JPS6225125A - 熱融着性を有するポリイミド及びそれを用いる耐熱性接着剤 - Google Patents

熱融着性を有するポリイミド及びそれを用いる耐熱性接着剤

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JPS6225125A
JPS6225125A JP16386485A JP16386485A JPS6225125A JP S6225125 A JPS6225125 A JP S6225125A JP 16386485 A JP16386485 A JP 16386485A JP 16386485 A JP16386485 A JP 16386485A JP S6225125 A JPS6225125 A JP S6225125A
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polyimide
heat
resins
adhesives
repeating units
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JP16386485A
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Shigeyoshi Hara
原 重義
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Teijin Ltd
Original Assignee
Teijin Ltd
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Publication date
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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)
  • Adhesives Or Adhesive Processes (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】 1 産業上の利用分野 本発明は、優れた可撓性、熱安定性と共に優れた熱融着
性を有し、接着剤やマトリックス樹脂及び熱成形樹脂と
し【用いるのに適した新規なポリイミドに関するもので
ある。
b 従来技術 ポリイミドは代表的な耐熱性樹脂として1960年代初
めより実用化され、各種の用途に用いられてきた。
かかるポリイミドとして代表的なものは、下記式(1) で表わされるポリ−4,4′−オキシジフェニレンビp
メリトイミドをあげる事が出来る。このポリイミドは、
優れた熱安定性、耐熱性、可撓性を兼備しており、デュ
・ボン(du Pant社)よりKA動n■と称するフ
ィルムとして実用化されている。
このポリマーの問題点は良く知られ℃いるように、(+
)式の如き構造の重合体になってしまうと不溶、不融と
なり、この重合体はセラミックと同じように粉末状の重
合体を高温、高圧下でシンターさせる以外のいかなる成
形法をも51テつけない事にある。
この困難を避けるため、原料のビルメリット醒ジ無水物
と4.4′−オキシジアニリンとを常温以下で反応させ
ることによって得られるポリ付加体即ちポリアミド酸が
N−メチルピロリドン等の極性溶媒に可溶である率を利
用し、ポリアミド酸の状態で乾式又は湿式により賦型し
、賦型中又は賦醒後閉環剤反び/又は熱処理の作用によ
って脱水閉環して(1)式の構造を有するポリイミドに
転化する方法が用いられている。
かかる方法によれば、賦型中尺び賦型後に長時間の加熱
が一般的に必要であり、その間閉環により副生する水を
外部に放出しなくてはならない。この方法は、フィルム
や繊維等比表面積の大きい成形物に対しては適用可能で
あるが、副生する水を系外に容易に取り出すことができ
ない形状で用いられる1例えば接着剤、複合材料用マト
リックス樹脂、熱熔融成型用樹脂等への用途には適用し
錐い。
以上の如き欠点を克服したポリイミドとし【、(イ)オ
リゴイミドの末端に、付加反応によって硬化し、熱安定
性の良好な結合を形成する基をつける事により、賦型し
た後熱硬化させてしまうものと、tp)主鎖構造を工夫
して熱可m性を有するポリイミドとする方法、の二方向
が工夫雪れている。
前片の例として、ナデイク酸無水物末端を用いるPMR
シリーズ(米国、NASA開発)とフェニルアセチレン
基を用いるTharmid■の二つが実用化されている
。前者の樹脂の欠点としては、B−ステージに到達して
から末端基の反応により硬化樹脂を形成させるのに長時
間を要することと、形成された硬化樹脂の可撓性が必ず
しも良好でない事があげられる。それに対し後者の方法
の場合は、使用時に融着温度以上疋加熱されると強度が
低くなり、破壊がおこる恐れはあるが、短時間の融着に
より賦型し硬化樹脂とする事が出来る上に、本質的に高
分子量の鎮状ポリマーであり可撓性に優れているという
長所を有し、特に可倒性を必要とする接着剤等の用途に
好適に用いられる。かかる範ちゆ5に属するものとして
は1.デュ・ボン社のN几150、アップジョン(Up
 John )社のポリイミド2080、NA8人開発
になるLA几0−TPIを挙げることができる。
NFLI 50は、下記式、 で表わされる構造を有するものと言われており、特別な
含フツ素テトラカルボン酸ジ無水物を用いるため極めて
高価になってしまう。
−万、ポリイミド2080は、べ/ゾフエノンテト2カ
ルボ/W1.ジ無水物、4.4’−ジフェニルメタンジ
イソシアネート及びトリレンジインシアネートの反応に
より得られるものと考えられており、安価ではめるが、
主鎖及び側鎖にメチレン基及びメチル基を有しているた
め酸化に対し不安定であり、熱安定性に劣るという欠点
を有している。
またLARC−TPIは下記式 で表わされる構造であることが発表されており、優れた
熱融着性を有しているが、原料として特殊なジアミ/で
ある3、3′−ジアミノベンゾフエノンを用いる事、及
びかなり剛直なベンゾフェノン結合のみからなるため用
途によっては可撓性が不足する等の問題点が指摘されて
いる。
そこで本発明者らは、ベンシブエノンテトラカルボン酸
ジ無水物との反応性にすぐれ、且つ反応後形成されるポ
リイミドが(3)式で表わされる構造のポリイミドと少
なくとも同等の熱融着性を有し、更に優れた可撓性を有
するものとなるような芳香族ジアミンの選択を行った結
果、P系アラミド、高強力高ヤング率繊維用原料として
用いられはじめている3、4′−ジアミノジフェニルエ
ーテルカ、ヘンシフエノンテトラカルボン酸ジ無水物と
の組合せで、驚くべきことに上記条件をすべて満足し、
曳好な熱融着性を有するポリイミドを与えることを見出
し、本発明に到達した。
即ち、本発明は 1、 次式(4) で表わされる繰返し単位より主としてなる熱融着性を有
するポリイミド、及び 2、 次式(A) で表わされる繰返し単位よシ主としてなる熱融着性を有
するポリイミドを主剤として含有する接着剤でるる。
本発明のポリイミドは、前述の如(3,4’−ジアミノ
ジフェニルエーテルとベンゾフェノンテトラカルボン酸
ジ無水物或いは特別の場合はその誘導体から製造される
かかるポリイミドの製造法としては、全芳香族ポリイミ
ドの製法として提案されている方法はすべて用いること
ができる。
即ち、上記ジアミンとジ無水物をN、N’−ジメチルア
セトアミド、ジメチルホルムアミド−N−メチルピロリ
ドン等の非プロトン性極性溶媒中で常温付近で反応せし
め対応するポリアミド酸の溶液を形成し、その後必要に
応じて適当な溶媒で稀釈置換する事によりこれをフェス
として乾式又は湿式によって賦型し、或いは、水等の非
溶媒中に導入し【粉末状の一般的である。熱閉項におけ
る温度は、溶媒の除去と閉環の両方を行っていくため段
階的に昇温しでゆくことが好ましく、最終的な温度は3
00℃近傍まで達しうる。閉環促進剤はかかる閉環温度
を低くするために用いられるもので、成型前の溶液中に
前もって加えておく場合、賦型後のポリアミド酸と接触
せしめて導入する場合等いろいろな適用法が考えられる
。かかる閉環促進剤としては、無水酢酸、無水酢酸とピ
リジン、N−7セチルイξダシリツド等いろいろのもの
が提案されている。本発明においては、用途を考慮する
と上記種々の方法の中でも熱閉項が最も好ましい。
熱閉鷹は、真空中、窒素等の不活性気流中、空気中等の
種々の雰囲気で行なわれる。y!、理的には真空中及び
不活性雰囲気中で行うのが好ましいが、後述する如く、
ある程度の時間なら空気中で行っても熱融着性を失わな
いので特に制限する必要はない。
また、途中ポリアミド酸として取り出さないでlIL接
粉米粉末状ポリイミドることもできる。即ち、前記ジ無
水物を低級アルキルアルコールで開環した半エステルと
前記ジアミンとを、高沸点溶媒中で必要に応じて触媒を
介在せしめて加熱重合し、ポリイミドを粉末状沈澱とし
て得る方法が挙げられる。
なお、上記した重合にあたって、熱融着性という本発明
の特性を大きく損なわない範囲で、且つ一般的には各単
量体の15モルS以内で、他の芳香族ジアミン例えばp
−フェニレンジアミン、m−フェニレンジアミン、4.
4′−ジアミノジフェニルメタン、3.3’−ジアミノ
ベンゾフェノン、3.3’−ジアミノジフェニルスルホ
ン、4.4’ −’) 7 !ノシフェニルスルホンや
、他の芳香族ジ酸無水物例えばピロメリト酸ジ無水物、
3.3′、4.4′−ビフェニルテトラカルボン酸ジ無
水物等を共重合して用いるJ#ができる。
本発明のポリイミドは、分子量としては1 inh (
NMP  O,511/ di、30℃)で0.1以上
、好ましくは0.3以上、特に好ましくは0.5以上で
あり、ガラス転移点は約215℃(TM人針人法で1j
lll定)、軟化点230℃〜260℃(TM人引張り
法で測定)の値を示3卜 し、熱分解点550℃(TGA法で測定)と間にかなり
の差があるため、これが良好な熱融着性を発揮できる理
由となっている。
本発明のポリイミド樹脂は、この良好な熱安定性、可撓
性反び熱融着性を利用して、高温用接贋剤、ラミネート
及びマ)IJソックス脂、熱圧成形用樹脂、フィルム等
広範な用途に用いることができる。特に接着剤用として
すぐれている。
接着剤として用いるには、前もってフィルム状に成型し
ておきフィルム接着剤として用いる方法、ガラスfI!
、維等の耐熱性にすぐれた繊維の薄布マットにポリアミ
ド酸ワニスとして含浸し、熱処理して7ミド化して得た
繊維強化型のフィルム接着剤(金属接着剤用として好適
)としての利用、上記した粉末状のポリイミドを圧着し
て用いる方法等、いわゆるドライ接着剤として利用する
方法をあげる事ができる。
また、ポリアミド酸のワニス状物をそのまま被着物に塗
布、乾燥し、ポリイミド化した後、七〇面同志をあわせ
て加熱融着し、接着せしめることもできる。4?に紙や
布の如く多孔質の物質で、揮発成分が接着剤から放出さ
れても差支えのない被着物の場合は、ポリアミド酸の段
階で接着し、熱処理してポリイミドに転化しても良い。
被着物は通性の表面を有し、融着する温度に耐えるもの
であることが好ましく、鉄、銅、チタン、アルミ等の金
属類、ポリ−4,4′−オキシジフエニレンビロメリト
イミト、ポリベンツイミダゾール等の高融点(不M)ポ
リマー、グラフ1イト、セラミックス等の無機材料等を
挙げることができる。
具体例としては、アルミ板、スチール板、チタン板等の
接着による航空機類への利用、セラミックスと金属の壁
着によるIO@路板への利用、銅箔とポリイミドフィル
ム等の接着によるフレキシブルプリント基板への利用i
、Mu、宇1、エレクトロニクス、エネルギー等先端技
術分野での接着剤として好適に使用できる。
更に1本発明のポリイミドは、炭素繊維、ガラス繊維、
アルミナ繊維、シリコン−カーバイド繊維、アラミド繊
維、ポリアゾール繊維、スチール繊維等の強化繊准或い
は織布にワニス状のポリアミド酸を塗布し、イミド化し
てプリプレグの形にすることが出来る。
かかるプリプレグは、いわゆる熱可臘性樹脂のプリプレ
グ類と同様の加工法によって、ラミネート板や織物強化
板やその他のしぼり成型物として、同様国高い比強度、
比ヤング率や耐熱性を利用した航空、宇宙用等の先端技
術分野に利用することが出来る。
さらに、前記した粉末状ポリイミドを加圧、加熱する事
により融着した敏密な成形物を容易に得ることが出来る
。かかる成形物を製造する際には、ガラスfa mチョ
ップ、シリコーンカーバイドウィスカー、アスベスト、
各種セラミック粉末、シンタクチックフオーム用マイク
pバルーン等をyf、填し、ヤング率や表面硬度を改良
する事も出来る。
条件を適当に選ぶ事により、押し出し成型や、インジェ
クション成型も可能と月えられる。
また、熱安定性の良いフィルムに成型可能でフィルムと
し℃も使用でき、特に融着性を利用できる場合は有利で
ある。
なお、上述した如き多様な用途に利用するにあたっては
、安定剤や他のポリマーとのブレンド、潤滑剤等の添加
によって更に性能を増進して使用する事も出来る。
以下に実施例をあげて本発明を詳述する。
’*施例は説明のためであって、それに限定するもので
はない。
実施例1 撹拌機、温度計尺び窒素導入口を備えた500・賛の三
つロフラスコを完全に乾燥し、3.4′−DAP)3(
3,4′−ジアミノジフェニルエーテル)25.14 
Nを入れ、モレキュラーシーブスで脱水したNMP(N
−メチルピロリドン)150JIを加えて溶解させた。
この溶液を一10℃に冷却し、BTDA(3,3’ 、
4.4’−ベンゾフェノンテトラカルポン酸無水物) 
40.551を30分間か1テて除々に添加した。さら
に3時間以上撹拌してポリアミド酸溶液を調製した。こ
の間、1合反応系の溶液粘度の上昇に合わせて401づ
つ2回NMPで希釈し溶液粘度を調整した。
得られたポリアミド酸溶液をNMPで0.511/dI
  の濃度ま℃希釈し、30℃で画定したηlnhは0
.56であった。
実施例2 熱処理によるイミド化閉墳反応 実施例1で得られたポリアミド酸溶液をガラス板上に4
00μm のドクターナイフを用いて流延させ、熱風乾
燥器で下記条件にイミド化させた; 80〜160℃  30分 得られたフィルムの赤外線吸収スペクトルにはポリイミ
ドに基づくとされる1781.719反び629偉 の
吸収が認められた。
実施例3 実施例1と全く同様にして、ポリアミド酸溶液を調製し
、ポリアミドrR残基の75モモルを化学閉環する量に
相当する無水酢1m! 17.27 Nとピリジン14
.91 IiをNMP20Fとともに加えて混合撹拌し
た。
得られた反応混合物をガラス板上に400μ欝のドクタ
ーナイフを用いて流延し、熱風乾燥器で下記の条件でイ
ミド化させた; 100〜140℃   20分 ZOo        、  60(枠固定)300 
       30(枠固定)得られたフィルムの力学
特性は下記のとおりであった; 実施例4 実施例3で得られたポリイミドフィルムな幅25絹のカ
プトンフィルム(デュポン社の耐熱性フィルム;jツみ
150μ票)2枚の間に輪25in X民さ12.5鵡
 の隊着面禎で挿入し、290〜310℃で10分間熱
圧縮した。41t層接着サンプルの引っ張り試験(室り
を行った結果、32.1ゆで(接着面でなく)カプトン
フィルムが破断した。
【図面の簡単な説明】
第一図は本発明の実施例2と同一手順で得たポリイミド
フィルム薄膜(5μm)の赤外線吸収スペクトルチャー
トである。 第二図は本発明の実施例3で得たポリイミドフィルム(
15μ寓)の熱機械特性分析(TM人)チャートである
。 第三図は本発明の実施例3で得たポリイミドの熱重量分
析(TG人)チャートである。 第2図TMAナア一ト 手続補正書 昭和61年 6月 5日

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、次式(A) ▲数式、化学式、表等があります▼・・・・・・(A) で表わされる繰返し単位より主としてなる熱融着性を有
    するポリイミド。 2、次式(A) ▲数式、化学式、表等があります▼・・・・・・(A) で表わされる繰返し単位より主としてなる熱融着性を有
    するポリイミドを主剤として含有する接着剤。
JP16386485A 1985-07-26 1985-07-26 熱融着性を有するポリイミド及びそれを用いる耐熱性接着剤 Pending JPS6225125A (ja)

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JP16386485A JPS6225125A (ja) 1985-07-26 1985-07-26 熱融着性を有するポリイミド及びそれを用いる耐熱性接着剤
EP86305754A EP0210851B1 (en) 1985-07-26 1986-07-25 Mixtures of polyamideimides, containing 3,4'-diaminodiphenylether as diamine component, and of a plasticizer.
DE8686305754T DE3684378D1 (de) 1985-07-26 1986-07-25 Mischungen aus polyamidimiden, die 3,4'-diaminodiphenylether als diaminkomponente enthalten, und einem weichmacher.
US07/268,479 US4902740A (en) 1985-07-26 1988-11-08 Polyamideimides containing 3,4'-diamino-diphenylether as diamine component, with plasticizer
US07/433,194 US5068307A (en) 1985-07-26 1989-11-08 Polyamideimides containing 3,4'-diamino-diphenylether as diamine component and process for preparing the same

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