JPH0441560A

JPH0441560A - ポリイミド系樹脂組成物

Info

Publication number: JPH0441560A
Application number: JP14867390A
Authority: JP
Inventors: Masahiro Ota; 正博太田; Nobushi Koga; 信史古賀; Teruhiro Yamaguchi; 彰宏山口
Original assignee: Mitsui Toatsu Chemicals Inc
Current assignee: Mitsui Toatsu Chemicals Inc
Priority date: 1990-06-08
Filing date: 1990-06-08
Publication date: 1992-02-12
Anticipated expiration: 2012-08-25
Also published as: JP2644363B2

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用樹脂組成物に関する
。

〔従来技術の説明〕

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、宇宙航空用機器、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
には焼結成形などの特殊な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課題〕

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。

〔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行っ
た結果、新規ポリイミドと特定量のポリエステルとを含
む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。

本発明者らは先に機械的強度、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、下記式（１）％式％（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
からなる群より選ばれた４価の基をね表す。）で表わされる繰り返し単位を有する樹脂を見出した。　
（特開昭６２−５０３７２、特開平１−２２１４３０、
特願昭６３−３１５０８７．３２６３２７．３３４６５
３等）。上記のポリイミドは、従来公知のポリイミドと
異なり、良好な熱可塑性を有し、押し出し成形、射出成
形等の熔融成形法による加工が可能である。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、ポリエーテルスルフォン、ポリスルフォン、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
ニアリングプラス千ツクに比較すると耐熱性やその他の
特性に於いてはるかに優れているものの、成形加工性は
それらの樹脂に未だ及ばない。

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於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、（１）、下記式（１）（式中Ｒは炭素数２以−トの脂肪族基、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Ｗ責により相互に連結された非縮合多環式芳香族
基からなる群より選ばれた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％とポリエステル樹脂０１〜５帽１％を含む
樹脂組成物、（２）、ポリエステルが、約４２０°Ｃ以下の温度で異
方性メルト相を形成しうるポリエステルである請求項（
１）記載の樹脂組成物、（３ｊ、ポリエステルが　少なくとも一種の二価フェノ
ールおよび／または脂肪族ジオール、および／または脂
環式ジオールと、少なくとも一種のジカルボン酸、およ
び／またはジカルボン酸誘導体との反応により得られる
二成分系よりなることを特徴とする請求項（１）記載の
樹脂組成物、（４）、ポリエステルが、請求項（４）記
載の二成分系の他に、少なくとも一種のヒドロキシカル
ボン酸、および／またはヒドロキシカルボンＭ誘導体を
含む三成分系以上の共重合体であり、全体としてポリエ
ステルであることを特徴とする請求項（１）記載の樹脂
組成物、（５）、ポリエステルが、少なくとも一種のヒドロキシ
カルボン酸、および／またはヒドロキシカルボン酸誘導
体自身の反応により得られるものであることを特徴とす
る請求項（１）記載の樹脂組成物、である。

本発明で使用用されるポリイミドの製造は前述の特開昭
６３−５０３７２、特開平１〜２２１４３０、特願昭６
３３１５０８７．３２６３２７．３３４６５３等に記載
された方法により行われる。

すなわち、弐（ｎ）（ｎ）で表わされる芳香族ジアミン即ち、１，４−ビス〔４−
（３−アミノフェノキシ）ベンゾイル〕ベンゼン及び／
または、１．３−ビス（４−（３−アミノフェノキシ）
ベンゾイル〕ベンゼンと一種類以上のテトラカルボン酸
二無水物の反応によって得られる。これらのジアミンは
、二種類混合して使用してもよい。

なお、本発明の方法のポリイミドの良好な物性を損なわ
ない範囲で、上記ジアミンの一部を他の公知のポリイミ
ドに使用されるジアミンで代替して用いることは何等差
し支えない。

又、上記ジアミンと反応させるテトラカルボン酸二無水
物は、−数式（ｍ）（式中Ｒは前に同じ）。

で表わされ、例えば、エチレンテトラカルボン酸−無水
物、ブタンテトラカルボン酸二無水物、シクロペンタン
テトラカルボン酸二無水物、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）メクンニ無水物、ビス（３，４
−ジカルボキシフェニル）メタンニ無水物、２，２−ビ
ス（３，４−ジカルボキシフェニル）ブロバンニ無水物
、２，２−ビス（２，３−ジカルボキシフェニル）ブロ
バンニ無水物、２．２−ビス（３，４−ジカルボキシフ
ェニル）−１，１，１，３，３，３へキサフルオロプロ
パンニ無水物、２．２−ビス（２，３−ジカルボキシフ
ェニル）−１，１，１，３，３，３−ヘキサフルオロブ
ロバンニ無水物、ビロメリ、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、ビス（３，４−ジカルボキ
ンフエニル）エーテルニ無水物、ビス（２，３−ジカル
ボキシフェニル）エーテルニ無水物、ビス（３，４−ジ
カルボキシフェニル）スルホン二＝水ｅ＋、４．４′−
（ｐ−フエニＬ・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−ヘ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等であり、これらテトラカルボ
ン酸二無水物は単独或いは２種以上混合して用いられる
。

上記ジアミンとテトラカルボン酸二無水物の反応方法は
、従来公知の方法が制限なく使用出来るが、例えば、有
機溶媒中で行うのは好ましい方法である。この反応に用
いる有機溶剤としては、例えば、　Ｎ、Ｎ−ツメチルホ
ルムアミド、Ｎ、Ｎ−ジメチルアセトアミド、　Ｎ、Ｎ
−ジエチルアセトアミド、Ｎ、Ｎ−ジメチルメトキシア
セトアミド、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、　１，３−
ジメチル−２−イミダシリジノン、Ｎ−メチルカプロラ
クタム、１，２−ジメトキシエタン、ビス（２−メトキ
シエチル）エーテル、１，２−ビス（２−メトキシエト
キシ）エタン、ビス（２−（２−メトキシエトキシ）エ
チル）エーテル、テトラヒドロフラン、１．３−ジオキ
サン、１，４−ジオキサン、ピリジン、ピコリン、ジメ
チルスルホキシド、ジメチルスルホン、テトラメチル尿
素、ヘキサメチルホスホルアミド、フェノール、ｍ−ク
レゾール、Ｐ−クレゾール、ｐ−クロロフェノール、ア
ニソール等があげられる。また、これらの有機溶媒は、
単独でも、或いは二種以上混合して用いても差し支えな
い。

反応温度はＯ℃〜２５０°Ｃで行われる。通常は、６０
°Ｃ以下の温度で行われる。反応圧力は特に限定されず
、常圧で充分実施できる０反応時間は、使用するテトラ
カルボン酸二無水物、ジアミン、溶剤の種類及び反応温
度により異なるが、通常３０分〜２４時間で充分である
。

このような反応により、下記式（ＴＶ）の繰り返し単位
を基本骨格として有するポリアミド酸が生成される。

（ｒＶ）（式中Ｒは前記に同し）。

このポリアミド酸を１００〜４００°Ｃに加熱脱水する
か、または通常用いられるイミド化剤、例えばトリエチ
ルアミンと無水酢酸等を用いて化学イミド化することに
より、下記式（Ｉ）（Ｉ）（式中Ｒは前記に同し）。

の繰り返し単位を基本骨格として有するポリイミドが得
られる。

−Ｓ的には低い温度でポリアミド酸を生成させた後に、
更にこれを熱的にまたは化学的にイミド化することが行
われる。しかし６０°Ｃ〜２５０°Ｃの温度で、このポ
リアミド酸の生成と熱イミド化反応を同時に行ってポリ
イミドを得ることもできる。即ち、テトラカルボン酸二
無水物、ジアミンを有機溶媒中に懸濁または溶解させた
後加熱下に反応を行い、ポリアミド酸の生成と脱水イミ
ド化とを同時に行わせて上記式（１）の繰り返し単位を
基本骨格として有するポリイミドを得ることもできる。

またテトラカルボン酸二無水物、ジアミンの他に、生成
するポリイミドの加工時の熱安定性及び／または成形加
工性を向上させるために、末端停止剤として芳香族モノ
アミン、脂肪族モノアミュ７、環式脂肪族モノアミン、
芳香族ジカルボン酸モノ無水物、脂肪族ジカルボン酸モ
ノ無水物、環式脂肪族ジカルボン酸モノ無水物から選ば
れる化合物を一種以上反応時に添加することは、特に好
ましい方法である。

本発明で流動化促進剤として用いられるポリエステルの
種類には特に制限はない。即ち、少なくとも一種の二価
フェノールおよび／または脂肪族ジオール、および／ま
たは脂環式ジオールと、少なくとも一種のジカルボン酸
、および／またはジカルボン酸誘導体との反応により得
られるもの。

又、前記二成分の他に、少なくとも一種のヒドロキシカ
ルボン酸、および／またはヒドロキシカルボン酸誘導体
を含む三成分系以上の共重合体であり、全体としてポリ
エステルであるもの。又、少なくとも一種のヒドロキシ
カルボン酸、および／またはヒドロキシカルボン酸誘導
体の反応により得られるものも含まれる。

これらの具体的な例としてポリマー骨格の繰り返し単位
を示す。

（図中、２個のカルボニル基は互いにオルト、メクまたはバライ立を占め、又これらの混合物でもよい。以下同じ。）（Ｘは水素、ＣｌＢｒ　　。

Ｆまたはアルキル基を示す）三成分系以上の共重合体で全体としてポリエステルであ
るものとしては、二価フェノールまたはジオール類残基、ジカルボン酸残基、ヒドロキシ力ルボン酸残基の組合わせで示すとＨ３Ｈ３等が挙げられるが、もちろんこれらに限られるものでは
ない。これらポリエステルは各種重合度のものが多数市
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９９．５〜
５０重量％、ポリエステル０．１〜５０重量％の範囲に
あるように調整される。

本発明のポリイミド／ポリエステル樹脂系は高温度域に
おいて著しく低い溶融粘度を示す。ポリエステルの良好
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．ＩＮ量％であるが、好ましくは、０．５重蓋％以
上である。

また異方性メルト相を形成するポリエステルの耐薬品性
、低吸水性、ａ燃性、機械的強度は耐熱性樹脂の仲でも
非常に優れた部類に属するが、機械的性質の異方性が強
すぎたり、フィブリルを生し、またウェルド強度が弱い
などの欠陥がある。

又、異方性メルト相を形成しない、いわゆる非品性ポリ
エステルは耐薬品性に劣り、機械的強度も充分ではない
。そのため、該組成物中のポリエステルの量を余り多く
すると、ポリイミド本来の特性が維持できなくなり、好
ましくない。そのためポリエステル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整するにあたっては、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エステル粉末を乳鉢、ヘン
シェルミキサー、ドラムブレンダー、タンフラーブレン
ダー、ホ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しめ有機溶媒に溶解ある
い１よ懸濁させ、この溶液あるいは懸濁液にポリエステ
ルを添加し均一に分散させた径、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
の有機溶媒溶液中にポリエステルを溶解または懸濁させ
た後、１００〜４００　℃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。

特に前記組成物を混合調整するにあたり、粉末同志、ペ
レット同志、あるいは粉末とペレットを混合溶融するの
も節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ン容融ブレンドするのに用
いられる装置、例えば熱ロール、バンバリーミキサ−、
ブラヘンター押し出し機などを利用することができる。

？８融温度は配合系が熔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。その温度は
、ポリイミドの種類とポリエステルの種類の組合わせに
よって異なるが、通常２５０〜４５０°Ｃ２好ましくは
、３００〜４２０　℃である。

本発明の樹脂組成物の成形方法としては、均溶融ブレン
ド体を形成し、かつ生産性の高い成形方法である射出成
形または押し出し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、焼結成形などを通用してもな
んら差支えない。

なお本発明の樹脂組成物に対して固体潤滑側、例えば二
硫化モリブデン、グラファイト、窒化ホウ素、−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
材、例えばガラス繊維、炭素繊維、芳香族ポリアミド繊
維、チタン酸カリウム繊維、ガラスピーズを一種類以上
添加することが出来る。

なお本発明の樹脂組成物に対して、本発明の目的を損な
わない範囲で、酸化防止剤、熱安定化剤、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類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詳細
に説明する。

なお、実施例中の物性は、以下の様な手法により測定し
た。

・対数粘度　（η）；ポリイミド粉末０．５０　ｇをＰ
−クロロフェノール／フェノール帽１比９／１）混合溶
媒１００ｄに加熱熔解した後、３５°Ｃに冷却して測定・カラス転移温度（Ｔｇ）　、融点（Ｔｍ）　　；　　
ＤＳＣ（島原　１１Ｔ−４０シリーズ、（ｌＳＣ−４１
Ｍ　）により測定・引張強度、破断伸度　；　　ＡＳＴ門Ｄ−６３８・ア
イゾツト衝撃値　　；ＡＳＴＭ　Ｄ−２５８・熱変形温
度　　　　　；　　ＡＳＴ）’Ｉ　Ｄ−６４８合成例１
（ポリイミド）１．３−ビス［４−（３−アミノフェノキシ）ベンゾイ
ル〕ベンゼン５ｋｇ（１０モル）と、ピロメリット酸二
無水物２．０８　ｋｇ　（９，５５モル）および無水フ
タル酸１３３　ｇ　（０，９モル）を原料として特開平
１２２１４３０記載の方法に従ってポリイミド粉を得た
。

ポリイミドのガラス転移温度は２３５°Ｃ１対数粘度は
、０．５Ｍ！／ｇであった。

合成例２〜４　（ポリイミド）合成例１と同様にして、各種酸二無水物、無水フタル酸
との組合せにより、種々のポリイミドを得た。

ポリイミド合成原料と生成ポリイミドの物性を第１表に
示す。

実施例１〜４合成例１で得られたポリイミドと市販の芳香族ホ’Ｊ　
エフ、　チル（ＸＹＤＡＲ５ＲＴ−５００−５、ＤＡＲ
ＴＣＯ社商標）、２表のように各種組成でトライブレン
ドした後、押出機Ｃ口径４０ｍｍ；圧縮比＝　３．０／
１．Ｏｆ７）スクリュー付き、処理温度４００〜４２０
℃）で熔融・混練しながら押し出し、均一な配合ペレン
トを得た。

次に、上記で得たベレントを通常の射出成形機にかけて
成形温度４００〜４２０°Ｃ２金型温度２５０°Ｃで射
出成形し、成形物の物理的・熱的性質を測定した。

その結果を第２表中に実施例１〜４として示ｒ。

比較例１〜２本発明の範囲外の組成物を用い、実施例１〜ｌ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。

その結果を第２表中に比較例１〜２として示す。

実施例５〜１２および比較例３〜８合成例２〜４で得られたポリイミドと各種ポリエステル
を実施例１〜４と同様に処理し、成形物の物理的・熱的
性質を測定した。

その結果を第２表中に示す。

但し、成形温度は、ポリイミドとポリエステルの組合せ
により、決定した。

〔発明の効果〕

本発明により得られるポリイミド系樹脂組成物から、耐
熱性、耐薬品性、機械的強度に優れた成形物を得ること
ができ、かつ加工性に優れており産業上きわめて有用な
発明であります。

特許出願人　　三井東圧化学株式会社

Claims

【特許請求の範囲】

（１）、下記式（ I ） ▲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
からなる群より選ばれた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％とポリエステル樹脂０．１〜５０重量％を
含む樹脂組成物。
（２）、ポリエステルが、約４２０℃以下の温度で異方
性メルト相を形成しうるポリエステルである請求項（１
）記載の樹脂組成物。
（３）、ポリエステルが、少なくとも一種の二価フェノ
ールおよび／または脂肪族ジオール、および／または脂
環式ジオールと、少なくとも一種のジカルボン酸、およ
び／またはジカルボン酸誘導体との反応により得られる
二成分系よりなることを特徴とする請求項（１）記載の
樹脂組成物。
（４）、ポリエステルが、請求項（４）記載の二成分系
の他に、少なくとも一種のヒドロキシカルボン酸、およ
び／またはヒドロキシカルボン酸誘導体を含む三成分系
以上の共重合体であり、全体としてポリエステルである
ことを特徴とする請求項（１）記載の樹脂組成物。
（５）、ポリエステルが、少なくとも一種のヒドロキシ
カルボン酸、および／またはヒドロキシカルボン酸誘導
体自身の反応により得られるものであることを特徴とす
る請求項（１）記載の樹脂組成物。