗膜 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】縮合多環式芳香族構造及び非縮合多環式芳香族構造からなる群より選ばれた少なくとも1種の構造を含有するポリアミドイミド樹脂組成物及びこれを塗膜成分としてなる塗料を用いることにより、冷媒の変更に伴う摺動部の更なる高荷重化に対応可能であり、常温において高強度性を有するとともに、かつ高温雰囲気下においても高強度性を維持することができる。
【選択図】なし
Description
(1)一般式(I)で表される縮合多環式芳香族構造からなる群より選ばれた少なくとも1種の縮合多環式芳香族構造、又は、一般式(I)で表される縮合多環式芳香族構造からなる群より選ばれた少なくとも1種の縮合多環式芳香族構造と一般式(II)で表される非縮合多環式芳香族構造からなる群より選ばれた少なくとも1種の非縮合多環式芳香族構造とを含有することを特徴とするポリアミドイミド樹脂。
(3)ナフタレンジイソシアネート、ナフタレンジカルボン酸、ジヒドロキシナフタレン、ナフタレンジスルホン酸及びそれらの誘導体よりなる群から選ばれた少なくとも1種のモノマを共重合成分の1種として合成されたものであることを特徴とする(1)又は(2)に記載のポリアミドイミド樹脂。
(6)(a1)ジイソシアネート及び/又は(a2)ジアミンからなる(A)成分と、(b1)トリカルボン酸無水物又は(b3)ジカルボン酸、芳香族ジオール化合物若しくは芳香族ジスルホン酸及びテトラカルボン酸二無水物を必須成分とする(B)酸成分とを重合させて得られ、(A)成分が(A)成分の総量中、ナフタレンジイソシアネート及び/又はジアミノナフタレンを合計で5〜100重量%含有するものである(1)又は(2)に記載のポリアミドイミド樹脂。
(8)ポリアミドイミド樹脂をフィルム状に成形して硬化させ、引張り速度5mm/分、温度23±2℃で測定したときの引張り強度が110MPa以上であり、かつ引張り弾性率が2.6GPa以上である(1)〜(7)いずれかに記載のポリアミドイミド樹脂。
(10)(1)〜(9)いずれかに記載のポリアミドイミド樹脂100重量部及び硬化剤1〜100重量部を含有することを特徴とするポリアミドイミド樹脂組成物。
(12)硬化剤が多官能型エポキシ化合物である(11)に記載のポリアミドイミド樹脂組成物。
(16)(10)〜(14)いずれかに記載のポリアミドイミド樹脂組成物を塗膜成分として含有する塗料。
(18)(10)〜(14)いずれかに記載のポリアミドイミド樹脂組成物を塗膜成分として含有する摺動部用塗料。
(20)固体潤滑剤が硫化物、フッ素化合物又は黒鉛から選ばれる少なくとも1種を含有してなる(19)に記載の摺動部用塗料。
(21)硫化物が、二硫化モリブデン及び/又は二硫化タングステンである(20)に記載の摺動部用塗料。
(23)(17)〜(22)いずれかに記載の摺動部用塗料から形成された摺動部用塗膜。
(A)成分の(a1)ジイソシアネート及び(a2)ジアミンとしては、例えば、下記の一般式で表される縮合多環式芳香族ジイソシアネート、縮合多環式芳香族ジアミン、非縮合多環式芳香族ジイソシアネート、非縮合多環式芳香族ジアミンが挙げられる。
まず、イソシアネート成分としては、上記一般式で表されるナフタレンジイソシアネート、トリジンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート等や、更に、フェニレンジイソシアネート、トリレンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート等が挙げられる。
なお、ポリアミドイミド樹脂の数平均分子量は、樹脂合成時にサンプリングして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上記範囲に管理される。
多官能型エポキシ化合物の使用量は、ポリアミドイミド樹脂100重量部に対して1〜100重量部とすることが好ましく、3〜50重量部とすることがより好ましい。エポキシ化合物の量が1重量部未満であると重合反応及び架橋反応の促進効果が十分に得られなくなる傾向があり、100重量部を超えると得られる塗膜の耐熱性が低下し高温雰囲気下において強度が低下し易くなる傾向がある。
また、本発明の摺動部用塗料には、必要に応じて耐摩耗材を配合してもよい。耐摩耗材としては、窒化珪素、炭化珪素、窒化ホウ素、アルミナ、シリカ、珪酸ガラス、ダイヤモンド等が挙げられ、これらも微粉末として用いることが好ましい。
実施例1
イソシアネート成分として1,5−ナフタレンジイソシアネート0.8モル及び4,4′−ジフェニルメタンジイソシアネート0.2モル、酸成分として2,6−ナフタレンジカルボン酸0.2モル、ビフェニル−3,4,3′,4′−テトラカルボン酸二無水物0.1モル及び無水トリメリット酸0.7モル、合成溶媒としてN−メチル−2−ピロリドン(N−メチル−2−ピロリドンの使用量はイソシアネート成分及び酸成分の総量100重量部に対して150重量部とした)を、温度計、冷却管を備えたフラスコに入れ、乾燥させた窒素気流中で攪拌しながら約2時間かけて徐々に昇温して130℃まで上げた。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130℃を保持し、このまま約8時間加熱を続けた後反応を停止させ、ポリアミドイミド樹脂溶液を得た。ポリアミドイミド樹脂の数平均分子量は、20,000であった。
イソシアネート成分として1,5−ナフタレンジイソシアネート0.5モル及びo−トリジンジイソシアネート0.5モル、酸成分として2,6−ナフタレンジカルボン酸0.2モル、1,4−ナフタレンジカルボン酸0.1モル、ビフェニル−3,4,3′,4′−テトラカルボン酸二無水物0.1モル及び無水トリメリット酸0.6モル、合成溶媒としてN−メチル−2−ピロリドン(N−メチル−2−ピロリドンの使用量はイソシアネート成分及び酸成分の総量100重量部に対して150重量部とした)を、温度計、冷却管を備えたフラスコに入れ、乾燥させた窒素気流中で攪拌しながら約2時間かけて徐々に昇温して130℃まで上げた。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130℃を保持し、このまま約6時間加熱を続けた後反応を停止させ、ポリアミドイミド樹脂溶液を得た。ポリアミドイミド樹脂の数平均分子量は、23,000であった。
イソシアネート成分として1,5−ナフタレンジイソシアネート1.0モル、酸成分としてビフェニル−3,4,3′,4′−テトラカルボン酸二無水物0.2モル及び無水トリメリット酸0.8モル、合成溶媒としてN−メチル−2−ピロリドン(N−メチル−2−ピロリドンの使用量はイソシアネート成分及び酸成分の総量100重量部に対して150重量部とした)を、温度計、冷却管を備えたフラスコに入れ、乾燥させた窒素気流中で攪拌しながら約2時間かけて徐々に昇温して130℃まで上げた。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130℃を保持し、このまま約7時間加熱を続けた後反応を停止させ、ポリアミドイミド樹脂溶液を得た。ポリアミドイミド樹脂の数平均分子量は、21,000であった。
イソシアネート成分として1,5−ナフタレンジイソシアネート0.8モル及び4,4′−ジフェニルメタンジイソシアネート0.2モル、酸成分として無水トリメリット酸1.0モル、合成溶媒としてN−メチル−2−ピロリドン(N−メチル−2−ピロリドンの使用量はイソシアネート成分及び酸成分の総量100重量部に対して150重量部とした)を、温度計、冷却管を備えたフラスコに入れ、乾燥させた窒素気流中で攪拌しながら約2時間かけて徐々に昇温して130℃まで上げた。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130℃を保持し、このまま約7時間加熱を続けた後反応を停止させ、ポリアミドイミド樹脂溶液を得た。ポリアミドイミド樹脂の数平均分子量は、25,000であった。
このポリアミドイミド樹脂溶液にビスフェノールA型エポキシ化合物(ジャパンエポキシレジン株式会社製、商品名エピコート828)を添加(ビスフェノールA型エポキシ樹脂の使用量はポリアミドイミド樹脂の100重量部に対して10重量部とした。)し、ポリアミドイミド樹脂組成物溶液を得た。
イソシアネート成分として1,5−ナフタレンジイソシアネート0.6モル及び4,4′−ジフェニルメタンジイソシアネート0.1モル及びトリレンジイソシアネート0.3モル、酸成分として無水トリメリット酸0.9モル及び無水ピロメリット酸0.1モル、合成溶媒としてN−メチル−2−ピロリドン(N−メチル−2−ピロリドンの使用量はイソシアネート成分及び酸成分の総量100重量部に対して200重量部とした)を、温度計、冷却管を備えたフラスコに入れ、乾燥させた窒素気流中で攪拌しながら約2時間かけて徐々に昇温して130℃まで上げた。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130℃を保持し、このまま約5時間加熱を続けた後反応を停止させ、ポリアミドイミド樹脂溶液を得た。ポリアミドイミド樹脂の数平均分子量は、36,000であった。
イソシアネート成分として1,5−ナフタレンジイソシアネート0.8モル及び4,4′−ジフェニルメタンジイソシアネート0.2モル、酸成分として無水トリメリット酸0.9モル及びセバシン酸0.1モル、合成溶媒としてN−メチル−2−ピロリドン(N−メチル−2−ピロリドンの使用量はイソシアネート成分及び酸成分の総量100重量部に対して200重量部とした)を、温度計、冷却管を備えたフラスコに入れ、乾燥させた窒素気流中で攪拌しながら約2時間かけて徐々に昇温して140℃まで上げた。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140℃を保持し、このまま約10時間加熱を続けた後反応を停止させ、ポリアミドイミド樹脂溶液を得た。ポリアミドイミド樹脂の数平均分子量は、30,000であった。
イソシアネート成分として1,5−ナフタレンジイソシアネート0.8モル及び4,4′−ジフェニルメタンジイソシアネート0.2モル、酸成分として無水トリメリット酸0.8モル及びイソフタル酸0.2モル、合成溶媒としてN−メチル−2−ピロリドン(N−メチル−2−ピロリドンの使用量はイソシアネート成分及び酸成分の総量100重量部に対して230重量部とした)を、温度計、冷却管を備えたフラスコに入れ、乾燥させた窒素気流中で攪拌しながら約2時間かけて徐々に昇温して140℃まで上げた。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140℃を保持し、このまま約7時間加熱を続けた後反応を停止させ、ポリアミドイミド樹脂溶液を得た。ポリアミドイミド樹脂の数平均分子量は、41,000であった。
イソシアネート成分として1,5−ナフタレンジイソシアネート0.1モル及びo−トリジンジイソシアネート0.8モル及び4,4′−ジフェニルメタンジイソシアネート0.1モル、酸成分として無水トリメリット酸0.8モル及びイソフタル酸0.2モル、合成溶媒としてN−メチル−2−ピロリドン(N−メチル−2−ピロリドンの使用量はイソシアネート成分及び酸成分の総量100重量部に対して230重量部とした)を、温度計、冷却管を備えたフラスコに入れ、乾燥させた窒素気流中で攪拌しながら約2時間かけて徐々に昇温して120℃まで上げた。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120℃を保持し、このまま約7時間加熱を続けた後反応を停止させ、ポリアミドイミド樹脂溶液を得た。ポリアミドイミド樹脂の数平均分子量は、44,000であった。
イソシアネート成分として1,5−ナフタレンジイソシアネート0.5モル及びo−トリジンジイソシアネート0.3モル及び4,4′−ジフェニルメタンジイソシアネート0.2モル、酸成分として2,6−ナフタレンジカルボン酸0.1モル、ビフェニル−3,3′,4,4′−テトラカルボン酸二無水物0.1モル及び無水トリメリット酸0.8モル、合成溶媒としてN−メチル−2−ピロリドン(N−メチル−2−ピロリドンの使用量はイソシアネート成分及び酸成分の総量100重量部に対して400重量部とした)を、温度計、冷却管を備えたフラスコに入れ、乾燥させた窒素気流中で攪拌しながら約2時間かけて徐々に昇温して140℃まで上げた。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140℃を保持し、このまま約8時間加熱を続けた後反応を停止させ、ポリアミドイミド樹脂溶液を得た。ポリアミドイミド樹脂の数平均分子量は、26,000であった。
このポリアミドイミド樹脂溶液にビスフェノールA型エポキシ樹脂(ジャパンエポキシレジン株式会社製、商品名エピコート828)を添加(ビスフェノールA型エポキシ樹脂の使用量はポリアミドイミド樹脂の100重量部に対して8重量部とした。)し、ポリアミドイミド樹脂組成物溶液を得た。
イソシアネート成分として4,4′−ジフェニルメタンジイソシアネート1.0モル、酸成分として無水トリメリット酸1.0モル、合成溶媒としてN−メチル−2−ピロリドン(N−メチル−2−ピロリドンの使用量はイソシアネート成分及び酸成分の総量100重量部に対して150重量部とした)を、温度計、冷却管を備えたフラスコに入れ、乾燥させた窒素気流中で攪拌しながら約2時間かけて徐々に昇温して130℃まで上げた。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130℃を保持し、このまま約8時間加熱を続けた後反応を停止させ、ポリアミドイミド樹脂溶液を得た。ポリアミドイミド樹脂の数平均分子量は、48,000であった。
実施例1〜9及び比較例1で得たポリアミドイミド樹脂溶液又はポリアミドイミド樹脂組成物溶液からそれぞれポリアミドイミドフィルムを作製し、前記の表1に記載の条件(試験条件1)及び表2に記載の条件(試験条件2)において、機械的特性を測定した。それぞれの測定条件における引張り強度及び引張り弾性率を表3に示す。
Claims (23)
- 更に、三価の単環式芳香族構造を含有する請求項1記載のポリアミドイミド樹脂。
- ナフタレンジイソシアネート、ナフタレンジカルボン酸、ジヒドロキシナフタレン、ナフタレンジスルホン酸及びそれらの誘導体よりなる群から選ばれた少なくとも1種のモノマを共重合成分の1種として合成されたものであることを特徴とする請求項1又は2記載のポリアミドイミド樹脂。
- (a1)ジイソシアネート及び/又は(a2)ジアミンからなる(A)成分と、(b1)トリカルボン酸無水物又は(b2)ジカルボン酸及びテトラカルボン酸二無水物を必須成分とする(B)酸成分とを重合させて得られ、(A)成分が(A)成分の総量中、ナフタレンジイソシアネート及び/又はジアミノナフタレンを合計で5〜100重量%含有するものである請求項1又は2記載のポリアミドイミド樹脂。
- (A)成分が、(a1)ジイソシアネート成分からなり、ナフタレンジイソシアネートを5〜100重量%含有するものである請求項4記載のポリアミドイミド樹脂。
- (a1)ジイソシアネート及び/又は(a2)ジアミンからなる(A)成分と、(b1)トリカルボン酸無水物又は(b3)ジカルボン酸、芳香族ジオール化合物若しくはジスルホン酸及びテトラカルボン酸二無水物を必須成分とする(B)酸成分とを重合させて得られ、(A)成分が(A)成分の総量中、ナフタレンジイソシアネート及び/又はジアミノナフタレンを合計で5〜100重量%含有するものである請求項1又は2記載のポリアミドイミド樹脂。
- (A)成分が、(a1)ジイソシアネート成分からなり、ナフタレンジイソシアネートを5〜100重量%含有するものである請求項6記載のポリアミドイミド樹脂。
- ポリアミドイミド樹脂をフィルム状に成形して硬化させ、引張り速度5mm/分、温度23±2℃で測定したときの引張り強度が110MPa以上であり、かつ引張り弾性率が2.6GPa以上である請求項1〜7いずれかに記載のポリアミドイミド樹脂。
- ポリアミドイミド樹脂をフィルム状に成形して硬化させ、引張り速度5mm/分、温度150±2℃で測定したときの引張り強度が75MPa以上であり、かつ引張り弾性率が1.9GPa以上である請求項1〜8いずれかに記載のポリアミドイミド樹脂。
- 請求項1〜9いずれかに記載のポリアミドイミド樹脂100重量部及び硬化剤1〜100重量部を含有することを特徴とするポリアミドイミド樹脂組成物。
- 硬化剤が、多官能型エポキシ化合物、イソシアネート化合物、アミン化合物、メラミン化合物又はポリエステル化合物である請求項10記載のポリアミドイミド樹脂組成物。
- 硬化剤が多官能型エポキシ化合物である請求項11記載のポリアミドイミド樹脂組成物。
- ポリアミドイミド樹脂組成物をフィルム状に成形して硬化させ、引張り速度5mm/分、温度23±2℃で測定したときの引張り強度が110MPa以上であり、かつ引張り弾性率が2.6GPa以上である請求項10〜12いずれかに記載のポリアミドイミド樹脂組成物。
- ポリアミドイミド樹脂組成物をフィルム状に成形して硬化させ、引張り速度5mm/分、温度150±2℃で測定したときの引張り強度が75MPa以上であり、かつ引張り弾性率が1.9GPa以上である請求項10〜13いずれかに記載のポリアミドイミド樹脂組成物。
- 請求項1〜9いずれかに記載のポリアミドイミド樹脂を塗膜成分として含有する塗料。
- 請求項10〜14いずれかに記載のポリアミドイミド樹脂組成物を塗膜成分として含有する塗料。
- 請求項1〜9いずれかに記載のポリアミドイミド樹脂を塗膜成分として含有する摺動部用塗料。
- 請求項10〜14いずれかに記載のポリアミドイミド樹脂組成物を塗膜成分として含有する摺動部用塗料。
- さらに固体潤滑剤を含有してなる請求項17又は18記載の摺動部用塗料。
- 固体潤滑剤が硫化物、フッ素化合物又は黒鉛から選ばれる少なくとも1種を含有してなる請求項19記載の摺動部用塗料。
- 硫化物が、二硫化モリブデン及び/又は二硫化タングステンである請求項20記載の摺動部用塗料。
- フッ素化合物が、ポリテトラフルオロエチレン、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体、テトラフルオロエチレン−エチレン共重合体、ポリビニリデンフルオライド及びトリクロロトリフルオロエチレンからなる群から選ばれる少なくとも1種である請求項20記載の摺動部用塗料。
- 請求項17〜22いずれかに記載の摺動部用塗料から形成された摺動部用塗膜。
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