JPH0723449B2 - 成形用樹脂組成物 - Google Patents

成形用樹脂組成物

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JPH0723449B2
JPH0723449B2 JP59173348A JP17334884A JPH0723449B2 JP H0723449 B2 JPH0723449 B2 JP H0723449B2 JP 59173348 A JP59173348 A JP 59173348A JP 17334884 A JP17334884 A JP 17334884A JP H0723449 B2 JPH0723449 B2 JP H0723449B2
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Description

【発明の詳細な説明】 <産業上の利用分野> 本発明は、特に300〜400℃の温度領域において良好な熱
安定性を有し、かつ成形可能な特定ポリイミド樹脂(以
下、ポリイミドをPIと略称する)の成形性を改善するこ
とを目的とした樹脂組成物に関するものである。
<従来の技術> ポリイミド系樹脂とポリアミドイミド樹脂からなる組成
物は基本的には公知である(特公昭48−44934号公
報)。しかし、かかる組成物において、一般的に用いら
れていたポリイミド系樹脂は、酸成分が主としてピロメ
リツト酸で構成される軟化点400℃以上のものであつた
ため、これに、ポリアミドイミド樹脂を配合しても成形
性の点で大きな改良効果はなく実用化には到らなかつ
た。
一方、その後開発されてきた米国デユポン社商標“NR−
150"およびアップジヨン社商標“ポリイミド2080"で代
表されるポリイミド系樹脂は、一般式 (ただし、Yは直接結合、 Arは二価の芳香族残基を示す)で表わされる繰返し単位
を主要構造単位とするため、従来のPI樹脂と同様にすぐ
れた耐熱性、機械的強度、耐薬品性、電気的特性を有し
ている上に、軟化点が300〜400℃と低下したため一応溶
融成形が可能であり、各方面から注目されている。しか
しこの種のPI樹脂も他の熱可塑性成形材料に比べると溶
融加工性が相当に小さくて溶融成形しにくい性質のもの
であり、特に圧縮成形機により成形品を得ようとする場
合、通常成形温度が340〜380℃という高温が必要であ
り、成形温度300℃以下では成形圧力300kg/cm2以上の苛
酷な条件下で実施する必要があり、まだまだ十分な成形
性を有しているとはいえない。
この欠点を改善することを目的として次の特定PI樹脂
(A)に特定のポリアミドイミド樹脂(B)を配合する
方法が提案された(特開昭56−53149号公報)。
(A)一般式 系ポリイミド (B)一般式 系ポリアミドイミド <発明が解決しようとする問題点> しかし、この組成物の場合、(B)成分ポリアミドイミ
ドの熱安定性が必ずしも良くないために、組成物の耐熱
性が元の(A)成分に比べて顕著に低下するという難点
がある。
すなわち、たとえば(B)成分ポリアミドイミドの熱分
解温度が低いために、この組成物を(A)成分PI樹脂の
軟化点以上に加熱成形する場合、(B)成分ポリアミド
イミド樹脂が熱分解してしまうという問題点があつた。
また、別途上記(A)成分PI樹脂にポリフエニレンスル
フイド(PPS)樹脂を配合するという提案が行なわれた
(特開昭53−10651号公報)が、この提案も(A)成分P
I樹脂とPPS樹脂の相溶性が悪いために、配合による力学
特性低下が著しいという重大な欠陥を有している。
<問題点を解決するための手段および作用> そこで本発明者らは、成形可能な特定PI樹脂の耐熱性お
よび力学特性をあまり犠性にすることなく、成形性を改
善することを目的として鋭意検討した結果、エーテル単
位を必須とする芳香族ポリエーテルイミド、芳香族ポリ
エーテルアミドイミド、芳香族ポリエーテルアミド類を
配合することが極めて効果的であることを見出し、本発
明に到達した。
すなわち、本発明は、 (イ) 一般式 (ただし、Yは直接結合、 Arは二価芳香族残基を示す) で表される繰返し単位を主要構成単位とし、軟化点が30
0℃以上400℃未満で、かつ有機溶媒可溶性の芳香族ポリ
イミド樹脂60〜99重量%および (ロ) 芳香族ポリエーテルイミド樹脂、芳香族ポリエ
ーテルアミドイミド樹脂および芳香族ポリエーテルアミ
ド樹脂から選ばれた1種以上の樹脂1〜40重量%からな
ることを特徴とする成形用樹脂組成物を提供するもので
ある。本発明で用いられる第1成分としてのPI樹脂は、
一般式 で表わされ、Yは直接結合、 から選ばれる一種または二種以上の連結基であり、Arは
二価芳香族残基、たとえば、好ましくは、 (Y′は から選ばれる一種または二種以上の連結基である)を意
味するが、これらPI樹脂は、この軟化点が300℃以上400
℃未満で、かつ有機溶媒可溶性であることを必須とす
る。
(I)式の定義にあてはまるPI樹脂の好ましい具体例を
示すと次のようなものがあげられる。
本発明で用いられるポリエーテルアミドイミド樹脂(以
下、PEAI樹脂と略称する)は好ましくは、一般式 または で表わされる高分子主鎖中にエーテル結合、イミド結合
およびアミド結合を必須成分して含有する芳香族重合体
類であり、式中、Zは3官能基のうちの2官能基が隣接
炭素に結合されている3官能性芳香族基、Arは2価の芳
香族残基を示す。また、Y1は合成原料として用いるジア
ミン(またはジイソシアネート)から誘導される残基を
示し、好ましくは次の構造および組成(ただし全体で10
0%)で構成される。
(ただし、R1は炭素数1〜4のアルキル基、R2は炭素数
1〜4のアルキル基またはハロゲン原子、Xは−SO2
基、 aは1〜25、bは0または1〜4、cは0または1〜2
の整数を示す。) この前記式(II)、(III)の各々で示される構造(I
I)および(III)の中でのイミド結合の一部(たとえば
30モル%未満)が、その閉環前駆体としてのアミド酸結
の状態にとどまつているものも含まれる。ここでZの好
ましい例としては、 などの構造を具体的に列挙することができる。Arは少な
くとも一つの炭素6員環を含む2価の芳香族基であり、
たとえば、好ましくは、 (式中XはO、S、CO、SO2、SO、炭素原子数1〜6個
のアルキル基を示す)などがあげられる。
上記式(II)で示されるPEAI樹脂(II)はジメチルホル
ムアミド、ジメチルアセトアミド、N−メチルピロリド
ン、クレゾールなどの極性有機溶媒中で などの組合せを反応させることにより合成される。
また、上記式(III)で示されるPEAI樹脂(III)は、PE
AI樹脂(II)の原料の の一部を で置換して反応させることにより合成される。
Y1単位の好ましい具体例としてはたとえば、 などがあげられる。
これらジアミン(またはジイソシアネート)残基Yを構
成する成分中、(ii)の構造体が80モル%を越えるとPE
AIが次第に結晶性となつて溶融成形性が著しく低下して
成形性改良剤としての効果がなくなるので好ましくな
い。また(iii)の構造体が60%を越えると、PEAIの物
性特に強靭性が目立って低下し、組成物の力学特性を減
退させるので実用上価値がない。
本発明で使用されるPEAI樹脂の好ましい典型例として次
の3種をあげることができる。
本発明で用いられる芳香族ポリエーテルイミド樹脂(以
下PEI樹脂と略称する)は一般式 で表わされる繰返し単位を主要単位とし、エーテル結合
とイミド結合の2者を必須の結合単位として構成される
芳香族重合体である。ここでいうZ及びArは上記(II)
式及び(III)式で示すものと同じである。その代表的
な好ましい例としては、次のような構造式からなるもの
があげられる。
本発明で用いられる芳香族ポリエーテルアミド樹脂(以
下、PEA樹脂と略称する)は一般式 で表わされる繰返し単位を主要構成単位とする芳香族重
合体(ここでいうArはいずれも(III)式で定義された
ものと同じである。その好ましい代表例として次のよう
な構造式からなるものが挙げられる。
本発明の組成物は上記(I)式で表わされるPI樹脂60〜
99重量%および上記(II)、(III)、(IV)および
(V)式で表わされるPEAI樹脂、PEI樹脂およびPEA樹脂
から選ばれる樹脂1〜40重量%から構成される。
これら第2成分が1重量%未満では成形性改善効果が実
質的に得られないので不適当である。また、これら第2
成分が40重量%を越えるとPI樹脂本来の耐熱性および耐
薬品性が減退しすぎて好ましくない。そのため第2成分
含量には上限があり、40重量%以下が適当である。
本発明の組成物には必須に応じて0〜70重量%の範囲で
次のような充填剤類を含有させることができる。
(a)耐摩耗性向上剤:グラフアイト、カーボランダ
ム、ケイ石粉、二硫化モリブデン、フツ素樹脂など、
(b)補強剤:ガラス繊維、カーボン繊維、ボロン繊
維、炭化ケイ素繊維、カーボンウイスカー、アスベスト
繊維、石綿、金属繊維など、(c)難燃性向上剤:三酸
化アンチモン、炭酸マグネシウム、炭酸カルシウムな
ど、(d)電気特性向上剤:クレー、マイカなど、
(e)耐トラツキング向上剤:石綿、シリカ、グラフア
イトなど、(f)耐酸性向上剤:硫酸バリウム、シリ
カ、メタケイ酸カルシウムなど、(g)熱伝導度向上
剤:鉄、亜鉛、アルミニウム、銅などの金属粉末、
(h)その他:ガラスビーズ、ガラス球、炭酸カルシウ
ム、アルミナ、タルク、ケイソウ土、水和アルミナ、マ
イカ、シラスバルーン、石綿、各種金属酸化物、無機質
顔料類など300℃以上で安定な合成および天然の化合物
類が含まれる。
本発明の組成物を混合調整するには、通常、溶液混合法
と粉末混合法の2つの方法が用いられる。
溶液混合法は、第1成分PI樹脂および第2成分樹脂を、
それぞれ別々に非プロトン性の極性溶液たとえば、N−
メチル−2−ピロリドン、N・N−ジメチルホルムアミ
ド、N・N−ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキ
シドなどに溶解して溶液を調製し、続いてその二種類の
液を混合することによつて行なわれる。
また粉末混合法は、通常のゴムまたはプラスチツク類を
予備混合するのに用いられる装置、たとえば、ボールミ
ル、ヘンシエルミキサー、乳針、リボンブレンダーどに
利用することができる。
本発明の組成物は、混合調整したのち、圧縮成形、押出
成形を行なうことができるがその他の焼結成形などに適
用してもなんら差支えない。
<実施例> 以下、実施例をあげて本発明をさらに詳述する。
なお、本実施例に示す%、比および部の値は、特にこと
わらない限りそれぞれ重量%、重量比および重量部を示
す。
また、本実施例で成形性の目安として示す圧縮成形最小
下限圧は37トン圧縮成形機(東邦インターナシヨナル
(株)製)を使用し、あらかじめ乾燥した粉末試料60g
を130mmφ円板金型に入れ、所定の成形温度で10分間加
熱したのち、圧力をかけて成形品を作成する場合の均一
溶融成形品が得られる最小圧力を圧縮成形最小下限圧と
する。圧縮成形最小限圧以下で成形した場合、試料が十
分溶融しないため一部に未溶融の粉末状態部分が残存す
る。このため得られる成形品の機械的物性は大巾に低下
したものになる。
また、本実施例で用いた重合体の重合度指標である対数
粘度の測定は、溶媒:N−メチル−2−ピロリドン、ポリ
マー濃度:0.5g/dl、温度:30℃の条件下に行なつた。
実施例1〜4および比較例1 次式 (m/n=20/80モル%)で示されるPI樹脂(アツプジヨン
社“PI−2080")および酸クロリド法による低温溶液重
合法で合成した次式 (m/n=50/50モル%)で示される対数粘度0.61のPEAI樹
脂をそれぞれ別々にN−メチルピロリドンに溶解して、
ポリマ濃度20%の均一溶液を調製した。
次に上記で得た2種類の均一溶液を第1表の組成になる
ように均一混合したのち、水再沈/脱水/乾燥(130℃
で5時間、続いて200℃で3時間処理)を順次行なつて
均一配合粉末を得た。
次に上記で得た均一配合粉末を圧縮成形機(加熱温度36
0℃、冷却温度220℃)にかけて、圧縮成形最小下限圧の
測定を行なつた。続いて得られた円盤状成形品を切削し
て成形試験片を作成し、物理的特性を測定したところ第
1表のような結果が得られた。
第1表の結果から明らかなように実施例1〜4の場合の
PEAI樹脂を配合しない比較例1と比較して、圧縮成形最
小下限圧が大巾に低下し、圧縮成形性が顕著に改善され
た。
実施例5および比較例2 低温溶液重合法で合成した次式 で示されるPI樹脂90部および次式 (m/n=70/30モル比)で示されるPEAI樹脂(アモコ社
“トーロン4000T")10部を実施例1と同様の方法で溶液
ブレンドしたのち再沈/脱水/乾燥処理を順次行なって
均一配合粉末を得た。
次に上記で得た均一配合粉末をプレス成形機(処理温度
360℃)にかけて圧縮成形最小限圧を測定したところ90k
g/cm2であつた。また圧縮成形最小下限圧+10kg/cm2
条件下で成形試験片を作成し物理的特性を測定したとこ
ろ第2表の結果を得た。また、PI樹脂単独系のデーター
を比較例2として示した。
第2表の結果から明らかなように本実施例組成物はPEAI
樹脂を配合しない比較例2と比較して、圧縮成形最小下
限圧が大巾に低下し、かつ物性バランスのすぐれたもの
であった。
実施例6および比較例3 2,2−ビス(3′,4′−ジカルボキシフエニル)ヘキサ
フルオロプロパン二無水物とパラフエニレンジアミンの
反応によって溶液重合法で合成した次式 で示され、対数粘度0.48のPI樹脂80部および4,4′−2,
2′−プロピルビス(P−フエニレンオキシ)ジアニリ
ンと無水トリメリツト酸クロリドの反応によつて合成さ
れた次式 で示され、対数粘度0.63のPEAI樹脂20部を実施例1と同
様の方法で溶液ブレンド/再沈/脱水/乾燥処理を順次
行なつて均一配合粉末を得た。
次に上記で得た均一配合粉末をプレス成形機(処理温度
60℃)にかけて圧縮成形最小下限圧を測定したところ70
kg/cm2であった。また圧縮成形最小下限圧+10kg/cm2
条件下で成形試験片を作成し物理的特性を測定したとこ
ろ第2表の結果を得た。また、PI樹脂単独系のデーター
を比較例3として示した。
第2表の結果から明らかなように本実施例組成物はPEAI
樹脂を配合しない比較例3と比較して圧縮成形最小下限
圧が大巾に低下し、かつ物性バランスのすぐれたもので
あった。
比較例4 無水トリメリツト酸クロリドと4・4′−ジアミノジフ
エニルメチタンの反応によつて合成された次式 で表わされるPAI樹脂30部と実施例1と同一のPI樹脂70
部を溶液ブレンド/水再沈/脱水/乾燥したのち、プレ
ス成形機にかけて、温度320〜360℃、圧力50kg/cm2の条
件下で溶融成形を行なつたが、成形温度がポリアミドイ
ミド樹脂の熱分解温度を越えていたため、金型の間隙か
ら分解した樹脂が吐出して、良好な成形品が得られなか
つた。また、成形温度320℃以下では樹脂の分解が解消
されたがPI樹脂の溶融温度以下であるため均一溶融成形
品が得られなかつた。
実施例7 次式 で示されるPEI樹脂(ゼネラルエレクトリツク社製“Ult
em−1000")10部および実施例1と同一のPI樹脂90部を
N−メチルピロリドン溶液中で溶液ブレンドしたのち水
再沈/脱水/乾燥処理を順次行なつて均一配合粉末を得
た。
次に上記で得た均一配合粉末を温度60℃のプレス成形機
にかけて圧縮成形最小下限圧力を測定したところ、80kg
/cm2であった。また圧縮成形最小下限圧+10kg/cm2の条
件下で成形試験片を作成し、物理的特性を測定したとこ
ろ第3表の結果が得られた。
第3表の結果から明らかなように本実施例組成物はPEI
樹脂を配合しない比較例1と比較して圧縮成形最小下限
圧が大巾に低下し、かつ物性バランスのすぐれたもので
あった。
実施例8 4,4′−2,2−プロピルロス(P−フエニレンオキシ)ジ
アニリンとイソフタル酸クロリドとの等モル混合物から
溶液重合により合成した次式 で示され、対数粘度0.65のPEA樹脂15部および実施例1
と同一のPI樹脂85部をNMP溶液中で溶液ブレンドしたの
ち水再沈/脱水/乾燥処理を順次行なつて均一配合粉末
を得た。
次に上記で得た均一配合粉末を温度360℃のプレス成形
機にかけて圧縮成形最小下限圧力を測定したところ、75
kg/cm2であつた。また圧縮成形最小下限圧+10kg/cm2
条件下で成形試験片を作成し、物理的特性を測定したと
ころ第3表の結果が得られた。
第3表の結果から明らかなように本発明組成物はPEI樹
脂を配合しない比較例1と比較して圧縮成形最小下限圧
が大巾に低下し、かつ物性バランスのすぐれたものであ
った。
実施例9 実施例1と同一のPI樹脂70部、実施例7と同一のPEI樹
脂(ゼネラルエレクトリツク社製、“Ultem−1000")15
部および実施例8と同一のPEA樹脂15部をNMP溶液中で溶
液ブレンドしたのち、水再沈/脱水/乾燥処理を順次行
なつて均一配合粉末を得た。
次に上記で得た均一配合粉末を温度360℃のプレス成形
機にかけて圧縮成形最小下限圧力を測定したところ60kg
/cm2であつた。また圧縮成形最小下限圧+10kg/cm2の条
件下で成形試験片を作成し、物理的特性を測定したとこ
ろ、第3表の結果が得られた。
第3表の結果ら明らかなように本発明組成物はPEIおよ
びPEA樹脂を配合しない比較例1と比較して、圧縮成形
最小下限圧が大巾に低下し、かつ物性バランスのすぐれ
たものであつた。
<発明の効果> 本発明の組成物は、特に300〜400℃の温度領域において
良好な熱安定性を有しかつ成形可能なPI樹脂の成形性を
改善し均一溶融ブレンド体を形成し、圧縮成形、押出成
形方法で容易に良好な成形物品を得ることができる。
本発明の組成物は、耐熱性、機械的特性をあまり犠牲に
することなく成形性を改善することができ、さらに電気
的特性、摺動特性、耐容剤特性などのすぐれた性質を有
しており、多くの用途に活用することができる。
たとえば、自動車部品、電気・電子部品、給配水機器部
品、摺動部品などに有用な組成物を配合設計できる。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】(イ) 一般式 (ただし、Yは直接結合、 Arは二価芳香族残基を示す)で表される繰返し単位を主
    要構成単位とし、軟化点が300℃以上400℃未満で、かつ
    有機溶媒可溶性の芳香族ポリイミド樹脂60〜99重量%お
    よび (ロ) 芳香族ポリエーテルイミド樹脂、芳香族ポリエ
    ーテルアミドイミド樹脂および芳香族ポリエーテルアミ
    ド樹脂から選ばれた1種以上の樹脂1〜40重量%からな
    ることを特徴とする成形用樹脂組成物。
JP59173348A 1984-08-22 1984-08-22 成形用樹脂組成物 Expired - Lifetime JPH0723449B2 (ja)

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