JPH01144462A - 多価フェノールポリシアネートエステルと熱可塑性ポリマーとのブレンド - Google Patents

多価フェノールポリシアネートエステルと熱可塑性ポリマーとのブレンド

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JPH01144462A
JPH01144462A JP63250741A JP25074188A JPH01144462A JP H01144462 A JPH01144462 A JP H01144462A JP 63250741 A JP63250741 A JP 63250741A JP 25074188 A JP25074188 A JP 25074188A JP H01144462 A JPH01144462 A JP H01144462A
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thermoplastic resin
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JP63250741A
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Ei Shinpu Debitsudo
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    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L79/00—Compositions of macromolecular compounds obtained by reactions forming in the main chain of the macromolecule a linkage containing nitrogen with or without oxygen or carbon only, not provided for in groups C08L61/00 - C08L77/00
    • C08L79/04—Polycondensates having nitrogen-containing heterocyclic rings in the main chain; Polyhydrazides; Polyamide acids or similar polyimide precursors
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、多価フェノールのポリシアネートエステルの
技術分野に関する。
［従来の技術］ 多価フェノールのポリシアネートエステルは、米国特許
第３，５５３，２４４号に記載のように、多価フェノー
ルにハロゲン化シアノゲンを反応させることにより得ら
れる。このポリシアネートエステルは、シアネート基の
環状三量体化によりポリシアヌレート綱目構造となるこ
とにより、熱硬化する。
得られた熱硬化樹脂は、多様な産業において多くの用途
に利用されている。しかし、この樹脂の用途を拡大し、
その特性（例、靭性）を改善することを目的として研究
が続けられている。
熱硬化性樹脂の靭性もしくは耐衝撃性を改善するために
合成ゴムを使用することは、十分に確立した技術となっ
ている。熱硬化性樹脂に官能性オリゴマー型エラストマ
ーをブレンドすると、硬化反応中にエラストマーが相分
離し、両相の界面で共有結合する。エラストマーに富む
ドメインのモジュラスが低いため、この構造用複合材マ
トリックスの剛性は、１８０°Ｆ（８２℃）以上では性
能発揮に要求される水準より低下してしまい、特に飽和
湿度条件で試験した場合にその傾向が強い。特にコンピ
ュータ用の電子回路に使用される多層ラミネートにとっ
て重要な特性である寸法安定性も、ゴムによる変性率が
５〜１０％を超えると不十分になる。
米国特許第４，１５７．３６０号および第４，３３４，
０４５号には、高濃度のポリエステルカーボネートをブ
レンドすることにより変性されたポリシアネートエステ
ルが開示されている。このブレンドは、未硬化状態で硬
く、変形しにくい上、ブレンド中に活性硬化触媒を配合
することが難しいため、ゲル化に高温を必要とする。構
造用複合材料および接着フィルムは、通常のモールドも
しくは成形品表面へのレイアンプ（堆積）に要求される
粘着性やドレープ性を有していない、また、硬化したブ
レンドが相分離状態を示すことはほとんどない。
米国特許第４　、０９４　、８５２号には、ポリシアネ
ートエステルと高沸点可塑側とのブレンドが記載されて
いる。開示された可塑剤の中に、分子３１１ｉｏ、ｏｏ
。
以下の炭酸エステルおよびカルボン酸エステルが含まれ
る。硬化させた場合、相分離状態とはならない。
ポリシアネートエステルとアクリロニトリル−ブタジェ
ンコポリマーとのブレンドが、米国特許第３．６４９．
７１４号に開示されている。このブレンドでは、ポリシ
アネートエステルとアクリロニトリル−ブタジェンコポ
リマーのいずれも加熱により硬化する。
英国特許第１　、０５５．５２４号には、ポリシアネー
トエステルをＴｇが１００℃未満の多様なポリマーで変
性できることが記載されている。このようなポリマーの
例には、塩化ビニルのホモポリマーおよびコポリマー、
ポリ塩化ビニリデン、ポリスチレン、スチレン−アクリ
ロニトリルコポリマー、ブタジェン−アクリロニトリル
コポリマー、天然および合成ゴム、エチレン−酢酸ビニ
ルコポリマーなどがある。硬化させた場合、このポリシ
アネートブレンドは、硬質表面を有する高度に架橋した
無色透明の合成樹脂を生ずる。相分離状態の発現につい
てはこの特許には記載がない。
米国特許第４，６３１．３１９号では、ポリシアネート
エステル樹脂をヒドロキシル末端脂肪族および脂環式ポ
リエステル樹脂により変性している。この非芳香族系ポ
リエステルによる変性により得られた組成物は、航空機
構造用複合材料のマトリックスとしての要件を満たすの
に必要な高温湿潤コンデショニング条件下では剛性を保
有していない。
この組成物はまた、１６０〒（７１”Ｃ＞　の水中に１
４日間浸漬または沸騰水中に４８時間浸漬といった長時
間の湿潤コンデシッニング条件下で破壊的加水分解を受
けやすい。
米国特許第４．６６１，５５９号および第４，５６７．
２１６号に記載のように、ポリエポキシド樹脂も熱可塑
性ポリマーによる変性が行われてきた。ポリスルホン、
ポリアリールエーテル、フェノキシ樹脂などがエポキシ
樹脂およびジアミン系硬化剤に配合されている。エポキ
シ樹脂は、このように変性しても、ポリシアヌレートの
持つ２５０℃Ｔｇという特性や低い吸水率を示さない、
エポキシ樹脂は、超音速機用の複合材料や接着剤といっ
た、ある程度以上の高温、感湿性用途には不十分である
。
エポキシ樹脂を基材とする剛性かつ靭性のある熱硬化複
合材料が米国特許第４．６５６．２０７号および第４，
６５６．２０８号に記載されている。これは、エポキシ
樹脂に少なくとも３５重量％の量のオリゴマー性アミン
末端芳香族系樹脂をブレンドしたものである。硬化させ
ると、この芳香族系樹脂は不連続なガラス質相を形成す
る。エポキシ樹脂マトリックスの上述した制限に加えて
、この複合材料は芳香族系樹脂の含装置が高いために、
構造用複合材料および接着剤に求められる粘着性、ドレ
ープ性およびアウトライフ（ｏｕｔ−１ｉｆｅ）特性に
欠けている。
［発明が解決しようとする課題］ 本発明の目的は、上述した従来の組成物の欠点を有しな
い高靭性ポリシアネートエステル樹脂組成物を提供する
ことである。
［課題を解決するための手段］ 本発明は、熱硬化性ポリシアネートエステル樹脂に関す
る。特に、本発明は非晶質芳香族系熱可塑性樹脂をブレ
ンドすることにより靭性を向上させた熱硬化性ポリシア
ネートエステル樹脂組成物に関する。
本発明の熱硬化性組成物は、下記成分（Ａ）および（Ｂ
）のブレンドからなる。
（Ａ）多価フェノールのポリシアネートエステル；（Ｂ
）成分（Ａ）および（Ｂ）の合計重量に基づいて約５〜
２５重量％の量の、最初は前記ブレンド中に可溶である
が、前記ポリシアネートの環状五景体化中に相分離する
非晶質芳香族系熱可塑性樹脂。
硬化後のこの組成物は、クランク・オープニング・モー
ド（ｃｒａｃｋ　ｏｐｅ；Ｆｎｉｎｇ　ｍｏｄｅ）にお
ける歪エネルギー放出速度として定義した破壊靭性特性
が１．５１ｎ−ｌｂ／ｉｎ２を超える。
［作用］ 以下、本発明をさらに詳しく説明する。
本発明で使用する多価フェノールのポリシアネートエス
テルは米国特許第３，５５３．２４４号に記載されてい
るので、詳細はこの米国特許を参照できる。
１分子に２以上のシアネートエステル基を含有するこの
ポリシアネートエステル類は、多価フェノールにハロゲ
ン化シアノゲンを作用させることにより製造される。ハ
ロゲン化シアノゲンの例は、臭化シアノゲン、塩化シア
ノゲンおよびヨウ化シアノゲンであり、塩化シアノゲン
が好ましい。
上記ポリシアネートエステルの製造原料となる多価フェ
ノールの例としては、レゾルシノール、ｐ＋　ｐ’−ジ
ヒドロキシジフェニル、Ｏ＋ｐ’−ジヒドロキシジフェ
ニルメタン、ｐ、　ｐ’−ジヒドロキシジフェニルプロ
パン（慣用名：ビスフェノールＡ）、ｐ、　ｐ’−ジヒ
ドロキシジフェニルスルホン、ｐ、ｐ’−ジヒドロキシ
ジフェニルスルフィド、ｐ、ｐ’−ジヒドロキシジフェ
ニルオキシド、４．４’−メチレンビス（２，６−ジメ
チルフェノール）、４．４’−（ヘキサフルオロイソプ
ロピリデン）ジフェノール、ｐ＋ｐ’＋ｐ”−トリヒド
ロキシトリフェニルホスフェート、ジヒドロキシナフタ
レン、および１分子に２より多いフェノール部分を含有
するノボラック樹脂が挙げられる。好ましいポリシアネ
ートエステルは、２個のフェニル基をつなぐ橋かけ部分
が非対称であるビスフェノール化合物から誘導されたも
のである。このようなビスフェノール化合物の例は、ビ
ス（４−ヒドロキシフェニル）−Ｌｌ　−エタン、ビス
（４−ヒドロキシフェニル−２，２−ブタン）、および
橋かけ部分の置換基１個が芳香族置換基であるビスフェ
ノール化合物である。
２種以上の多価フェノールポリシアネートエステルの混
合物も使用できる。特に好ましいこの種の混合物は、結
晶性ポリシアネートエステル（例、ビスフェノールＡか
ら誘導されたもの）と液状の非晶質ポリシアネートエス
テル〔例、ビス（４−ヒドロキシフェニル）　　−１，
１−エタンから誘導されたもの〕との混合物である。
本発明で使用する熱可塑性樹脂は、好ましくは１５０℃
以上の熱変形温度を示す非晶質の芳香族系熱可塑性ポリ
マーであり、これは最初はポリシアネートエステル成分
に可溶であるが、ポリシアネートエステルの環状三量体
化中に相分離するものである。このような熱可塑性樹脂
の例としては、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、
ポリイミド、ポリエーテルイミド、ボリアリレート、ボ
リアリールホルマールおよびポリアリールエーテル樹脂
がある。
ポリスルホンおよびポリエーテルスルホン樹脂は、にｉ
ｒｋ−Ｏｓｍｅｒ　”Ｅｎｃｙｃｌｏｐｅｄｉａ　ｏｆ
　Ｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ”＋第３版
、１８巻、　ｐ、　６０５−６１０　（１９７８）に記
載されている。これらのポリマーは、ポリマー主鎖にア
リールエーテル結合とアリールスルホン結合の両方を持
っている点で化学的にはポリエーテルスルホンであると
いえる。
ポリイミド樹脂は米国特許第３．８５６．７５２号に記
載されている。このポリイミド樹脂は、非対称性ジアミ
ン（例、フェニルインダンジアミン）を二無水物と反応
させることにより製造される。
ポリエーテルイミド樹脂は、’Ｍｏｄｅｒｎ　Ｐｌａｓ
ｔｉｃｓＥｎｃｙｃｌｏｐｅｄｉａ”、　１９８３−１
９８４．６０巻、　ｋｌＯＡ、　ｐ。
５４−５５および米国特許第４．４３１，７７９号に記
載されている。ポリエーテルイミド樹脂は、芳香族ビス
（エーテル無水物）をジアミンと反応させることにより
得ることができる。
本発明で熱可塑性樹脂として有用なボリアリレート樹脂
は、芳香族ジカルボン酸（例、イソフタル酸とテレフタ
ル酸との混合物）を２価フェノール（例、ビスフェノー
ルＡ）と反応させることにより得られる全芳香族非晶質
ポリエステルである。
ボリアリレート樹脂は、前掲のＭｏｄｅｒｎ　Ｐｌａｓ
ｔｉｃｓＥｎｃｙｃ　１ｏｐｅｄ　ｉａ″、　ｐ、　４
２−４４ならびに米国特許第４゜４１５＋７２１号およ
び第４，４２６．５１１号に記載されている。
ボリアリールホルマール樹脂は、ジハロアルカン（例、
臭化メチレン）をジフェノールもしくはビスフェノール
化合物と反応させるウィリアムソンエーテル合成法によ
り製造される。ポリアリールホルマール樹脂は、Ｊ、　
Ｐｏ１ｙ請、　Ｓｃ＋、、　ＰｏｌｙｍｅｒＬｅｔｔｅ
ｒｓ　Ｅｄｉｔｉｏｎ、　Ｖｏｌ、　２１．　ｐ、　４
４９−５４７　（１９８３）に記載されている。
ポリアリールエーテル樹脂、例えば、ポリフェニレンエ
ーテルもしくはポリフェニレンオキサイド樹脂は、米国
特許第４，４３１，７７９号に記載されている。
好ましい熱可塑性ポリマーは、末端にヒドロキシル基、
アミｙ基、もしくはエポキシ基といったグラフト化可能
なサイトを有し、分子１１　（Ｍｎ）が約１０，０００
〜３０，０００の範囲内であるものである。
本発明の組成物を製造するには、不活性ガス雰囲気下で
、約１００〜２００℃に加熱された溶融ポリシアネート
エステルに、微粒状の熱可塑性ポリマーを添加する。熱
可塑性ポリマーが完全に溶解するまで加熱攪拌を続ける
。得られたブレンドの試料を室温に冷却して（冷却ピル
試験）、冷却時にブレンドが結晶化するか否かを調べる
。結晶化度を低下もしくはゼロにするために、冷却ピル
試験で結晶化を示さなくなるまで約１４０〜１９０℃で
ブレンドの加熱を続ける。周知のように、ポリシアネー
トエステルは、加熱すると部分的に環状三量体化してプ
レポリマーを形成する。一般に、最初に存在したシアネ
ート官能基の約５〜３０％がトリアジン構造に転換した
場合に、粘稠な液体もしくは半固体の物理的状態を保存
しながらブレンドの結晶化度が低下ないしゼロになる。
この非結晶性、すなわち粘稠な液体もしくは半固体の物
理的状態により、強化プレプレグおよび接着フィルムに
粘着性やドレープ性が付与される。好ましい転換率は約
１０〜２０％である。ブレンドの溶融粘度が２５０°Ｆ
（１２１℃）で測定した時に１０，０００　ｃｐｓを超
えないことが重要である。強化プレプレグの製造、ブレ
ンドのフィルム成形およびその後の繊維状強化材の濡れ
は、１０，０００　ｃｐｓ以下の溶融粘度で最も達成し
やすい。
本発明の組成物はまた、適当な溶剤中に熱可塑性ポリマ
ーをポリシアネートエステルと共に溶解させることによ
っても製造しうる０次いで溶剤を減圧蒸留により除去す
る。連続式膜壁蒸発装置の使用が、溶剤留去中の環状三
量体化の進行を最小限にして、溶剤を含存しないホント
メルト加工可能なブレンドの調製に特に有利である。
上記ブレイドを有機溶剤にとかした溶液は、−般に不織
布強化材の含浸に使用される。塩化メチレン、ジクロロ
エチレン、クロロホルム、クロロベンゼン、シクロペン
タノンおよびジメチルホルムアミドのような溶剤が、通
常は熱可塑性ポリマーとポリシアネートエステルの両方
を溶解しよう。
中ないし高揮発性の非ハロゲン化溶剤が、煙道での燃焼
およびプレプレグ中の残留揮発分を最小にするのに好ま
しい。この理由から、シクロペンタノンが特に有用であ
る。
約３５０°Ｆ（１７７℃）より低い硬化温度を使用する
場合には、ゲル化を促進させるために硬化触媒を配合す
る。典型的にはこのゲル化温度は約２００〜３００°Ｆ
（９３〜１４９℃）である。ブレンドの相分離はこのよ
うな温度で効率的に起こる。十分な機械的および熱的特
性を得るためには、シアネート基の少なくとも約８５％
をトリアジン構造に転換させることが通常は必要である
。製造工程での硬化の最高温度が、ポリシアヌレートホ
モポリマーの極限Ｔｇより低温の３５０〜４５０°Ｆ（
１７７〜２３２℃）の範囲内である場合には、硬化触媒
が特に必要である。
本発明ではポリシアネートエステルの硬化を促進する任
意の触媒を使用することができる。このような触媒とし
ては活性水素型触媒と金属配位型触媒とがあり、これら
は米国特許第３，９６２，１８４；４．０２６，９１３
；　４．１１０，３６７；　４，１９５，１３２；　４
，４２９，１１２；４．３３０，６５８；　４．３３０
．６６９；および３，６９４．４１０号に記載されてい
る。活性水素型触媒の例は、アルコール、フェノール、
カルボン酸ならびに第一および第二アミン化合物である
。この種の触媒は、一般にシアネート１当量に対して活
性水素約５〜１００ｍｅｑとなる量で使用される。金属
配位型触媒の例は、配位性金属のカルボキシレートおよ
びキレートである。この種の触媒の使用量は、全樹脂固
形分の重量に基づいて金属として約５〜５００　ｐｐｍ
である。好ましい触媒は、不揮発性ヒドロキシル官能性
液体中に配位性金属のカルボキシレートもしくはキレー
トを溶解させた液状混合物である。このような触媒は、
米国特許第４．６０４，４５２号および第４，６０８，
４３４号に記載されている。特に好ましい触媒は、特願
昭６３−１８６６８５号（特開昭６４−号）に記載の、
アルキル化フェノール中に遷移金属アセチルアセトネー
トをとかした混合物である。
上述したように、本発明の組成物は、多価フェノールポ
リシアネートエステルに、靭性を改善するために熱変形
温度が約１５０℃以上の非晶質芳香族系熱可塑性ポリマ
ー約５〜２５重量％を配合した熱硬化性ブレンドである
。この重量％はポリシアネートエステルと熱可塑性ポリ
マーとの合計重量に基づいた値である。熱可塑性ポリマ
ーは、最初はこのブレンド中に可溶であるが、複合状態
を発現させるためにポリシアネートエステルのゲル化（
環状三量体化）中に相分離するものでなければならない
。相分離を得るためにこのブレンドを約２００〜３５０
°Ｆ（９３〜１７７℃）の範囲内の温度でゲル化させる
。実際的な時間でゲル化を達成するには、活性水素型お
よび金属配位型触媒を配合することが好ましい、ゲル化
完了後、ゲル化組成物を約３５０〜５００°Ｆ（１７７
〜２６０℃）の温度で約３０分間〜８時間硬化させる。
熱硬化相の多い凝集塊と熱可塑相の多い凝集塊との共連
続（ｃｏ−ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ）３次元網目構造から
なり、５μｍ以下のノジュール断面を示す形態（モルホ
ロジー）となった場合に、最大限の靭性向上が得られる 本発明の組成物は、エポキシ樹脂およびビスマレイミド
樹脂により変性することができる。ポリシアネートエス
テルの約５０重量％までをエポキシ樹脂で置換すること
ができ、ポリシアネートエステルの約２０重量％までを
ビスマレイミド樹脂で置換することができる。有用なエ
ポキシ樹脂は、多価フェノールにエピハロヒドリン、好
ましくはエピクロロヒドリンを作用させることにより得
られる多価フェノールのグリシジルエーテルである。
この多価フェノールについては、ポリシアネートエステ
ルの原料として既に説明した。好ましいポリエポキシド
樹脂は、ビスフェノールＡから誘導されたエポキシド当
量が約１８０〜３００のものである。
ビスマレイミド樹脂は無水マレイン酸とジアミンとの反
応生成物であり、米国特許第４．１１０，３６４号に記
載されている。
特定の使用目的に対する組成物を調製する場合、本発明
の組成物にさらに追加成分を配合することもできる。こ
のような成分としては、強化繊維、コロイダルシリカ流
れ改善剤、鉱物質充填材および顔料がある。
［発明の効果］ 本発明の硬化組成物は、下記の物性を示す。
（ａｌｌクラックオープニング・モードでの歪エネルギ
ー放出速度（Ｇ＋ｃ）≧１．５１ｎ−ｌｂ／ｉｎ２、好
ましくは３〜６ｉｎ−ｌｂ／ｉｎ２　； （ｂ）破断点曲げ歪（ＡＳＴＭ　Ｏ７９０）≧５％、好
ましくは≧７％； （Ｃ１熱変形温度（ＨＯＴ）　：乾燥試験≧１７０℃、
湿潤試験（９２℃、相対湿度〉９５％で６４時間１ｉｉ
湿後）≧１５０℃； ｔｄ１弾性率：室温（乾燥）で≧０．４０Ｘ１０ｈｐｓ
ｉ。
１８０°Ｆ（８２℃）湿潤で≧０．２５Ｘ１０’　ｐｓ
＋ｃ沸騰水中４８時間浸漬後）； （１！１）９２℃、相対湿度〉９５％で６４時間調湿時
または沸騰水に４８時間浸漬時の吸水率く２％。
このような物性を有する熱硬化組成物は、耐損傷性航空
機構造用複合材料および接着剤接合アセンブリに適して
いる。
以下の実施例により本発明をさらに詳細に説明する。部
および％は、特に指定のない限り、重量％および重量部
である。
１隻斑上 油浴加熱された適当な反応器に結晶性ビスフェノールＡ
ジシアネート１８４０部を入れた。窒素スパージを適用
しながら温度を１２０℃に上げて、ジシアネートを溶融
させた。ジシアネートが溶融してから、４６０部のポリ
スルホン粉末（υｄｅｌ　１８００、ユニオン・カーバ
イド社）を加えた。温度を２５分かけて１４４℃に上昇
させ、ポリスルホンを溶解させた。温度をさらに１時間
２８分かけて１９１℃に上げた。窒素スパージ下での加
熱を１９０〜２００℃で２時間１７分間続けた時点で、
冷却ビル試験で結晶化を示さなくなった。この加熱中に
、ブレンドの屈折率は１．５５２９から１．５６４４に
変化した（１１０℃で測定）、屈折率の増大量から計算
して、最初に存在したシアネート官能基の１５％が環状
二量体化した。
このブレンドの粘度は、１８５°Ｆ（８５℃）で８５．
０００ｃｐｓ、２１５°Ｆ（１０２℃）で２９＋４００
　ｃｐｓ、および２４５°Ｆ（１１８℃）で、１２．７
００　ｃｐｓであった。
こうして得られたブレンド２００部を２００°Ｆ（９３
℃）に加熱し、銅アセチルアセトネー）　４．０８部を
て ノニルフェノール５４０部に溶解させｔ得た触媒を５．
４４部添加した。溶液が得られてから減圧脱気した後、
触媒含有ブレンドを、２２０°Ｆ（１０４℃）に予熱さ
れたアルミニウム製シート・モールドに注入した。ブレ
ンドをゲル化するまで２７５°Ｆ（１３５℃）に加熱し
く９０分）、次いで３５０°Ｆ（１７７℃）に１時間、
４１０°Ｆ（２１０℃）に２時間加熱して硬化させた。
得られた硬化組成物は、破壊靭性（Ｇｌｃ）が４．２ｉ
ｎ−ｌｂ／ｉｎ２、破断点曲げ歪が７．５％であった。
その熱変形温度は、乾燥条件で試験した場合には１９２
℃；温度９２℃、相対湿度９５％超で６４時間ｉｌ！湿
した後では１７０℃であった。
クランク・オープニング・モードでの歪エネルギー放出
速度である破壊靭性（Ｇ＋ｃ）は、二重捩り（ｄｏｕｂ
ｌｅ　ｔｏｒｓｉｏｎ）法で次のように測定した。
１０Ｘ　２　ＸＩ／８インチ（２５Ｘ５．Ｉ　Ｘｏ、３
　ａｍ）のプラークの底面に、非常に鋭いノツチャ−で
長手方向にミゾを刻む、このノツチ付きプラークの四隅
をボールベアリング上に支持させ、クラックが入り始ま
るまでインストロン試験機で上面に荷重を加えることに
より試験した。荷重の負荷を段階的に続け、一連のクラ
ンクを発現させる。各クラックセグメントを伝播させる
のに必要な仕事量をクランク面積で割った商を求めた。
最初のクランク伝播は無視し、その後のクランク伝播エ
ネルギーを計算し、平均値を求めた。
熱可塑性凝集体を塩化メチレンにより溶剤抽出する前お
よび抽出後に破壊断面を走査式電子顕微鏡により検査し
たところ、（１）断面０．３〜１μｍの融着ノジュール
状態を特徴とする溶剤不溶性の主相（ポリシアヌレート
に富む相）と、（２）このノジュール状熱硬化相の間を
埋めている形態不定の溶剤可溶性の副次相（熱可塑性樹
脂に冨む相）とからなる、共連続的３次元形態を示した
。第１図は、倍率１，０００倍および１０．０００倍で
の破壊表面の腐食（溶剤抽出）前の形態を示す。
ダイナミックメカニカル（Ｄｙｎａｍｉｃ　Ｍｅｃｈａ
ｎｉｃａｌ）分析により損失弾性率（Ｅ”）を温度に対
して走査すると、熱可塑性樹脂に富む相およびポリシア
ヌレート熱硬化相の各Ｔｇに対応する二つのエネルギー
吸収極大を示した。熱可塑性相に対応するエネルギー吸
収は、熱硬化相に対応するエネルギー吸収より大きかっ
た。
大施１ 適当な反応器に、液状のジシアネート〔ビス（４−ヒド
ロキシフェニル”）　−１，１−エタンのジシアネート
エステル）１４４部とポリスルホン粉末３６部を入れた
。この混合物をポリスルホンが溶解するまで１２５〜１
４５℃に加熱した。温度を１００〜１２０℃に下げ、実
施例１に記載の触媒溶液４．９部を加えた。減圧脱気後
、得られた触媒含有ブレンドを２５０°Ｆ（１２１℃）
に予熱されたアルミニウム製シート・モールドに注入し
た。このブレンドを２５０下に１２０分加熱するとその
間にゲル化した０次いで、３５０°Ｆ（１７７℃）で１
時間および４１０°Ｆ（２１０℃）で２時間加熱して硬
化させた（注型品Ａ）。
同じ操作および成分を使用し、前記ジシアネートエステ
ル１３５部、ポリスルホン４５部および触媒溶液４．９
部から、別の硬化注型品（注型品Ｂ）を調製した。
これらの硬化注型品は、３次元かつ共連続的な類似の２
相網目構造を示した。ポリシアヌレート相（熱硬化相に
富む相）は融着ノードからなり、このノード相の相界部
分を熱可塑性（溶剤可溶）の凝集体がうめており、これ
は時にはエラグ・クレー）　（ｅｇｇ　ｃｒａｔｅｓ）
に似た膜のように見えた。
第２図は、塩化メチレンによる破壊表面の腐食前後での
注型品ＡおよびＢの形態を示す。
上記２種類の樹脂ブレンドおよび硬化後の注型品の物性
を次に示す。
大崖±　　　　　　　　２Ａ　　　　２Ｂ硬硬化前置（
ｃｐｓ） １８５°Ｆ（８５℃）　　　　１２．８００　　４７．
０００２１５°Ｆ（１０２℃）　　　　５，８４０　　
２１．０００２４５°Ｆ（１１８℃）　　　　２，１０
０　　１０．６００熱変形温度（’Ｃ） 乾燥　　　　　　　　１７４　　　１７７湿潤　　　　
　　　　１５７　　　１５８吸水率（％）　　　　　　
　１．２７　　　１．４７曲げ強度（ｐｓｉ）　　　　
２１，８００　　２２．４００曲げ歪　（％）　　　　
　　５．８　　　８．２曲げ弾性率（１０’　ｐｓｉ）
　　０．４４　　　０．４３０Ｉｃ　（ｉｎ−ｌｂ／ｉ
ｎ２）　　　　１．５３　　　３．２１大見斑主 適当な反応器に、ポリエーテルイミド（υｌ　ｔｅａｌ
ｏｏｏ、ゼネラル・エレクトリック社）２７部、ポリエ
ステル樹脂（Ｖｉｔｅｌ　ＰＨ２２２、グツドイヤー・
ケミカル社）９部、および塩化メチレン１５０部を入れ
た。熱可塑性ポリマーが溶解した後、４．４゛−ジシア
ナトジフェニルエーテル１４４部を加えた。溶液が得ら
れた後、塩化メチレンを温度１２０℃までの減圧蒸留に
より除去した。得られた透明なブレンドラ１１０℃に冷
却し、触媒（ノニルフェノール６．５部に銅アセチルア
セトネー）０．０７部を溶解した溶液）を加えた。減圧
脱気後、触媒を含存するブレンドを１２１℃（２５０下
）に予熱されたモールドに注入した。このブレンドは２
５０下で３０分後にゲル化した。次に、３５０°Ｆ（１
７７℃）で２時間、４１０°Ｆ（２１０℃）で２時間加
熱して、硬化させた（注型品Ａ）。
上記と同じ操作を使用し、ポリエーテルイミド３６部、
４．４’−ジシアナトジフェニルエーテル１４４部およ
びノニルフェノール６．５部に銅アセチルアセトネート
０．０７部を溶解した触媒溶液から、別の硬化注型品を
調製した（注型品Ｂ）。
これらの硬化注型品の物性を次に示す。
ス」１蜆　　　　　　　　　　　３Ａ　　　　　３Ｂ熱
熱変形度（’Ｃ） 乾燥　　　　　　　　　　２０２　　　１９７湿潤　　
　　　　　　　１６１　　　１５９吸水率（％）１．５
１　　　１．８１ 曲げ強度（ｐｓｉ）　　　　　２４．１１７　　２４，
９２０曲げ弾性率（１０’　ｐｓｉ）　　　０．４６　
　　０．４６破断点曲げ歪（％）　　　　９．８　　　
７．９０ｒｃ　（ｉｎ−ｌｂ／ｉｎ２）　　　　　６．
１　　　３．９１８０°Ｆ（８２℃）湿潤物性 曲げ強度（ｐｓｉ）　　　　１２，９９４　　１４．６
８０曲げ弾性率（１０’　ｐｓｉ）　　０．３５　　　
０．４曲げ歪（％”）　　　　　　＞１２　　　　＞１
２大嵐炎↓ 実施例３に記載の方法と同様にして、４．４゛−ジシア
ナトジフェニルエーテル１６０部、ポリエーテルイミド
２１．８部およびノニルフェノール６．５部に銅アセチ
ルアセトネート０．０７部を溶解した触媒溶液から、注
型品を調製した。この注型品を２５０°Ｆ（１２１℃）
で４０分の加熱によりゲル化させ、次いで３５０°Ｆ（
１７７℃）で３時間、４５０°Ｆ（２３２℃）で１時間
の加熱により硬化させた（注型品Ａ）。
上記と同様の方法により、４，４゛−ジシアナトジフェ
ニルエーテル１６０部、ボリアリレート（Ｄｕｒｅ１４
００、セラニーズ・エンジニアリング・レジンズ社）　
２１．８部およびノニルフェノール６．５部に銅アセチ
ルアセトネート０．０７部を溶解した触媒溶液から、別
の硬化注型品を調製した（注型品Ｂ）。
さらに別の注型品を、上記ジシアネート１６０部および
ノニルフェノール２．７部にナフテン酸亜鉛０．２４部
を溶解させた触媒溶液から調製し、２２０°Ｆ（１０４
℃）で３０分のの加熱によりゲル化させ、次いで３５０
°Ｆ（１７７℃）で１時間、４２０°Ｆ（２１６℃）で
１時間、および４８２°Ｆ（２５０℃）で２時間の加熱
により硬化させた（注型品Ｃ）。
得られた硬化注型品の物性を次に示す。
尖施炭　　　　　　　　　４Ａ　　　　　４Ｂ　　　　
　４ＣＣ熱変形度（１） 乾燥　　　　　　　　２１６　　　２１５　　　２３４
湿潤　　　　　　　　１６０　　　１５４　　　１８２
吸水率（％）　　　　　　１．４４　　　１．５８　　
　１．８２引張強度（ｐｓｉ）　　　　１５，４１６　
　１３．７３８　　１４．８７０破断点引張歪（％”）
　　　６．９　　　５．１　　　５．１引張弾性率（１
０”　ｐｓｉ）　　０．４０　　　０．３９　　　０．
４２曲げ強度（ｐｓｉ）　　　　２２，５５６　　２１
，５５９　　２４．０１０破断点曲げ歪（％）　　　８
．００　　　７．８２　　　８．５７曲げ弾性率（１０
”　ｐｓｉ）　　０．４３　　　０．４０　　　０．４
２Ｇ＋ｃ　（ｉｎ−ｌｂ／ｉｎ２）　　　　２．３９　
　　２．６５　　　１．２４大膳±１ ポリエーテルイミド（Ｕｌｔｅｍ　１０００）　３０部
を塩化メチレン１５０部中で加熱攪拌して溶解させた。
ビスフェノールＡジシアネートエステル８０部および４
．４”−メチレンビス（２，６−ジメチルフェノール）
のジシアネートエステル８０部を゛上記塩化メチレン中
に溶解させた０次いで、温度１２２℃までの減圧蒸留に
より溶媒を除去した。液状のエポキシ樹脂（ビスフェノ
ールＡのジグリシジルエーテル、エポキシド当ｆｆ１１
８５）　１０部を加えた後、ノニルフェノール５．４部
に銅アセチルアセトネート０．０４２部を溶解した触媒
溶液を添加した。減圧脱気後、得られた溶融ブレンドを
２７５°Ｆ（１３５℃）に予熱された金型に注入した。
ゲル化（２７５下で４５分）後、注型品を３５０°Ｆ（
１７７℃）で１時間、次いで４１０°Ｆ（２１０℃）で
２時間硬化させた。走査式電子顕微鏡により破壊断面を
検査したところ、５〜１０μｍのノード断面の融着ノジ
ュール状の熱硬化材料から構成された２相共連続網目構
造を示した。これらのノードは熱可塑性相の孤立した球
形析出物（多くは直径２μｍ未満）を含有していた。溶
剤可溶性の熱可塑性膜は、熱硬化ノード相の相界領域を
埋めた「エラグ・カートン」の形状を示した。第３図に
、溶剤腐食前後での破壊表面の形態を比較して示す。
得られた硬化注型品の物性を次に示す。
熱変形温度（１） 乾燥　　　　　　　　　　２０１ 湿潤　　　　　　　　　１８１ 吸水率（％）１．３ Ｇ　ＩＣ（ｉｎ−ｌｂ／ｉｎ２）　　　　　６．１曲げ
弾性率（１０’　ｐｓｉ） ７７°Ｆ（２５℃）弊履　　０．４６ １８０°Ｆ（８２℃）湿潤　　０．３６重量変化（％） メチルエチルケトン中２週間後（２５℃）−０，１５％ ５ｋｙｄｒｏｌ中２週間後（７１’Ｃ）＋０．２５％ 大皇桝工 実施例１に記載したのと同様の方法により、ビスフェノ
ールＡのジシアネートエステル１９６部およびフェノー
ル末端ポリエーテルスルホン（Ｖｉｃｔｒｅｘ　５００
３＾、１０１社）４２部を１４５〜１８５℃に加熱して
、上記熱可望性ポリマーをジシアネー、トエステル中に
溶解させた。ビスフェノールＡのジグリシジルエーテル
（エポキシド当Ｍ　１８５）　４２部を加え、１４０〜
１８０℃での加熱を続けて、冷却時の結晶化を防ぐよう
にシアネート基の一部を環状三量体化させた。この加熱
中に、１００℃で測定した屈折率は１．５５２２から１
．５６１２に増大した。これは、シアネート官能基の１
１％が環状三量体化したことを示す、得られた非晶質半
固体状の組成物の溶融粘度は次の通りであった。
一一直皮一一　　−一椿皮一一 １８５°Ｆ（８５℃）　　　１２，８００　ｃｐｓ２１
５°Ｆ（１０２℃）　　　　４．５８０　ｃｐｓ２４５
°Ｆ（１１８℃）　　　　２，０４０　ｃｐｓこの組成
物を１１８℃まで冷却し、ノニルフェノール７．５６部
に銅アセチルアセトネート０．０２９部を溶解した触媒
溶液を添加した。得られた組成物を減圧脱気した後、２
７５°Ｆ（１３５℃）に予熱された金型に注入した。こ
の組成物は２７５下で６５分以内にゲル化した。これを
次いで３５０°Ｆ（１７７℃）に３時間、４１０°Ｆ（
２１０℃）に３時間加熱して硬化させた。
硬化注型品の物性は次の通りであった。
孫−几　　　　　　　皇盈乾晟　」μロジ（阿曲げ強度
（ｐｓｉ）　　　　　２５，５００　　１３．９００曲
げ弾性率（１０’　ｐｓｉ）　　　０．４４　　　０．
３８破断点曲げ歪（％）　　　　７．７　　　　＞１０
０＋ｃ　（ｉｎ−ｌｂ／ｉｎ２）　　　　１．５２去鳳
爽工 実施例１に記載の方法により、ヒドロキシ末端ポリスル
ホン粉末（Ｕｄｅｌ　Ｐ１８００）　４５部とビスフェ
ノールＡのジシアネートエステル２０５部とから溶融ブ
レンドを調製した。このブレンドに銅アセチルアセトネ
ート０．０５１部をノニルフェノール６．７５部に溶解
した触媒溶液を添加し、２７５°Ｆ（１３５℃）に６５
分間加熱してゲル化させ、次いで３５０°Ｆ（１７７℃
）に１時間、４１０°Ｆ（２１０℃）に２時間加熱して
硬化させた。硬化後の組成物は、９．２％の破断点曲げ
歪を示し、沸騰水中に４８時間浸漬後の２００°Ｆ（９
３℃）湿潤試験では曲げ強度１１．０１２　ｐｓｉ　、
曲げ弾性率０．３４Ｘ１０’　ｐｓｉ　、および１２％
超の曲げ歪を示した。
ヒドロキシル末端基がより少ないポリエーテルスルホン
（Ｒａｄｅｌ　２００．ユニオン・カーバイド社）を使
用して調製した同様の組成物は、２．２８％の破断点曲
げ歪を示した。２００°Ｆ（９３℃）湿潤試験の結果は
、曲げ強度３，７１９　ｐｓｉ、曲げ弾性率０．１９Ｘ
１０ｂｐｓｉおよび曲げ歪１．９８％であった。
実施■１ 実施例３に記載したのと同様の方法により、ビスフェノ
ールＡのジシアネートエステル１１２部および熱可塑性
のボリアリレート樹脂（Ｄｕｒｅｌ　４００）２８部を
モノクロロベンゼン９０部に溶解させ、次いで３５０°
Ｆ（１７７℃）までの減圧蒸留により溶剤を除去して、
樹脂ブレンドを調製した。このブレンド（ブレンドＡ）
を、減圧脱気後に３５０°Ｆ（１７７℃）に予熱された
金型に注型し、３５０下に１晩加熱してブレンドをゲル
化させた。
上記と同一のブレンドを調製し、これに亜鉛アセチルア
セトネーＨ，０７部をビスフェノールＡジグリシジルエ
ーテル（エポキシド当３１１８５）　１．３３部および
イミダゾール０．３部に溶解させた触媒溶液を添加した
。得られた触媒含有ブレンド（ブレンドＢ）を減圧脱気
後に３００°Ｆ（１４９℃）に予熱された金型に注型し
た。このブレンドは３００下で２８分以内にゲル化した
。
以上の２種類のゲル化注型品を４５０°Ｆ（２３２℃）
に３時間および４８２°Ｆ（２５０℃）に２時間加熱し
て硬化させた。各ブレンドの物性を次に示す。
ブレンド　　　　　　　Ａ　　　　　Ｂ熱変形温度（℃
） 乾燥　　　　　　　　２３２　　　２２５温潤　　　　
　　　　１７４　　　１７１吸水率（％）１．３２　　
　０．９８ 引張強度（ｐｓｉ）　　　　？、５１６　　１２，９０
９破断点引張歪（％）　　　２．０　　　４．６引張弾
性率（１０”　ｐｓｉ）　　０．４　　　０．４曲げ強
度（ｐｓｉ）　　　　１８．５？８　　２３．３６６破
断点曲げ歪（％）　　　５．２５　　　８．８８曲げ弾
性率（１０’　ｐｓｉ）　　０．４　　　０．４ブレン
ドＢ（触媒含有、より低温でより急速にゲル化）の硬化
注型品の機械的性質は、触媒を含有しないブレンドＡの
注型品に比べて５０〜２５０％も向上した。引張損失弾
性率（Ｅ″）を温度に対して走査したダイナミック・メ
カニカル分析の結果、ブレンドＢのマトリックスでは熱
可塑性ボリアリレート樹脂のＴｇ付近の大きなエネルギ
ー吸収ピーク（２０６℃）と熱硬化樹脂のＴｇ付近の２
８８℃のピークとが現れた。ブレンドＡのマトリックス
は２６８℃のピーク１個のみを示した。分子溶液は１種
類のみの（平均化された）減衰応答を与えるのに対して
、相分離した凝集体は、各成分のＴｇ層温度付近にそれ
ぞれ別個の減衰応答を示す。相分離を促進する条件（す
なわち、触媒添加およびより低温でのゲル化）により、
マトリックスの靭性が増大した。
以上に本発明の原理、好適態様および作用について説明
した。ただし、以上の説明は例示であって、制限を意図
したものではないので、本発明は以上の開示内容に限定
されるものではない０本発明の範囲内で当業者により各
種の変更をなすことができよう。
【図面の簡単な説明】
第１図〜第３図は、いずれも実施例で得られた本発明の
硬化組成物マトリックスの破壊表面の粒子構造を示す電
子顕微鏡写真であり、 第１図は、実施例１のマトリックスの倍率１０００倍お
よび１０．０００倍での非腐食状態のものであり、第２
図および第３図はそれぞれ実施例２および５のマトリッ
クスの塩化メチレンによる腐食前後でのものである。 出願人　イツテレッツ・インコーボレーテド代理人　　
　弁理士　広　瀬　　章　−図面の浄書 （ｃｃｏｘ、　夾４’ｆｉ ・′りθＯθ×　　腐食府 ｉ　３１嘘 肩・支部 席・酊ｊ偽恒（ 手続ネＳｆｔ正書（自発） 昭和６３年１１月２８日 特許庁長官殴　　　　　λ二゛１ １、事件の表示 昭和６３年特許願第２５０７４１号 ２、発明の名称 多価フェノールポリシアネートエステルと熱可塑性ポリ
マーとのブレンド ３、補正をする者 事件との関係　　特許出願人 パークウニ４９８１４番地 名称　インテレソツ・インコーボレーテド４、代理人 住所　〒１０１東京都千代田区内神田２丁目９番１４号
　赤本ビル　電話（０３）　２５４−７７６７５、補正
の対象　　　　図　面

Claims (21)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）下記成分（Ａ）および（Ｂ）のブレンドからなり
    、成分（Ｂ）を成分（Ａ）および（Ｂ）の合計重量に基
    づいて約５〜２５重量％の量で含有する硬化性組成物。 （Ａ）多価フェノールのポリシアネートエステル；（Ｂ
    ）最初は前記ブレンド中に可溶であるが、前記ポリシア
    ネートの環状三量体化中に相分離する非晶質芳香族系熱
    可塑性樹脂。
  2. （２）前記熱可塑性樹脂が少なくとも１５０℃の熱変形
    温度を有するものである、請求項１記載の組成物。
  3. （３）前記熱可塑性樹脂が、ポリスルホン、ポリエーテ
    ルイミド、全芳香族ポリエステル、ポリエーテルスルホ
    ン、二無水物と非対称性ジアミンとの完全イミド化ポリ
    マー、ポリアリールエーテルおよびポリアリールホルマ
    ールよりなる群から選ばれたものである、請求項１記載
    の組成物。
  4. （４）前記熱可塑性樹脂が、末端にヒドロキシル基、ア
    ミン基もしくはエポキシ基を有するものである、請求項
    ３記載の組成物。
  5. （５）前記ポリシアネートエステルが、４，４′−ジヒ
    ドロキシジフェニルプロパン、４，４′−ジヒドロキシ
    ジフェニルオキシド、４，４′−メチレンビス（２，６
    −ジメチルフェノール）およびビス（４−ヒドロキシフ
    ェニル）−１，１−エタンよりなる群から選ばれた２価
    フェノールのポリシアネートエステルである、請求項１
    記載の組成物。
  6. （６）前記ポリシアネートエステルの約５０重量％まで
    がエポキシ樹脂により置換されている、請求項１記載の
    組成物。
  7. （７）前記エポキシ樹脂が、多価フェノールのポリグリ
    シジルエーテルである、請求項６記載の組成物。
  8. （８）前記エポキシ樹脂が、ｐ，ｐ′−ジヒドロキシジ
    フェニルプロパンのジグリシジルエーテルである、請求
    項７記載の組成物。
  9. （９）前記ポリシアネートエステルの約２０重量％まで
    が、ビスマレイミド樹脂により置換されている、請求項
    １記載の組成物。
  10. （１０）ポリシアネート硬化触媒を含有している、請求
    項１記載の組成物。
  11. （１１）前記触媒が活性水素型触媒である、請求項１０
    記載の組成物。
  12. （１２）前記触媒が金属配位型触媒である、請求項１０
    記載の組成物。
  13. （１３）１．５ｉｎ−ｌｂ／ｉｎ＾２を超えるＧ＿Ｉ＿
    Ｃ値を有する、請求項１記載の組成物からなる硬化組成
    物。
  14. （１４）Ｇ＿Ｉ＿Ｃ値が約３〜６ｉｎ−ｌｂ／ｉｎ＾２
    である、請求項１３記載の硬化組成物。
  15. （１５）下記工程Ａ）〜Ｄ）からなる、硬化組成物の製
    造方法。 Ａ）（ａ）多価フェノールのポリシアネートエステルと
    （ｂ）非晶質芳香族系熱可塑性樹脂からなる溶液を形成
    し、 Ｂ）硬化触媒を添加し、 Ｃ）前記溶液を約２００〜３５０°Ｆ（９３〜１７７℃
    ）の温度に、成分（ａ）および（ｂ）の相分離が起こっ
    て、ポリシアネートエステルがゲル化するまで加熱し、
    そして Ｄ）生成したゲルを約３５０〜５００°Ｆ（１７７〜２
    ６０℃）の温度で約３０分間〜８時間硬化させる。
  16. （１６）前記熱可塑性樹脂が少なくとも１５０℃の熱変
    形温度を有するものである、請求項１５記載の方法。
  17. （１７）前記熱可塑性樹脂が、ポリスルホン、ポリエー
    テルイミド、全芳香族ポリエステル、ポリエーテルスル
    ホン、二無水物と非対称性ジアミンとの完全イミド化ポ
    リマー、ポリアリールエーテルおよびポリアリールホル
    マールよりなる群から選ばれたものである、請求項１６
    記載の方法。
  18. （１８）前記熱可塑性樹脂が、末端にヒドロキシル基、
    アミン基もしくはエポキシ基を有するものである、請求
    項１７記載の方法。
  19. （１９）前記ポリシアネートエステルが、４，４′−ジ
    ヒドロキシジフェニルプロパン、４，４′−ジヒドロキ
    シジフェニルオキシド、４，４′−メチレンビス（２，
    ６−ジメチルフェノール）およびビス（４−ヒドロキシ
    フェニル）−１，１−エタンよりなる群から選ばれた２
    価フェノールのポリシアネートエステルである、請求項
    １５記載の方法。
  20. （２０）前記触媒が活性水素型触媒である、請求項１５
    記載の方法。
  21. （２１）前記触媒が金属配位型触媒である、請求項１５
    記載の方法。
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