JPH10265670A - ポリアミドイミド樹脂組成物及び耐熱性塗料 - Google Patents
ポリアミドイミド樹脂組成物及び耐熱性塗料Info
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- JPH10265670A JPH10265670A JP9075303A JP7530397A JPH10265670A JP H10265670 A JPH10265670 A JP H10265670A JP 9075303 A JP9075303 A JP 9075303A JP 7530397 A JP7530397 A JP 7530397A JP H10265670 A JPH10265670 A JP H10265670A
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Abstract
に加えて、低温硬化性と保存安定性、密着性と機械的強
度のそれぞれ相反する特性を両立したポリアミドイミド
樹脂組成物及び耐熱性塗料を提供する。 【解決手段】 (A)一般式(I) 【化1】 〔式中、R1及びR2は、同一又は異なっていてもよく、
水素原子、アルキル基又はアルコキシ基を示す〕で表さ
れる芳香族ジイソシアネート化合物を、ジイソシアネー
ト成分の10〜90モル%の範囲で用いて得られたポリ
アミドイミド樹脂及び(B)ブロックイソシアネート化
合物を含有してなるポリアミドイミド樹脂組成物並びに
このポリアミドイミド樹脂組成物及び有機溶媒を含有す
る耐熱性塗料。
Description
樹脂組成物及びこれを用いた耐熱性塗料に関するもので
ある。
品性、耐溶剤性、耐摩耗性などに優れているため、エナ
メル線用ワニス、耐熱性塗料をはじめとする各種基材の
コート剤として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
の高温で硬化を行わなければならない。一方、耐熱性塗
料の分野においては、生産性の向上や硬化時に生じる基
材の寸法変動の低下を図るために、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下す
る手段として、従来、エポキシ樹脂などの添加が検討さ
れているが、ポリアミドイミド樹脂の残存カルボキシル
基やイソシアネート基と室温でも一部反応し、塗料の保
存安定性が悪くなり、さらには、塗膜形成過程において
ポリアミドイミド樹脂の残存官能基は、エポキシ樹脂と
の硬化反応に費やされるため、硬化後の残存官能基数が
低下し、基材から剥離し易くなるという問題点がある。
そのため、ポリアミドイミド樹脂の密着性を向上させる
ために有機シラン化合物などの添加等が検討されている
が、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。また、密着性を向上させるためにポ
リアミドイミド樹脂を低弾性率化させる手法も有効であ
るが、形成される塗膜の機械的強度が低下するという問
題が生じる。
イミド樹脂が本来有する耐熱性等に加えて、低温硬化性
と保存安定性、密着性と機械的強度のそれぞれ相反する
特性を両立したポリアミドイミド樹脂組成物及び耐熱性
塗料を提供するものである。
(I)
水素原子、アルキル基又はアルコキシ基を示す〕で表さ
れる芳香族ジイソシアネート化合物を、ジイソシアネー
ト成分の10〜90モル%の範囲で用いて得られたポリ
アミドイミド樹脂及び(B)ブロックイソシアネート化
合物を含有してなるポリアミドイミド樹脂組成物並びに
この組成物と有機溶媒を含有する耐熱性塗料に関する。
成物は、(A)成分のポリアミドイミド樹脂として、前
記一般式(I)で表される芳香族ジイソシアネート化合
物を、ジイソシアネート成分の10〜90モル%の範囲
で用いて得られたポリアミドイミド樹脂を含有する。本
発明に用いる(A)成分のポリアミドイミド樹脂は、そ
の製造法については特に制限はなく、例えば、特公昭4
4−19274号公報等に示されている既に公知の製造
法によって製造され、さらに具体的には、酸無水物基を
有する3価以上のポリカルボン酸又はその誘導体と、前
記一般式(I)で表される芳香族ジイソシアネート化合
物を前記の割合で配合したジイソシアネート成分とを適
当な有機溶媒中で反応させて得られる。
水素原子、アルキル基又はアルコキシ基を示す。アルキ
ル基又はアルコキシ基は、それぞれ低級アルキル基又は
低級アルコキシ基であるのが好ましく、これらは炭素数
が1〜4のものがさらに好ましい。前記一般式(I)で
表される芳香族ジイソシアネート化合物としては、例え
ば、ビフェニル−4,4′−ジイソシアネート、ビフェ
ニル−3,3′−ジイソシアネート、ビフェニル−3,
4′−ジイソシアネート、3,3′−ジメチルビフェニ
ル−4,4′−ジイソシアネート、2,2′−ジメチル
ビフェニル−4,4′−ジイソシアネート、3,3′−
ジエチルビフェニル−4,4′−ジイソシアネート、
2,2′−ジエチルビフェニル−4,4′−ジイソシア
ネート、3,3′−ジメトキシビフェニル−4,4’−
ジイソシアネート、2,2’−ジメトキシビフェニル−
4,4′−ジイソシアネートなどが挙げられ、これらを
単独で又は2種類以上を組み合わせて使用することがで
きる。上記の芳香族ジイソシアネート化合物の中でも、
入手しやすさやコスト等の点で、下記の式(II)で表さ
れる3,3′−ジメチルビフェニル−4,4′−ジイソ
シアネートが最も好ましい。
(I)で表される芳香族ジイソシアネート化合物と併用
されるジイソシアネートとしては、例えば、ジフェニル
メタン−4,4′−ジイソシアネート、ジフェニルメタ
ン−3,3′−ジイソシアネート、ジフェニルメタン−
3,4′−ジイソシアネート、ジフェニルエーテル−
4,4′−ジイソシアネート、ベンゾフェノン−4,
4′−ジイソシアネート、ジフェニルスルホン−4,
4′−ジイソシアネート、トリレン−2,4−ジイソシ
アネート、トリレン−2,6−ジイソシアネート、m−
キシリレンジイソシアネート、p−キシリレンジイソシ
アネート、ナフタレン−2,6−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、テトラメチレン−1,4
−ジイソシアネート、ヘキサメチレン−1,6−ジイソ
シアネートなどを単独で又は2種以上を組み合わせて使
用することができる。予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。
ミド樹脂の原料としてのジイソシアネート成分のうち、
前記一般式(I)で表される芳香族ジイソシアネート化
合物のジイソシアネート成分中に占める割合は、10〜
90モル%とすることが好ましく、20〜80モル%と
することがより好ましく、30〜70モル%とすること
が特に好ましい。前記一般式(I)で表される芳香族ジ
イソシアネート化合物の割合が10モル%未満である
と、密着性及び機械的強度の向上効果が低下する傾向が
あり、90モル%を超えると、塗料及び塗膜の透明性が
低下する傾向がある。
ミド樹脂を製造するため、ジイソシアネート成分と反応
させる、酸無水物基を有する3価以上のポリカルボン酸
又はその誘導体としては、イソシアネート基又はアミノ
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
ン酸又はその誘導体であればよく、特に制限はないが、
例えば、一般式(III)及び(IV)
Yは−CH2−、−CO−、−SO2−又は−O−を示
す〕で表される化合物を使用することができる。耐熱
性、コスト面等を考慮すれば、トリメリット酸無水物が
特に好ましい。酸無水物基を有する3価以上のポリカル
ボン酸又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、脂肪族又は芳香族二塩基酸などに置き換えてもよ
い。
イソシアネート成分の使用量は、カルボキシル基又はそ
の誘導基及び酸無水物基に対するイソシアネート基の比
が0.7〜1.5になるように選定することが好まし
く、高分子量の樹脂を得るためには、カルボキシル基又
はその誘導基及び酸無水物基に対するイソシアネート基
の比を1.0付近にすることが好ましい。また、カルボ
キシル基末端ポリアミドイミド樹脂を得るためには、こ
の比を0.7〜1.0未満にすることが好ましい。
極性溶媒の存在下、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。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
で又は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、樹脂末端のイソシアネート基をアルコー
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。
(B)成分として用いるブロックイソシアネート化合物
としては、例えば、ジフェニルメタン−4,4′−ジイ
ソシアネート、ジフェニルメタン−3,3′−ジイソシ
アネート、ジフェニルメタン−3,4′−ジイソシアネ
ート、ジフェニルエーテル−4,4′−ジイソシアネー
ト、ベンゾフェノン−4,4′−ジイソシアネート、ジ
フェニルスルホン−4,4′−ジイソシアネート、3,
3′−ジメチルビフェニル−4,4′−ジイソシアネー
ト、トリレン−2,4−ジイソシアネート、トリレン−
2,6−ジイソシアネート、m−キシリレンジイソシア
ネート、p−キシリレンジイソシアネート、ナフタレン
−2,6−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、テトラメチレン−1,4−ジイソシアネート、ヘ
キサメチレン−1,6−ジイソシアネート等のジイソシ
アネート化合物、これらのイソシアネート化合物の二量
体アダクト、イソシアヌネート構造を有する三量体、ビ
ュレット型多量体等、前記イソシアネート化合物と多価
アルコールのアダクト(付加物)若しくはビュレット型
付加物などのイソシアネート化合物をフェノール類、ア
ルキルアルコール、アセチルアセトン、アセト酢酸エチ
ル、ε−カプロラクタム、オキシム、マロン酸エステル
等でブロックした化合物、例えば、住友バイエルウレタ
ン(株)製デスモジュールAPステーブル、CTステーブ
ル、TPLS−2830、BL−3175、BL−41
65、デスモカップ11、12、クレランUT、UI、
U12(以上いずれも商品名)、日本ポリウレタン(株)
製MS−50(商品名)などが挙げられる、これらを単
独で又は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、イソシアネートのブロック剤として
アセチルアセトン、アセト酢酸エチル、ε−カプロラク
タム、オキシム、マロン酸エステル等でブロックした化
合物が好ましく、オキシムでブロックした化合物がより
好ましい。
物の配合量は、ポリアミドイミド樹脂100重量部に対
して1〜50重量部とすることが好ましく、5〜45重
量部とすることがより好ましく、10〜40重量部とす
ることが特に好ましい。この配合量が1重量部未満であ
ると、低温硬化性が低下する傾向があり、50重量部を
超えると、塗膜の耐熱性や密着性などが低下する傾向が
ある。なお、ブロックイソシアネート化合物の添加方法
としては、添加するブロックイソシアネート化合物を予
めポリアミドイミド樹脂に含まれる溶媒と同一の溶媒に
溶解してから添加してもよく、また、直接ポリアミドイ
ミド樹脂に添加してもよい。
は、その硬化性を向上させるため、上記必須成分以外
に、ブロックイソシアネート解離触媒などを使用するこ
とができる。使用しうる触媒としては、ジラウリン酸ジ
−n−ブチルスズ、ジエチルマレイン酸ジ−n−ブチル
スズ、ジオクチルマレイン酸ジ−n−ブチルスズ等の金
属系触媒及びジアゾビシクロウンデセン等の有機系触媒
を単独で又は2種類以上を組み合わせて使用することが
できる。この使用量は、(B)成分の総量に対して0.
1〜20重量部とすることが好ましい。また、用途に応
じて他の耐熱性樹脂、例えば、ポリイミド、ポリエーテ
ルイミド、ポリエーテルスルホン、ポリテトラフルオロ
エチレン等1〜200重量%と混合して使用してもよ
い。
は、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
ルエーテル等の有機溶媒で樹脂分20〜40重量%に希
釈した溶液として使用することもできる。この場合、樹
脂分濃度,粘度などを考慮して助溶媒としてキシレン、
NISSEK HISOL−100、150、酢酸ブチ
ルエステル、セロソルブアセテート、ブチルセロソルブ
アセテート、メチルエチルケトン、エチルベンゼン、p
−シメンなどを併用してもよい。
物は、上記した有機溶媒で希釈して主として耐熱塗料用
として使用されるが、それ以外の用途、例えば、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、ガラスクロス等の基材と組み合せたシート用ワニ
ス、MCL積層板用ワニス、摩擦材料用ワニス等として
使用することもできる。
に説明するが、本発明はこれらによって制限されるもの
ではない。 比較例1 撹拌機、冷却管、窒素導入管及び温度計を備えた2リッ
トルの四つ口フラスコにN−メチル−2−ピロリドン6
63.6g、ジフェニルメタン−4,4′−ジイソシア
ネート250.2g(1.0モル)及び無水トリメリッ
ト酸192.1g(1.0モル)を仕込み、130℃ま
で昇温する。約6時間反応させた後、この樹脂をN−メ
チル−2−ピロリドン及びキシレンの混合溶媒で希釈
し、さらに2−ブタノンオキシム6.6gを添加して、
90℃で3時間加熱し、不揮発分30重量%のポリアミ
ドイミド樹脂組成物を得た。
分100重量部に対して、BL−3175(住友バイエ
ルウレタン(株)製、イソシアヌレート構造を有し、オキ
シムでブロックされたヘキサメチレンジイソシアネート
三量体、NCO基含有率11.3重量%)40重量部を
N−メチル−2−ピロリドンに溶解して不揮発分を30
重量%とした溶液を添加し、不揮発分が30重量%のポ
リアミドイミド樹脂組成物を得た。
434(東都化成(株)製、アミン型エポキシ樹脂の商品
名、主成分はN,N,N′,N′−テトラグリシジルア
ミノジフェニルメタン、エポキシ当量121)10重量
部を用いた以外は、比較例2と全く同様の操作を行な
い、不揮発分が30重量%のポリアミドイミド樹脂組成
物を得た。
ソシアネート250.2g(1.0モル)の代わりに、
3,3′−ジメチルビフェニル−4,4′−ジイソシア
ネート52.8g(0.2モル)及びジフェニルメタン
−4,4′−ジイソシアネート200.2g(0.8モ
ル)を用いた以外は、比較例1と全く同様の操作を行な
い、不揮発分が30重量%のポリアミドイミド樹脂組成
物を得た。
分100重量部に対して、BL−3175を40重量部
用いて、比較例2と全く同様の操作を行ない、不揮発分
が30重量%のポリアミドイミド樹脂組成物を得た。
ソシアネート250.2g(1.0モル)の代わりに、
3,3′−ジメチルビフェニル−4,4′−ジイソシア
ネート105.6g(0.4モル)及びジフェニルメタ
ン−4,4′−ジイソシアネート150.2g(0.6
モル)を用いた以外は、比較例1と全く同様の操作を行
ない、不揮発分が30重量%のポリアミドイミド樹脂組
成物を得た。
分100重量部に対して、BL−3175を40重量部
用いて、比較例2と全く同様の操作を行ない、不揮発分
が30重量%のポリアミドイミド樹脂組成物を得た。
ソシアネート250.2g(1.0モル)の代わりに、
3,3′−ジメチルビフェニル−4,4′−ジイソシア
ネート158.4g(0.6モル)及びジフェニルメタ
ン−4,4′−ジイソシアネート100.1g(0.4
モル)を用いた以外は、比較例1と全く同様の操作を行
ない、不揮発分が30重量%のポリアミドイミド樹脂組
成物を得た。
分100重量部に対して、BL−3175を40重量部
用いて、比較例2と全く同様の操作を行ない、不揮発分
が30重量%のポリアミドイミド樹脂組成物を得た。
ソシアネート250.2g(1.0モル)の代わりに、
3,3′−ジメチルビフェニル−4,4′−ジイソシア
ネート211.2g(0.8モル)及びジフェニルメタ
ン−4,4′−ジイソシアネート50.1g(0.2モ
ル)を用いた以外は、比較例1と全く同様の操作を行な
い、不揮発分が30重量%のポリアミドイミド樹脂組成
物を得た。
分100重量部に対して、BL−3175を40重量部
用いて、比較例2と全く同様の操作を行ない、不揮発分
が30重量%のポリアミドイミド樹脂組成物を得た。
ミドイミド樹脂組成物の特性を下記の方法で測定し、結
果を表1及び表2に示した。 (1)硬化性 ポリアミドイミド樹脂組成物を20×50mmの鋼板上に
膜厚が20μmになるように塗布した後、180℃で6
0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、下記の等式で求めた
抽出率で評価した。
粘度変化率で評価した(B型粘度計にて測定)。
規定されたアルミニウム板Al050P(寸法;1mm×
50mm×150mm)上に塗布した後、180℃で60分
加熱硬化し、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。 (4)機械的強度(弾性率測定) ポリアミドイミド樹脂組成物を180℃で60分加熱硬
化し、膜厚が約30μm、幅が10mm、長さが60mmの
塗膜を形成する。得られた塗膜を引張試験機を用いて、
チャック間長さ20mm、引張速度5mm/分の条件で引張
試験を行い、弾性率を求めた。
実施例で得られたポリアミドイミド樹脂組成物は、低温
硬化性、保存安定性、密着性及び機械的強度の全特性に
おいて優れているが、比較例のものは、いずれかの特性
に欠けることが分かる。すなわち、比較例1のものは、
保存安定性に優れるが、硬化性、密着性及び機械的強度
に劣り、比較例2のものは硬化性及び保存安定性に優れ
るが、密着性及び機械的強度に劣り、比較例3のもの
は、硬化性及び機械的強度に優れるが、保存安定性及び
密着性に欠ける。また、比較例4〜7のものは、保存安
定性、密着性及び機械的強度に優れるが、硬化性に劣
る。
は、ポリアミドイミド樹脂が本来有する耐熱性などに加
えて、低温硬化性と保存安定性、密着性と機械的強度の
それぞれ相反する特性を両立する優れた特性を示し、耐
熱性塗料に好適である。また、本発明の耐熱性塗料は、
硬化性、保存安定性、密着性及び機械的強度に優れ、一
液型低温硬化性耐熱性塗料に好適である。
Claims (3)
- 【請求項1】 (A)一般式(I) 【化1】 〔式中、R1及びR2は、同一又は異なっていてもよく、
水素原子、アルキル基又はアルコキシ基を示す〕で表さ
れる芳香族ジイソシアネート化合物を、ジイソシアネー
ト成分の10〜90モル%の範囲で用いて得られたポリ
アミドイミド樹脂及び(B)ブロックイソシアネート化
合物を含有してなるポリアミドイミド樹脂組成物。 - 【請求項2】 (A)成分100重量部に対して(B)
成分を1〜50重量部含有してなる請求項1記載のポリ
アミドイミド樹脂組成物。 - 【請求項3】 請求項1又は2記載のポリアミドイミド
樹脂組成物及び有機溶媒を含有する耐熱性塗料。
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---|---|---|---|
JP07530397A JP4061667B2 (ja) | 1997-03-27 | 1997-03-27 | ポリアミドイミド樹脂組成物及び耐熱性塗料 |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP07530397A JP4061667B2 (ja) | 1997-03-27 | 1997-03-27 | ポリアミドイミド樹脂組成物及び耐熱性塗料 |
Publications (2)
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---|---|
JPH10265670A true JPH10265670A (ja) | 1998-10-06 |
JP4061667B2 JP4061667B2 (ja) | 2008-03-19 |
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