JPS6154821B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は耐熱老化性、熱安定性の優れた成形用
熱硬化性樹脂組成物の製造方法に関するものであ
る。現在、電子部品や自動車、機械部品等の耐熱
性を要する分野に熱硬化性樹脂が用いられ、その
中で特に高度の耐熱性を要求される部品に対して
は、熱硬化性のポリイミド樹脂成形材料が使用さ
れ始めている。しかし成形加工性の面では硬化温
度が高く、成形時間が長いため、実用的な面で尚
不満な点が多い。例えば熱硬化型のポリアミノビ
スマレイミドプレポリマー自体でも成形加工でき
るが、高温でしかも長時間の加熱が必要である。
それを改善するために有機過酸化物の使用が知ら
れているが、成形時ガスが発生し、成形品の外観
を低下させ、型曇りを生じる欠点がある。成形加
工性を改良するためにエポキシ樹脂、不飽和ポリ
エステル樹脂あるいは重合性二重結合を有する単
量体等により加工性を改良する方法が種々試みら
れているが、これらは主として粘度を低下させる
ことにより注型等の取扱いを容易にする為のもの
である。 本発明によればポリアミノビスマレイミドプレ
ポリマーに二重結合を有する単量体、有機過酸化
物及びイミダゾール化合物とを併用することによ
り、従来のポリイミド樹脂成形材料より耐熱性、
熱安定性に優れ、且つ成形品の光沢が良く型曇り
の生じない、比較的低温で短時間に成形できる樹
脂組成物が得られることを見出した。 本発明によれば、ポリアミノビスマレイミドプ
レポリマーに対し、重合性二重結合を有する単量
体で架橋反応、更に有機過酸物によりラジカル重
合、イミダゾール化合物によるイオン重合反応の
相乗効果による反応で、比較的低温で迅速に硬化
する。ポリアミノビスマレイミドプレポリマー
は、80〜120℃の軟化温度を有するものが好まし
い。ポリアミノビスマレイミドプレポリマーは式 （但しR₁は水素又はC₁〜C₁₀のアルキル基、R₂は
少なくとも１個の芳香族を有する２価の有機基）
で表わされるビスイミドとH₂N−Ｒ−NH₂（但し
Ｒは少なくとも２個の炭素原子を有する２価の有
機基）で表わされるジアミンとを加熱溶融させて
得られ、一般式 で表わされる。重合性二重結合を有する単量体有
機過酸物、イミダゾール化合物の作用を効果的に
するためには、ポリアミノビスマレイミドプレポ
リマー中に末反応のジアミンを出来るだけ消滅さ
せる必要がある。本発明では で表わされるビスイミド３〜６モルとH₂N−Ｒ−
NH₂で表わされるジアミン１モルとを混合、加熱
溶融し、80〜120℃の軟化温度を有するように反
応して得たポリアミノビスイミドプレポリマーが
好ましい。ビスイミド３モル以下あるいは軟化温
度80℃以下では、未反応のジアミンがポリアミノ
ビスマレイミド中に多く含まれる為、硬化性が悪
く、好ましくない。又ビスイミド６モル以上では
軟化温度120℃以上になり、溶融温度150℃以下で
混練できず、流動性に乏しくなる。しかしプレポ
リマー中から完全に未反応のジアミンをなくすこ
とは困難であり、残存ジアミンあるいはポリアミ
ノビスマレイミドプレポリマー中の分子内−NH
等で、有機過酸物が分解促進され、成形時にガス
を発生させ、このガスが成形品の外観あるいは金
型の曇りを生じさせるが、重合性二重結合を有す
る単量体、イミダゾール化合物と有機過酸化物と
を組合せることにより、有機過酸化物が二重結合
性を有する単量体との反応を促進させ、ヌイミダ
ゾール化合物は未反応のジアミンあるいはポリア
ミノビスマレイミドの分子内−NHの反応を促進
するためと考えられ、ガスの発生がなく成形性に
優れ、且つ著しく硬化性に優れていることを見出
した。 本発明において使用されるポリアミノビスマレ
イミドとは一般式 （但しR₁は水素又はC₁〜C₁₀のアルキル基、R₂は
少なくとも１個の芳香核を有する２価の有機基）
で表わされるＮ・N′−ビスイミドH₂N−Ｒ−NH₂
（但しＲは少なくとも２個の炭素原子を有する２
価の有機基）とを加熱溶融して得られる。Ｎ・
N′−ビスイミドの例としては、Ｎ・N′−ｍフエ
ニレンビスマレイミド、Ｎ・N′−ジフエニルエ
ーテルビスマレイミド、Ｎ・N′−ｐフエニレン
ビスマレイミド、Ｎ・N′−４・4′−ジフエニルメ
タンビスマレイミド、Ｎ・N′−ｍキシレンビス
マレイミド、Ｎ・N′−ｐジフエニルシクロヘキ
サンビスマレイミド、Ｎ・N′−４・4′−ジフエニ
ルスルフオンビスマレイミド、Ｎ・N′−４・4′−
ジフエニル−１、１−プロパンビスマレイミド等
が挙げられ、その中の１種又は２種以上のものが
使用できる。ジアミンの例としては、エチレンジ
アミン、ヘキサメチレンジアミン、トリメチレン
ジアミン、テトラメチレンジアミン、ヘキサメチ
レンジアミン等のC₂〜C₂₀の直鎖脂肪族ジアミ
ン、メタフエニレンジアミン、パラフエニレンジ
アミン、４・4′−ジアミノジフエニルメタン、
４・4′−ジアミノジフエニルプロパン、４・4′−
ジアミノジフエニルエーテル、４・4′−ジアミノ
ジフエニルスルフオン、４・4′−ジアミノジシク
ロヘキサン、１・４−ジアミノシクロヘキサン、
１・５−ジアミノナフタレン、メタキシレンジア
ミン、パラキシレンジアミン等の芳香族或いは脂
肪族ジアミンがある。重合性二重結合を有する単
量体とは、ジアリルオルソフタレート、ジアリル
イソフタレート、トリアリルイソシアネート、ト
リアリルシアヌレート、ジビニルベンゼン等の２
個の二重結合を有するものが好ましいが、更にス
チレン、アクリルアミド、アクリロニトリル、ビ
ニルメチルケトン等も使用でき、その添加量はポ
リアミノビスマレイミドプレポリマー100重量パ
ーセントに対し、0.1〜20重量パーセントであ
る。有機過酸化物としては、ベンゾイルパーオキ
サイド、ジクミルパーオキサイド、ｔ−ブチルパ
ーオキサイド、ジ−ｔ−ブチルパーオキシジイソ
プロピルベンゼン等であり、イミダゾール化合物
とは、２−メチルイミダゾール、２・４・５−ト
リフエニルイミダゾール、２−メチル４−エチル
イミダゾール等で、過酸化物及びイミダゾール化
合物の添加量は、ポリアミノビスマレイミドプレ
ポリマーに対し、有機過酸化物0.1〜10重量パー
セント、イミダゾール化合物0.05〜５重量パーセ
ントである。 本発明で用いられる充填剤成分としては、熱に
安定なシリカ粉末、エアロジール、アルミナ粉
末、硅酸カルシウム粉末、水酸化アルミニウム粉
末、銅粉、ガラス粉、雲母粉末、石綿繊維、グラ
フアイト、ガラス繊維、炭素繊維及び合成繊維等
の無機質又は有機物質である。充填剤成分の割合
は特に限定されないが、好ましい範囲は樹脂成分
100部に対し50〜500部である。又充填剤成分に対
し0.1〜5.0重量パーセントのカーボンブラツク等
の顔料、0.1〜5.0重量パーセントのステアリン
酸、ステアリン酸亜鉛、モンタナワツクス等の離
形剤が含まれ得る。 本発明の成形用組成物は、ロール、コニーダ
ー、押出機、ヘンシエルミキサー等により150℃
以下の温度で溶融混練後、冷却、粉砕することに
より得られる。これ以上の温度では流動性が乏し
く、成形用組成物としては好ましくない。この様
な方法で得られた成形用組成物は従来のポリイミ
ド樹脂が200〜250℃、10分以上で成形しなければ
十分な熱剛性を有する成形品が得られないのに対
し、本発明による組成物は160〜180℃、１〜３分
で十分な熱剛性を有する成形品が得られ、成形性
が従来のポリイミド系樹脂よりも優れていること
が特徴である。以下実施例及び比較例によつて、
本発明の方法を更に詳細に説明する。 比較例 １ Ｎ・N′−４・4′−ジフエニルメタンビスマレイ
ミド（以下BMIと略記）４モルと４・4′−ジアミ
ノジフエニルメタン（以下DDMと略記）１モル
とを十分混合し、次いで混合物を150℃、20分間
加熱する。冷却後粉砕して軟化温度が95〜98℃の
ポリアミノビスマレイミドプレポリマー（以下PI
と略記）を得た。得られたPIを用い、第１表の配
合割合で過酸化物、充填剤成分とを混合し、110
℃のロールで10分間溶融混練した後、冷却し粉末
化した。この組成物の成形性及び成形品の耐熱特
性を第１表に示す。この粉末を180℃中のオープ
ンに10分間入れた後、比重1.60の四塩化炭素溶液
に投入した所、浮上していたのでかなり発泡して
いることがわかつた。更にこの成形品の表面にガ
ス曇りがあり、且つ成形品に気泡が生じ成形品特
性が悪かつた。 比較例 ２ BMI2.5モルとDDM1.0モルとを比較例１と同様
にして軟化温度が61〜66℃のPIを得た。比較例１
と同様に第１表に示す割合で成形用粉末を得た。
この組成物の特性を第１表に示したが、成形時ガ
スの発生が激しく、成形品の一部が金型にとら
れ、著しく成形品外観が悪かつた。 実施例 １〜３ BMI4モルとDDM1モルとを十分混合し、次い
で混合物を150℃、20分間加熱する。冷却後粉砕
して軟化温度が95〜98℃のPIを得た。このPIに更
に第１表に示した割合でジアリルオルソフタレー
ト、ジクミルパーオキサイド、２エチル−４メチ
ルイミダゾール、充填剤成分を配合し、110℃の
ロールで10分間溶融混練した後冷却し粉末化し
た。比較例１、２で得られた材料が180〜200℃で
５〜10分の成形温度、成形時間が必要であり、し
かも成形時ガスが発生し成形品の表面にガス曇り
が生じ、硬化性が悪いのに対し、実施例１〜３に
従つて得られた材料は165〜180℃、３分の成形で
十分な熱剛性を有する成形品が得られた。この成
形品の特性を第１表に示す。比較例１、２に比べ
成形品に曇りもなく、硬化性も良く、重合性二重
結合を有する単量体、過酸化物、及びイミダゾー
ル化合物との併用効果が著しいことがわかる。

【表】 実施例 ４〜７ 種々の重合性二重結合を有する単量体を用い他
の充填剤成分、添加剤成分を実施例１、２と同
一、同配合で混合し、材料を得た。第２表にその
結果を示す。 実施例４〜８の材料は165〜180℃、１〜３分の
成分で十分な熱剛性を有する成形品が得られ、し
かも外観の優れた成形品が得られた。

【表】

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 一般式 （但しR₁は水素又はC₁〜C₁₀のアルキル基、R₂は
   少なくとも１個の芳香核を有する２価の有機基）
   で表わされるＮ・N′−ビスイミド３〜６モル
   と、H₂N−Ｒ−NH₂（但しＲは少なくとも２個の
   炭素原子を有する２価の有機基）で表わされるジ
   アミン１モルとを加熱溶融して得たポリアミノビ
   スマレイミドプレポリマー、重合性二重結合を有
   する単量体、過酸化物、イミダゾール化合物及び
   充填剤成分とを150℃以下の温度で溶融混練し、
   次いでこれを冷却固化させた後破砕することを特
   徴とする成形用熱硬化性樹脂組成物の製造方法。 ２ 一般式 【式】 で表わされるＮ・N′−ビスイミドがＮ・N′−
   ４・4′−ジフエニルエーテルビスマレイミド、
   Ｎ・N′−４・4′−ジフエニルメタンビスマレイミ
   ド、Ｎ・N′−ｍフエニレンビスマレイミドから
   成る群より選ばれた少なくとも一種である特許請
   求の範囲第１項記載の成形用熱硬化性樹脂組成物
   の製造方法。 ３ ポリアミノビスマレイミドプレポリマーが軟
   化温度80〜120℃の範囲にある特許請求の範囲第
   １項又は第２項記載の成形用熱硬化性樹脂組成物
   の製造方法。 ４ ポリアミノビスマレイミドプレポリマーより
   成る成分100重量パーセントに対して、重合性二
   重結合を有する単量体0.1〜20重量パーセント、
   過酸化物0.1〜10重量パーセント及びイミダゾー
   ル化合物0.05〜５重量パーセントより成る特許請
   求の範囲第１項、第２項又は第３項記載の成形用
   熱硬化性樹脂組成物の製造方法。 ５ ポリアミノビスマレイミドプレポリマーより
   成る成分100重量パーセントに対して、充填剤成
   分50〜500重量パーセントより成る特許請求の範
   囲第１項、第２項、第３項又は第４項記載の成形
   用熱硬化性樹脂組成物の製造方法。 ６ 重合性二重結合を有する単量体はジアリルオ
   ルソフタレート、ジアリルイソフタレートを有す
   る単量体の群から選ばれた特許請求の範囲第１
   項、又は第４項記載の成形用耐熱性樹脂組成物の
   製造方法。