JP2779650B2 - ポリアミドイミド樹脂 - Google Patents

ポリアミドイミド樹脂

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  • Polymers With Sulfur, Phosphorus Or Metals In The Main Chain (AREA)
  • Macromolecular Compounds Obtained By Forming Nitrogen-Containing Linkages In General (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、高温で使用するフィルム、電線被覆、接着
剤、塗料、積層品等の用途に非常に有用である、新規な
ポリアミドイミド樹脂に関する。
〈従来の技術〉 ポリイミド樹脂、ボリアミド樹脂は、耐熱性をはじめ
とする優れた特性を生かして、非常に多くの分野で使用
されている。又、一方ではこれらの特性を生かしつつ、
その汎用性を広げるために、ポリアミドイミド樹脂、ポ
リエステルイミド樹脂、ポリエーテルイミド樹脂等の開
発が広く進められている。
〈発明が解決しようとする問題点〉 しかし、現在汎用されているポリイミド樹脂、ポリア
ミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂等は、耐熱性は良好で
あるが、成形性等に難点がある。そこで、これらの長
所、短所のバランスをとるために他の反応性樹脂等とポ
リイミド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂
等との複合化が検討されているが、まだ不十分な状況で
ある。その主な障害は、これらポリイミド樹脂、ポリア
ミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂の溶媒溶解性が不十分
であること、および、これらポリイミド樹脂、ポリアミ
ド樹脂、ポリアミドイミド樹脂と他の反応性樹脂とが所
望の組成で均一に混合しないこと、そのため期待する特
性が発現しないことにあった。
したがって、本発明の目的は、有機溶媒に溶解可能
で、他の反応性樹脂に対する反応性活性点を持ち、他の
反応性樹脂と複合化可能なポリアミドイミド樹脂を提供
することにある。
〈問題を解決するための手段〉 本発明は、一般式(I) (式中Zは、直接結合、−O−、C=O、−CH2−、−
S−、−SO−、又は−SO2−を意味し、R1、R2は水素原
子、メチル基、ハロゲン原子、ニトリル基、水酸基を意
味する。)で表される繰り返し単位からなることを特徴
とするポリアミドイミド樹脂である。なお、上記のZの
説明としての直接結合とは、Zの位置に結合基が存在す
ることなくベンゼン環同志が直接結合していることを意
味するものである。
一般式(I)のポリアミドイミド樹脂は、一般式(II
I) (式中の記号は前記の意味を有する)で表わされる化合
物を主成分とするジアミン化合物とトリメリット酸、無
水トリメリット酸又はそれらの反応性誘導体とを重合反
応させることにより製造できる。
一般式(III)の化合物としては、例えば下記の化合
物があげられる。N,N′−ビス〔4−(4−アミノフェ
ノキシ)フェニル〕−5−ヒドロキシイソフタルアミ
ド、N,N′−ビス〔4−(4−アミノフェニルスルフィ
ニル)フェニル〕−5−ヒドロキシイソフタルアミド、
N,N′−ビス〔4−(4−アミノフェニルスルフェニ
ル)フェニル〕−5−ヒドロキシイソフタルアミド、N,
N′−ビス〔4−(4−アミノフェニルスルホニル)フ
ェニル〕−5−ヒドロキシイソフタルアミド、N,N′−
ビス〔4−(4−アミノフェニル)フェニル〕−5−ヒ
ドロキシイソフタルアミド、N,N′−ビス〔4−(4−
アミノベンゾイル)フェニル〕−5−ヒドロキシイソフ
タルアミド、N,N′−ビス〔4−(4−アミノベンジ
ル)フェニル〕−5−ヒドロキシイソフタルアミド、N,
N′−ビス〔3−(3−アミノフェノキシ)フェニル〕
−5−ヒドロキシイソフタルアミド、N,N′−ビス〔3
−(3−アミノフェニルスルフィニル)フェニル〕−5
−ヒドロキシイソフタルアミド、N,N′−ビス〔3−
(3−アミノフェニルスルフェニル)フェニル〕−5−
ヒドロキシイソフタルアミド、N,N′−ビス〔3−(3
−アミノフェニルスルホニル)フェニル〕−5−ヒドロ
キシイソフタルアミド、N,N′−ビス〔3−(3−アミ
ノフェニル)フェニル〕−5−ヒドロキシイソフタルア
ミド、N,N′−ビス〔3−(3−アミノベンゾイル)フ
ェニル〕−5−ヒドロキシイソフタルアミド、N,N′−
ビス〔3−(3−アミノベンジル)フェニル〕−5−ヒ
ドロキシイソフタルアミド、N,N′−ビス〔4−(4−
アミノフェノキシ)フェニル〕−4−ヒドロキシイソフ
タルアミド、N,N′−ビス〔4−(4−アミノフェニル
スルフィニル)フェニル〕−4−ヒドロキシイソフタル
アミド、N,N′−ビス〔4−(4−アミノフェニルスル
フェニル)フェニル〕−4−ヒドロキシイソフタルアミ
ド、N,N′−ビス〔4−(4−アミノフェニルスルホニ
ル)フェニル〕−4−ヒドロキシイソフタルアミド、N,
N′−ビス〔4−(4−アミノフェニル)フェニル〕−
4−ヒドロキシイソフタルアミド、N,N′−ビス〔4−
(4−アミノベンゾイル)フェニル〕−4−ヒドロキシ
イソフタルアミド、N,N′−ビス〔4−(4−アミノベ
ンジル)フェニル〕−4−ヒドロキシイソフタルアミ
ド、N,N′−ビス〔4−(4−アミノフェノキシ)フェ
ニル〕−2−ヒドロキシテレフタルアミド、N,N′−ビ
ス〔4−(4−アミノフェニルスルフィニル)フェニ
ル〕−2−ヒドロキシテレフタルアミド、N,N′−ビス
〔4−(4−アミノフェニルスルフェニル)フェニル〕
−2−ヒドロキシテレフタルアミド、N,N′−ビス〔4
−(4−アミノフェニルスルホニル)フェニル〕−2−
ヒドロキシテレフタルアミド、N,N′−ビス〔4−(4
−アミノフェニル)フェニル〕−2−ヒドロキシテレフ
タルアミド、N,N′−ビス〔4−(4−アミノベンゾイ
ル)フェニル〕−2−ヒドロキシテレフタルアミド、N,
N′−ビス〔4−(4−アミノベンジル)フェニル〕−
2−ヒドロキシテレフタルアミド等。
ポリアミドイミド樹脂は、例えば無水トリメリット酸
と一般式(III)のジアミンから、公知のイミド化反応
により、一般式(IV) (式中の記号は前記の意味を有する)で表わされるイミ
ドジカルボン酸を合成し、この化合物(IV)を一般式
(III)のジアミンと反応させることにより製造でき
る。
必要に応じて、一般式(IV)のイミドジカルボン酸の
代りに該イミドジカルボン酸のアルキルエステル、アリ
ールエステル、酸ハロゲン化物等のアミド形成誘導体
を、また一般式(III)のジアミンのかわりにそのN,N′
−ジアシルジアミノ誘導体等のアミド形成誘導体を使用
してもよい。
本発明に用いられる一般式(IV)のイミドジカルボン
酸は、公知のイミド化反応により容易に製造することが
できる。すなわち、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−2−ピロリドン、
N−メチルカプロラクタム、ジメチルスルホキシド、テ
トラメチル尿素、ピリジン、ジメチルスルホン、ヘキサ
メチルリン酸トリアミド等の不活性極性有機溶媒中で、
無水トリメリット酸1当量に対し前記ジアミンを0.4〜
0.6当量配合し、−20〜300℃の範囲で、好ましくは0〜
60℃の範囲で十分ないし数日間反応させ、アミック酸を
生成して、更にイミド化することにより製造することが
好ましい。
イミド化の方法としては、加熱により脱水閉環する方
法と脱水閉環触媒を用いて化学的に閉環する方法があげ
られる。
加熱により脱水閉環させる場合、反応温度は、150〜4
00℃、好ましくは180〜350℃であり、時間は、30秒ない
し10時間好ましくは5分〜5時間である。
また、脱水閉環触媒を用いる場合、反応温度は、0〜
180℃、好ましくは10〜80℃であり、反応時間は、数十
分ないし数日間好ましくは2時間〜12時間である。脱水
閉環触媒としては、酢酸、プロピオン酸、酪酸、安息香
酸等の酸無水物が用いられ、環化反応を促進する化合物
としてピリジン等を併用することが好ましい。脱水閉環
触媒の使用量は、ジアミンの総量に対して200モル%以
上好ましくは300〜1000モル%である。また、環化反応
を促進する化合物の使用量は、ジアミンの総量に対して
150〜500モル%が好ましい。
本発明のポリアミドイミド樹脂を形成するための一般
式(IV)のイミドカルボン酸を主成分とするジカルボン
酸成分と一般式(III)のジアミンを主成分とするジア
ミン成分の重縮合反応は、前記カルボン酸成分1当量に
対し前記ジアミン成分を1当量配合し、縮合剤を加え、
溶媒中で行なうことが好ましい。
溶媒としては、トルエン、ベンゼン、クロロベンゼ
ン、ジクロロベンゼン、アセトニトリル、ピリジン、テ
トライドロフラン、無水酢酸、ジクロロメタン、ヘキサ
ン、シクロヘキサン、ジメチルホルムアミド、ジメチル
アセトアミド、ジメチルスルホキシド、N−メチル−2
−ピロリドン、ヘキサメチルリン酸トリアミド等が用い
られる。
必要に応じて、プロトン性溶媒の溶媒和力を増加させ
るために、また、副反応を抑制するために、塩化リチウ
ム、塩化カルシウムに代表される無機塩類を反応系に添
加することもできる。
縮合剤としては、亜リン酸トリフェニル、亜リン酸ジ
フェニル、亜リン酸トリ−o−トリル、亜リン酸ジ−o
−トリル、亜リン酸トリ−m−トリル、亜リン酸ジ−m
−トリル、亜リン酸トリ−p−トリル、亜リン酸ジ−p
−トリル、亜リン酸ジ−o−クロロフェニル、亜リン酸
トリ−p−クロフェニル、亜リン酸ジ−p−クロロフェ
ニル、ジシクロヘキシルカルボジイミド、リン酸トリフ
ェニル、ホスホン酸ジフェニル等が用いられる。
反応温度は、60〜150℃の範囲が好ましい。
反応は通常、数分ないし24時間で終了する。
場合によっては、反応溶液を高温に加熱したり、ある
いは、生成する水を除去して、平衡を生成系にずらす反
応条件としてもよい。
得られるポリアミドイミド樹脂は、固有粘度(N−メ
チル−2−ピロリドン中、0.5g/dl濃度、30℃)が0.1〜
0.5dl/g好ましくは0.2〜1.5dl/gである。
〈実施例〉 実施例1 N,N′−ビス〔4−(4−アミノフェノキシ)フェニ
ル〕−5−ヒドロキシイソフタルアミド27.3g(50ミリ
モル)と無水トリメリット酸32g(100ミリモル)をN−
メチル−2−ピロリドン50mlに溶解し、窒素雰囲気下、
室温で6時間反応させて、ポリアミック酸溶液を得た。
このポリアミック酸溶液を200℃で2時間加熱し、脱水
環化反応を行なった。放冷後、該反応混合溶液にN,N′
−ビス〔4−(4−アミノフェノキシ)フェニル〕−5
−ヒドロキシイソフタルアミド27.3g(50ミリモル)、
ピリジン25ml、亜リン酸トリフェニル31g(100ミリモ
ル)、塩化リチウム5g(125ミリモル)を順次加え、100
℃で6時間撹拌した。放冷後、重合体溶液を、大量のメ
タノール中に注ぎ入れた。析出した固体を濾別し、濾過
物を熱メタノールを用いて洗浄、乾燥し、固有粘度0.59
dl/g(N−メチル−2−ピロリドン中、0.5g/dl濃度、3
0℃)のポリアミドイミド樹脂を得た。
赤外線スペクトル分析により3225cm-1にフェノール性
水酸基の吸収が見られ、1777cm-1および1720cm-1にイミ
ド結合による吸収がみられ、1668cm-1にアミド結合によ
るカルボニル基の吸収が認められた。これらの結果よ
り、このものは後記に示す繰り返し単位からなるポリア
ミドイミド樹脂であることが確認された。
実施例2 実施例1において使用するN,N′−ビス〔4−(4−
アミノフェノキシ)フェニル〕−5−ヒドロキシイソフ
タルアミドをN,N′−ビス〔4−(4−アミノフェニル
スルフェニル)フェニル〕−5−ヒドロキシイソフタル
アミドに変えたこと以外は実施例1と同様に操作して後
記に示す繰り返し単位を有する固有粘度0.62dl/g(N−
メチル−2−ピロリドン中、0.5g/dl濃度、30℃)のポ
リアミドイミド樹脂を得た。
実施例3 実施例1において使用するN,N′−ビス〔4−(4−
アミノフェノキシ)フェニル〕−5−ヒドロキシイソフ
タルアミドをN,N′−ビス〔4−(4−アミノフェニル
スルフィニル)フェニル〕−5−ヒドロキシイソフタル
アミドに変えたこと以外は実施例1と同様に操作して後
記に示す繰り返し単位を有する固有粘度0.61dl/g(N−
メチル−2−ピロリドン中、0.5g/dl濃度、30℃)のポ
リアミドイミド樹脂を得た。
実施例4 実施例1において使用するN,N′−ビス〔4−(4−
アミノフェノキシ)フェニル〕−5−ヒドロキシイソフ
タルアミドをN,N′−ビス〔4−(4−アミノフェニル
スルホニル)フェニル〕−5−ヒドロキシイソフタルア
ミドに変えたこと以外は実施例1と同様に操作して後記
に示す繰り返し単位を有する固有粘度0.54dl/g(N−メ
チル−2−ピロリドン中、0.5g/dl濃度、30℃)のポリ
アミドイミド樹脂を得た。
実施例5 実施例1において使用するN,N′−ビス〔4−(4−
アミノフェノキシ)フェニル〕−5−ヒドロキシイソフ
タルアミドをN,N′−ビス〔3−(4−アミノフェノキ
シ)−4−メチルフェニル〕−5−ヒドロキシイソフタ
ルアミドに変えたこと以外は実施例1と同様に操作して
後記に示す繰り返し単位を有する固有粘度0.59dl/g(N
−メチル−2−ピロリドン中、0.5g/dl濃度、30℃)の
ポリアミドイミド樹脂を得た。
実施例6 実施例1において使用するN,N′−ビス〔4−(4−
アミノフェノキシ)フェニル〕−5−ヒドロキシイソフ
タルアミドをN,N′−ビス〔4−(3−アミノ−6−メ
チルフェノキシ)フェニル〕−5−ヒドロキシイソフタ
ルアミドに変えたこと以外は実施例1と同様に操作して
後記に示す繰り返し単位を有する固有粘度0.49dl/g(N
−メチル−2−ピロリドン中、0.5g/dl濃度、30℃)の
ポリアミドイミド樹脂を得た。
実施例7 実施例1において使用するN,N′−ビス〔4−(4−
アミノフェノキシ)フェニル〕−5−ヒドロキシイソフ
タルアミドをN,N′−ビス〔3−(3−アミノ−6−メ
チルフェノキシ)−6−メチルフェニル〕−5−ヒドロ
キシイソフタルアミドに変えたこと以外は実施例1と同
様に操作して後記に示す繰り返し単位を有する固有粘度
0.53dl/g(N−メチル−2−ピロリドン中、0.5g/dl濃
度、30℃)のポリアミドイミド樹脂を得た。
実施例1〜7で得られたポリアミドイミド樹脂は次に
示す繰り返し単位を有することが確認された。
〈発明の効果〉 本発明で得られたポリアミドイミド樹脂は、耐熱性、
溶媒可溶性に優れ、他の反応性樹脂との複合化が可能な
ものである。
本発明のポリアミドイミド樹脂は、高温で使用するフ
ィルム、電線被覆、接着剤、塗料、積層品等の素材とし
て有用である。

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】一般式(I) (式中Zは、直接結合、−O−、C=O、−CH2−、−
    S−、−SO−、又は−SO2−を意味し、R1、R2は水素原
    子、メチル基、ハロゲン原子、ニトリル基、水酸基を意
    味する。)で表される繰り返し単位からなることを特徴
    とするポリアミドイミド樹脂。
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