JPS5817538B2 - 熱硬化性プレポリマの製造法 - Google Patents

熱硬化性プレポリマの製造法

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JPS5817538B2
JPS5817538B2 JP53004194A JP419478A JPS5817538B2 JP S5817538 B2 JPS5817538 B2 JP S5817538B2 JP 53004194 A JP53004194 A JP 53004194A JP 419478 A JP419478 A JP 419478A JP S5817538 B2 JPS5817538 B2 JP S5817538B2
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昭雄 高橋
豊 伊藤
元世 和嶋
泰定 森下
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Hitachi Ltd
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  • Polyethers (AREA)
  • 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】 本発明は、硬化性、作業性の面で従来のポリイミドなど
にまさり、加熱することによって絶縁材料耐熱区分H種
に該当する耐熱特性を有する難燃性硬化物に転化する新
規な熱硬化性プレポリマの製造法に関する。
絶縁材料耐熱区分H種の材料としては、ポリイミドが最
もよく知られているが、硬化に高温を要するうえ縮合反
応によって硬化し水分を副成することが、成形作業にお
ける難点とされている。
この点を改良した材料として、アミノビスマレイミド系
樹脂がある。
しかしそれらを溶液にして用いるには、N−メチル−2
−ピロリドン、N−N−ジメチルホルムアミドなどのよ
うな高沸点かつ高価な溶剤を必要とするため作業性上に
、また硬化物の瞬間的耐熱特性などにやはり問題があっ
た。
またエポキシ変性ポリイミド(特公昭51−37678
、特開昭52−51499)、トリアジン系ポリマーな
ともあるが、難燃特性の点で十分とは言いがたく、特に
前者の場合エポキシ樹脂が燃焼性であるためその使用量
が限られる。
本発明は、前記の耐熱性樹脂類にみられる欠点に鑑みて
なされたもので、不飽和結合を有するビスイミドと多価
フェノール系化合物との反応に基づき、作業性、硬化性
にすぐれ、かつ耐熱区分H種の耐熱特性を有する難燃性
硬化樹脂に転化できる新規な熱硬化性樹脂組成物を提供
することを目的としている。
すなわち本発明の熱硬化性プレポリマの製造法は、 (5)一般式 (式中R1は少なくとも2個の炭素原子を含む2価の有
機基を表わし、R2は炭素−炭素間の二重結合を有する
2価の有機基を表わす)で示される不飽和ビスイミドと
、 (B) 分子中に少なくとも2個のフェノール基を有
する多価フェノール系化合物 とを含む組成物を硬化触媒の不存在下で加熱し生成物が
メチルエチルケトンのような低沸点溶媒に50%以上溶
解する状態まで予備反応させることを特徴とする。
本発明の組成物にはアミン化合物を始めとする硬化触媒
の添加は許されない。
アミン化合物の存在下で反応を行なうならばアミノビス
マレイミドなどのアミノビスイミドが生成してしまい、
低沸点溶媒に溶けないものしか得られないからである。
また、イミダゾール系硬化触媒の場合もこれが最初から
存在するならば不飽和ビスイミド同志のラジカル重合に
よる単独重合体が生成し、やはり低沸点溶媒に可溶のプ
レポリマは得られない。
本発明における予備反応について、ビスマレイミド(I
)と2価のフェノール系化合物(II)を用いた場合に
ついて例示すると、次式 (式中R1は前記と同じ意味を表わし、R3は2価の有
機基を表わす) のような反応様式を経て、B状態化すると推定される。
シマレイミドは熱によってラジカル重合するが、上記の
ようにフェノール系化合物を導入することによって、硬
化性を向上し、また多価フェノール系化合物の官能数に
応じて得られる硬化物の架橋密度を高めることができ耐
熱特性に優れた硬化樹脂を得ることができる。
また、フェノール系化合物の難燃性はビスイミドのそれ
に及ばないが、フェノール系化合物を配合してもビスイ
ミド化合物の難燃性をそのま匁保持でき、最終硬化物は
、エポキシ変性ポリイミド、トリアジン系樹脂などに比
べて難燃特性に優れている。
本発明によって得られる熱硬化性プレポリマはメチルエ
チルケトンを始めとする低沸点溶媒に50%以上溶解す
るため、N−メチル−2−ピロリドン、N−N〜ジメチ
ルホルムアミドなど高沸点の特殊溶剤に限られるイミド
系樹脂に比べて、特に溶液として応用する際に作業性の
面で勝っている。
即ち、メチルエチルケトンのような低沸点溶媒が使用で
きるということはプリプレグ作成の際の溶媒の除去作業
が容易となる利点がある。
言うまでもなく、高沸点溶媒の場合は高温、長時間に亘
る徹底した溶媒除去が必要であり、これを怠たった場合
には残存溶媒による電気特性などへの悪影響が及ぶこと
は既に知られている通りである。
さらに本発明によって得られる熱硬化性プレポリマの硬
化を促進する上で、分子中に少なくとも2個の活性水素
を有するアミン化合物の添加が有効なことも認められて
いる。
本発明でいう不飽和ビスイミドは一般式 で示される。
式中R1は少なくとも2個の炭素原子を含む2価の有機
基であって、より具体的には例えば直鎖または分枝した
アルキレン基、5〜6個の炭素原子から成る環状アルキ
レン基、酸素、窒素、硫黄原子の少なくとも1個を含む
複素環基、フェニレン基、多環芳香族基であり、これら
は反応に対し不必要な副反応を与えない置換基をもって
いてもよい。
・そのほか−CO−O−1−SO2−1−〇−1−N=
N−の少な(とも1個によって結ばれた複数のアリーレ
ン基でもよい。
またR2は少なくとも1個の炭素−炭素間の二重結合を
含む2価の基であって、対応するエチレン系不飽和酸無
水物から誘導される。
このような不飽和ビスイミドとしては、例えばN−N’
−エチレンジマレイミド、N −N’−へキサメチレン
ジマレイミド、N−N′−m−フェニレンジマレイミド
、N−N’−p−フェニレンジマレイミド、N−N’−
(オキシジ−p−フェニレン)シマレイミド、N−N’
=(メチレンジ−p−フェニレン)シマレイミド、N−
N’−(スルホニルジ−p−フェニレン)シマレイミド
、N−N’−Cメチレン ジー4−シクロヘキシレン)
シマレイミド、N −N’−(エチレンジ−4−シクロ
ヘキシレン)シマレイミド、N−N’−m−キシリレン
シマレイミド、N−N’−(シクロヘキシリデンジ−p
−フェニレン)シマレイミド、N−N’−(メチレンビ
ス(3・4−ジクロロフェニレン)〕シマレイミドなど
がある。
また、分子中に少なくとも2個のフェノール基を有する
多価フェノール系化合物とは、骨核に例エバフェノール
、クレゾール、キシレノール、レゾルシノール、クロロ
フェノール、フェニルフェノール、あるいはビスフェノ
ールAなどの構造単位を有する化合物をいい、フェノー
ルノボラック樹脂や、レジンMおよびMB(丸善石油社
製)、ザイロック(XYLOK : Albright
& Wilson社製)の名称で市販されている化合
物なども当然のことながら包含される。
分子内に少なくとも2個の活性水素を有するアミン化合
物としては、4・4′−メチレンビス(2−クロロアニ
リン)、4・4’ −メーy−vンヒ、;z、 (2・
5−ジクロロアニリン)、4・47−メチレンジアニリ
ン、4・47−オキシジアニリン、3・3′−スルホニ
ルジアニリン、m−フェニレンジアミン、ジエチルアニ
リン、エチレンジアミン、ジエチレントリアミン、トリ
エチレンテトラミン、ジシアンジアミドなどが挙げられ
る。
前記のビスイミドと多価フェノール系化合物とは、ビス
イミドの不飽和基とフェノール基との当量比で1:2〜
2:1の範囲にあるように混合するのが好ましい。
この範囲を越えてビスイミドを増すと、樹脂組成物の硬
化性が低下し価格的にも不利となり、フェノール系化合
物を増すときは、硬化物の耐熱特性が悪化する故である
そして、これら両成分の予備反応は、温度110°〜1
80℃で5〜120分の間で選ばれた時間行うのが適当
である。
また、熱硬化性プレポリマの硬化促進のため使用される
アミン化合物は概して少量でよ(、B状態の樹脂組成物
100重量部当り多(とも10部用いれば十分である。
前記のようにして得られる熱硬化性プレポリマは、約1
70〜220℃において約1〜5時間加熱することによ
って硬化される。
硬化は、該組成物を金型を用いもしくは用いずにプレス
に装填して加圧下に一挙に行ってもよく、また、前記の
如く加圧下に行う1次(成形硬化)と、金型、プレスか
ら脱して加熱する2次(後硬化)とに分けて行うことも
できる。
硬化樹脂はH種の耐熱特性と規格UL−94V−0の難
燃特性を示す。
本発明において、前記組成物または熱硬化性プレポリマ
にガラス、アスベストなどの繊維、織布に含浸させ、あ
るいは無機質充填剤、表面処理剤、離型剤などを所望に
従って配合することができ、積層用、成形用材料として
好適である。
次に、実施例をもって本発明の効果を示す。
実施例 I N −N’−メチレン’;’−p−フェニレンジマレイ
ミド60部とフェノールノボラック(水酸基当量約1.
OO) 40部を、150℃で30分溶融下に混練反
応させ、赤色透明のB−状態の固形樹脂を得た。
実施例 2 N−N’−)チレンジーp−フェニレンジマレイミド6
0部とフェノール・レゾール(水酸基当量約105)4
0部を、130℃で10分溶融下に混練反応させ、赤色
透明のB−状態の固形樹脂を得た。
実施例 3 N −N’−メチレンビス(3・4−ジクロロフェニレ
ン)シマレイミド50部とフェノールノボラック35部
を、150℃で20分溶融反応させてB状態のプレポリ
マを生成させ、その後、温度を130℃に下げて、4・
4′−メチレンビス(2−クロロアニリン)を5部加え
て20分溶融反応させて、赤色透明のB−状態の固形樹
脂を得た。
実施例 4 N −N’−メチレンビス(3・4−ジクロロフェニレ
ン)シマレイミド50部と丸善石油社製レジンM(水酸
基当量120)50部を、140℃で30分間溶融反応
させてオレンジ色のB−状態の固型樹脂を得た。
実施例 5 N−N′−メチレンジ−p−フェニレンジマレイミド5
0部とフェノールノボラック35部を、150℃で20
分溶融反応させてB状態のプレポリマを生成させ、その
後、135℃までさげて4・4′−メチレンジアニリン
を5部加えてさらに15分間溶融反応させ、赤色透明の
B−状態の固形樹脂を得た。
まず、実施例1〜5で得られたB−状態の固形樹脂につ
いて、アセトン、メチルエチルケトン、N−メチル−2
−ピロリドンへの溶解性をテストした。
その結果を第1表に示す。なお、比較のため、実施例1
〜5に用いたビスイミド単独についてもテストし、結果
を表に併記しである。
第1表から明らかなように本発明のビスイミド−フェノ
ール系樹脂はB−状態でアセトン、メチルエチルケトン
へ重量で50%以上の溶解性を示し、N−メチル−2−
ピロリドンにしか溶解しないビスイミド成分に比べて溶
解性が大幅に改善されている。
次に実施例1〜5の固形レジンを所定の条件で金型中で
加熱硬化し、不溶不融のポリマー成形品を得た。
この成形品について、種々の耐熱特性を検討した結果を
第2表に示す。
なお、比較のためアミノビスマレイミドと最上:1〕広
く使用されているアミン硬化系エポキシ樹脂の両者につ
℃・ても検討した。
表中にそれぞれイミド、エポキシとして示す。
また、UL−94垂直法に従って消炎試験を行った結果
、実施例1〜5および比較例のイミドはいずれもUL−
94V−0に属し、比較例にはないが、エポキシ変性ポ
リイミドのUL−94v−1、トリアジン系ポリマー4
)UL −94V−2に比べ本発明の樹脂成形品は難燃
性の点でも優れている。
第2表から分るように、本発明の樹脂組成物は、比較例
のイミドに比べて硬化性で優れており、その成形品の耐
熱特性においてそん色なく耐熱区分H種に属している。
次に、塩基性化合物からなる硬化触媒を用いた場合の組
成物のゲル化時間および生成プレポリマの低沸点溶媒に
対する溶解性を第3表に示す。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1(A)一般式 (式中R1は少なくとも2個の炭素原子を含む2価の有
    機基を表わし、R2は炭素−炭素間の二重結合を有する
    2価の有機基を表わす)で示される不飽和ビスイミドと
    、 (B) 分子中に少なくとも2個のフェノール基を有
    する多価フェノール系化合物、 とを含む組成物を硬化触媒の不存在下で加熱し、生成物
    がメチルエチルケトンのような低沸点溶媒に50%以上
    溶解する状態まで予備反応させることを特徴とする熱硬
    化性プレポリマの製造法。 2 加熱温度110〜180℃において5〜120分間
    予備反応させることを特徴とする特許請求の範囲第1項
    記載の熱硬化性プレポリマの製造法。
JP53004194A 1978-01-20 1978-01-20 熱硬化性プレポリマの製造法 Expired JPS5817538B2 (ja)

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JPS54129093A JPS54129093A (en) 1979-10-06
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4889997A (ja) * 1972-02-16 1973-11-24
JPS5096696A (ja) * 1973-12-21 1975-07-31

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4889997A (ja) * 1972-02-16 1973-11-24
JPS5096696A (ja) * 1973-12-21 1975-07-31

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