JPS61218627A - 熱硬化可能な耐熱性樹脂組成物 - Google Patents

熱硬化可能な耐熱性樹脂組成物

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JPS61218627A
JPS61218627A JP5896685A JP5896685A JPS61218627A JP S61218627 A JPS61218627 A JP S61218627A JP 5896685 A JP5896685 A JP 5896685A JP 5896685 A JP5896685 A JP 5896685A JP S61218627 A JPS61218627 A JP S61218627A
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JP
Japan
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group
molecule
aromatic
imide
amide
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JP5896685A
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English (en)
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Yasuhisa Saito
康久 斉藤
Toshio Takagishi
高岸 壽男
Katsuya Watanabe
勝也 渡辺
Koichi Okuno
奥野 孝一
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Sumitomo Chemical Co Ltd
Original Assignee
Sumitomo Chemical Co Ltd
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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】 本発明はエポキシ樹脂と末端アミノ基を含有する芳香族
アミドイミド化合物を必須成分とする熱硬化可能な樹脂
組成物に関するものである。
エポキシ樹脂は、硬化性、密着性、機械的強反、耐薬品
性等に優れた特性を有しており、成形、積層、接着剤、
繊維強化複合材等、巾広い分野に使用されている。しか
しながら一方においては、エポキシ樹脂は高温での熱変
形が大きく耐熱性に限界があり、長時間高温に保持され
る用途には使用できないという問題点がある。
エポキシ樹脂の耐熱性を向上するために、架橋単位にイ
ミド構造を導入する試みが考えられる。しかしながら、
イミド基を含有する芳香族化合物は、一般的に融点が高
く、かつ相溶性が悪いので、エポキシ樹脂と組み合わせ
て使うことがなかなかむつかしい。
例Lハ、4 、4’−ジアミノジフェニルメタンあるい
は4,4′−ジアミノジフェニルエーテル等の芳香族ジ
アミンと、ピロメリット酸無水物あるいは8 、8’ 
、 4 、4’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸無水
物等の酸無水物から得られるイミド低分子量体は、分子
末端にアミノ基あるいは酸無水物基を有しており、エポ
キシ樹脂の硬化剤に応用することが考えられる。しかし
ながら、上記のイミド低分子量体はエポキシ樹脂との相
溶性が悪く、物性の良好な硬化物は得られない。
このようなことを背景にして、本発明者らは分子内に、
イミド構造を有し、エポキシ樹脂との相溶性が優れ、か
つエポキシ基と容易に反応して三次元網目構造を形成し
得る、イミド化合物について鋭意検討した結果、分子中
にイミド基及びアミド基を有し、かつ分子末端にアミノ
基を有する、芳香族系アミドイミド化合物が、上記の目
的を達成することを見出し、本発明を完成するに至った
すなわち本発明は、(イ)分子中に2個以上のβ−無置
換グリシジル基を有するエポキシ樹脂と、(B)分子中
にイミド基及びアミド基を有し、かつ分子末端にアミノ
基を有するア芳香族アミドイミド化合物を必須成分とし
て含有してなる熱硬化性樹脂組成物に関するものであり
、硬化物は耐熱性に優れ、高いガラス転移温度ならびに
高い熱変形温度を保有しているのはもちろんのこと、接
着性、機械特性、耐溶剤性、耐薬品性等においても、優
れた特性を発揮する。また本発明の組成物は、強靭性に
おいても優れた特性を保有しており、硬化物は従来のエ
ポキシ樹脂組成物には見られない、2チ前後もしくはそ
れ以上の高い引張り伸び率を有している。
本発明に使用する末端アミノ基含有芳香族アミドイミド
化合物は芳香族ジアミンと芳香族ポリカルボン酸または
その誘導体を反応させて得られる。
具体的には(1)、芳香族ジアミン及び、分子中にl 
mのカルボン酸無水物基と、これとは独立に1個のカル
ボキシ基あるいはハロホルミル基等を含有する芳香族化
合物とを反応させて得られる末端アミノ基含有アミドイ
ミド化合物、(2)、芳香族ジアミン、芳香族テトラカ
ルボン酸無水物、及び分子中に2個のカルボキシル基あ
るいはハロホルミル基等を含有する芳香族化合物を反応
させて得られる末端アミノ基含有アミドイミド化合物、
 (8)、 (2)で用いる原料、及び(1)で用いる
、分子中に1個のカルボン酸無物水物基と、これとは独
立に1個のカルボキシ基あるいはハロホルミル基等を含
有する芳香族化合物を、反応させて得られる末端アミノ
基含有アミドイミド化合物等を例示することができる。
(1)、(2)、(8)いずれにおいても分子末端をア
ミノ基にするため、当量比において芳香族ジアミンを芳
香族ポリカルボン酸またはその誘導体より過剰に用いて
、アミド化、イミド化を行わせる必要がある。上記(1
)、 (2)、(8)の化合物を構造式で示すと下記の
ように表わすことができる。
1! (8J   HzN(R+ −NklCO−Rz <(
3>N+rf几r −NHCO−BB −CON■iこ
こでR1,R2、R3、R4は独立に芳香族残基を、a
、b、c、d、e、fは整数を表わす。
上記(1) 、 (2) 、 (8)で示す末端アミノ
基含有アミドイミド化合物を得るために用いられる原料
について例示すると、まず芳香族ジアミンについては、
4.4’−ジアミノジフェニルメタン、3゜3′−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、 8 、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プロパン、4
 、4’−ジアミノジフェニルスルフォン、8 、8’
−ジアミノジフェニルスルフォン、2.4−トルエンジ
アミン、2.6−トルエンジアミン、m−フェニレンジ
アミン、p−フェニレンジアミン、ベンジジン、4.4
’−ジアミノジフェニルスルファイド、8.8’−ジク
ロロ−4,4′−ジアミノジフェニルスルフォン、3.
3′−ジクロロ−4,4′−ジアミノジフェニルプロパ
ン、8.8’−ジメチル−4,4′−ジアミノジフェニ
ルメタン、8 、8’−ジメトキシ−4,4′−ジアミ
ノビフェニル3,3′−ジメチル−4,4’−ジアミノ
ビフェニル1,3−ビス(4−アミノフェノキシ)ベン
ゼン、1.3−ビス(8−アミノフェノキシ)ベンゼン
1.4−ヒス(4−アミノフェノキシ)ベンゼン、2.
2−ビス(4−アミノフェノキシフェニル)プロパンb
  4 、4’−ビス(4−アミノフェノキシ)ジフェ
ニルスルフォン、4 、4’−ビス(8−アミノフェノ
キシ)ジフェニルスルフォン、9.9′−ビス(4−ア
ミノフェニル)アントラセ:z、9.9’−ビス(4−
アミノフェニル)フルオレン3.8′−ジカルボキシ−
4,4’−ジアミノジフェニルメタン、2.4−ジアミ
ノアニソール、s、t−ジアミノベンゾフェノン〇−ト
ルイジンスルフォン、5−アミノ−1−(47−アミノ
フェニル)−1,8,8−トリメチルインダン、6−ア
ミノ−1−(4’−アミノフェ二、+Lz)−1,8,
8−トリメチルインダン、5−アミノ−6−メチル−1
−(8−アミノ−4−メチルフェニル)−1、8、8−
トリメチルインダン、7−アミノ−6−メチル−1−(
8’−アミノ−4′−メチルフェニル)−1,8,a−
トリメチルインダン% 6−アミノ−5−メチル−1−
(4−アミノ−3−メチルフェニル)−1,8,3−ト
リメチルインダン、6−アミツーツーメチル−1−(4
’−アミノ−8′−メチルフェニル) −1,3,8−
トリメチルインダン、ビス(3−アミノフェニル)メチ
ルホスフィンオキサイドなどが例示され、これらのl挿
または2種以上を用いることができる。
−万芳香族ポリカルボン酸またはその誘導体について例
示すると、分子中に1個のカルボン酸無水物基と、これ
と独立にl mのカルボキシル基あるいはハロホルミル
基等を含有する化合物については、無水トリメリット酸
、無水トリメット酸クロライド、無水トリメリット酸ブ
ロマイド等があり、芳香族テトラカルボン酸無水物につ
いては、ピロメリット酸、8.8’、4゜4′−ベンゾ
フェノンテトラカルボン酸、2,8゜6.7−ナフタレ
ンテトラカルボン酸%  8 # 8’14.4′−ジ
フェニルテトラカルボン酸、1,2゜5.6−ナフタレ
ンテトラカルボン酸%2N2’*8.3′−ジフェニル
テトラカルボン酸、8,4゜9、IO−ピレンテトラカ
ルボン酸、2.2−ビス(3,4−ジカルボキシフェニ
ル)プロパン、2.2−ビス(4−(2,3−ジカルボ
キシフェノキシ)フェニル〕プロパン、2.2−ビス(
4−(8,4−ジカルボキシフェノキシ)フェニル〕プ
ロパン、ビス(8,4−ジカルボキシフェノキシ)ジフ
ェニルスルホン、l、4−ビス(2,3−ジカルボキシ
フェノキシ)ベンゼンなどのテトラカルボン酸のジ無水
物等があり、分子中に2個のカルボキシル基あるいはハ
ロホルミル基等を含有する化合物については、テレフタ
ル酸クロライド、テレフタル酸ブロマイド、イソフタル
酸クロライド、イソフタル酸ブロマイド等があり、これ
らの1種または2種以上が用いられる。
本発明に使用されるエポキシ樹脂は、分子中に少くとも
2個以上のβ−無置換グリシジル基を有する化合物であ
り、例えばビスフェノールA1 ビスフェノールF1ハ
イドロキノン、レゾルシン、クロログリシン、トリス−
(4−ヒドロキシフェニル)メタン、1,1,2.2−
テトラキス(4−ヒドロキシフェニル)エタン等の二価
以上のフェノール類またはテトラブロムビスフェノール
A等のハロゲン化ビスフェノール類から誘導されるグリ
シジルエーテル化合物、フェノール、0−クレゾール、
m−クレゾール、p−クレゾール等のフェノール類とホ
ルムアルデヒドの反応生成物であるノボラック樹脂から
誘導されるノボラック系エポキシ樹脂、アニリン、p−
アミノフェノール、m−アミノフェノール、4 、4’
−ジアミノジフェニルメタン、8.3′−ジアミノジフ
ェニルメタン、4 、4’−ジm−フェニレンジアミン
、2.6−トルエンジアミン、2.4−トルエンジアミ
ン、p−キシリレンジアミン、m−キシリレンジアミン
、1.4−シクロヘキサン−ビス(メチルアミン)1.
8−シクロヘキサン−ビス(メチルアミン)、1.4−
ビス(4−アミノフェノキシ)ペンゼン、]、]4−ビ
ス8−アミノフェノキシ)ベンゼン、l、3−ビス(4
−アミノフェノキシ)ベンゼン、1.8−ビス(3−ア
ミノフェノキシ)ベンゼン、2,2−ビス(4−アミノ
フェノキシフェニル)プロパン等のアミン化合物から誘
導されるアミン系エポキシ樹脂、p−オキシ安息香酸、
テレフタル酸、イソフタル酸等の芳香族カルボン酸から
誘導されるグリシジルエステル系化合物、5.5−ジメ
チル・ヒダントイン等から誘導されるヒダントイン系エ
ポキシ樹脂* 2 、2−ヒス(3,4−エポキシシク
ロヘキシル)プロパン、2.2−ビス(4−(2゜3−
エポキシプロビル)シクロヘキシル〕プロパン、ビニル
シクロヘキセンジオキサイド、8゜4−エポキシシクロ
ヘキシルメチル−3,4−エポキシシクロヘキサンカル
ボキシレート等の脂環式エポキシ樹脂、その他、トリグ
リシジルイソシアヌレート、2,4.6−1リグリシド
キシ−8−)リアジン等の1mまたは2樺以上を挙げる
ことができる。中でも特に好ましいエポキシ樹脂はビス
フェノールA、レゾルシン、p−アミノフェノール、 
nl−アミノフェノール4.4−ジアミノジフェニルメ
タン、rll−キシリレンジアミン、l、3−シクロヘ
キサン−ビス(メチルアミン)p−オキシ安息香酸等か
ら誘導される液状のエポキシ樹脂である。
末端アミノ憂含有芳査族アミドイミド化合物とエポキシ
樹脂の配合層については、耐薬品性、耐浴剤性、接看性
、機微特性等において憬れた特性を得るため、アミノ基
とグリシジル基のモル比は1/1.4〜l/8.0の範
囲に選ぶのが好ましい。またさらに好ましい範囲は1/
1.6〜1/2.6である。末端アミノ基含有芳香族ア
ミドイミド化合物は上記の範囲においてエポキシ樹脂と
よく相溶するつ 本発明の組成物の用途については、成形、積1−1接着
剤、塗料、繊維強化複合材料等、既存のエポキシ樹脂が
用いられている分野については全て応用が可能である。
必要に応じて増量剤、充填剤、補強剤あるいは顔料等が
併用される。
例示すればシリカ、炭酸カルシウム、三酸化アンチモン
、カオリン、二酸化チタン、酸化亜鉛、雲母、パライト
、カーボンブラック、ポリエチレン粉、ポリプロピレン
粉、アルミニウム粉、鉄粉、銅粉、ガラス繊維、炭素繊
維、アルミナ繊維、アスベスト繊維、アラミド繊維等の
1棟または2棟以上が用いられる。
また本発明の組成物は、flFI熱性を損わない範囲で
必要に応じて、既存のエポキシ硬化剤との併用も可能で
ある。例示すれば、ジシアンジアミド、芳香族アミン、
フェノールノボラック樹脂、クレゾールノボラック樹脂
等のl棚または2種以上が用いられる。芳香族アミンを
例示すれば4.4′−ジアミノジフェニルスルフォン、
3.3′−ジアミノジフェニルスルフォン、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、m−フェニレンジアミン、p−フェニレ
ンジアミン、4 、4’−メチ1    レンービスー
オルトクロルアニリン、テトラクロロジアミノジフェニ
ルメタン、 4 、4’−ジアミノスチルベン、4.4
’−ジアミノジフェニルスルフィド、m−キシリレンジ
アミン、p−キシリレンジアミン等がある。
さらに必要により硬化促進剤としては、従来より公知で
ある三級アミン、フェノール化合物、イミダゾール類そ
の他ルイス酸を添加してもよい。
本発明によって得られる。411g物は、従来のエポキ
シ樹脂が有していたと同様の硬化性、 !雀性、耐浴剤
性、耐薬品性等の優れた特性を有しており、加えて従来
のものより更に優れた耐熱性、強靭性及び機械的強度を
有することによって特徴づけられるものである。
以下実施例において本発明をさらに具体的に説明するが
、本発明はこれに限定されるものではない。なお実施例
において部は重量部を表わしている。
(末端アミノ基含有アミドイミド化合物の合成)合成例
1 温度計、コンデンサ、攪拌機を装着した2J4つ目フラ
スコに、2.4−トルエンジアミン1225’(1,0
モル)、トリエチルアミン55.6y(0,55モル)
及びジメチルアセトアミド800ノを仕込み50°Cま
で昇温する。無水トリメリットクロライド105y(0
,5モル)をあらかじめ210S’のジメチルアセトア
ミドに溶解しておき、50℃を保持しながら滴下する。
その後同温度で3時間保温し、保温俊、生成した塩を濾
過で除去する。P欣を上記のフラスコにもどし、ジメチ
ルアセトアミドを一部留去しなから170 ”Cまで昇
温しで、同温度で6時間保温する。反応後、水、イソプ
ロパツール混合朕で沈澱、洗浄を行い、減圧乾燥して淡
黄色の粉末を得た。
このもののアミン当量は30151/eq、酸価から求
めたカルボキシル基残存率は0.4%であった、 合成例2.3.4 原料の仕込み量を下記のように選び、その他の条件は合
成例1と同様にして合成を行った。分析結果は下記のと
おりであったう比較合成例(末端アミノ基含有イミド化
合物の合成) 温度計、コンデンサー、窒素導入管、攪拌機を装置した
2J4つロフラスコに、4.4’−ジアミノジフェニル
メタン238F(1,2モル)、m−クレゾール147
45’を仕込み140 ’Cまで昇温する。昇温後30
分かけて8 、8’ 、 4 、4’−ベンゾフェノン
テトラカルボン酸無水物193y(0,6モル)を分割
添加する。その後150°Cまで昇温しで10時間保温
する。この間201ノ時間の流速で窒素を流し、水留去
を行う。保温後減圧により一部m−クレゾールを留去し
、その後メタノールで沈澱、洗浄を行い、減圧乾燥して
淡黄色の粉末を得た。
このもののアミン当量は602 F/eq 、  酸価
から求めたカルボキシル基残存率は0.9%であった。
実施例1,2.3.4 スミエポキシELM−484、スミエポキシELA−1
28(いずれも住友化学製エポキシ樹脂)、アミドイミ
ド化合物及びBF3・モノエチルアミンの配合量をそれ
ぞれ下記のとおり選び、150°Cで3分間ロール混線
を行い、その後冷却して粉砕した。このものを使って、
200°C,10(1/ciの条件で30分プレス成形
を行い、その後230°Cで12時間後硬化を行って、
評価用サンプルを作製した。合わせて硬化物の物性につ
いても、下記にまとめる。
比較例1 ELA−128を100 ’C以上に加熱して、4.4
′−ジアミノジフェニルスルフォンを溶解すせ、溶解後
BF3・モノエチルアミンを添加して上記実施例と同じ
条件で硬化させた。
配合量及び硬化物性については下記にまとめる。
比較例2 スミエポキシELM−484及び比較−合成例で得られ
たイミド化合物を使って、実施例1と同様の方法で【マ
ール混線を試みたが、うまく混合されなかった。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (A)分子中に2個以上のβ−無置換グリシジル基を有
    するエポキシ樹脂と、(B)分子中にイミド基及びアミ
    ド基を有し、かつ分子末端にアミノ基を有する芳香族ア
    ミドイミド化合物を必須成分として含有してなる熱硬化
    性樹脂組成物。
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EP86300133A EP0188337A3 (en) 1985-01-17 1986-01-09 Thermosettable heat-resistant epoxy resin composition

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