JPH07122002B2 - 熱硬化性樹脂組成物 - Google Patents

熱硬化性樹脂組成物

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JPH07122002B2
JPH07122002B2 JP63203717A JP20371788A JPH07122002B2 JP H07122002 B2 JPH07122002 B2 JP H07122002B2 JP 63203717 A JP63203717 A JP 63203717A JP 20371788 A JP20371788 A JP 20371788A JP H07122002 B2 JPH07122002 B2 JP H07122002B2
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典正 山谷
正博 太田
彰宏 山口
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三井東圧化学株式会社
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  • Polymers With Sulfur, Phosphorus Or Metals In The Main Chain (AREA)
  • Macromolecular Compounds Obtained By Forming Nitrogen-Containing Linkages In General (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は接着フィルム、積層材料、あるいは成形材料等
に用いることのできる耐熱性に優れた熱硬化性樹脂組成
物に関する。
〔従来の技術〕
従来から、ポリイミド樹脂は耐熱性、電気絶縁性、耐薬
品性に優れた性能を有するため、産業上広く利用されて
いる。
ポリイミド樹脂の中でテトラカルボン酸二無水物とジア
ミンの反応によりポリアミド酸を経由して得られる縮合
型のポリイミド樹脂は優れた特性を示すものが多いが、
その軟化温度が高く、加工性に乏しいという欠点を有し
ている。また耐熱性をある程度犠牲にして、加工性を改
良した熱可塑性のポリエーテルイミド(商品名「ウルテ
ム」ゼネラル エレクトリック社製)も知られている
が、耐熱性及び耐薬品性の面で充分なものではなかっ
た。
一方、ビスマレイミド化合物を単独で重合させる付加型
のポリイミド樹脂は熱的性質においては優れているが、
機械的強度に劣るため、流延してフィルムとすることが
できなかった。
〔発明が解決しようとする課題〕
本発明はこれらの欠点を鑑みてなされたもので、熱硬化
前にはフィルム等に成形でき、硬化後は強靱で可撓性、
接着性ならびに耐熱性に優れた熱硬化性樹脂組成物を提
供するものである。
〔課題を解決するための手段〕
本発明者らは、前記目的を達成するために鋭意研究を行
なった結果、後述の熱硬化性樹脂組成物が耐熱性、機械
的特性、加工性に優れていることを見出し、本発明を完
成したものである。
すなわち、本発明の熱硬化性樹脂組成物は、 一般式(I) (式中、Zは を表し、Yは炭素数2以上の脂肪族基、環式脂肪族、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結合された非縮合環式芳香族基か
ら成る群より選ばれた4価の基を表す。) で表される繰り返し単位を有する重合体100重量部と式
(II) で表されるN,N′−4,4′−ジフェニルメタンビスマレイ
ミド5〜100重量部よりなる熱硬化性樹脂組成物であ
る。
本発明において使用する重合体は 式(III) に示す4,4′−ビス(3−アミノフェノキシ)ビフェニ
ルに一種以上のテトラカルボン酸二無水物を通常公知の
方法により反応させて得られるポリアミド酸及び/又は
これを更に脱水環化して得られるポリイミドである。
また、もう一方の成分であるテトラカルボン酸二無水物
は 式(IV) (式中、Y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結合された非縮合環式芳香族基
から成る群より選ばれた4価の基を表わす。) で表され、具体的には、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、シクロペンタ
ンテトラカルボン酸二無水物、ピロメリット酸二無水
物、1,2,3,4−ベンゼンテトラカルボン酸二無水物、3,
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)プロパン二無水物、ビス(3,4−ジカルボキシフェ
ニル)エーテル二無水物、ビス(3,4−カルボキシフェ
ニル)スルホン二無水物、1,1−ビス(2,3−ジカルボキ
シフェニル)エタン二無水物、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)ジフタル酸二無水物、4,4′−(m−フェ
ニレンジオキシ)ジフタル酸二無水物、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、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
ボン酸二無水物等であり、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。
前記式(II)で表されるN,N′−4,4′−ジフェニルメタ
ンビスマレイミドは、通常公知の方法により4,4′−ジ
アミノフェニルメタンと無水マレイン酸を縮合・脱水反
応して、容易に製造できる。
前記(I)式の重合体と(II)式のビスマレイミド化合
物の混合割合は、重合体(I)100重量部に対してビス
マレイミド化合物(II)を5〜100重量部、好ましくは1
0〜80重量部を使用する。ビスマレイミド化合物の配合
量が5重量部より少ないと本発明の目的とする加工性、
機械的特性の改良に効果はなく、また100重量部より多
いと硬化物がもろくなり、成形性も悪くなる。
重合体(I)とビスマレイミド化合物(II)の混合は粉
状で行なってもよいが通常はポリアミド酸及び/又はポ
リイミドのワニスあるいは懸濁液中にビスマレイミド化
合物(II)を添加溶解することによって行なわれる。
このようにして得た樹脂組成物はガラス布、カーボンク
ロス等の基材に含浸、乾燥してプリプレグとして用いる
こともできるし、ガラス板、ステンレス板等に流延、乾
燥してフィルム状接着剤として各種用途に用いることも
できる。この場合、乾燥温度はビスマレイミド化合物の
重合が顕著になる温度よりも低く保つ必要があり、乾燥
時間については、残存溶剤の量が本発明の目的を損なわ
ない程度になるようにしなければならない。
また、粉状のまま、成形材料として用いることもでき
る。本発明の樹脂組成物は初期加熱溶融時の溶融粘度が
低く、成膜性、加工性に優れており、加熱硬化すること
によって強靱な耐熱性成形物が得られる。
本発明の熱硬化性樹脂組成物は必要に応じて重合触媒を
添加してもよい。該触媒の使用量は特に限定しないが重
合物全重量を基準として0.001〜10重量%、特に0.1〜5
重量%の範囲が好ましい。重合触媒としては、過酸化ベ
ンゾイル、t−ブチルヒドロペルオキシド、ジクミルパ
ーオキサイド、アゾビスイソブチロニトリル、アゾビス
シクロヘキサンカルボニトリル等の公知のフリーラジカ
ル触媒が有効である。なお重合触媒は適宜組み合わせて
用いても良い。
〔実施例〕
以下、本発明を実施例により説明する。
実施例1A 攪拌機、還流冷却器および窒素導入管を備えた容器に4,
4′−ビス(3−アミノフェノキシ)ビフェニル73.6g
(0.2モル)とN,N−ジメチルアセトアミド467.2gを装入
し、室温で窒素雰囲気下にピロメリット酸二無水物43.2
g(0.198モル)を溶液温度の上昇に注意しながら分割し
て加え、さらに室温で約20時間かきまぜ、樹脂分20.0
%、25℃での溶液粘度64ポイズのポリアミド酸ワニスを
得た。得られたワニスはN,N−ジメチルアセトアミドで
希釈し、ポリアミド酸の濃度0.5%、35℃で対数粘度は
0.82dl/gであった。
このポリアミド酸ワニス100gにN,N′−4,4′−ジフェニ
ルメタンビスマレイミドを表1に示す量を添加して、樹
脂分で20.0%になるようにN,N−ジメチルアセトアミド
を加え、室温にて溶解した。この樹脂組成物をガラス板
上に流延し、窒素雰囲気下130℃で1時間、さらに180℃
で2時間乾燥して厚さ25μmの柔軟な褐色透明の未硬化
フィルムを得た。この未硬化フィルムは250℃で30分加
熱することによって強靱な硬化フィルムが得られた。未
硬化フィルムの軟化点(TMA針入法)及び未硬化フィル
ムを予備加熱したスチール(冷間圧延鋼、JIS−3141,SP
EC/SD,25×100×1.6mm)間に挿入し、250℃、20kg/cm2
で30分間加圧圧着させたものの25℃及び240℃高温下で
の引張剪断力(測定方法はJIS−K−6848およびK−685
0に拠る)の値を表1に示した。
実施例2A〜4A及び比較例1A〜2A 表1に示すジアミン化合物とテトラカルボン酸二無水物
を各々表1に示すモル数を使用し、実施例1Aと同様の操
作をして、ポリアミド酸ワニスを得た。これにビスマレ
イミド化合物を表1に示す量溶解させ、樹脂組成物ワニ
スを得た。
以下、実施例1Aと同様の操作をして表1の結果を得た。
実施例1B 攪拌機、還流冷却器および窒素導入管を備えた容器にビ
ス4,4′−ビス(3−アミノフェノキシ)ビフェニル36
8.4g(1モル)とN,N−ジメチルアセトアミド2344gを装
入し、窒素雰囲気下において、ピロメリット酸二無水物
218.1g(2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。斯くして得られ
たポリアミド酸溶液に、30.3gのトリエチルアミンおよ
び30.6gの無水酢酸を約30分かけて添加し、その後約30
分かきまぜた。この溶液に2000gのメタノールを加え、3
0℃においてポリイミド粉をろ別した。得られたポリイ
ミド粉をメタノールおよびアセトンで洗浄したのち、窒
素雰囲気下に200℃で16時間乾燥して、517gのポリイミ
ド粉を得た。上記ポリイミド粉10gに、N,N′−4,4′−
ジフェニルメタンビスマレイミド1.0gを加え均一混合し
た後、250℃に加熱した125×12.5×3.2mmの金型に圧入
した後、350℃×50kg/cm2×5minで圧縮成形して曲げ試
験片を得た。得られた試験片をISTM D−638に準じ
て、室温下での曲げ強度及び曲げ弾性率を測定し表2の
結果を得た。
実施例2B〜実施例4B及び比較例1B〜比較例2B 表2に示すジアミン成分とテトラカルボン酸成分をそれ
ぞれ、実施例1Bと同じモル比でかつ同様の操作でポリイ
ミド粉を得た。得られたポリイミド粉に対して、表2に
示すビスマレイミド成分を同表に示す重量比で実施例1B
と全く同じ操作で混合し、かつ同じ操作で曲げ強度及び
曲げ弾性率を測定した。結果を表2に併せて示す。
比較例3B〜4B 3,3′,4,4′−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水
物322g、ビス〔4−(3−アミノフェノキシ)フェノキ
シ)フェニル〕スルボン216g、2,4−ジアミノトルエン6
1gを攪拌機、温度計窒素ガス導入管、冷却管を備えた4
つ口フラスコに入れ、m−クレゾール5390g、トルエン1
080gを添加し、窒素ガスを流しながら加熱攪拌した。15
0〜160℃で16時間反応させて、樹脂分17.8%、粘度15P
のポリイミドワニスを得た。このポリイミドワニス1000
gにN,N′−4,4′−ジフェニルメタンビスマレイミド35.
6gを溶解し、樹脂組成物を得た。得られた樹脂組成物の
溶液をメタノール10中に排出し、析出した白色粉末状
物をろ過し、120℃×6hr乾燥し樹脂組成物粉末209g(収
率98.0%)を得た。
得られた樹脂組成物粉末に対して、表2に示すビスマレ
イミド成分を同表に示す重量比で実施例1Bと全く同じ操
作で混合し、かつ同じ操作で曲げ強度及び曲げ弾性率を
測定した。結果を表2に示す。
実施例1C 実施例1Aで得られた樹脂組成物の溶液をメタノール1
中に排出し、析出した白色粉末状物をろ過し、120℃×6
hr乾燥し、樹脂組成物粉末19.7g(98.5%)を得た。次
に得られた樹脂組成物を高下式フローテスターCFT−500
(島津製作所(株)製)にて温度420℃、荷重100kgf、
プレヒートタイム10秒の条件で溶融粘度を測定したとこ
ろ6,700ポイズであった。
また、得られた粉末を実施例1Bと同様の操作で成形し、
成形物を空気中、10℃/minの速度で昇温し、熱天秤にて
重量が5%減少したときの温度を測定し、5%重量減少
温度として、溶融粘度とともに表3に示す。
実施例2C〜4C 実施例2〜4と同様の組成比で実施例1Cと同様の方法に
より得られた樹脂組成物の溶融粘度及び5%重量減少温
度を実施例1Cと同様に測定した結果を表3に示す。
比較例1C〜2C 表3に示すジアミン化合物、テトラカルボン酸二無水物
から実施例1Aと同様して得た樹脂組成物を実施例1Cと同
様の操作で成形し、同様の方法で溶融粘度及び5%重量
減少温度を測定した。
結果を表3に示す。
比較例3C〜4C 比較例3B、4Bと同様にして得た樹脂組成物について実施
例1Cと同様方法で溶融粘度及び5%重量減少温度を測定
した。結果を表3に示す。
表3の結果より、本願樹脂組成物は溶融粘度が低く、加
工性が優れていること、また5%重量減少温度が高く、
高温での劣化が少なく耐熱性が高いことが分かる。
〔発明の効果〕 本発明の熱硬化性樹脂組成物は、接着性、成形性、可撓
性、および耐熱性に優れたもので接着剤、積層板、成形
材料として電気・電子機器等に使用されるなど広くその
用途が期待され、産業上の利用効果は大きい。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−30122(JP,A) 特開 昭61−143477(JP,A) 特開 昭61−143478(JP,A)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】一般式(I) (式中、Zは を表し、Yは炭素数2以上の脂肪族基、環式脂肪族、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結合された非縮合環式芳香族基か
    ら成る群より選ばれた4価の基を表す。) で表される繰り返し単位を有する重合体100重量部と式
    (II) で表されるN,N′−4,4′−ジフェニルメタンビスマレイ
    ミド5〜100重量部よりなる熱硬化性樹脂組成物。
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