JPH01240565A - 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〕

従来からテトラカルボン酸二無水物とジアミンの反応に
よって得られる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、￥＃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（用いられることが期待されている。

従来価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、ポリイミドが本来有する優れた特性に
加え、著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、新規熱可塑性ポリイミドと特定量の芳香族
ポリエーテルイミ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熱可塑性ポリ
イミドとして （式中Ｘは直結、炭素数１乃至１０の二価の炭化水素基
、六フッ素化されたイソプロピリデン基、カルボニル基
、チオ基、またはスルホニル基から成る群より選ばれた
基を表わし、Ｙ、、Ｙ、、Ｙ。

およびＹ４は夫々水素、低級アルキル基、低級アルコキ
シ基、塩素または臭素からなる群より選ばれた基を表わ
し、また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熱可塑性ポリイミド
を見出した（特願昭５９−２６５２２０．６０−２０５
２８３．６０−２２４８１２　、６１−０７６４７５　
、６１−２７４２０６など）。

上記熱可塑性ポリイミドは、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、上記のポリイミド
は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、分子量が大きくなると溶融流動性が低下し、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、ポリイミドが本来有する特性を損なう
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、Ｘ、Ｙ、　、Ｙ、　、Ｙ、　、Ｙ、および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
〜５０重量％と芳香族ポリエーテルイミド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は、式 （式中、Ｘ、Ｙ、　、Ｙ、　、Ｙ、およびＹ４は前と同
じ） で表わされるエーテルジアミ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得られるポリアミド酸を
イミド化して得られる。

この方法で使用されるジアミンとしては、ビス（４−（
３−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、
１．２−ビス（４−（３−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−　（４−（３−アミノフェ
ノキシ）フェニル）−２−（４−（３−アミノフェノキ
シ）−３−メチルフェニル］プロパン、２．２−ビス〔
４−（３−アミノフェノキシ）−３−メチルフェニル〕
プロパン、２−　［４−（３−アミノフェノキシ）フェ
ニル］　−２−（４−（３−アミノフェノキシ）−３，
５−ジメチルフェニル］プロパン、２．２−ピスＣ４−
Ｃ３−アミノフェノキシ）−３，５−ジメチルフェニル
］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Ｃ４−＜３−アミ
ノフェノキシ）フェニル）　　１，１．Ｌ３＋３．３−
へキサフルオロプロパン、４゜４゛−ヒス（３−アミノ
フェノキシ）ビフェニル、４．４°−ビス（３−アミノ
フェノキシ）−３−メチルビフェニル、４，４“−ビス
（３−アミノフェノキシ）−３，３’−ジメチルビフェ
ニル、４．４゛−ビス（３−アミノフェノキシ）−３，
５−ジメチルビフェニル、４，４゛−ビス（３−アミノ
フェノキシ）−３゜３“、５，５°−テトラメチルビフ
ェニル、４．４“−ビス（３−アミノフェノキシ）　−
３，３’−ジクロロビフェニル、４．４’−ビス（３−
アミノフェノキシ）−３，５′−ジクロロビフェニル、
４，４゛−ビス（３−アミノフェノキシ）　−３，３”
、　５．５’−テトラクロロビフェニル、４，４゛−ビ
ス（３−アミノフェノキシ）−３，３’−ジブロモビフ
ェニル、４．４”−ビス（３−アミノフェノキシ）−３
，５−ジブロモビフェニル、４．４°−ビス（３−アミ
ノフェノキシ）　−３，３”。

５．５゛−テトラブロモビフェニル、ビス（４−（３−
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
−（３−アミノフェノキシ）−３−メトキシフェニル〕
スルフィド、Ｃ４−Ｃ３−アミノフェノキシ）フェニル
）（４−（３−アミノフェノキシ）−３，５−ジメトキ
シフェニル〕スルフィド、ビス［４−（３−アミノフェ
ノキシ）−３，５−ジメトキシフェニル〕スルフィド、
ビス（４−（３−アミノフェノキシ）フェニル〕スルホ
ンなどが挙げられ、これらは単独あるいは２種以上混合
して用いられる。

この時用いられるテトラカルボン酸二無水物は式　　　
　　　　　　００ （式中Ｒは前に同じ） 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、シクロベンク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（３８４−ジカルボキシフェニル）スルホンニ無水物
、１．１−ビス（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
タンニ無水物、ビス（３，４−ジカルボキシフェニル）
メタン二ｌｃ’１Ｍ、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、０−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′
（４−７ミノフエニル）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−（４−アミノフェノキシ）フェニルコメタン
、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−（４−アミノフェノキ
シ）フェニル〕エタン、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
−（４−アミノフェノキシ）フヱニル〕ブタン、２，２
−ビス（４−（４−アミノフェノキシ）フェニル）−１
，１，１，３，３，３−へ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（４−
アミノフェニル）ビフェニル、ビス（４−（４−アミノ
フェノキシ）フェニルコケトン、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−（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、１．４−ビス［４−（３−アミノフェノキシ）ベ
ンゾイル〕ベンゼン、１．３−ビス（４−（３−アミノ
フェノキシ）ベンゾイル〕ベンゼンなどが挙げられる。

本発明で流動化促進剤として用いられる芳香族ポリエー
テルイミドは、エーテル結合とイミド結合の三者を必須
の結合単位として構成される重合体であり、−儀式 で表わされる繰り返しが主要単位となっている。

ここでＺは三官能基のうち三官能基が隣接炭素に結合し
ている三官能性芳香族基、Ａｒは二価の芳香族残基であ
る。そして、具体例としてっぎのようなものを例挙する
ことができる。すなわち、などである。。

これらの芳香族ポリエーテルイミドは、米国ジー・イー
社から、ウルテム−１０００、ウルテム−４０００、ウ
ルテムー６０００等の名称で市販されている。

これらの芳香族ポリエーテルイミドは各種重合度のもの
を自由に製造することができ、目的のブレンド物に適切
な溶融粘度特性を有するものを任意に選択することがで
きる。

本発明の成形用樹脂組成物は前記熱可塑性ポリイミド９
９．９〜５０重量％、芳香族ポリエーテルイミドが０．
１〜５０重量％の範囲にあるように調製される。

本発明の熱可塑性ポリイミド／芳香族ポリエーテルイミ
ド複合樹脂系は、３５０°Ｃ以上の如き高温域において
著しく低い溶融粘度を示す。芳香族ポリエーテルイミド
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重世％であるが、好ましくは、０．５重
量％以上である。

また芳香族ポリエーテルイミドの高温での機械的強度は
耐熱性樹脂の中でも優れた部類に属するが、機械的強度
、特にアイシフ）耐衝撃強度は、熱可塑性ポリイミドに
比べて劣るので、該組成物中の芳香族ポリエーテルイミ
ドの量を余り多くすると、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。

又、芳香族ポリエーテルイミドは塩化メチレン、クロロ
ホルム等のハロゲン化炭化水素、ジメチルアセトアミド
、Ｎ−メチル−２−ピロリドン等のアミド系溶剤等に容
易に溶解するため、該組成物中の芳香族ポリエーテルイ
ミドの量を余り多くすると、ポリイミド本来の耐薬品性
が維持できなくなり、好ましくない。そのため芳香族ポ
リエーテルイミドの組成割合には上限があり、５０重重
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）熱可塑性ポリイミド粉末と芳香族ポリエーテルイ
ミド粉末を乳鉢、ヘンシェルミキサー、ドラムプレンタ
ー、タンブラーブレンダー、ポールミルリボンブレンダ
ーなどを利用して予（１”Ｊ　’ｔＲ棟し粉状とする。

（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ｐ＞１液に芳香族ポリ
スルホンを添加し、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、芳香族ポリスルホンを溶解または
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、溶剤を除去して粉状とする。

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、
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。溶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２８０〜４２０°Ｃ２好ましくは
３００〜４００°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、熱安定荊、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。

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−アミノフェノキシ）フェニル
］スルフィド４．０ｋｇ　（１０モル）とＮ、Ｎ−ジメ
チルアセトアミド３４．８ｋｇ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２゜１４ｋｇ　（９
，８モル）を、溶液温度の上昇に注意しながら分割して
加え、室温で約２０時間かきまぜた。

このポリアミド酸溶液に、室温で窒素雰囲気下に２．０
２ｋｇ　（２０モル）のトリエチレンアミンおよび２．
５５ｋｇ　（２５モル）の無水酢酸を滴下した。室温で
２０時間かきまぜて、黄色スラリーを得た。このスラリ
ーをろ別し、淡黄色ポリイミド粉を得た。このポリイミ
ド粉をメタノールでスラッジした後、ろ別し、１８０°
Ｃで８時間減圧乾燥して、５．６３ｋｇ　（収率約９７
．５％）のポリイミド粉を得た。

このポリイミド粉末の対数粘度は０．８５ｄ１．／　ｇ
であった。ここに、対数粘度は、溶媒にｐ−クロロフェ
ノールとフェノールの混合（９０Ｆ　１０重量比）を用
い、ポリイミド粉末０．５ｇを１００ｍｆの溶媒に加熱
熔解後３５°Ｃに冷却して測定した値である。

実施例１〜４ 合成例１で得られたポリイミド粉末と芳香族ポリエーテ
ルイミドであって市販されているウルテム１０００　（
米国ジー・イー社商標）を表−１のように各種の組成で
トライブレンドした後、圧縮比３．０／１のスクリュー
を備えた口径４０鵬押出機（処理温度３２０〜３４０°
Ｃ）で溶融混練しながら押し出す操作を行なって均一配
合ペレットを得た。

次に、上記で得た均一配合ペレットを通常の射出成形機
にかけて、代形温度３５０〜３９０″Ｃ２金型温度１５
０°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−１に、実施例１〜４として示す。

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八ＳＴＭ　Ｄ−７９０、アイゾ
ツト衝撃値ばＡＳＴＭ　０−２５６、熱変形温度はＡＳ
ＴＭ　１３−６４８に拠る。

なお、表−１には溶融流動性の目安となる最低射出圧力
を示す。

比較例１ 本発明の範囲外の組成物を用い、実施例１〜４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−１に併せて比較例１として示す。

合成例２〜５ 合成例１におけるビス（４−（３−アミノフェノキシ）
フェニル）スルフィドに代えて各種ジアミンを用い、ま
たピロメリット酸二無水物に代えて、各種テトラカルボ
ン酸二無水物を用い、ジアミン、Ｎ、Ｎ−ジメチルアセ
トアミドおよびテトラカルボン酸二無水物の量は変えて
反応を行なった他は全て合成例１と同様にして、各種ポ
リイミド粉末を得た。表−２にポリイミド樹脂の合成条
件を示す。

実施例５〜１４、及び比較例２〜５ 合成例２〜５で得られたポリイミド粉を用い、実施例１
〜４と同様に処理温度３２０〜４００°Ｃで均一配合ペ
レットを得、次いで同様３５０〜４００°Ｃにて射出成
形し、成形物の物理的、熱的性質を測定した。

本発明の範囲内の組成物の結果を実施例５〜１４に、範
囲外の組成物を比較例２〜５として、併せて表−３〜表
−６に示す。

〔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

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▼ （式中Ｘは直結、炭素数１乃至１０の二価の炭化水素基
   、六フッ素化されたイソプロピリデン基、カルボニル基
   、チオ基、またはスルホニル基から成る群より選ばれた
   基を表わし、Ｙ＿１、Ｙ＿２、Ｙ＿３およびＹ＿４は夫
   々水素、低級アルキル基、低級アルコキシ基、塩素また
   は臭素からなる群より選ばれた基を表わし、また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
   単位を有する熱可塑性ポリイミド９９．９〜５０重量％
   と芳香族ポリエーテルイミド０．１〜５０重量％とから
   なる樹脂組成物。