JP2518894B2 - ポリアミドイミド系樹脂組成物 - Google Patents

ポリアミドイミド系樹脂組成物

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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、成形用樹脂組成物に関する。更に詳しくは
耐熱性、耐薬品性などにすぐれ、かつ成形加工性が良好
で、低吸水性のポリアミドイミド系樹脂組成物に関す
る。
〔従来の技術〕
従来からポリアミドイミドはその高耐熱性に加え、力
学的強度、寸法安定性が優れ、難燃性、電気絶縁性など
を併せ持つために、電気電子機器、宇宙航空用機器、輸
送機器などの分野で使用されており、今後共耐熱性が要
求される分野に広く用いられることが期待されている。
従来優れた特性を示すポリアミドイミドが種々開発さ
れている。
しかしながら、耐熱性、力学的特性等にすぐれていて
も溶融粘度が高く、又、長時間シリンダー内で高温に保
たれると溶融粘度が更に増加するなど、成形加工性が難
しいという問題点があった。又吸水率が高く、電気・電
子分野での応用もその使用条件、使用環境に制限があっ
た。
〔発明が解決しようとする問題点〕
本発明の目的は、ポリアミドイミドが本来有する優れ
た特性に加え、さらに加工性および/または低吸水性の
ポリアミドイミド系樹脂組成物を得ることにある。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明者らは、前記問題点を解決するために鋭意研究
を行った結果、芳香族ポリアミドイミドと特定量の新規
ポリイミドとよりなる、ポリアミドイミド系樹脂組成物
が特に前記目的に有効な樹脂組成物であることを見出
し、本発明を完成した。
即ち、本発明は、芳香族ポリアミドイミド100重量部
に対し、 式(I) (式中、Rは から選ばれた少なくとも1種である。) で表される繰り返し単位を有するポリイミド1重量部以
上100重量部未満よりなるポリアミドイミド系樹脂組成
物である。
本発明で使用される芳香族ポリアミドイミドは主鎖の
くり返し単位中にイミドとアミドの結合をもつものであ
り、 下記一般式 (式中、Arは少なくとも1つのベンゼン環を含む3価の
芳香族基、Zは2価の有機基を示す)で表される繰り返
し単位を有する芳香族ポリアミドイミドである。
本発明において特に好ましい芳香族ポリアミドイミド
は、式 および式、 で表される繰り返し単位を有する芳香族ポリアミドイミ
ドである。
これらの芳香族ポリアミドイミドは、例えば米国アモ
コ社よりトーロン(TORLON)の商標名で市販されてい
る。
本発明で芳香族ポリアミドイミドの成形加工性向上お
よび/または低吸水化を達成させることを目的として併
用されるポリイミド樹脂は次式(I) (式中、Rは前と同じ) で表される繰り返し単位を有するポリイミドであり、本
発明者らが先に熱的性質、電気的性質、耐溶剤性にすぐ
れ、かつ成形加工性が良好なポリイミドとして見出した
(特願昭62−076095)ものであり、ジアミン成分として
で表されるエーテルジアミン、すなわち、ビス〔4−
{3−(4−アミノフェノキシ)ベンゾイル}フェニ
ル〕エーテルを使用したものであり、これと一種以上の
テトラカルボン酸二無水物とを反応させて得られるポリ
アミド酸をイミド化して得られる。
この時用いられるテトラカルボン酸二無水物は、式 (式中、Rは前に同じ) で表されるテトラカルボン酸二無水物である。
即ち。使用されるテトラカルボン酸二無水物として
は、エチレンテトラカルボン酸二無水物、ブタンテトラ
カルボン酸二無水物、シクロペンタンテトラカルボン酸
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、2,2′,3,3′
−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、2,2−ビス
(3,4−ジカルボキシフェニル)プロパン二無水物、2,2
−ビス(2,3−ジカルボキシフェニル)プロパン二無水
物、ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)エーテル二無
水物、ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)スルホン二
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、ビス(2,3−ジカルボキシフェニル)メタ
ン二無水物、ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)メタ
ン二無水物、4,4′−(p−フェニレンジオキシ)ジフ
タル酸二無水物、4,4′−(mフェニレンジオキシ)ジ
フタル酸二無水物、2,3,6,7−ナフタレンテトラカルボ
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、1,2,5,6−ナフタレンテトラカルボン酸二無
水物、1,2,3,4−ベンゼ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、2,3,6,
7−アントラセンテトラカルボン酸二無水物、1,2,7,8−
フェナントレンテトラカルボン酸二無水物であり、これ
らテトラカルボン酸二無水物は単独あるいは2種以上混
合して用いられる。
なお、本発明の組成物に用いられるポリイミドは、前
記のエーテルジアミンを原料として用いられるポリイミ
ドであるが、このポリイミドの良好な物性を損なわない
範囲内で他のジアミンを混合使用して得られるポリイミ
ドも本発明の組成物に用いることができる。
混合して用いることのできるジアミンとしては、例え
ばm−フェニレンジアミン、o−フェニレンジアミン、
p−フェニレンジアミン、m−アミノベンジルアミン、
p−アミノベンジルアミン、ビス(3−アミノフェニ
ル)エーテル、(3−アミノフェニル)(4−アミノフ
ェニル)エーテル、ビス(4−アミノフェニル)エーテ
ル、ビス(3−アミノフェニル)スルフィド、(3−ア
ミノフェニル)(4−アミノフェニル)スルフィド、ビ
ス(4−アミノフェニル)スルフィド、ビス(3−アミ
ノフェニル)スルホキシド、(3−アミノフェニル)
(4−アミノフェニル)スルホキシド、ビス(4−アミ
ノフェニル)スルホキシド、ビス(3−アミノフェニ
ル)スルホン、(3−アミノフェニル)(4−アミノフ
ェニル)スルホン、ビス(4−アミノフェニル)スルホ
ン、3,3′−ジアミノベンゾフェノン、3,4′−ジアミノ
ベンゾフェノン、4,4′ジアミノベンゾフェノン、ビス
〔4−(3−アミノフェノキシ)フェニル〕メタン、ビ
ス〔4−(4−アミノフェノキシ)フェニル〕メタン、
1,1−ビス〔4−(3−アミノフェノキシ)フェニル〕
エタン、1,1−ビス〔4−(4−アミノフェノキシ)フ
ェニル〕エタン、1,2−ビス〔4−(3−アミノフェノ
キシ)フェニル〕エタン、1,2−ビス〔4−(4−アミ
ノフェノキシ)フェニル〕エタン、2,2−ビス〔4−
(3−アミノフェノキシ)フェニル〕プロパン、2,2−
ビス〔4−(4−アミノフェノキシ)フェニル〕プロパ
ン、2,2−ビス〔4−(3−アミノフェノキシ)フェニ
ル〕ブタン、2,2−ビス〔4−(4−アミノフェノキ
シ)フェニル〕ブタン、2,2−ビス〔4−(3−アミノ
フェノキシ)フェニル〕−1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオ
ロプロパン、2,2−ビス〔4−(4−アミノフェノキ
シ)フェニル〕−1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロパ
ン、1,3−ビス(3−アミノフェノキシ)ベンゼン、1,3
−ビス(4−アミノフェノキシ)ベンゼン、1,4−ビス
(3−アミノフェノキシ)ベンゼン、1,4−ビス(4−
アミノフェノキシ)ベンゼン、4,4′−ビス(3−アミ
ノフェノキシ)ビフェニル、4,4′−ビス(4−アミノ
フェノキシ)ビフェニル、ビス〔4−(3−アミノフェ
ノキシ)フェニル〕ケトン、ビス〔4−(4−アミノフ
ェノキシ)フェニル〕ケトン、ビス〔4−(3−アミノ
フェノキシ)フェニル〕スルフィド、ビス〔4−(4−
アミノフェノキシ)フェニル〕スルフィド、ビス〔4−
(4−アミノフェノキシ)フェニル〕スルホキシド、ビ
ス〔4−(3−アミノフェノキシ)フェニル〕スルホ
ン、ビス〔4−(4−アミノフェノキシ)フェニル〕ス
ルホン、ビス〔4−(3−アミノフェノキシ)フェニ
ル〕エーテル、ビス〔4−(4−アミノフェノキシ)フ
ェニル〕エーテルなどが挙げられる。
本発明の芳香族ポリアミドイミド/ポリイミド複合樹
脂系において、ポリイミドによる加工性および/または
耐吸水性向上効果は少量でも認められ、その組成割合の
下限は1重量部であるが、好ましくは5重量部以上であ
る。
また、本発明で用いられるポリイミドは、優れた機械
的性質、耐熱性を有するというものの、芳香族ポリアミ
ドイミドに比すと充分なものではなくポリイミドの量を
余り多くすると、ポリアミドイミドの有する優れた機械
的性質、耐熱性を維持できなくなる。そのためポリイミ
ドの組成割合には上限があり、芳香族ポリアミドイミド
100重量部に対し100重量部未満が良い。
本発明による組成物を混合調整するにあたっては、通
常公知の方法により製造できるが、例えば次に示す方法
などは好ましい方法である。
(1)ポリイミド粉末と芳香族ポリアミドイミド粉末を
乳鉢、ヘンシェルミキサー、ドラムブレンダー、タンブ
ラーブレンダー、ボールミルリボンブレンダーなどを利
用して予備混練し粉状とする。
(2)ポリイミド粉末をあらかじめ有機溶媒に溶解ある
いは懸濁させ、この溶液あるいは懸濁液に芳香族ポリア
ミドイミドを添加し、均一に分散または溶解させた後、
溶媒を除去し粉状とする。
(3)本発明のポリイミドの前駆体であるポリアミド酸
の有機溶剤溶液中に、芳香族ポリアミドイミドを溶解ま
たは懸濁させた後、100〜400℃に加熱処理するか、また
は通常用いられるイミド化剤を用いて化学イミド化した
後、溶剤を除去して粉状とする。
このようにして得られた粉状ポリアミドイミド系樹脂
組成物は、そのまま各種成形用途、すなわち射出成形、
圧縮成形、トランスファー成形、押出成形などに用いら
れるが、溶融ブレンドしてから用いるのはさらに好まし
い方法である。ことに前記組成物を混合調整するに当た
り、粉末同志、ペレット同志、あるいは粉末とペレット
を混合溶融するのも簡易で有効な方法である。
溶融ブレンドには通常のゴムまたはプラスチック類を
溶融ブレンドするのに用いられる装置、例えば熱ロー
ル、バンバリーミキサー、ブラベンダー、押出機などを
利用することができる。溶融温度は混合系が溶融可能な
温度以上で、かつ配合系が熱分解し始める温度以下に設
定されるが、その温度は通常280〜420℃、好ましくは30
0〜400℃である。
本発明の樹脂組成物の成形方法としては、均一溶融ブ
レンド体を形成し、かつ生産性の高い成形方法である射
出成形または押出成形が好適であるが、その他のトラン
スファー成形、圧縮成形、焼結成形、押出しフィルム成
形などを適用してもなんらさしつかえない。
なお、本発明の樹脂組成物に対して固体潤滑剤、例え
ば二硫化モリブデン、グラファイト、窒化ホウ素、一酸
化鉛、鉛粉などを一種以上添加することができる。また
補強剤、例えばガラス繊維、炭素繊維、芳香族ポリアミ
ド繊維、炭化ケイ素繊維、チタン酸カリウム繊維、ガラ
スビーズを一種以上添加することもできる。
なお、本発明の樹脂組成物に対して、本発明の目的を
そこなわない範囲で酸化防止剤、熱安定剤、紫外線吸収
剤、難燃剤、難燃助剤、帯電防止剤、滑剤、着色材など
の通常の添加剤を一種以上添加することができる。
〔実施例〕
以下、本発明を合成剤、実施例および比較例によりさ
らに詳細に説明する。
合成例1 かきまぜ機、還流冷却器および窒素導入管を備えた反
応容器に、ビス〔4−{3−(4−アミノフェノキシ)
ベンゾイル}フェニル〕エーテル5.92kg(10モル)と、
N,N′−ジメチルアセトアミド18.8kgを装入し、室温で
窒素雰囲気下にピロメリット酸二無水物2.14kg(9.8モ
ル)を溶液温度の上昇に注意しながら加え、室温で約24
時間かきまぜてポリアミド酸溶液を得た。
このポリアミド酸溶液に、N,N−ジメチルアセトアミ
ド5.37kgを加え、室温、窒素雰囲気下でかきまぜながら
4.08kg(40モル)のトリエチルアミンおよび6.03kg(60
モル)の無水酢酸を滴下した。さらに室温で約24時間か
きまぜた後、この溶液を激しくかきまぜている水250
中に排出した。得られた析出物を濾過し、メタノールで
洗浄した後、150℃で24時間減圧乾燥して7.47kg(収率
約97.0%)の淡黄色ポリイミド粉末を得た。
このポリイミド粉の対数粘度は0.86dl/gであった。こ
こに対数粘度はポリイミド粉末0.5gをp−クロロフェノ
ールとフェノールの混合溶媒(p−クロロフェノール:
フェノール=90:10重量比)100gに加熱溶解し、35℃に
冷却して測定した値である。
また、この粉末のDSC測定によるガラス転移温度は235
℃であった。
合成例2〜6 各種ジアミンと、各種テトラカルボン酸無水物とを組
み合わせ、合成例1と同様に行って、各種ポリイミド粉
末を得た。
表1にポリイミド樹脂合成条件と、生成ポリイミド粉
末の対数粘度を示す。
実施例1〜13 芳香族ポリアミドイミドの粉末であって、市販されて
いるトーロン4203L(TORLON 4230L;米国アモコ社商標)
に合成例1〜5で得られたポリイミド粉末を表2〜3の
ように各種の組成でドライブレンドした後、溶融混練し
ながら押し出す操作を行って均一配合ペレットを得た。
次に、上記で得た均一配合ペレットを射出成形機(ア
ーブルグ社製アーブルグオールラウンドA−220)を用
い、バレル温度380〜400℃、金型温度220℃で射出成形
し、試験片を作成して試験片の物理的、熱的性質を測定
した。
結果を表2〜3に示す。
なお、各表には最低射出成形圧力も併せて記す。
表中、引張強度及び破断伸度はASTM D−638、曲げ強
度及び曲げ弾性率はASTM D−790、アイゾット衝撃値はA
STM D−256、ガラス転移温度はTMA針入法、熱変形温度
はASTM D−648に拠る。
吸水率は80℃の温水浸漬、200時間経過時点での重量
増加率である。
比較例1〜6 本発明の範囲外の組成物を用い、実施例1〜14と同様
の操作で得られた成形物の物理的、熱的性質を測定した
結果を、表2〜3に併せて示す。
〔発明の効果〕
本発明の方法によれば、ポリイミドが本来有する優れ
た特性に加え、著しく良好な成形加工および/または低
吸水性のポリイミド系樹脂組成物が提供される。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山口 彰宏 神奈川県鎌倉市材木座1―13―24 (56)参考文献 特開 平1−279966(JP,A) 特開 昭63−243132(JP,A)

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】式(A) および/または式(B) で表される繰り返し単位を有する芳香族ポリアミドイミ
    ド100重量部に対し、次式(I) (式中、Rは から選ばれた少なくとも1種である)。 で表される繰り返し単位を有するポリイミド1重量部以
    上100重量部未満よりなるポリアミドイミド系樹脂組成
    物。
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