JPS59179523A - 新規な耐熱性硬化樹脂の製造方法 - Google Patents

新規な耐熱性硬化樹脂の製造方法

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JPS59179523A
JPS59179523A JP5364283A JP5364283A JPS59179523A JP S59179523 A JPS59179523 A JP S59179523A JP 5364283 A JP5364283 A JP 5364283A JP 5364283 A JP5364283 A JP 5364283A JP S59179523 A JPS59179523 A JP S59179523A
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JP
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oligomer
resin
formula
acid
imide compound
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JP5364283A
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JPS602327B2 (ja
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Takanori Urasaki
浦崎 隆徳
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National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
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Agency of Industrial Science and Technology
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  • Macromolecular Compounds Obtained By Forming Nitrogen-Containing Linkages In General (AREA)
  • Polymers With Sulfur, Phosphorus Or Metals In The Main Chain (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、新規な耐熱性硬化樹脂の製造方法に関するも
のである。
本発明の耐熱性硬化樹脂は熱硬化性樹脂であシ、後述す
る方法によって測定されるガラス転移温度が250℃以
上好ましくは300℃以上特に好ましくは350℃を超
える温度のものであυ、耐熱性にすぐれており、たとえ
ば高弾性率繊維(炭素繊維、アラミド繊維など)を補強
材として用いた場合には高性能複合材料としても用いる
ことができる。
従来技術 アミノジフェニルメタンを反応せしめて力るポリイミド
樹脂がよく知られている。
しかし、この場合には熱硬化前のオリゴイミドは、有機
溶剤に対する溶M性が悪く、また高い融点、高い軟化点
を有するものであシ、成形性に難点があった。
発明の目的 本発明は有機溶剤に対する溶解性がすぐれ、且つ比較的
低融点、低軟化点のオリゴマーから耐熱性良好な#J脂
を製造する方法を貸供するものである。
本発明の他の目的は、オリゴマーの分子量を一定以上に
保持しつつ架橋点の濃度の高い、面1熱性の高い樽胴を
得ることである。従来アミン化合物を加えないで架橋点
濃度を上げるためには、当該オリゴマーの架橋点が分子
末端にのみ1存任するため、オリゴi−の分子量を低下
させる必要性があった。本願発明はかかる不都合を回避
しうるものでを】る。
発明の構成 で表わされるイミド化合物と芳香族アミン更には必要に
応じて加えられる芳香族テトラカルボン酸及び/又はそ
の反応性誘導体とを加熱反応させることを特徴とする新
蜆な繭熱性゛要化樹脂の製造方法である。
本発明の耐熱性硬化樹脂の製造においては、上記一般式
のイミド化合物が用いられるが、上記一般式において、
Rは2価の基で、たとえば1 −o −、−s −、−cコー5o2−及び−CH,−
の結合基物残基である。またDけ炭素炭素2重結合を含
む不飽和ジカルボン酸残基で、たとえはで表わされる炭
素原子数8以下の不飽和カルボン酸残基である。
ノ Dは上記りから水素原子を1個除いた基である。またm
、nば0−!たけ1である。
上記一般式で表わされる化合物の具体例としては、たと
えば下記構造式によって示される化合物があげられる。
本発明において耐熱性樹脂の!II!+造に用いられる
イミド化合物は」二記の一般式で表わされるがある。ま
たn = Oの化合物よりはn = 1の化合物が耐熱
性のすぐれたイ、71脂が得られるので好ましい。
上記イミド化合物は (ただし上記式中、D、R,、m、hはiW fleと
同じ)を炭酸ソーダ、トリヱヂルアミン、ピリジンなど
公知の脱塩酸剤のもとでメことえは一5〜30℃で反応
させて得られる で示されるアミド酸を脱ガ′閉現させることによってイ
!すられる。この脱水閉η1反応は加熱のみでも進行す
るが、無水酢酸のようなrI夕無水物と100〜150
℃で3〜10時間加熱反応させることに1つ−〔得られ
る。
上記の方法でアミド酸の合成はジノチルホルムアミド、
N−メチルピロリドンm゛の極性溶媒中で行ってもまた N−メチルピロリドン等の溶液を加える方法等で行って
もよい。本出願人はかかるイミド化合物について、既に
特願昭07 149873号番ておいて提案しているが
、その内五も本願開示に包含される。
ここで得られる上記一般式のイミド化合物は未精製の寸
までも4ryl脂原料として使用できるが有槙溶剤たと
えばメチルアルコール、エチルアルコール、フロビルア
ルコール、フチルアルコール、ジオキナンなどを用いて
精製することができる。
本発明において耐熱性樹脂を製造するに際しては上51
3一般式で表わさせたイミド化合物の11かに芳香族ア
ミンと必要に応じて芳香族テトラカルボン酸及びまたは
その誘導体が用いられる。
ここで芳香族アミンとしては、たとえば下記式(1) で表わされる化合物で具体的にはアニリン。
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、  3.4’−ジアミノ
ジフェニルエーテル、4.4’−ジアミノジフェニルス
ルホン、  4.4’−ジアミノジツエニルケトン。
1.3−ビス(4−アミノフェノオキシ)ベンゼン、l
、4−ビス(4−アミノフェノオキシ)ベンゼン、2.
2−ビス(4−(4−アミノフェノオキ“シ)フェニル
)プロパンなどである。
また必要に応じて加えられるところの芳香族テトラカル
ボン酸及びその反応性誘導体はピロメリット酸の#1か
にたとえば下記式(2)で表わされる化合物、これらの
酸無水物及び低級脂肪族エステルでポリイミドの合成に
従来用いられた公知の化合物である。具体的には8.4
.3’、4’−ジフェニルテトラカルボン酸t  3+
’t3’、4’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸# 
 31’t3〆、4′−ジフェニルニーデルテトラカル
ボン酸などをあげることができる。
本発明における耐熱性硬化樹脂の製造に際して上記原料
の配合割合は硬化反応前の樹脂は平均分子量(引算1区
)で約500〜約3000の範囲になる様にし、且つ平
均して分子中に少なくとも1個の炭素炭Nq 2型詰合
を含む不飽和ジカルボンcl!2 ”A基(D)を含む
ようにきめられる。
好ましい硬化反応前の樹脂は平均分子量(計算値)は約
600〜約2,000の範囲で、特に好ましくは約80
0〜約1,400の範囲で、且つ平均して分子中に2個
以上の炭素炭素2重結合を含む不飽和ジカルボン酸残1
&CD)を含むようにきめられる。この平均分子fil
: (FH錯値1.)が小さすぎると硬化前の樹脂の融
点軟化温度d低く有機溶剤に対する溶解性にもすぐれた
ものではあるが硬化物の機械的性質が低下する傾向があ
り一方平均分子係・(計算値)が大きすぎると硬化前樹
脂の融点、軟化温度が高くまた有機酒剤に対する溶解性
も低下する傾向があシ成形性が悪く、且つ硬化物のガラ
ス転移温度も低下するので好ましくない。
なおここで、上記芳香族テトラカルボン酸と・芳香族ア
ミンは従来公知の反応によってイミド:結合を形成する
のに対し、本願の前記一般式で示されるイミド化合物中
のオキヴジノン環は芳香族アミンと従来公知の下記の如
き反、応によってアミド結合形成後脱水閉環してキナゾ
ロン環を形成するものと思われる。
ブチルアルプール へキシルアルリコール表トノ低級脂
肪族アルコールが好ましく用いらiLる。
また芳香族テトラカルボン酸の例として、3,4゜3Z
4/−ベンゾフェノンテトラカルボン酸を、脂肪族アル
コールの例としてメチルアフレコールをとればその脂肪
族アープ−/L−とのエステルはモノエステル、ジエス
テル、トリエステル、テトラエステルの4種があり、こ
れらはいずhも用いられるが本発明においては特にジエ
ステルが好ましく用いられる。
本発明において上記Ift@u混合し加熱して硬化反応
させることによって耐鱈、性樹脂がつくらしてはたとえ
ばジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、N−
メチルピロリドン等の極性溶剤が好ましく用いられる。
上記原料は有機溶剤中で混合し室温〜200℃の間で短
時間加熱するとそれぞれ反応1てオリゴマーを生成する
このようにして得られるオリゴマーは上記溶剤に可溶で
均一な溶液として得られるので、これを加熱して有機溶
剤全除去したのち、または有機溶剤を除去しつつ硬化反
応させると耐熱性の樹脂が得られる。
この硬化反応は通常成形工程中に行々われ。
220℃以上好ましく )j: 26 o〜350℃の
j…の温度で、特に好ましくは280〜320℃の温度
で1〜5時間の間で行なわれる。このようにして耐熱性
樹脂が得られるが好ましくは200℃以上、特に好まし
くは250〜350’Cの間の温度でボストキュアを行
うことによって耐熱性の向上がはかられる。
本発明の耐熱性樹脂はたとえばガ2−ス摺維。
ちまたは除去しつつ、硬化反応さぜ、成゛形する。
℃以下に調節できるので硬化前の樹脂の流動性もよく、
それだけ成形性にすぐれており、またイ(Iられる耐1
格件種I旨はイミド環とキナゾロン環をもつためか熱分
解に対する安定性にすぐれ、且つガラス転移点が300
℃以」二、特に350℃以上と高く耐熱性がすぐれてい
る。
以下実施例をあげて本発明につい′を文に説明−) する。実施例中「部」とあるところは「重量部」を表わ
す。
実施例1 アンスラニル+ff 1 a 6部を炭酸カリウム15
5部を含む水溶液7000部にとかし、35℃以下を滴
下した。滴下後更(C60分間1fft拌しながら反応
させ、ついで塩酸を加えて酸析させ□、析出した固体を
炉別、水洗後gtI燥して340部の下記構造式で示さ
れるアミド酸を得た。ついでこのアミド酸に無水酢酸3
400部を加え窒素気流点203〜207℃の下記構造
式のイミド化合1 この化合物は1705cTn  にオギサジノンにもと
ずく特性吸収がまた1 710cya  にイミド結合
にもとすく特性吸収がみとめられた。
上記イミド化合物30.72部に4,4′ニメチレンジ
アニリン7.92部とジメチルホルムアミド40部を加
え150℃で加熱してオリゴマーの溶液を得た。この溶
液をオーブン中180℃で2時間、ついで200℃で2
時間処理して溶剤を除去し融点約180℃のオリゴマー
とし、ついでとのオリゴマーを成獣器にうつし、250
〜290℃で減圧下脱泡処理してか6.a2o℃で1時
間加圧し、厚さ3mの円板に成獣した。この成型品は3
00℃まで徐、々に昇温後回温度で6時間ボストキヱア
を行った。
ζこで成型品は巾6制に切断し、デュポン社DMA (
Model 1090 )を用い昇温速度毎分io℃で
窒素気流中加熱昇温し、ガラス転移点を求めた。このよ
うにして求めた樹脂のガラ2転移点は850℃であシ耐
熱性の良好なものであることがわかる。
またこの樹脂は支点間距離20卸で3点曲げ中で保持す
る耐熱性評価のための促進テス゛トを行った結果、苅ぷ
保持率は82%とすぐれていた。
31.2部と4.4′−ジアミノジフェニル3.96部
をジメチルホルムアミド40部にとがし、150℃で加
熱して溶解反応させてオリゴマー溶液とした。
ここで得られた溶液はオーブン中150℃”t’2時間
ついで200℃で2時間加熱して溶剤を除去し、融点約
250T:!のオリゴマーを得た。
このオリゴi−は成聾器にうつし、250〜290℃で
減圧下脱泡処理してから320℃で1時間加圧し、厚さ
3胡の円板に成壓した。この成型品は実施例1劣同様ボ
ストキユアをしガラス転移点をyP、めた結果、転移点
は3..90部以間オープン中で1♀持する促進耐熱性
試駆′を行った結果、Mj幇保持率8oチとすぐれた値
を示した。
実施例3 4.4′−ジアミノジフェニルメタン9.25部。
3.4.8’、4’−ベンゾ“ンエノンテト2カルボン
酸無水物s、a9部をジメチルポルムアミ)”40部[
とかし、オリゴマー溶液とした。
ここで得たオリゴマー溶液はオープy中i50℃で2時
間、ついで200℃で2時間加熱して溶剤をとげし、融
点約240℃のオリゴマーを得た。このオリゴマーは成
型器に9つし250〜290℃で減圧下脱泡処理し、3
20℃で1時・間加圧成型し、バーコル硬度60の厚さ
3mmの円板を得た。
この成型品は実施例1と同様ポストキュアしビス−1,
,3−(4−アミノフエノオ今シ)ベンゼン21.28
部、  B、4.3’、4’−ベンゾフェノンテトラカ
ルボン酸無水物10.60部をジメチルホルムアミド6
0部にとかし、オリゴマー溶液とした。
ここで得たオリゴマー溶液を実施例3と同様に処理し、
醋点約200℃のオリゴマーを得た。
このオリゴマーは実施例1と同様にして成型し、ポスト
キュアを行ってガラス転移点を求めた結果320℃で、
またこの成現品のバーコル硬度はSOであった。
実施例5 実施例1で使用したオキサジノン15.4部゛、・実施
例2で使用したオキサ9フフ15.6部。
この成型品は実施例1と同様ポストキュアをし、ガラス
転移点を求めた結果、転移点は380℃であり、耐熱性
の良好なものである仁とがわかる。
更にこの樹脂は420℃のオーダシ94.5時間保持し
た時の重量保持率は80−チですぐれていた。
【図面の簡単な説明】
゛第1図は、実施例1における硬化前の原料イミド化合
物の赤外分析チャートであり、第2図は、実施例1にお
いて得られた硬化物の赤外分析チャートであり、第3図
は、実施例2において得られた硬化物の赤外分析チャー
トであり、第4図は、実施例3において得られた硬化物
の赤外分析チャートである。 特許出願人 工業技術院長

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 一般式 で表わされるイミド化合物、芳香族アミン及び必要に応
    じて加えられるところの芳香族テトラカルボン酸(その
    反応性誘導体を含む。)を加熱反応させることを特徴と
    する新規な耐熱性硬化樹脂の製造方法。
JP5364283A 1983-03-31 1983-03-31 新規な耐熱性硬化樹脂の製造方法 Expired JPS602327B2 (ja)

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JPS602327B2 JPS602327B2 (ja) 1985-01-21

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2627496A1 (fr) * 1988-02-23 1989-08-25 Etu Materiaux Org Technol Cent Resines quinazolones thermodurcissables leur preparation et leurs applications
US5202412A (en) * 1990-10-02 1993-04-13 E. I. Du Pont De Nemours And Company Polyimide copolymer precursors

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2627496A1 (fr) * 1988-02-23 1989-08-25 Etu Materiaux Org Technol Cent Resines quinazolones thermodurcissables leur preparation et leurs applications
US5202412A (en) * 1990-10-02 1993-04-13 E. I. Du Pont De Nemours And Company Polyimide copolymer precursors

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