JPH01240564A - ポリイミド系樹脂組成物 - Google Patents

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、機械的強度などに優れかつ成形加工性
に優れたポリイミド系の成形物用樹脂組成物に関する。

〔従来の技術〕

従来からポリ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、宇宙咳空用殿器、輸送機器な
どの分野で使用されており、今後も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イミドが種々開発されている
。

しかしながら耐熱性に優れていても、明瞭なガラス転移
温度を有しないために、成形材料として用いる場合に焼
結成形などの手法を用いて加工しなければならないとか
、また加工性は優れているが、ガラス転移温度が低く、
しかもハロゲン化炭化水素に可溶で、耐熱性、耐溶剤性
の面からは満足がゆかないとか、性能に一長一短があっ
た。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明の目的は、ポリイミドが木来有する優れた特性に
加え、著るしく成形加工性の良好なポリイミド系樹脂組
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
なった結果、新規ポリイミドと特定量のポリフェニレン
スルフィドとよりなるポリイミド系樹脂組成物が特に前
記目的に有効であることを見出し、本発明を完成した。

本発明者はさきに機械的性質、熱的性質、電気的性質、
耐溶剤性などに優れ、かつ耐熱性を有するポリイミドと
して 式（１） （式中Ｒは炭素数２以上の脂肪族基、環式脂肪族基、単
環式芳香族基、縮合多環式芳香族基、芳香族基が直接又
は架橋員により相互に連結された非縮合多環式芳香族基
から成る群より選ばれた４価の基を表わす。） で表わされる繰り返し単位を有する樹脂を見出した（特
願昭６２−１６３９４０．６２−１６３９４１　）。

上記のポリイミドは、ポリイミドに特有の多くの良好な
物性を有する新規な耐熱性樹脂である。

しかしながらポリエチレンテレフタレート、ポリブチレ
ンテレフタレート、ポリエーテルスルホン、ポリスルホ
ン、ポリフェニレンスルフィドなどに代表される通常の
エンジニアリングプラスチックに比較すると、耐熱性や
その他の特性においてはるかに優れているものの、成形
加工性はそれらの樹脂にいまだ及ばない。

本発明の目的は、ポリイミドが木来存する特性をＹ員な
うことなく、溶融時流動性の面において極めて優れた成
形用のポリイミド系樹脂組成物を提供することにある。

すなわち本発明は、 （式中Ｒは前と同じ） で表わされる繰り返し単位を有するポリイミド９９．９
〜５０ｆｆｉｆ％とポリフェニレンスルフィド０．１〜
５０重量％とからなる樹脂組成物である。

本発明で使用されるポリイミドの製造は、前述の特願昭
６２−１６３９４０などに記載された方法により行なわ
れる。

すなわち、式（Ｕ） で表わされるエーテルジアミン、即ち、ビス〔４−（４
−（４−アミノフェノキシ）フェノキシ）フェニル）ス
ルホンと、一種以上のテトラカルボン酸二無水物とを反
応させて上記記載式（１）のポリイミドが得られる。

この時用いられるテトラカルボン酸二無水物は式（ＩＩ
［） Ｏ （式中Ｒは前に同し） で表わ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、シクロペンクンテトラカルボン酸二無
水物、ピロメリント酸二無水Ｔｈ、３．３”、４．４’
　−ヘンシフエノンテトラカルボン酸二無水物、２，２
°、　３．３’−ヘンシフエ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）プロパンニ無水物、２．２−ビス（２
，３−ジカルボキシフェニル）プロパンニ無水物、ビス
（２，３−ジカルボキシフェニル）エーテルジアミン、
ビス（３，４−ジカルボキシフェニル）スルホンニ無水
Ｔｈ、１．１−ヒス（２゜３−ジカルボキシフェニル）
エタンニ無水物、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）シフタル酸二無水物、４．４″−（ｍ−フェニレ
ンジオキシ）シフクル酸二無水物、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＝フエナントレンテトラカルボン酸二無水物
などであり、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ギ４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撰なわない
範囲で、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−アミノヘンシルアミン、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、（３−７’ミノフエニル）（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）フェニルコメタン
、ビスＣ４−Ｃ４−アミノフェノキシ）フェニルコメタ
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Ｃ４−（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）フェニルコブタン、２，２−ビス（４−（４−
アミノフェノキシ）フェニルコブタン、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
Ｃ４−Ｃ４−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’　−ヒス（４−ア
ミノフェノキシ）ヒ゛フニニル、ビス（４−（３−アミ
ノフェノキシ）フェニルフケトン、ビス［４−（４−ア
ミノフェノキシ）フェニルコケトン、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−（３−アミノフェノキシ）フェニル〕スルホキシ
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−（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、４．４”−ビス（３−（４−
アミノフェノキシ）ベンゾイルフジフェニルエーテル、
４．４゛−ビス（３−（３−アミノフェノキシ）ベンゾ
イルフジフェニルエーテル、４．４’−ビスＣ４−（４
−アミノ−α、α−ジメチルベンジル）フェノキシ〕ベ
ンゾフェノン、ビス（４−（４−アミノ−α、α−ジメ
チルベンジル）フェノキシ）フェニル〕スルホン等が挙
げらる。

本発明で流動化促進剤として用いられるポリフェニレン
スルフィドは一般式 で示される樹脂であって、その製造方法は例えば、米国
特許第３３５４１２９号及び特公昭４５−３３６８号に
開示されており、かつ、例えば“ライドン””　　（Ｒ
ＹＴＯＮ）（米国フィリップス、ペトローリアム社商標
）などとして市販されている。それによるとポリフェニ
レンスルフィドはＮ−メチルピロリドン溶媒中、１６０
〜２５０°Ｃ１加圧条件下にｐ−クロロベンゼンと硫化
ナトリウム・ｌ水塩とを反応させることにより製造され
る。ポリフェニレンスルフィドは全く交叉結合のないも
のから、部分的交叉結合を有するものまで、各種重合度
のものを後熱処理工程にかけることにより自由に製造す
ることができる。またこれらのものは市販されており、
従って目的のブレンド物に適性な溶融粘度特性を有する
ものを任意に製造し、または市場で選択することができ
る。

本発明の成形用樹脂組成物は前記ポリイミド９９．９〜
５０重量％、ポリフェニレンスルフィドが０．１〜５０
重世％の範囲にあるように調製される。

本発明のポリイミド／ポリフェニレンスルフィド樹脂系
は、３５０°Ｃ以上の高温域において著しく低い溶融粘
度を示す。ポリフェニレンスルフィドの良好な流動化効
果は少量でも認められ、その組成割合の下限は０．１重
量％であるが、好ましくは、０．５重量％以上である。

またポリフェニレンスルフィドの耐薬品性、吸水性、難
燃性は耐熱性樹脂の中でも非常に優れた部類に属するが
、機械的強度、特に破断伸度および耐衝撃強度は劣るの
で、該組成物中のポリフェニレンスルフィドの量を余り
多（すると、ポリイミド本来の機械的強度が維持できな
くなり、好ましくない。そのためポリフェニレンスルフ
ィドの組成割合には上限があり、５０重量％以下が好ま
しい。

本発明による組成物を混合調製するにあたっては、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）ポリイミド粉末とポリフェニレンスルフィド粉末
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ＪＩＪ、’ｔ８媒
に溶解あるいはＱｉさせ、この溶液あるいは懸濁液にポ
リフェニレンスルフィドを添加し、均一に分散させた後
、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ｉｇ液液中、ポリフェニレンスルフィドをン
容解または懸濁させた後、　１００〜４００　’Ｃ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ｉａ状とする。

このようにして得られた粉状ポリ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製するにあたり、粉末同志、
ペレット同志、あるいは粉末とペレノトを混合溶融する
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、
パンバリミキサー、ブラベンダー、押出機などを利用す
ることができる。熔融温度は配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３００〜４４０　’Ｃ２好ましく
は３２０〜４００°Ｃ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
などを適合してもなんら差し支えない。

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、窒化ホウ酸、−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、ガラスピ
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、着色剤などの
通常の添加剤を一種以上添加することができる。

〔実施例〕

以下本発明を合成例、実施例および比較例によりさらに
詳細に説明する。

なお、以下の例において示す％および部の値は特にこだ
わらない限り、それぞれ重量％および重量部を意味する
や 製造例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
釜に、ビスＣ４−（４−（４−アミノフェノキシ）フェ
ノキシ）フェニル］スルホン６１゜６７ｋｇ　（１００
モル）とＮ、Ｎ−ジメチルアセトアミド４７３．０　ｋ
ｇを挿入し、室温で窒素雰囲気下にピロメリット酸酸二
無水物２０．７ｋｇ　（９５モル）を、熔ｅ、温度の上
昇に注意しながら加え、室温で約２０時間かきまぜた。

　かくして得られたポリアミド酸の対数粘度はｏ、５６
ｄ１／　ｇであった。（温度３５°Ｃ，１１，Ｎ−ジメ
チルアセトアミド溶媒濃度０．５ｇ／ａ！Ｊ！で測定、
以下に示す値は全て同一条件で行った。）このポリアミ
ド酸ン容液にＮ、Ｎ−ジンチルアセトアミド２７５ｋｇ
加え、撹拌を続けながら窒素雰囲気下に＝　４０．４ｋ
ｇ　（４００モル）のトリエチレンアミンおよび６１．
２ｋｇ　（６００モル）の無水酢酸を滴下した。さらに
室温で約２４時間攪拌した後、水２５００　Ｎ中に強力
な撹拌下でこの溶液を排出し、析出物を濾別し、メタノ
ールで洗浄した後、１８０°Ｃで５時間減圧乾燥して、
７７．２ｋｇ　（収率約９８％）のポリイミド粉を得た
。

このポリイミド粉ガラス転移温度は２８５°Ｃ１融点は
４２０°Ｃ（ＤＳＣ法により測定）、空気中での５％重
重量減湿温は５４２°Ｃ（ＤＴＡ−ＴＧ法により測定）
であった。

製造例２〜５ 製造例１で用いたピロメリット酸二無水物の代わりに表
−１に示す各種テトラカルボン酸二無水物を用いて、製
造例１と同様な方法でポリイミド粉末を得た。表−１に
ビス（４−＋４−　（４−アミノフェノキシ）フェノキ
シ）フェニル］スルホンと各種テトラカルボン酸二無水
物の仕込みモル数と、ポリイミドの前駆体であるポリア
ミド酸の対数粘度および得られたポリイミド粉のガラス
転移温度、５％重重量減湿温を示す。

実施例１〜３ 製造例１で得られたポリイミド粉末とポリフェニレンス
ルフィド粉末°゛ライドン−Ｐ　４　”　　（ＲＹＴＯ
Ｎ−Ｐ４）　　（フィリップス社商標）を表−２のよう
に各種の組成でトライブレンドした後、二軸溶融押出機
を用いて、３２０〜４２０°Ｃで押出して製粒した。

得られたベレットを通常の射出成形機にかけて、成形温
度３２０〜４２０°Ｃ１金型温度１５０°Ｃで射出成形
し、成形物の物理的、熱的性質を測定した。

結果を表−２に、実施例１〜３として示す。なお表−２
には成形性の目安となる最低射出圧力も併せて示す。

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
ツト衝撃値はＡＳＴＭ　Ｄ−２５６、熱変形温度はＡＳ
ＴＭ　Ｄ−６４８に拠る。（以下同様） 比較例１〜２ 本発明の範囲外の組成物を用い、実施例１〜３と同様の
操作で得られた成形物の熱的、機械的性質を測定し、表
−２に併せて比較例１として示す。

実施例４〜１２ 製造例２〜５で得られた各ポリイミド粉を用いて実施例
１〜３と同様にして得た均一配合ペレ・ノドを使用して
射出成形した成形物の物理的、熱的性質を測定した。結
果を表−３に実施例４〜１２として示す。

比較例３〜６ 本発明の範囲外の組成物を用い、実施例４〜１２と同様
の操作で得られた成形物を熱的、機械的性質を測定し、
表−３に併せて比較例３〜６として示す。

〔効果］ 本発明によるポリイミド系樹脂組成物はポリイミドが有
する耐熱性を保持しながら、溶融時の粘度が低いため、
射出成形等による成形が容易になり、工業的価値は極め
て大きい。

特許出願人　三井東圧化学株式会社 手続補正雲岨発） 平成１年１月１′′７日 特許庁長官　吉　１）文　股　殿 １、事件の表示 昭和６３年特許願第　６３５１７　　号２、発明の名称 ポリイミド系樹脂組成物 ３、補正をする者 事件との関係　　特許出願人 住所　東京都千代田区霞が関三丁目２番５号４、補正に
より増加する発明の数　　零５、補正の対象 明細書の発明の詳細な説明の欄 ６、補正の内容 （１）明細書第１４頁第６行目に「均一に分散させ」と
あるのを「均一に分散または熔解させ」に（２）明細書
第１７頁第４行目の記載ｒＯ，５ｇ／ａ」とあるのをｒ
ｏ、５ｇ／１００　ａ」と訂正する。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、１）式 ▲数式、化学式、表等があります▼（ I ） （式中Ｒは炭素数２以上の脂肪族基、環式脂肪族基、単
   環式芳香族基、縮合多環式芳香族基、芳香族基が直接又
   は架橋員により相互に連結された非縮合多環式芳香族基
   から成る群より選ばれた４価の基を表わす。） で表わされる繰り返し単位を有するポリイミド９９．９
   〜５０重量％とポリフェニレンスルフィド０．１〜５０
   重量％とからなる樹脂組成物。