JPH09302226A - ポリアミドイミド樹脂組成物および低温硬化型高密着性耐熱塗料 - Google Patents

ポリアミドイミド樹脂組成物および低温硬化型高密着性耐熱塗料

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JPH09302226A
JPH09302226A JP11616496A JP11616496A JPH09302226A JP H09302226 A JPH09302226 A JP H09302226A JP 11616496 A JP11616496 A JP 11616496A JP 11616496 A JP11616496 A JP 11616496A JP H09302226 A JPH09302226 A JP H09302226A
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weight
resin
resin composition
acid
ratio
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JP11616496A
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Tomohiro Hirata
知広 平田
Kenji Suzuki
賢二 鈴木
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Showa Denko Materials Co Ltd
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Hitachi Chemical Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 低温硬化性および耐摩耗性、さらには密着性
に優れた樹脂組成物を提供し、かつ塗料の保存安定性に
優れた低温硬化型高密着性耐熱塗料を提供する。 【解決手段】 (A)(a)酸無水物基を有する3価以
上のポリカルボン酸、(b)2価の脂肪族ジカルボン
酸、(c)芳香族ジイソシアネートまたは芳香族ジアミ
ンおよび(d)ラクタムを、(a)と(b)の配合割合
((a)/(b))が当量比で4/6〜9/1であり、
(c)の配合割合が(a)と(b)のカルボキシル基お
よび酸無水物基の総数に対するイソシアネート基および
アミノ基の総数の比が8〜16であり、かつ(d)の配
合割合が(a)、(b)および(c)の総重量に対して
0.1〜20重量%となるように反応させて得られる、
酸価が5〜50KOHmg/gのポリアミドイミド樹脂100
重量部および(B)エポキシ樹脂1〜50重量部を含有
してなる樹脂組成物、前記エポキシ樹脂がエポキシ当量
180〜700のビスフェノールA型エポキシ樹脂であ
る樹脂組成物、ならびに前記樹脂組成物を有機溶媒に溶
解してなる低温硬化型高密着性耐熱塗料。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、樹脂組成物および
これを用いた低温硬化型高密着性耐熱塗料に関する。
【0002】
【従来の技術】ポリアミドイミド樹脂は、耐熱性、機械
的および電気的特性、耐溶剤性などに優れているため、
各種基材のコート剤としてエナメル線用ワニス、耐熱塗
料などに広く利用されている。しかしながら、これらの
優れた特性を得るためには、通常、250℃以上の高温
で硬化を行なわれなければならない。一方、耐熱塗料の
分野においては、生産性の向上や硬化時に生じる基材の
寸法変動を低減するために、硬化温度の低下が望まれて
いる。ポリアミドイミド樹脂の硬化温度を低くする方法
として、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、フェノール樹
脂、イソシアネートなどの硬化剤の添加が検討されてい
るが、ポリアミドイミド樹脂の残存カルボキシル基、イ
ソシアネート基またはアミノ基と室温でも一部反応し、
塗料の保存安定性が悪くなるという問題があった。ま
た、その塗膜形成過程において、ポリアミドイミド樹脂
と硬化剤との硬化反応およびその後、冷却による塗膜収
縮によって、内部応力が発生し、基材から剥離し易くな
るため、密着性の向上が望まれている。
【0003】ポリアミドイミド樹脂の密着性を向上させ
るため、有機シラン化合物等の添加等が検討されている
が、樹脂組成物の保存安定性が悪くなり、使用範囲が限
定されるという問題点があった。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記の従来
技術の問題を解決し、低温硬化性および耐摩耗性、さら
には密着性に優れた樹脂組成物を提供し、かつ塗料の保
存安定性に優れた低温硬化型高密着性耐熱塗料を提供す
ることを課題とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は、(A)(a)
酸無水物基を有する3価以上のポリカルボン酸、(b)
2価の脂肪族ジカルボン酸、(c)芳香族ジイソシアネ
ートまたは芳香族ジアミンならびに(d)ラクタムを、
(a)と(b)の配合割合((a)/(b))が当量比で4
/6〜9/1であり、(c)の配合割合が(a)と
(b)のカルボキシル基および酸無水物基の総数に対す
るイソシアネート基およびアミノ基の総数の比が8〜1
6であり、かつ(d)の配合割合が(a)、(b)およ
び(c)の総重量に対して0.1〜20重量%となるよ
うに反応させて得られる、酸価が5〜50KOHmg/gのポ
リアミドイミド樹脂100重量部および(B)エポキシ
樹脂1〜50重量部を含有してなる樹脂組成物、前記エ
ポキシ樹脂がエポキシ当量180〜700のビスフェノ
ールA型エポキシ樹脂である樹脂組成物、ならびに前記
樹脂組成物を有機溶媒に溶解してなる低温硬化型高密着
性耐熱塗料に関する。
【0006】
【発明の実施の形態】本発明の樹脂組成物は(A)ポリ
アミドイミド樹脂100重量部および(B)エポキシ樹
脂1〜50重量部を必須成分として含有する。本発明に
用いられるポリアミドイミド樹脂(A)は、(a)酸無
水物基を有する3価以上のポリカルボン酸、(b)2価
の脂肪族ジカルボン酸、(c)芳香族ジイソシアネート
または芳香族ジアミンおよび(d)ラクタムを、後述す
る配合割合で反応させて得られる。
【0007】酸無水物基を有する3価以上のポリカルボ
ン酸(a)としては、イシアネート基またはアミノ基と
反応する、酸無水物基を有する3価以上のポリカルボン
酸またはその誘導体であれば特に制限はないが、例え
ば、一般式(I)または(II)
【化1】 (両式中、Rは水素、アルキル基またはフェニル基を示
し、Yは−CH2−、−CO−、−SO2−または−O−
を示す)で示される化合物を使用することができる。こ
のようなポリカルボン酸またはその誘導体としては、例
えば、トリメリット酸無水物、1,2,4−ブタントリ
カルボン酸−1,2−無水物、3,4,4′−ベンゾフ
ェノントリカルボン酸−3,4−無水物などが挙げら
れ、これらのうち耐熱性、コスト面等の点から、トリメ
リット酸無水物が特に好ましい。
【0008】上記酸無水物基を有する3価以上のポリカ
ルボン酸またはその誘導体の一部を、必要に応じてピロ
メリット酸二無水物、ベンゾフェノ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、ビシクロ
−〔2,2,2〕−オクト−7−エン−2:3:5:6
−テトラカルボン酸二無水物等のテトラカルボン酸二無
水物、脂肪族または芳香族二塩基酸などに置きかえても
よい。
【0009】2価の脂肪族ジカルボン酸(b)として
は、例えば、一般式(III)
【化2】 (式中、nは4〜18を示す)で示される化合物を使用
することができ、例えばアジピン酸(n=4)、ピメリ
ン酸(n=5)、スベリン酸(n=6)、アゼライン酸
(n=7)、セバシン酸(n=8)、エイコサン二酸
(n=18)等が挙げられ、これらのうち耐熱性の点か
ら、nが4〜10の芳香族ジカルボン酸が好ましく、特
にnが8のセバシン酸が好ましい。
【0010】芳香族ジイソシアネート(c)としては、
例えば、4,4′−ジフェニルメタンジイソシアネー
ト、トリレンジイソシアネート、キシリレンジイソシア
ネート、4,4′−ジフェニルエーテルジイソシアネー
ト、4,4′−〔2,2−ビス(4−フェノキシフェニ
ル)プロパン〕ジイソシアネートなどを単独でまたは2
種以上を組み合わせて使用することができる。あらかじ
め合成しておいたポリイソシアネートを用いてもよく、
経日変化を避けるために適当なブロック剤で安定化した
ものを使用してもよい。耐熱性、コスト面等の点から、
4,4′−ジフェニルメタンジイソシアネートが特に好
ましい。芳香族ジアミン(c)としては、例えば、4,
4′−ジアミノジフェニルメタン、4,4′−ジアミノ
ジフェニルエーテル、m−キシレンジアミン、トルイレ
ンジアミン、p−フェニレンジアミン、2,2−ビス
〔4−(4−アミノフェノキシ)フェニル)プロパンな
どが挙げられ、これらを単独でまたは2種以上を組み合
わせて使用することができる。これらのうちコストの点
から、4,4′−ジアミノジフェニルメタンが特に好ま
しい。
【0011】ラクタム(d)としては、例えば一般式
(IV)
【化3】 (式中のxは2〜12の整数を示す)で表されるラクタ
ムが挙げられ、これらのうちカプロラクタム(x=5)
が特に好ましい。
【0012】本発明において、(a)成分のポリカルボ
ン酸と(b)成分のジカルボン酸の配合割合は、当量比
((a)/(b))で4/6〜9/1、好ましくは5/5〜
9/1、より好ましくは6/4〜8/2の範囲とされ
る。この当量比が4/6未満では樹脂の溶解性および耐
熱性が低下し、また9/1を超えると基材に対する密着
性および硬化性が低下する。また、(c)成分の芳香族
ジイソシアネートまたは芳香族ジアミンの配合割合は、
(a)と(b)成分のカルボキシル基および酸無水物基
の総数に対するイソシアネート基またはアミノ基の総数
の比が8〜16、好ましくは9〜15、より好ましくは
10〜14とされる。この比が8未満または16を超え
ると、高分子量の樹脂が得られず、さらに硬化性も低下
する。
【0013】また、(d)成分のラクタムの配合割合
は、(a)、(b)および(c)成分の総重量に対して
0.1〜20重量%、好ましくは0.5〜15重量%、
より好ましくは1〜10重量%とされる。この配合割合
が0.1重量%未満では硬化性および密着性が低下し、
20重量%を超えると耐熱性が低下する。
【0014】ポリアミドイミド樹脂の製造法については
特に制限はなく、例えば、特公昭44−19274号公
報等に示されているすでに公知の製造法によって製造さ
れ、さらに具体的には、一定割合の酸無水物基を有する
3価以上のポリカルボン酸(a)、2価のジカルボン酸
(b)、芳香族イソシアネートまたは芳香族ジアミン
(c)およびラクタム(d)を有機極性溶媒中で反応さ
せて得られる。反応は、80〜150℃の温度範囲で有
機極性溶媒の存在下、芳香族ジイソシアネートを用いる
場合には遊離発生してくる炭酸ガスを反応系より除去し
ながら加熱縮合して行なわれる。反応時間は、バッチの
規模、採用される反応条件により適宜選択される。
【0015】有機極性溶媒としては、例えば、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、γ−ブチロラクトン、ジエチレングリコールジメチ
ルエーテル、トリエチレングリコールジメチルエーテル
等を単独でまたは2種以上組み合わせて使用することが
でき、その使用量は、生成するポリアミドイミド樹脂の
1.0〜5.0倍(重量)が好ましい。ポリアミドイミ
ド樹脂の合成終了後に、芳香族ジイソシアネートを用い
た場合には、樹脂末端のイソシアネート基をさらにアル
コール類、ラクタム類、オキシム類等のブロック剤でブ
ロックすることもできる。
【0016】本発明において、ポリアミドイミド樹脂の
酸価は、5〜50KOHmg/g、好ましく10〜40KOHmg/g
とされる。酸価が5KOHmg/g未満では低温硬化性が低下
する傾向があり、また、50KOHmg/gを超えると塗膜に
したときに耐熱性が低下し、また塗料にしたときに保存
安定性が低下する傾向がある。
【0017】本発明に用いられるエポキシ樹脂(B)と
しては、例えば、油化シェルエポキシ(株)製エピコート
815、825、827、828、834、1001、
1002、1004、1007、1009等のビスフェ
ノールA型エポキシ樹脂、エピコート152、154、
日本化薬(株)製EPPN−201、ダウケミカル社製D
EN−438等のフェノールノボラック型エポキシ樹
脂、日本化薬(株)製EOCN−102S、103S、1
04S等のo−クレゾールノボラックエポキシ樹脂、油
化シェルエポキシ(株)製EPON1031S、チバガイ
ギー社製アラルダイト0163、ナガセ化成工業(株)製
デナコールEX−611、EX−614、EX−614
B、EX−622、EX−512、EX−521、EX
−421、EX−411、EX−321等の多官能性エ
ポキシ樹脂、東都化成(株)製YH−434、三菱瓦斯化
学(株)製TETRAD−X、TETRAD−C、日本化
薬(株)製GAN、住友化学工業(株)製ELM−120等
のアミン型エポキシ樹脂、チバガイギー社製アラルダイ
トPT810等の複素環含有エポキシ樹脂、ユニオン・
カーバイド・コーポレーション製ERL4234、42
90、4221、4206等の脂環式エポキシ樹脂など
のエポキシ基含有化合物が挙げられる。
【0018】これらのうちエピコート815、825、
827、828、834、1001、1002、100
4、1007、1009等のビスフェノールA型エポキ
シ樹脂がより好ましく、エポキシ当量180〜700の
エピコート815、825、827、828、834、
1001、1002に代表されるビスフェノールA型エ
ポキシ樹脂が特に好ましい。本発明におけるエポキシ樹
脂の使用量は、ポリアミドイミド樹脂100重量部に対
して1〜50重量部、好ましくは3〜30重量部、より
好ましくは5〜20重量部とされる。エポキシ樹脂の配
合量が1重量部未満では硬化性が低下し、50重量部を
超えると耐熱性や塗料の保存安定性が低下する。
【0019】以上、説明した本発明の樹脂組成物は、例
えば耐熱塗料、エナメル線用ワニス、電気絶縁用含浸ワ
ニス、注型ワニス、マイカ、ガラスクロス等の素材と組
み合わせたシート用ワニス、MCL積層板用ワニス、摩
擦材料用ワニス等として使用することができる。本発明
の耐熱塗料は、例えば自動車部品、家電品、厨房器具等
に使用される基材のコート剤で低温硬化が必要とされる
用途等に使用することができる。
【0020】
【実施例】以下、本発明を実施例により詳しく説明する
が、本発明はこれらに制限されるものではない。
【0021】実施例1 攪拌機、冷却管、窒素導入管および温度計を備えた2リ
ットルの四つ口フラスコにN−メチル−2−ピロリドン
961g、4,4′−ジフェニルメタンジイソシアネー
ト357.9g(1.43モル)、無水トリメリット酸
161.4g(0.84モル)、セバシン酸113.3
g(0.56モル)およびε−カプロラクタム8.2g
(0.07モル)を仕込み、130℃まで昇温する。約
6時間反応させたところ、数平均分子量23,500
(ゲルパーミエーションクロマトグラフィーにより標準
ポリスチレンの検量線を使用して測定した)、酸価12
KOHmg/gのポリアミドイミド樹脂が得られた。この樹脂
をN−メチル−2−ピロリドン80重量部およびキシレ
ン20重量部の混合溶媒で希釈し、不揮発分30重量%
のポリアミドイミド樹脂組成物を得た。
【0022】得られたポリアミドイミド樹脂組成物の樹
脂分100重量部に対してエピコート828(油化シェ
ルエポキシ(株)商品名、ビスフェノールA型エポキシ樹
脂、エポキシ当量184〜194)10重量部を、N−
メチル−2−ピロリドン80重量部およびキシレン20
重量部の混合溶媒で希釈して不揮発分25重量%の本発
明の樹脂組成物を得た。
【0023】実施例2 実施例1において、エピコート828、10重量部の代
わりにエピコート1001(油化シェルエポキシ(株)商
品名、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、エポキシ当量
450〜500)10重量部を用いた以外は、実施例1
と全く同様の操作を行ない、不揮発分が25重量%の本
発明の樹脂組成物を得た。
【0024】実施例3 実施例1において、エピコート828、10重量部の代
わりにデナコールEX−321(ナガセ化成工業(株)商
品名、3官能エポキシ樹脂、エポキシ当量145)10
重量部を用いた以外は、実施例1と全く同様の操作を行
ない、不揮発分が25重量%の本発明の樹脂組成物を得
た。
【0025】実施例4 実施例1において、エピコート828、10重量部の代
わりにYH−434(東都化成(株)商品名、アミン型エ
ポキシ樹脂、エポキシ当量121)10重量部を用いた
以外は、実施例1と全く同様の操作を行ない、不揮発分
が25重量%の本発明の樹脂組成物を得た。
【0026】比較例1 攪拌機、冷却管、窒素導入管および温度計を備えた2リ
ットルの四つ口フラスコにN−メチル−2−ピロリドン
703g、4,4′−ジフェニルメタンジイソシアネー
ト281.7g(1.13モル)および無水トリメリッ
ト酸213.1g(1.11モル)を仕込み、130℃
まで昇温する。約6時間反応させたところ、数平均分子
量23,000、酸価20KOHmg/gのポリアミドイミド
樹脂が得られた。この樹脂をN−メチル−2−ピロリド
ン80重量部およびキシレン20重量部の混合溶媒で希
釈し、不揮発分25重量%のポリアミドイミド樹脂組成
物を得た。
【0027】比較例2 比較例1で得られたポリアミドイミド樹脂組成物の樹脂
分100重量部に対してエピコート828(油化シェル
エポキシ(株)商品名、ビスフェノールA型エポキシ樹
脂、エポキシ当量184〜194)10重量部をN−メ
チル−2−ピロリドン80重量部およびキシレン20重
量部の混合溶媒で希釈して不揮発分25重量%の樹脂組
成物を得た。
【0028】比較例3 比較例1で得られたポリアミドイミド樹脂組成物の樹脂
分100重量部に対してYH−434(東都化成(株)商
品名、アミン型エポキシ樹脂、エポキシ当量121)1
0重量部を比較例2と全く同様の操作を行ない、不揮発
分が25重量%の樹脂組成物を得た。
【0029】比較例4 実施例1で得られた不揮発分30重量%のポリアミドイ
ミド樹脂組成物を比較例4とした。
【0030】上記実施例1〜4および比較例1〜4で得
られた樹脂組成物の特性を下記の方法で測定し、その結
果を表1に示した。
【0031】(1)硬化性:樹脂組成物を20×50mm
のガラス板上に膜厚が20μmになるように塗布した
後、180℃で60分加熱硬化した。これを40℃のN
−メチル−2−ピロリドン中に2時間浸漬した際の抽出
率を下記式により求めて評価した。
【数1】 (2)保存安定性:40℃で1ケ月放置後の粘度上昇率
で評価した(B型粘度計にて測定)。
【0032】(3)密着性 i)クロスカット試験:ポリアミドイミド樹脂組成物を
JIS H4000に規定されたアルミ板A1050P
(寸法;1mm×50mm×150mm)上に塗布した後、1
80℃で60分加熱硬化して膜厚が約20μmの塗膜を
形成する。得られた塗装板を用いてJIS D0202
に準じて試験した。すなわち、塗装板を1%水酸化ナト
リウム水溶液に浸漬後、片刃カミソリでアルミ板素地に
達する1mmの碁盤目100個(10個×10個)を作
り、セロハンテープにより剥離試験を5回行ない、剥離
していない碁盤目の割合(クロスカット残率;%)を調
べた。
【0033】ii)リング・オン・ディスク試験:オリエ
ンテック(Orientec)社製摩擦摩耗試験機(EFM−1
11−F型)を使用してJIS−K7218に準じて行
なった(剥離するまでの時間で評価)。 硬化条件:180℃×60分 膜厚:20μm 基材:アルミニウム 測定条件 面圧:40kg/cm2 速度:1.0m/sec 雰囲気:オイル 温度:室温
【0034】
【表1】
【0035】表1の結果から明らかなとおり、本発明に
なる樹脂組成物は、硬化性、保存安定性および密着性の
いずれにおいても優れているが、比較例1のものは、硬
化性および密着性に欠け、比較例2および3のものは、
保存安定性および密着性に欠け、比較例4のものは、硬
化性が不充分である。また実施例1〜4のうち、リング
・オン・ディスク試験結果が著しく優れるのは実施例
1、2の樹脂組成物であった。
【0036】
【発明の効果】請求項1記載の樹脂組成物は、ポリアミ
ドイミド樹脂のもつ優れた耐熱性等の諸特性を保持する
とともに、低温硬化性および耐摩耗性が優れ、耐熱塗料
等に好適である。請求項2記載の樹脂組成物は、請求項
1記載の効果を奏し、さらに密着性が優れる。請求項3
記載の耐熱塗料は、耐熱性、低温硬化性、耐摩耗性、密
着性および保存安定性が優れ、低温硬化条件下で基材を
コートする塗料に好適である。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 (A)(a)酸無水物基を有する3価以
    上のポリカルボン酸、(b)2価の脂肪族ジカルボン
    酸、(c)芳香族ジイソシアネートまたは芳香族ジアミ
    ンおよび(d)ラクタムを、(a)と(b)の配合割合
    ((a)/(b))が当量比で4/6〜9/1であり、
    (c)の配合割合が(a)と(b)のカルボキシル基お
    よび酸無水物基の総数に対するイソシアネート基および
    アミノ基の総数の比が8〜16であり、かつ(d)の配
    合割合が(a)、(b)および(c)の総重量に対して
    0.1〜20重量%となるように反応させて得られる、
    酸価が5〜50KOHmg/gのポリアミドイミド樹脂100
    重量部ならびに(B)エポキシ樹脂1〜50重量部を含
    有してなる樹脂組成物。
  2. 【請求項2】 エポキシ樹脂がエポキシ当量180〜7
    00のビスフェノールA型エポキシ樹脂である請求項1
    記載の樹脂組成物。
  3. 【請求項3】 請求項1または2記載の樹脂組成物を有
    機溶媒に溶解してなる低温硬化型高密着性耐熱塗料。
JP11616496A 1996-05-10 1996-05-10 ポリアミドイミド樹脂組成物および低温硬化型高密着性耐熱塗料 Pending JPH09302226A (ja)

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Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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US7176166B2 (en) 2002-10-29 2007-02-13 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Slide member
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