JPH04225030A - Production of polyamide-imide resin - Google Patents

Production of polyamide-imide resin

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JPH04225030A
JPH04225030A JP2414694A JP41469490A JPH04225030A JP H04225030 A JPH04225030 A JP H04225030A JP 2414694 A JP2414694 A JP 2414694A JP 41469490 A JP41469490 A JP 41469490A JP H04225030 A JPH04225030 A JP H04225030A
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diisocyanate
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mol
hexamethylene
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正彦 浅野
Hirotoshi Katsuoka
勝岡 浩敏
Masumizu Ookita
益瑞 大北
Hiroshi Takayanagi
高柳 弘
Teruhiro Yamaguchi
彰宏 山口
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Abstract

PURPOSE:To obtain the title resin with high heat resistance by condensation between a benzenetricarboxylic anhydride and aliphatic diisocyanate followed by polycondensation of another aliphatic diisocyanate. CONSTITUTION:A reaction is made between (A) 1mol of benzene-1,2,4- tricarboxylic anhydride and (B) 0.475-0.525mol of a diisocyanate of formula I [R1 is (CH2)x; (x) is 4-12] such as hexamethylene-1,6-diisocyanate in the presence of (C) as catalyst, pref. an alkali metal compound such as polycarboxylic alkali metal salt in (D) an aprotic polar solvent at 100 250 deg.C. Then, (E) 0.475-0.525mol of a second diisocyanate of formula II [R2 is (CH2)y; (y) is 4-12] is added to the resulting reaction product followed by polycondensation at >=150 deg.C to effect molecular arrangement control, thus obtaining the objective resin having recurring unit of formula III capable of molding by injection molding.

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

【0001】0001

【産業上の利用分野】本発明は、新規なポリアミドイミ
ド樹脂の製造方法に関する。さらに詳しくは、優れた耐
熱性を有し、かつ射出成形可能な分子配列を制御した脂
肪族、芳香族ポリアミドイミド樹脂およびその製造方法
に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a novel method for producing polyamideimide resin. More specifically, the present invention relates to aliphatic and aromatic polyamide-imide resins that have excellent heat resistance and controlled molecular arrangement that can be injection molded, and methods for producing the same.

【0002】0002

【従来の技術】一般に、脂肪族ポリアミド樹脂(ナイロ
ン)は成形性には優れるものの耐熱性に劣る。そこで、
これらの樹脂の欠点を解決する試みとして芳香族環を導
入した脂肪族、芳香族ポリアミド樹脂が提案されている
。例えば、特開昭59−53536公報には、芳香族ジ
カルボン酸と脂肪族ジアミンよりなるポリアミド樹脂が
提案されている。さらには、特開昭59−155426
公報等にも芳香族カルボン酸、アジピン酸と脂肪族ジア
ミンより形成されるポリアミド樹脂が提案されている。 これらの樹脂は溶融成形が可能ではあるが、耐熱性等に
関しては満足のいくものではない。
BACKGROUND OF THE INVENTION Aliphatic polyamide resins (nylon) generally have excellent moldability but poor heat resistance. Therefore,
In an attempt to solve the drawbacks of these resins, aliphatic and aromatic polyamide resins into which aromatic rings have been introduced have been proposed. For example, JP-A-59-53536 proposes a polyamide resin made of an aromatic dicarboxylic acid and an aliphatic diamine. Furthermore, JP-A-59-155426
Publications have also proposed polyamide resins formed from aromatic carboxylic acids, adipic acids, and aliphatic diamines. Although these resins can be melt-molded, they are not satisfactory in terms of heat resistance and the like.

【0003】一方、ポリアミド樹脂の耐熱性、機械特性
等を改良する方法として、イミド環を導入したポリアミ
ドイミド樹脂が提案されている。例えば、アメリカ合衆
国特許3,939,029には無水トリメリット酸塩化
物と脂肪族ジアミンよりポリアミド酸を合成し、これを
加熱脱水することにより脂肪族、芳香族のポリアミドイ
ミド樹脂が知られている。しかし、このような樹脂の製
造方法では、脂肪族ジアミンの反応性が無水トリメリッ
ト酸塩化物に対して低いために低分子量のものしか得ら
れず、接着剤としての用途のみで成形体が得られるよう
な十分な高分子量のものではなかった。これらの問題点
を解決するために、本発明者らは、先の出願において耐
熱性を有し、射出成形が可能な高分子量のランダムに配
列した脂肪族、芳香族ポリアミドイミド樹脂を提案して
いる。このランダムに配列したポリアミド樹脂は耐熱性
には優れるものの、より耐熱性を求められる用途等にお
いてはその性能が発現しにくい面があった。
On the other hand, as a method for improving the heat resistance, mechanical properties, etc. of polyamide resins, polyamide-imide resins into which imide rings have been introduced have been proposed. For example, US Pat. No. 3,939,029 discloses aliphatic and aromatic polyamide-imide resins produced by synthesizing polyamic acids from anhydrous trimellitic acid chloride and aliphatic diamines and dehydrating them by heating. However, with this method of producing resin, only low molecular weight products can be obtained because the reactivity of aliphatic diamine is lower than that of anhydrous trimellitic acid chloride, and molded products can only be obtained for use as adhesives. It did not have a high enough molecular weight to be able to be used. In order to solve these problems, the present inventors proposed in a previous application a high molecular weight, randomly arranged aliphatic, aromatic polyamide-imide resin that has heat resistance and is injection moldable. There is. Although this randomly arranged polyamide resin has excellent heat resistance, it is difficult to achieve its performance in applications where higher heat resistance is required.

【0004】0004

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、優れ
た耐熱性を有し、かつ射出成形が可能な分子配列を制御
した新規な脂肪族、芳香族のポリアミドイミド樹脂の提
供およびその製造法の提供である。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a novel aliphatic or aromatic polyamide-imide resin with controlled molecular arrangement that has excellent heat resistance and can be injection molded, and to produce the same. It is a provision of law.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】本発明者らは、前記課題
を解決するために、鋭意研究を重ねた結果、ベンゼン‐
1,2,4‐トリカルボン酸無水物と脂肪族ジイソシア
ネートを縮合させて得られるジイミドジカルボン酸に、
更に脂肪族ジイソシアネートを重縮合することにより得
られる分子配列を制御した脂肪族、芳香族ポリアミドイ
ミド共重合体は、前記目的に適合しうることを見出し、
本発明に到達した。
[Means for Solving the Problems] In order to solve the above problems, the present inventors have conducted intensive research and have found that benzene-
Diimide dicarboxylic acid obtained by condensing 1,2,4-tricarboxylic anhydride and aliphatic diisocyanate,
Furthermore, it has been discovered that an aliphatic and aromatic polyamide-imide copolymer with controlled molecular arrangement obtained by polycondensing aliphatic diisocyanate can be suitable for the above purpose,
We have arrived at the present invention.

【0006】即ち、本発明は、上記一般式(I) (化
1)の繰り返し単位を持つポリアミドイミド樹脂を製造
するにあたり、ベンゼン‐1,2,4‐トリカルボン酸
無水物1モルに対し、化2のジイソシアネートの0.4
75〜0.525モルを触媒としてアルカリ金属化合物
存在下、非プロトン系極性溶媒中100〜250℃で反
応させ、更に化3のジイソシアネート0.475〜0.
525モルを加え150℃以上で重縮合させ分子配列を
制御することを特徴とするポリアミドイミド樹脂の製造
方法を提供するものである。この場合における分子配列
の制御とは、一段目のイミド化で生成するお互いに向き
あったジイミド単位が、2段目のアミド化反応で生成す
るアミド結合を介して、規則的に並ぶということを意味
している。
That is, in producing a polyamide-imide resin having the repeating unit of the above general formula (I) (Chemical formula 1), the present invention provides the 0.4 of diisocyanate of 2
The reaction is carried out at 100 to 250°C in an aprotic polar solvent in the presence of an alkali metal compound using 75 to 0.525 mol of the catalyst, and further 0.475 to 0.
The present invention provides a method for producing a polyamide-imide resin, which comprises adding 525 mol of the polyamide resin and polycondensing the resin at 150° C. or higher to control the molecular arrangement. Controlling the molecular arrangement in this case means that the diimide units that face each other produced in the first-stage imidization are arranged regularly through the amide bonds produced in the second-stage amidation reaction. It means.

【0007】アルカリ金属化合物は好ましくは多価カル
ボン酸アルカリ金属塩、アルカリ金属炭酸塩、アルカリ
金属炭酸水素塩、アルカリ金属水酸化物、またはアルカ
リ金属弗化物である。非プロトン系極性溶媒は好ましく
は鎖状または環状のアミド類、ホスホリルアミド類、ス
ルホン類、スルホキシド類またはウレア類である。
The alkali metal compound is preferably an alkali metal salt of a polyhydric carboxylic acid, an alkali metal carbonate, an alkali metal hydrogen carbonate, an alkali metal hydroxide, or an alkali metal fluoride. The aprotic polar solvent is preferably a linear or cyclic amide, phosphorylamide, sulfone, sulfoxide or urea.

【0008】本発明において使用するベンゼン‐1,2
,4‐トルカルボン酸無水物と化2のジイソシアネート
のモル比は、ベンゼン‐1,2,4‐トリカルボン酸無
水物1モルに対してジイソシアネート0.475〜0.
525の範囲が好ましく、0.49〜0.51の範囲が
さらに好ましい。モル比が0.475未満、または0.
525を超過すると中間生成物のジイミドジカルボン酸
の生成量が少なくなり好ましくない。
Benzene-1,2 used in the present invention
, 4-tricarboxylic anhydride and the diisocyanate of Chemical Formula 2 is 0.475 to 0.475 to 0.475 to 0.47 to 1 mole of benzene-1,2,4-tricarboxylic anhydride.
The range of 525 is preferable, and the range of 0.49 to 0.51 is more preferable. The molar ratio is less than 0.475, or 0.
If it exceeds 525, the amount of diimide dicarboxylic acid produced as an intermediate product decreases, which is not preferable.

【0009】また、更に次に添加する化3のジイソシア
ネートのモル比は、ベンゼン‐1,2,4‐トルカルボ
ン酸無水物1〜モルに対してこのジイソシアネート0.
475〜0.525の範囲が好ましく、0.49〜0.
51の範囲がさらに好ましい。モル比が0.475未満
、または0.525を超過すると低分子量のポリマーし
か得られない。また、ポリマーの分子量を制御するため
に無水物フタル酸や安息香酸の如き、酸無水物やモノカ
ルボン酸、またはフェニルイソシアネートの如き、モノ
イソシアネートを添加し反応させてもよい。
Furthermore, the molar ratio of the diisocyanate of formula 3 to be added next is 0.00 to 1 mole of benzene-1,2,4-torcarboxylic anhydride.
The range is preferably from 475 to 0.525, and from 0.49 to 0.475.
A range of 51 is more preferred. If the molar ratio is less than 0.475 or more than 0.525, only a low molecular weight polymer will be obtained. Further, in order to control the molecular weight of the polymer, an acid anhydride such as phthalic anhydride or benzoic acid, a monocarboxylic acid, or a monoisocyanate such as phenyl isocyanate may be added and reacted.

【0010】本発明の方法において触媒として用いられ
るアルカリ金属化合物の例は、ジカルボン酸、トリカル
ボン酸およびテトラカルボン酸のモノおよび/またはジ
および/またはトリおよび/またはテトラリチウム塩、
ナトリウム塩、カリウム塩、ルビジウム塩、セシウム塩
、フランシウム塩等の多価カルボン酸のアルカリ金属塩
、炭酸リチウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸
ルビジウム、炭酸セシウム、炭酸フランシウム等のアル
カリ金属炭酸塩、炭酸水素リチウム、炭酸水素ナトリウ
ム、炭酸水素カリウム、炭酸水素ルビジウム、炭酸水素
セシウム、炭酸水素フランシウム等のアルカリ金属炭酸
水素塩、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カ
リウム、水酸化ルビジウム、水酸化セシウム、水酸化フ
ランシウム等のアルカリ金属水酸化物、弗化リチウム、
弗化ナトリウム、弗化カリウム、弗化ルビジウム、弗化
セシウム、弗化フランシウム等のアルカリ金属弗化物が
挙げられる。特に、ナトリウム塩およびカリウム塩が好
ましい。上記のアルカリ金属化合物は、単独にまたは2
種以上混合して使用してもよい。
Examples of alkali metal compounds used as catalysts in the process of the invention are mono- and/or di- and/or tri- and/or tetralithium salts of dicarboxylic, tricarboxylic and tetracarboxylic acids;
Alkali metal salts of polycarboxylic acids such as sodium salts, potassium salts, rubidium salts, cesium salts, and francium salts; alkali metal carbonates such as lithium carbonate, sodium carbonate, potassium carbonate, rubidium carbonate, cesium carbonate, and francium carbonate; and carbonic acid. Alkali metal hydrogen carbonates such as lithium hydrogen, sodium hydrogen carbonate, potassium hydrogen carbonate, rubidium hydrogen carbonate, cesium hydrogen carbonate, francium hydrogen carbonate, lithium hydroxide, sodium hydroxide, potassium hydroxide, rubidium hydroxide, cesium hydroxide, Alkali metal hydroxides such as francium hydroxide, lithium fluoride,
Examples include alkali metal fluorides such as sodium fluoride, potassium fluoride, rubidium fluoride, cesium fluoride, and francium fluoride. Particularly preferred are sodium salts and potassium salts. The above alkali metal compounds may be used alone or in combination.
You may use a mixture of more than one species.

【0011】本発明で使用される非プロトン系極性溶媒
としては、例えば、N,N‐ジメチルアセトアミド、N
,N‐ジメチルホルムアミド、N‐メチルピロリドン,
γ‐ブチロラクトン、ヘキサメチル燐酸トリアミドの様
な鎖状もしくは環状のアミド類またはホスホリルアミド
類、あるいはジメチルスルホキシド、ジフェニルスルホ
ン、テトラメチレンスルホンのようなスルホキシドある
いはスルホン類、テトラメチル尿素、N,N′‐ジメチ
ルエチレンウレアのようなウレア類である。これらの溶
媒は、実質的に無水の状態で使用することが必要である
。反応に不活性な他の溶媒、例えばベンゼン、トルエン
、キシレン等を混合して使用することができる。
Examples of the aprotic polar solvent used in the present invention include N,N-dimethylacetamide, N
, N-dimethylformamide, N-methylpyrrolidone,
γ-Butyrolactone, linear or cyclic amides or phosphorylamides such as hexamethylphosphoric triamide, sulfoxides or sulfones such as dimethyl sulfoxide, diphenyl sulfone, tetramethylene sulfone, tetramethyl urea, N,N'-dimethyl It is a urea such as ethylene urea. These solvents need to be used in a substantially anhydrous state. Other solvents inert to the reaction, such as benzene, toluene, xylene, etc., can be used in combination.

【0012】本発明に於いて、優れた耐熱性を有し、射
出成形可能な分子配列を制御した脂肪族、芳香族ポリア
ミドイミドを製造するには、前記ベンゼン‐1,2,4
‐トリカルボン酸無水物とヘキサメチレン‐1,6‐ジ
イソシアネートをモル比0.475〜0.525の範囲
でアルカリ金属化合物の存在下、非プロトン系極性溶媒
中100〜250℃の温度で加熱反応させイミド化を行
ない、更にヘキサメチレン‐1,6‐ジイソシアネート
をベンゼン‐1,2,4‐トリカルボン酸無水物に対し
てモル比0.475〜0.525の範囲で加え150℃
以上の温度で加熱反応させアミド化を行う必要がある。
In the present invention, in order to produce an aliphatic or aromatic polyamideimide having a controlled molecular arrangement that has excellent heat resistance and can be injection molded, the benzene-1,2,4
- Tricarboxylic anhydride and hexamethylene-1,6-diisocyanate are reacted by heating at a temperature of 100 to 250°C in an aprotic polar solvent in the presence of an alkali metal compound at a molar ratio of 0.475 to 0.525. After imidization, hexamethylene-1,6-diisocyanate was added at a molar ratio of 0.475 to 0.525 to benzene-1,2,4-tricarboxylic anhydride at 150°C.
It is necessary to perform the amidation by heating the reaction at a temperature above.

【0013】ベンゼン‐1,2,4‐トリカルボン酸無
水物の無水物環とカルボキシル基のイソシアネートに対
する反応性を無水フタル酸、安息香酸等をモデル化合物
として調べた結果、無水物環の反応(イミド化)とカル
ボキシル基の反応(アミド化)では100〜250℃の
温度領域でイミド化とアミド化の速度に大きな差がある
ことを見い出した。ベンゼン‐1,2,4‐トリカルボ
ン酸無水物とジイソシアネートを縮合させる1段目のイ
ミド化反応は、100〜250℃の温度が必要で、14
0〜180℃の温度範囲がさらに好ましい。100℃未
満では無水物環とイソシアネートの反応性が低下し好ま
しくなく、250℃を超過するとアミド化の速度が早く
なり、分子配列を制御したポリマーが得られなくなるの
で好ましくない。また、2段目のアミド化反応は、ジイ
ソシアネートの反応性が低いため、通常150℃以上の
温度が必要で、200〜260℃の温度範囲がさらに好
ましい。中間生成物であるジイミドジカルボン酸は、こ
の場合単離せずにジイソシアネートとの重縮合反応(ア
ミド化)を行うが、生成したジイミドカルボン酸を単離
して重縮合反応(アミド化)を行っても何らさしつかえ
ない。
As a result of investigating the reactivity of the anhydride ring and carboxyl group of benzene-1,2,4-tricarboxylic anhydride toward isocyanate using phthalic anhydride, benzoic acid, etc. as model compounds, we found that the reaction of the anhydride ring (imide It has been found that there is a large difference in the rate of imidization and amidation in the temperature range of 100 to 250° C. in the reaction between carboxyl groups (amidation) and carboxyl groups (amidation). The first stage imidization reaction, in which benzene-1,2,4-tricarboxylic anhydride and diisocyanate are condensed, requires a temperature of 100 to 250°C, and
A temperature range of 0 to 180°C is more preferred. If it is less than 100°C, the reactivity between the anhydride ring and the isocyanate will decrease, which is undesirable, and if it exceeds 250°C, the rate of amidation will increase, making it impossible to obtain a polymer with controlled molecular arrangement, which is not preferred. Further, in the second stage amidation reaction, since the reactivity of diisocyanate is low, a temperature of 150°C or higher is usually required, and a temperature range of 200 to 260°C is more preferable. In this case, the intermediate product diimide dicarboxylic acid is not isolated and undergoes a polycondensation reaction (amidation) with the diisocyanate, but even if the produced diimide carboxylic acid is isolated and the polycondensation reaction (amidation) is performed. There is nothing wrong with that.

【0014】反応時間は、イミド化、アミド化反応とも
通常1〜20時間である。そして副生する水、及び二酸
化炭素が実質的に認められなくなる時点をもって反応の
完結点とすることができる。アルカリ金属化合物の添加
量は、ベンゼン‐1,2,4‐トリカルボン酸無水物に
対して、0.5〜20モル%の範囲が好ましく、特に1
.0〜10モル%が好ましい。一般には原料モノマー(
ベンゼン‐1,2,4‐トリカルボン酸無水物+ヘキサ
メチレン‐1,6‐ジイソシアネート)の濃度は50〜
400g/lの範囲が好ましく、特に100〜300g
/lが好ましい。本発明に於いて、得られた分子配列を
制御した脂肪族、芳香族ポリアミドイミド樹脂の平均分
子量(GPCのポリスチレン、スタンダードによる重量
平均分子量)は、1万以上が好ましく、特に好ましくは
、2万以上である。
The reaction time is usually 1 to 20 hours for both imidization and amidation reactions. The point at which by-product water and carbon dioxide are substantially no longer observed can be considered as the completion point of the reaction. The amount of the alkali metal compound added is preferably in the range of 0.5 to 20 mol%, particularly 1.
.. 0 to 10 mol% is preferred. Generally, the raw material monomer (
The concentration of benzene-1,2,4-tricarboxylic anhydride + hexamethylene-1,6-diisocyanate) is 50~
A range of 400 g/l is preferred, especially 100-300 g
/l is preferred. In the present invention, the average molecular weight (weight average molecular weight according to GPC polystyrene standard) of the obtained aliphatic, aromatic polyamideimide resin with controlled molecular arrangement is preferably 10,000 or more, particularly preferably 20,000 or more. That's all.

【0015】[0015]

【実施例】以下、実施例にて本発明を詳細に説明する。 また、実施例及び比較例において得られたポリマーの物
性値は以下の方法により測定した。 平均分子量:重合液をN‐メチルピロリドンで希釈し、
GPCを用いて、分子量分布曲線のカーブを測定し、ポ
リスチレン、スタンダードによって重量平均分子量を得
た。 流動温度:(島津製作所製)フローテスターを用いて測
定した見掛けの溶融粘度が10000 Poiseにな
る温度。
[Examples] The present invention will be explained in detail below with reference to Examples. Further, the physical property values of the polymers obtained in Examples and Comparative Examples were measured by the following method. Average molecular weight: Dilute the polymerization solution with N-methylpyrrolidone,
The molecular weight distribution curve was measured using GPC, and the weight average molecular weight was obtained using polystyrene as a standard. Flow temperature: Temperature at which the apparent melt viscosity measured using a flow tester (manufactured by Shimadzu Corporation) becomes 10,000 Poise.

【0016】(実施例1)撹拌機、温度計、冷却コンデ
ンサー、及び滴下ロートを備えた500mlセパラブル
フラスコ中に、ベンゼン‐1,2,4‐トリカルボン酸
無水物20.33g(0.1058モル)、フッ化カリ
ウム0.129g(0.00222モル)、N,N′‐
ジメチルエチレンウレア220mlを窒素雰囲気中に装
入溶解し、撹拌しながら内温を140℃まで昇温した。 滴下ロートにヘキサメチレン‐1,6‐ジイソシアネー
ト8.92g(0.05301モル)を測り取り、1度
にフラスコ内に添加し、140℃で4時間反応させた。 更に、滴下ロートにヘキサメチレン‐1,6‐ジイソシ
アネート8.88g(0.05280モル)を測り取り
、1度にフラスコ内に添加した。すぐにこの溶液を22
0℃まで昇温したところ150℃で激しく反応し二酸化
炭素の発生が認められた。220℃で1時間撹拌を続け
ると溶液の色は黄色から赤褐色へと変化し、粘度が上昇
した。さらに1時間加熱を続け熟成した後、室温に冷却
し、重合液を高速撹拌下の水中に投入してポリマー粉末
を得た。このポリマー粉末をさらに水で3回洗浄し、最
後にメタノールで洗浄後、150℃で8時間減圧乾燥し
31gのポリマー粉末が得られた。その重合体の平均分
子量は4.5万であった。DSCで測定したガラス転移
温度は116℃、空気中5%分解温度428℃という優
れた耐熱性を有していた。さらに、流動温度が236℃
で、射出成形が可能な熱溶融特性を有していた。
(Example 1) 20.33 g (0.1058 mol) of benzene-1,2,4-tricarboxylic anhydride was placed in a 500 ml separable flask equipped with a stirrer, thermometer, cooling condenser, and dropping funnel. ), potassium fluoride 0.129g (0.00222mol), N,N'-
220 ml of dimethylethylene urea was charged and dissolved in a nitrogen atmosphere, and the internal temperature was raised to 140°C while stirring. 8.92 g (0.05301 mol) of hexamethylene-1,6-diisocyanate was measured into a dropping funnel, added to the flask at once, and reacted at 140° C. for 4 hours. Furthermore, 8.88 g (0.05280 mol) of hexamethylene-1,6-diisocyanate was measured into the dropping funnel and added to the flask at once. Immediately add this solution to
When the temperature was raised to 0°C, a violent reaction occurred at 150°C, and the generation of carbon dioxide was observed. When stirring was continued at 220° C. for 1 hour, the color of the solution changed from yellow to reddish brown and the viscosity increased. After continuing to heat for another 1 hour to age, the mixture was cooled to room temperature, and the polymerization liquid was poured into water under high speed stirring to obtain a polymer powder. This polymer powder was further washed three times with water, and finally with methanol, and then dried under reduced pressure at 150° C. for 8 hours to obtain 31 g of polymer powder. The average molecular weight of the polymer was 45,000. It had excellent heat resistance, with a glass transition temperature measured by DSC of 116°C and a 5% decomposition temperature in air of 428°C. Furthermore, the flow temperature is 236℃
It had heat-melting properties that made injection molding possible.

【0017】(実施例2〜5)実施例1に示した実験装
置にてベンゼン‐1,2,4‐トリカルボン酸無水物と
ヘキサメチレン‐1,6‐ジイソシアネートをそれぞれ
の条件下に於て同様に重合を行い、得られた重合体のそ
れぞれの物性値を表1に示す。
(Examples 2 to 5) Using the experimental apparatus shown in Example 1, benzene-1,2,4-tricarboxylic anhydride and hexamethylene-1,6-diisocyanate were treated under the same conditions. Table 1 shows the physical property values of the polymers obtained.

【0018】(実施例6)実施例1に示した実験装置に
ベンゼン‐1,2,4‐トリカルボン酸無水物とヘキサ
メチレン‐1,6‐ジイソシアネートを同様な条件下で
反応させ、得られた反応液を冷却した後、pH2に調製
した塩酸水溶液中に入れ、ビス‐〔(4‐カルボキシ)
フタルイミド〕‐1,6‐ヘキサメチレンを単離した。 DSCで測定した融点は320℃であった。次にこの化
合物にヘキサメチレン‐1,6‐ジイソシアネートを加
え重縮合を行い、得られた重合体の物性値を表1に示す
(Example 6) Benzene-1,2,4-tricarboxylic anhydride and hexamethylene-1,6-diisocyanate were reacted under similar conditions in the experimental apparatus shown in Example 1, and the obtained After cooling the reaction solution, it was placed in an aqueous hydrochloric acid solution adjusted to pH 2, and bis-[(4-carboxy)
Phthalimide]-1,6-hexamethylene was isolated. The melting point measured by DSC was 320°C. Next, hexamethylene-1,6-diisocyanate was added to this compound to perform polycondensation, and the physical properties of the obtained polymer are shown in Table 1.

【表1】 TMA:ベンゼン‐1,2,4‐トリカルボン酸無水物
HDI 1 :最初に加えたヘキサメチレン‐1,6‐
ジイソシアネート HDI 2 :後に加えたヘキサメチレン‐1,6‐ジ
イソシアネート TMA−K :ベンゼン‐1,2,4‐トリカルボン酸
無水物カリウム塩 TMA−Na:ベンゼン‐1,2,4‐トリカルボン酸
無水物ナトリウム塩 DMI:N,N′‐ジメチルエチレンウレアNMP:N
‐メチルピロリドン DMAc  :N,N‐ジメチルアセトアミド
[Table 1] TMA: benzene-1,2,4-tricarboxylic anhydride HDI 1: initially added hexamethylene-1,6-
Diisocyanate HDI 2 : Hexamethylene-1,6-diisocyanate added later TMA-K : Benzene-1,2,4-tricarboxylic acid anhydride potassium salt TMA-Na: Benzene-1,2,4-tricarboxylic acid anhydride sodium Salt DMI: N,N'-dimethylethylene urea NMP: N
-Methylpyrrolidone DMAc: N,N-dimethylacetamide

【001
9】(参考例)撹拌機、温度計、及び冷却コンデンサー
を備えた4つ口フラスコにフッ化カリウム0.0174
g(0.0003モル)、安息香酸7.4713g(0
.0612モル)、N,N′‐ジメチルエチレンウレア
109.84gを窒素雰囲気中に装入し、溶解した。温
度を一定に保持した後、ヘキサメチレン‐1,6‐ジイ
ソシアネート4.9489g0.029モル)を一括で
装入し、各時間におけるヘキサメチレン‐1,6‐ジイ
ソシアネートの消失量を液クロで定量し、積分法よりア
ミド化の反応速度定数kを各温度において求めた。また
、イミド化の各温度における反応速度定数は無水フタル
酸を用いて同様に求めた。得られた各温度での反応速度
定数を表2に示す。
001
9] (Reference example) Potassium fluoride 0.0174 was placed in a four-necked flask equipped with a stirrer, thermometer, and cooling condenser.
g (0.0003 mol), benzoic acid 7.4713 g (0
.. 0612 mol) and 109.84 g of N,N'-dimethylethyleneurea were charged into a nitrogen atmosphere and dissolved. After keeping the temperature constant, 4.9489 g (0.029 mol) of hexamethylene-1,6-diisocyanate was charged at once, and the amount of hexamethylene-1,6-diisocyanate lost at each time was determined by liquid chromatography. The reaction rate constant k of amidation was determined at each temperature using the integral method. In addition, the reaction rate constant at each imidization temperature was similarly determined using phthalic anhydride. Table 2 shows the reaction rate constants obtained at each temperature.

【表2】 (    )内の数値はアーレニウスプロットにより求
めた計算値
[Table 2] Values in parentheses are calculated values obtained using Arrhenius plot.

【0020】(比較例1)実施例1に示した実験装置に
、ベンゼン‐1,2,4‐トリカルボン酸無水物30.
23g(0.1573モル)、フッ化カリウム0.20
54g(0.00354モル)、N,N′‐ジメチルエ
チレンウレア285mlを窒素雰囲気中に装入し溶解し
た。滴下ロートにヘキサメチレン‐1,6‐ジイソシア
ネート27.21g(0.1618モル)を測り取り、
1度にフラスコ中に添加した。この溶液を撹拌しながら
内温を200℃まで昇温したところ130℃で激しく反
応し二酸化炭素の発生が認められた。200℃で1時間
撹拌を続けると溶液の色は黄色から赤褐色へと変化し、
粘度が上昇した。さらに1時間加熱を続け熟成した後、
室温に冷却し、実施例1と同様に後処理を行った。 その重合体の平均分子量は2.2万であった。DSCで
測定したガラス転移温度は112℃、空気中5%分解温
度418℃という耐熱性を有していたが、実施例1で得
られた重合体よりも耐熱性に差が見られた。
(Comparative Example 1) 30% of benzene-1,2,4-tricarboxylic anhydride was added to the experimental apparatus shown in Example 1.
23g (0.1573mol), potassium fluoride 0.20
54 g (0.00354 mol) and 285 ml of N,N'-dimethylethylene urea were introduced into a nitrogen atmosphere and dissolved. Weigh 27.21 g (0.1618 mol) of hexamethylene-1,6-diisocyanate into a dropping funnel,
Added all at once into the flask. When the internal temperature of this solution was raised to 200° C. while stirring, a violent reaction occurred at 130° C. and the generation of carbon dioxide was observed. When stirring was continued for 1 hour at 200℃, the color of the solution changed from yellow to reddish brown.
Viscosity increased. After continuing to heat for another hour and aging,
It was cooled to room temperature and post-treated in the same manner as in Example 1. The average molecular weight of the polymer was 22,000. Although it had heat resistance with a glass transition temperature measured by DSC of 112°C and a 5% decomposition temperature in air of 418°C, there was a difference in heat resistance compared to the polymer obtained in Example 1.

【0021】(比較例2)実施例1に示した実験装置に
てベンゼン‐1,2,4‐トリカルボン酸無水物30.
42g(0.1583モル)、ヘキサメチレン‐1,6
‐ジイソシアネート26.98g(0.1604モル)
、フッ化カリウム0.189g(0.00326モル)
、と反応温度130℃以外は、実施例1と同様に重合お
よび後処理を行った。得られた重合体の平均分子量は7
300で、反応温度が低いために重合度が上がらず、高
分子量のポリマーを得ることができなかった。
(Comparative Example 2) Benzene-1,2,4-tricarboxylic anhydride 30.
42g (0.1583mol), hexamethylene-1,6
-Diisocyanate 26.98g (0.1604mol)
, potassium fluoride 0.189g (0.00326mol)
Polymerization and post-treatment were carried out in the same manner as in Example 1, except that the reaction temperature was 130°C. The average molecular weight of the obtained polymer was 7
300, the degree of polymerization did not increase due to the low reaction temperature, and a high molecular weight polymer could not be obtained.

【0022】(比較例3)実施例1に示した実験装置に
てベンゼン‐1,2,4‐トリカルボン酸無水物30.
59g(0.1592モル)、ヘキサメチレン‐1,6
‐ジイソシアネート27.07g(0.1609モル)
、と触媒を無添加以外は、実施例1と同様に重合および
後処理を行った。得られた重合体の平均分子量は150
0で、触媒を加えずに行ったために重合度が上がらず、
高分子量のポリマーを得ることができなかった。
(Comparative Example 3) Benzene-1,2,4-tricarboxylic anhydride 30.
59g (0.1592mol), hexamethylene-1,6
-Diisocyanate 27.07g (0.1609mol)
Polymerization and post-treatment were carried out in the same manner as in Example 1, except that no catalyst was added. The average molecular weight of the obtained polymer was 150
0, the degree of polymerization did not increase because it was carried out without adding a catalyst,
It was not possible to obtain a high molecular weight polymer.

【0023】(比較例4)実施例1に示した実験装置に
ベンゼン‐1,2,4‐トリカルボン酸無水物30.3
7g(0.1442モル)、フッ化カリウム0.173
g(0.00299モル)、N,N′‐ジメチルエチレ
ンウレア180mlを窒素雰囲気中に装入し溶解した。 滴下ロートにN,N′‐ジメチルエチレンウレア23m
lにヘキサメチレン‐1,6‐ジアミン16.89g(
0.1453モル)を溶解させ、フラスコ中に添加した
。以下、実施例1と同様に重合および後処理を行った。 得られた重合体の平均分子量は4300で、高分子量の
ポリマーを得ることができなかった。
(Comparative Example 4) 30.3% of benzene-1,2,4-tricarboxylic anhydride was added to the experimental apparatus shown in Example 1.
7g (0.1442 mol), potassium fluoride 0.173
g (0.00299 mol) and 180 ml of N,N'-dimethylethylene urea were introduced into a nitrogen atmosphere and dissolved. Add 23 m of N,N'-dimethylethylene urea to the dropping funnel.
16.89 g of hexamethylene-1,6-diamine (
0.1453 mol) was dissolved and added into the flask. Thereafter, polymerization and post-treatment were performed in the same manner as in Example 1. The average molecular weight of the obtained polymer was 4,300, and a high molecular weight polymer could not be obtained.

【0024】(比較例5)実施例1に示した実験装置に
ベンゼン‐1,3‐ジカルボン酸30.41g(0.1
831モル)、ヘキサメチレン‐1,6‐ジイソシアネ
ート30.88g(0.1836モル)、とフッ化カリ
ウム0.212g(0.00364モル)以外は、実施
例1と同様に重合および後処理を行った。得られた重合
体の平均分子量は3.2万、5%分解温度は379℃で
あったが、ガラス転移温度は、72℃と低く耐熱性樹脂
として十分な性能を有していなかった。
(Comparative Example 5) 30.41 g of benzene-1,3-dicarboxylic acid (0.1
Polymerization and post-treatment were carried out in the same manner as in Example 1, except for 30.88 g (0.1836 mol) of hexamethylene-1,6-diisocyanate and 0.212 g (0.00364 mol) of potassium fluoride. Ta. The average molecular weight of the obtained polymer was 32,000, and the 5% decomposition temperature was 379°C, but the glass transition temperature was as low as 72°C, and it did not have sufficient performance as a heat-resistant resin.

【0025】[0025]

【発明の効果】本発明によれば、優れた耐熱性を有し、
射出成形可能な分子配列を制御した脂肪族、芳香族ポリ
アミドイミド樹脂を工業的に実用性のある方法で得るこ
とができ、産業上有益な発明である。
[Effect of the invention] According to the present invention, it has excellent heat resistance,
This is an industrially useful invention, since it is possible to obtain an aliphatic or aromatic polyamideimide resin with a controlled molecular arrangement that can be injection molded by an industrially practical method.

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】  一般式(I) (化1)【化1】 (式中xは4〜12の整数であり、yは4〜12の整数
である。)の繰り返し単位を持つポリアミドイミド樹脂
の製造方法において、ベンゼン‐1,2,4‐トリカル
ボン酸無水物1モルに対し、式 【化2】 (式中、R1 は─( CH2 ) xであり、xは前
記と同じ意義を有する。)のジイソシアネート0.47
5〜0.525モルを、触媒としてアルカリ金属化合物
の存在下、非プロトン系極性溶媒中100〜250℃で
反応させ、更に式 【化3】 (式中、R2 は─( CH2 ) yであり、yは前
記と同じ意義を有する。)のジイソシアネート0.47
5〜0.525モルを加え、150℃以上で重縮合を行
い分子配列を制御することを特徴とする製造方法。
Claim 1: A polyamide-imide resin having a repeating unit of general formula (I) (Chemical formula 1) [Chemical formula 1] (where x is an integer of 4 to 12, and y is an integer of 4 to 12) In the method for producing 1 mol of benzene-1,2,4-tricarboxylic anhydride, a compound of the formula [Image Omitted] (wherein, R1 is -(CH2) x, and x has the same meaning as above). ) diisocyanate 0.47
5 to 0.525 mol is reacted at 100 to 250°C in an aprotic polar solvent in the presence of an alkali metal compound as a catalyst, and further reacted with the formula [Chemical formula 3] (wherein R2 is -(CH2) y) , y has the same meaning as above) diisocyanate 0.47
A manufacturing method characterized by adding 5 to 0.525 mol and performing polycondensation at 150°C or higher to control molecular arrangement.
【請求項2】  式(II)(化4) 【化4】 の繰り返し単位を持つポリアミドイミド樹脂を製造する
にあたり、ベンゼン‐1,2,4‐トリカルボン酸無水
物1モルに対し、ヘキサメチレン‐1,6‐ジイソシア
ネー0.475〜0.525モルを触媒としてアルカリ
金属化合物の存在下、非プロトン系極性溶媒中100〜
250℃で反応させ、更にヘキサメチレン‐1,6‐ジ
イソシアネート0.475〜0.525モルを加え、1
50℃以上で重縮合を行い分子配列を制御することを特
徴とするポリアミドイミド樹脂の製造方法。
[Claim 2] In producing a polyamideimide resin having a repeating unit of formula (II) (chemical formula 4), hexamethylene- 1,6-diisocyanate in the presence of an alkali metal compound as a catalyst in an aprotic polar solvent.
The reaction was carried out at 250°C, and 0.475 to 0.525 mol of hexamethylene-1,6-diisocyanate was added, and 1
A method for producing a polyamide-imide resin, which comprises controlling the molecular arrangement by polycondensing at 50° C. or higher.
【請求項3】  アルカリ金属化合物が、多価カルボン
酸アルカリ金属塩、アルカリ金属炭酸塩、アルカリ金属
炭酸水素塩、アルカリ金属水酸化物、またはアルカリ金
属弗化物であることを特徴とする請求項1記載のポリア
ミドイミド樹脂の製造方法。
3. Claim 1, wherein the alkali metal compound is an alkali metal salt of a polyvalent carboxylic acid, an alkali metal carbonate, an alkali metal hydrogen carbonate, an alkali metal hydroxide, or an alkali metal fluoride. The method for producing the polyamideimide resin described above.
【請求項4】  非プロトン系極性溶媒が、鎖状または
環状のアミド類、ホスホリルアミド類、スルホン類、ス
ルホキシド類またはウレア類であることを特徴とする請
求項1記載のポリアミドイミド樹脂の製造方法。
4. The method for producing a polyamideimide resin according to claim 1, wherein the aprotic polar solvent is a chain or cyclic amide, phosphorylamide, sulfone, sulfoxide, or urea. .
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CN116239775A (en) * 2023-05-11 2023-06-09 江苏环峰电工材料有限公司 Modified polyimide resin for anode electrophoretic paint and preparation method thereof

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