JPS6284122A - Production of heat-resistant resin - Google Patents

Production of heat-resistant resin

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JPS6284122A
JPS6284122A JP22369285A JP22369285A JPS6284122A JP S6284122 A JPS6284122 A JP S6284122A JP 22369285 A JP22369285 A JP 22369285A JP 22369285 A JP22369285 A JP 22369285A JP S6284122 A JPS6284122 A JP S6284122A
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JP
Japan
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reaction
dianhydride
diamine
tetracarboxylic dianhydride
heat
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Application number
JP22369285A
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Japanese (ja)
Inventor
Toshiro Takeda
敏郎 竹田
Akira Toko
都甲 明
Sumitoshi Asakuma
純俊 朝隈
Naoji Takeda
直滋 竹田
Saburo Iida
飯田 三郎
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sumitomo Bakelite Co Ltd
Original Assignee
Sumitomo Bakelite Co Ltd
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Publication date
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  • Polymers With Sulfur, Phosphorus Or Metals In The Main Chain (AREA)
  • Macromolecular Compounds Obtained By Forming Nitrogen-Containing Linkages In General (AREA)

Abstract

PURPOSE:The reaction between a specific tetracarboxylic anhydride and a specific diamine under specific conditions gives a resin which is used as an oriented liquid crystal membrane of high light transmission, because it is well balance among heat resistance, flexibility, light coloring and cold curability. CONSTITUTION:The reaction between a tetracarboxylic dianhydride component containing more than 5mol% of 3,3',4,4'-benzophenonetetracarboxylic dianhydride and a diamine component containing more than 20mol% of an aliphatic diamine of 30 or less carbon atoms is carried out at 50-200 deg.C under anhydrous conditions in a solvent such as N,N-dimethylformamide in an inert gas atmosphere. The 2 components used in the reaction are preferably equimolar.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は光透過率に優れ、低温硬化可能でしかも耐アル
カリ性に優れた耐熱性樹脂の製造方法に関するものであ
る。その目的とする所はイミド化した樹脂が、ヒIJイ
ミド樹脂としての耐熱性、耐摩耗性、耐薬品性、電気絶
縁性、皮膜形成性、可撓性、機械特性などが優れ、電子
デバイス用材料、電気絶縁材料、被覆剤、接着剤、塗料
、成形品、積層品、繊維あるいはフィルム材料などとし
て有用な耐熱性樹脂を提供するにあるが、中でも特に電
子デバイス用の液晶表示素子の配向膜として有用な耐熱
性樹脂を提供するにある。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Field of Application] The present invention relates to a method for producing a heat-resistant resin that has excellent light transmittance, can be cured at low temperatures, and has excellent alkali resistance. The purpose of this is that the imidized resin has excellent heat resistance, abrasion resistance, chemical resistance, electrical insulation, film forming properties, flexibility, mechanical properties, etc. as a Hi-IJ imide resin, and is used for electronic devices. We provide heat-resistant resins useful as materials, electrical insulation materials, coatings, adhesives, paints, molded products, laminates, fibers, film materials, etc. Among them, we particularly provide alignment films for liquid crystal display elements for electronic devices. The purpose of the present invention is to provide a heat-resistant resin useful as a heat-resistant resin.

〔従来技術〕[Prior art]

従来重合体主鎖中にヘテロ環、例えばイばド、イミダゾ
ール、チアゾール、オキサゾール、オキサジアゾール、
トリアゾール、キノキサリン、チアジアゾール、オキサ
ジノンキナゾリン、イミダゾピロロン、インインドロキ
ナゾロンなどを有するものが耐熱性が優れるということ
はよく知られたことである。しかしながらこれら公知の
重合体は、重合体主鎖が剛直であシ、フィルム、皮膜あ
るいは塗膜とした時に柔軟性、屈曲性、伸びなどが乏し
い。その為例えば液晶用配向膜として使用すると、ラビ
ング作業に耐えられず、液晶を十分に配向できず表示素
子としての機能を果し得ない。
Conventional polymer main chains contain heterocycles, such as ibad, imidazole, thiazole, oxazole, oxadiazole,
It is well known that compounds containing triazole, quinoxaline, thiadiazole, oxazinonequinazoline, imidazopyrrolone, indolokinazolone, etc. have excellent heat resistance. However, these known polymers have rigid polymer main chains, and when formed into films, films, or coatings, they have poor flexibility, flexibility, and elongation. Therefore, when used as an alignment film for liquid crystal, for example, it cannot withstand rubbing work and cannot fully align the liquid crystal, making it unable to function as a display element.

またこれらの重合体は硬化に際し200’C以上の加熱
を必要とし加熱すると著しく着色し、褐色ないしは黒褐
色になる。その為例えば液晶用配向膜として使用すると
液晶表示素子が茶色を帯び、視野が暗くなシ、コントラ
ストが低下して表示素子としての機能を果さなくなる。
Further, these polymers require heating to 200'C or more during curing, and when heated, they become significantly colored, becoming brown or blackish brown. Therefore, when used as an alignment film for a liquid crystal, for example, the liquid crystal display element becomes brownish, the visual field becomes dark, and the contrast decreases, making it impossible to function as a display element.

また、一方液晶表示素子に用いられる透明基板が従来か
らのガラス基板の場合には200℃以上の高温加熱硬化
でも特に問題はなかったが近年幅広く使用されるように
なったプラスチックフィルム基板の場合は、フィルムが
上記加熱温度に耐えられず変形してしまい正常な液晶表
示素子を得ることができない。
On the other hand, if the transparent substrate used in the liquid crystal display element is a conventional glass substrate, there would be no particular problem even if it is cured by heating at a high temperature of 200°C or higher, but in the case of plastic film substrates, which have become widely used in recent years. However, the film cannot withstand the heating temperature and is deformed, making it impossible to obtain a normal liquid crystal display element.

〔発明の目的〕[Purpose of the invention]

本発明はかかる欠点を克服すべく検討した結果、ジアミ
ン成分として炭素数30以下の脂肪族ジアミンを、また
テトラカルボン酸ジ無水物成分として3.3’、 4.
4’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸無水物を必須成
分として有機極性溶媒中で50℃〜200℃の温度で反
応させることによシ耐熱性、可撓性、淡色性、低温硬化
性などのパ2ンスが良くとれた耐熱性樹脂が得られるこ
とを見出し本発明を完成するに至ったものである。
As a result of studies aimed at overcoming these drawbacks, the present invention uses an aliphatic diamine having 30 or less carbon atoms as the diamine component, and 3.3', 4. as the tetracarboxylic dianhydride component.
By reacting 4'-benzophenonetetracarboxylic anhydride as an essential component in an organic polar solvent at a temperature of 50°C to 200°C, properties such as heat resistance, flexibility, light color, and low-temperature curing properties can be achieved. It was discovered that a heat-resistant resin with good heat resistance can be obtained, and the present invention was completed.

〔発明の構成〕[Structure of the invention]

本発明はテトラカルボン酸ジ無水物とジアミンとを反応
させてイミド環を形成させるに際し、\、3.3’、 
4.4’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸ジ無、水物
を5モルチ以上含むテトラカルボン酸ジ無水物成分と炭
素数30以下の脂肪族ジアミンを20モルチ以上含むジ
アミン成分を必須成分とし、50〜200℃の温度で反
応させることを特徴とする耐熱性樹脂の製造方法である
In the present invention, when forming an imide ring by reacting a tetracarboxylic dianhydride and a diamine, \, 3.3',
4.4'-benzophenone Tetracarboxylic acid dianhydride component containing 5 mole or more of tetracarboxylic acid dianhydride and hydrate and a diamine component containing 20 mole or more of aliphatic diamine having 30 or less carbon atoms as essential components, 50 to 200 This is a method for producing a heat-resistant resin, characterized in that the reaction is carried out at a temperature of °C.

ジアミン成分として使用する、炭素数30以下の脂肪族
ジアミノとしてはエチレンジアミン、プロピレンジアミ
ン、ヘキサメチレンジアミン、ドデカメチレンジアミン
などあるが各種特性を附与する為に次の様な芳香族ジア
ミンも勿論併用することができる。
Aliphatic diamines with a carbon number of 30 or less used as diamine components include ethylene diamine, propylene diamine, hexamethylene diamine, dodecamethylene diamine, etc., but of course aromatic diamines such as the following are also used in combination to impart various properties. be able to.

例、t td m−フェニレンジアミン、p−フェニレ
ンジアミン、4.4’−ジアミノジフェニルゾロノξン
、4.4′−ジアミノジフェニルメタン、ベンジジン、
4.4′−ジアミノジフェニルスルフィド、4.4’−
ジアミノジフェニルスルホン、4.4’−ジアミノジフ
ェニルエーテル、2,6−ジアミツピリジン、ビス(4
−アミノフェニル)ホスフィンオキシト、ビス(4−ア
ミノフェニル)−N−メチルアミン、1.5−ジアミノ
ナフタリン、3.コージメチル−4゜4′−ジアミノビ
フェニル、3.3’−ジメトキシペン゛ジジン、2,4
−ビス(β−アミノ−t−ブチル)トルエン、ビス(p
−β−アミノ−t−ブチルフェニル)エーテル、p−ビ
ス(2メチル−4−アミノペンチル)ベンゼン、p−ビ
ス(1,1−ジメチル−5−アミツインチル)ベンゼン
、m−キシリレンジアミン、p−キシリレンジアミン、
ビス(p−アミノシクロヘキシル)メタンなどである。
Examples, t td m-phenylenediamine, p-phenylenediamine, 4,4'-diaminodiphenylzolonon, 4,4'-diaminodiphenylmethane, benzidine,
4.4'-diaminodiphenyl sulfide, 4.4'-
Diaminodiphenylsulfone, 4,4'-diaminodiphenyl ether, 2,6-diamitupyridine, bis(4
-aminophenyl)phosphine oxyto, bis(4-aminophenyl)-N-methylamine, 1,5-diaminonaphthalene, 3. Codimethyl-4゜4'-diaminobiphenyl, 3,3'-dimethoxypenzidine, 2,4
-bis(β-amino-t-butyl)toluene, bis(p
-β-amino-t-butylphenyl) ether, p-bis(2methyl-4-aminopentyl)benzene, p-bis(1,1-dimethyl-5-amintinchyl)benzene, m-xylylenediamine, p- xylylenediamine,
Bis(p-aminocyclohexyl)methane and the like.

又、本発明で使用するテトラカルボン酸ジ無水物の内、
必須成分は、3.3′,4,4′−ベンゾフェノンテト
ラカルボン酸ジ無水物である。しかしこれ以外のテトラ
カルボン酸ジ無水物も勿論併用することができる。例え
ばピロメリット酸ジ無水物、2゜3、6.7−ナフタレ
ンテトラカルボン酸ジ無水物、3、3’、 4.4’−
ジフェニルテトラカルボン酸ジ無水物、1.2.5.6
−ナフタレンテトラカルボン酸ジ無水物、2.2’、3
.3’−ジフェニルテトラカルボン酸ジ無水物、2.2
−ビス(3,4−ジカルボキシジフェニル)プロノZン
ジ無水物、3,4,9.10−ペリレンテトラカルボン
酸ジ無水物、ビス(3,4−ジカルボキシジフェニル)
エーテルジ無水物、エチレンテトラカルボン酸ジ無水物
、ナフタレン−1,2,4,5−テトラカルボン酸ジ無
水物、ナフタレン−1t4+5t8− テトラカルボン
酸ジ無水物、4.8−ジメチル−1,2゜3、5.6.
7−へキサヒドロナフタレン−1,2,5,6−テトラ
カルボン酸ジ無水物、2,6−シクロロナフタレンー1
.4.5.8−テトラカルボン酸ジ無水物、2.7−シ
クロロナフタレンー1.4,5.8−テトラカルボン酸
ジ無水物、2.3.4.7−チトラクロロナフタレンー
1.4.5.8−テトラカルボン酸ジ無水物、フェナン
スレン−1,2,9,10−テトラカルボン酸ジ無水物
、シクロペンタン−1,2,3,4−テトラカルボン酸
ジ無水物、ピロリジン−2,3,4,5−テトラカルボ
ン酸ジ無水物、ピラジン2.3.5.6−テトラカルボ
ン酸ジ無水物、2,2−ビス(2,5−ジカルボキシフ
ェニル)ソロノZンジ無水物、1,1−ビス(2,3−
ジカルボキシフェニル)エタンジ無水物、1.1−ビス
(3,4−ジカルボキシフェニル)エタンジ無水物、ビ
ス(2,3−ジカルボキシフェニル)メタンジ無水物、
ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)スルホンシ無水
物、ベンゼン−1,2,3,4−テトラカルボン酸ジ無
水物、L2p3+4−−fタンテトラカルボン酸ジ無水
物、チオフェン−2,3,4,5、−テトラカルボン酸
ジ無水物などである。必須成黄である炭素数30以下の
脂肪族ジアミンの使用量は全ジアミン成分に対して20
モルチ以上が好ましい。20モルチ未満では無着色化の
改良効果が小さい。また脂肪族ジアミンの炭素数は30
以下が好ましい。これ以上炭素数の多い脂肪族ジアミン
を使用するとテトラカルボン酸ジ無水物との反応が定量
的に進行しにくくなり、未反応物として反応系に残存し
、分子量が大きくならないはかシかこの未反応物が酸化
され着色の原因ともなる。
Furthermore, among the tetracarboxylic dianhydrides used in the present invention,
The essential component is 3,3',4,4'-benzophenonetetracarboxylic dianhydride. However, other tetracarboxylic dianhydrides can of course be used in combination. For example, pyromellitic dianhydride, 2゜3,6.7-naphthalenetetracarboxylic dianhydride, 3,3', 4.4'-
Diphenyltetracarboxylic dianhydride, 1.2.5.6
-Naphthalenetetracarboxylic dianhydride, 2.2',3
.. 3'-diphenyltetracarboxylic dianhydride, 2.2
-Bis(3,4-dicarboxydiphenyl)prono-Z dianhydride, 3,4,9.10-perylenetetracarboxylic dianhydride, bis(3,4-dicarboxydiphenyl)
Ether dianhydride, ethylenetetracarboxylic dianhydride, naphthalene-1,2,4,5-tetracarboxylic dianhydride, naphthalene-1t4+5t8-tetracarboxylic dianhydride, 4,8-dimethyl-1,2° 3, 5.6.
7-hexahydronaphthalene-1,2,5,6-tetracarboxylic dianhydride, 2,6-cyclonaphthalene-1
.. 4.5.8-Tetracarboxylic dianhydride, 2.7-cyclonaphthalene-1.4,5.8-tetracarboxylic dianhydride, 2.3.4.7-titrachloronaphthalene-1. 4.5.8-Tetracarboxylic dianhydride, phenanthrene-1,2,9,10-tetracarboxylic dianhydride, cyclopentane-1,2,3,4-tetracarboxylic dianhydride, pyrrolidine- 2,3,4,5-tetracarboxylic dianhydride, pyrazine 2.3.5.6-tetracarboxylic dianhydride, 2,2-bis(2,5-dicarboxyphenyl)solono-Z dianhydride , 1,1-bis(2,3-
dicarboxyphenyl)ethane dianhydride, 1.1-bis(3,4-dicarboxyphenyl)ethane dianhydride, bis(2,3-dicarboxyphenyl)methane dianhydride,
Bis(3,4-dicarboxyphenyl)sulfonic anhydride, benzene-1,2,3,4-tetracarboxylic dianhydride, L2p3+4-f tantetracarboxylic dianhydride, thiophene-2,3,4 , 5,-tetracarboxylic dianhydride. The amount of aliphatic diamine with a carbon number of 30 or less, which is an essential ingredient, is 20% of the total diamine component.
More than molty is preferable. If the amount is less than 20 molti, the effect of improving the color-free state is small. Also, the number of carbon atoms in aliphatic diamine is 30
The following are preferred. If an aliphatic diamine with a larger number of carbon atoms is used, the reaction with the tetracarboxylic dianhydride will be difficult to proceed quantitatively, and it will remain in the reaction system as an unreacted product. Reactants may be oxidized and cause coloration.

また3、 3’、 4.4’−ベンゾフェノンテトラカ
ルボン酸ジ無水物の使用量は全テトラカルボン酸ジ無水
物成分に対して5モルチ以上が好ましく、これ未満では
無着色化の改良効果が小さい。更には比較的高温である
50℃〜200℃の温度で炭素数30以下の脂肪族ジア
ミンと反応させると生成したぼりアミツク酸が徐々に閉
環し析出物を生じるのが普通であるが、3.γ、4.4
’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸ジ無水物全ジ無水
物ルボン酸ジ無水物成分として5モルチ以上用いる場合
はこのようなことは起らずに反応系を均一溶液のまま保
つことが可能である。
Further, the amount of 3, 3', 4,4'-benzophenone tetracarboxylic dianhydride used is preferably 5 mole or more based on the total tetracarboxylic dianhydride component, and if it is less than this, the effect of improving coloration is small. . Furthermore, when reacted with an aliphatic diamine having 30 or less carbon atoms at a relatively high temperature of 50°C to 200°C, it is normal that the formed amic acid gradually undergoes ring closure and forms a precipitate. γ, 4.4
'-benzophenonetetracarboxylic dianhydride Total dianhydride Rubonic acid dianhydride When using 5 mol or more of the dianhydride component, this problem does not occur and it is possible to maintain the reaction system as a homogeneous solution.

本発明におけるジアミン類とテトラカルボン酸ジ無水物
類との反応は、出来る限り等モルで行なう方が好ましく
、重合度も大きくなる。何れか一方の原料が5モルチ以
上多くなると、重合度が著しく低下し、皮膜形成性の悪
い低分子量物が出来る様になるので注意を要する。通常
、一方の原料を0〜3モルチ多く用いることが、作業性
・加工性を良くする上で良く行なわれる。
In the present invention, the reaction between diamines and tetracarboxylic dianhydrides is preferably carried out in equimolar amounts as much as possible, which increases the degree of polymerization. If the amount of either raw material increases by 5 moles or more, the degree of polymerization will drop significantly and a low molecular weight product with poor film-forming properties will be produced, so care must be taken. Usually, it is common practice to use 0 to 3 molt more of one raw material in order to improve workability and processability.

本発明における反応系の溶媒はその官能基がテトラカル
ボン酸ジ無水物またはジアミン類と反応しない有機極性
溶媒である。系に対して不活性であり、かつ生成物に対
して溶媒であること以外に、この有機極性溶媒は反応成
分の少なくとも一方、好ましくは両者に対して良溶媒で
なければならない。
The solvent of the reaction system in the present invention is an organic polar solvent whose functional group does not react with the tetracarboxylic dianhydride or diamines. In addition to being inert to the system and being a solvent for the products, the organic polar solvent must be a good solvent for at least one, and preferably both, of the reaction components.

この種の溶媒として代表的なものは、N、N−ジメチル
ホルムアミド、N、N−ジメチルアセトアミド、N、N
−ジエチルホルムアミド、N、N−ジエチルアセトアミ
ド、N、N−ジメチルメトキシアセトアミド、ジメチル
スルホキシド、ヘキサメチルフォスホアミド、N−メチ
ル−2−ピロリドン、ピリジン、ジメチルスルホン、テ
トラメチレンスル)ホン、ジメチルテトラメチレンスル
ホン等がありこれらの溶媒は単独又は組合せて使用され
る。
Typical solvents of this type include N,N-dimethylformamide, N,N-dimethylacetamide, and N,N-dimethylformamide.
-diethylformamide, N,N-diethylacetamide, N,N-dimethylmethoxyacetamide, dimethylsulfoxide, hexamethylphosphoamide, N-methyl-2-pyrrolidone, pyridine, dimethylsulfone, tetramethylenesulfone, dimethyltetramethylene There are sulfones, etc., and these solvents are used alone or in combination.

この他にも溶媒として組合せて用いられるものとしてベ
ンゼン、ベンゾニトリル、ジオキサン、ブチロラクトン
、キシレン、トルエン、シクロヘキサン等の非溶媒が、
原料の分散媒、反応調節剤、あるいは生成物からの溶媒
の揮散調節剤、皮膜平滑剤などとして使用される。
Other non-solvents that can be used in combination as solvents include benzene, benzonitrile, dioxane, butyrolactone, xylene, toluene, and cyclohexane.
It is used as a dispersion medium for raw materials, a reaction control agent, a volatilization control agent for solvents from products, a film smoothing agent, etc.

本発明は一般に無水の条件下で行うことが好ましい。It is generally preferred that the present invention be carried out under anhydrous conditions.

これはテトラカルボン酸ジ無水物が水により開環し不活
性化し反応を停止させる恐れがあるためである。
This is because the tetracarboxylic dianhydride is ring-opened by water, becomes inactivated, and there is a risk of stopping the reaction.

このため仕込原料中の水分も溶媒中の水分も除去する必
要がある。
Therefore, it is necessary to remove both the moisture in the raw materials and the moisture in the solvent.

しかし一方反応の進行を調節し、樹脂重合度をコントロ
ールするためにあえて水を添加することも行なわれる。
However, water is sometimes intentionally added to adjust the progress of the reaction and control the degree of resin polymerization.

また本発明は不活性ガス雰囲気中で行なわれることが好
ましい。
Further, the present invention is preferably carried out in an inert gas atmosphere.

これはジアミン類の酸化防止と空気中の炭酸ガされる。This prevents the oxidation of diamines and removes carbon dioxide from the air.

本発明における反応の方法は、次の様な種々の方法で行
なわれる。
The reaction in the present invention can be carried out in the following various ways.

(1)ジアミン類とテトラカルボン酸ジ無水物を予め混
合し、その混合物を少量づつ有機溶媒中に攪拌しながら
添加する。この方法は、ヒリイミド樹脂の様な発熱反応
においては比較的有利である。
(1) Diamines and tetracarboxylic dianhydride are mixed in advance, and the mixture is added little by little to an organic solvent while stirring. This method is relatively advantageous in exothermic reactions such as those for hirimide resins.

(2)これとは逆に、ジアミン類とテトラカルボン酸ジ
無水物の混合物に、攪拌しながら溶剤を添加する方法も
ある。
(2) Conversely, there is also a method of adding a solvent to a mixture of diamines and tetracarboxylic dianhydride while stirring.

(3)一般によく行なわれる方法はジアミン類だけを溶
剤にとかしておき、これに反応速度をコントロールでき
る割合でテトラカルボン酸ジ無水物を加える方法である
(3) A commonly used method is to dissolve only diamines in a solvent and add tetracarboxylic dianhydride to this in a proportion that allows control of the reaction rate.

(4)またジアミン類とテトラカルボン酸ジ無水物を別
々に溶剤にとかしておき、ゆっくりと反応器中で二つの
溶液を加えることもできる。
(4) It is also possible to dissolve diamines and tetracarboxylic dianhydride separately in a solvent and then slowly add the two solutions in a reactor.

(5)更には予めジアミン類過剰のノリアミック酸生成
物とテトラカルボン酸ジ無水物過剰のポリアミック酸生
成物を作っておき、これを反応器中で更に反応させるこ
ともできる。
(5) Furthermore, it is also possible to prepare in advance a noriamic acid product containing an excess of diamines and a polyamic acid product containing an excess of tetracarboxylic dianhydride, and then further react them in a reactor.

(6)tたジアミン類の内、1部のジアミン化合物とテ
トラカルボン酸ジ無水物をはじめに反応させた後残りの
ジアミン化合物を反応させる方法あるいはこれの逆の方
法もある。
(6) Among the diamines, there is also a method in which a part of the diamine compound and tetracarboxylic dianhydride are first reacted and then the remaining diamine compound is reacted, or the reverse method is also available.

(7)この他、ジアミン類の内の1部のジアミン化合物
とテトラカルボン酸ジ無水物を反応させたものと、残シ
のジアミン化合物とテトラカルボン酸ジ無水物を反応さ
せたものとを、使用前に混合する方法もある。
(7) In addition, one in which a part of the diamine compound among the diamines is reacted with tetracarboxylic dianhydride, and one in which the remaining diamine compound and tetracarboxylic dianhydride are reacted, Another option is to mix it before use.

反応温度は50℃〜200℃で行なう。50℃以下だと
反応が遅く、またポリアミック酸の閉環反応も起シにく
くなシ、後の硬化の際に200℃以上の高温加熱を要す
ることになり低温硬化性が発現できなくなる。また20
0℃以上で反応を行なうと、加水分解等の副反応が活発
となシ、重合度の高いものが得られなくなる。
The reaction temperature is 50°C to 200°C. If the temperature is below 50°C, the reaction is slow and the ring-closing reaction of the polyamic acid is difficult to occur, and the subsequent curing requires high-temperature heating of 200°C or above, making it impossible to exhibit low-temperature curability. 20 again
If the reaction is carried out at 0°C or higher, side reactions such as hydrolysis become active and it becomes impossible to obtain a product with a high degree of polymerization.

ポリアミック酸の重合度は計画的にコントロールできる
The degree of polymerization of polyamic acid can be controlled in a planned manner.

重合度をコントロールするために、フタル酸無水物やア
ニリンで末端封鎖したシ、水を添加して本発明の方法に
より製造されたテリアミック酸生成物は、使用するにあ
たって各種のシランカップリング剤、ボランカップリン
グ剤、チタネート系カップリング剤、アルミニウム系カ
ップリング剤その他キレート系の接着性・密着性向上剤
や各種溶剤、フローエージェントを加えてもよく、又こ
れらに加えて通常の酸硬化剤、アミン硬化剤、ポリアミ
ド硬化剤及びイミダゾール、3級アミン等の硬化促進剤
の少量を加えてもよく、又ゴムやポリサルファイド、ポ
リエステル、低分子エポキシ等の可撓性賦与剤及び粘度
調整剤、タルク、クレー、マイカ、長石粉末、石英粉末
、酸化マグネシウム等の充填剤、カーボンブラック、フ
タロシアニンブルー等の着色剤、テトラブロモフェニル
メタン、トリブチルフォスフェート等の離燃剤、三酸化
アンチモン、メタ硼酸バリウム等の難燃助剤の少量を加
えてもよく、これらを添加することにより多くの用途が
開かれる。
In order to control the degree of polymerization, the theramic acid product produced by the method of the present invention by adding water and end-capped with phthalic anhydride or aniline can be used with various silane coupling agents, Borane coupling agents, titanate coupling agents, aluminum coupling agents, chelate-based adhesion/adhesion improvers, various solvents, flow agents may be added, and in addition to these, ordinary acid curing agents, Small amounts of curing accelerators such as amine curing agents, polyamide curing agents, imidazole, and tertiary amines may be added, and flexibility agents and viscosity modifiers such as rubber, polysulfide, polyester, and low-molecular-weight epoxies, talc, Fillers such as clay, mica, feldspar powder, quartz powder, magnesium oxide, colorants such as carbon black and phthalocyanine blue, flame retardants such as tetrabromophenylmethane and tributyl phosphate, and difficult materials such as antimony trioxide and barium metaborate. Small amounts of combustion aids may also be added, and their addition opens up many applications.

本発明の方法によって製造された樹脂フェスは、加熱あ
るいは脱水剤によりイミド化を完結し硬化する。50℃
〜200℃での反応過程で既に7部チ以上のポリアミ・
り酸は閉環してイミド環を形成しているため、加熱脱水
処理の加熱温度は通常50℃〜200℃で行なうことが
好ましい。またこの場合の雰囲気は空気中でもさしつか
えない場合もあるが、減圧ないしは不活性ガスといった
非酸化性状態下の方が好ましい場合が多い。後者の脱水
剤としては、無水酢酸、無水プロピオン酸、無水安息香
酸などの無水カルボン酸がよく用いられるが、これらは
特にピリジン、キノリン等の塩基性物質の共存下に使用
すると効果が大きい。又、固形の脱水剤としてはゼオ2
・イト系のモレキュラーシーブやシリカゲル、活性アル
ミナなどがあυ、これ等は少々加温して使用する方が効
果的である。
The resin face produced by the method of the present invention completes imidization and hardens by heating or using a dehydrating agent. 50℃
In the reaction process at ~200°C, more than 7 parts of polyamide
Since phosphoric acid is ring-closed to form an imide ring, it is preferable that the heating temperature for the thermal dehydration treatment is usually 50°C to 200°C. In this case, air may be used as the atmosphere, but non-oxidizing conditions such as reduced pressure or inert gas are often preferable. As the latter dehydrating agent, carboxylic anhydrides such as acetic anhydride, propionic anhydride, and benzoic anhydride are often used, and these are particularly effective when used in the coexistence of basic substances such as pyridine and quinoline. Also, as a solid dehydrating agent, Zeo 2
・There are atomic-based molecular sieves, silica gel, activated alumina, etc., which are more effective if used after being slightly heated.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

本発明の方法に従い、炭素数30以下の脂肪族ジアミン
と3.3’、 4.4’−ベンゾフェノンテトラカルボ
ン酸ジ無水物を必須成分とし、有機極性溶媒中50℃〜
200℃の温度で反応して得られる重合体は耐熱性、柔
軟性、低温硬化性、淡色性などがバランス良くとれた耐
熱性樹脂である。
According to the method of the present invention, an aliphatic diamine having 30 or less carbon atoms and 3.3', 4,4'-benzophenonetetracarboxylic dianhydride are essential components, and the mixture is heated at 50°C to 50°C in an organic polar solvent.
The polymer obtained by reacting at a temperature of 200° C. is a heat-resistant resin with well-balanced properties such as heat resistance, flexibility, low-temperature curability, and light color property.

即ち、本発明の方法により合成した重合体は、・′炭素
数30以下の脂肪族ジアミンの使用により分子構造中に
脂肪族鎖を含有しており、主鎖が共役構造をとれない為
に着色の少ない耐熱性樹脂が得られる。また通常の芳香
族ジアミンと異なり、アミン基間に脂肪族鎖を含むため
、ポリアミック敵状態でのアミド基部分の自由度が高い
ので比較的低温で閉環し、イミド環を形成する。この為
に200℃以下の低温で硬化が可能となった。さらに、
3、3’、 4.4’−ベンゾフェノンテトラカルボン
酸ジ無水物を使用することによシ、反応過程でイミド化
が進行しても有機極性溶媒への溶解性が高いために途中
で重合体が析出するようなことはなく、均一で透明なフ
ェスが得られる。
That is, the polymer synthesized by the method of the present invention contains an aliphatic chain in its molecular structure due to the use of an aliphatic diamine having 30 or less carbon atoms, and is colored because the main chain cannot form a conjugated structure. It is possible to obtain a heat-resistant resin with less Also, unlike ordinary aromatic diamines, since it contains an aliphatic chain between amine groups, the amide group has a high degree of freedom in the polyamic state, so it closes at a relatively low temperature to form an imide ring. For this reason, it has become possible to cure at a low temperature of 200°C or less. moreover,
By using 3,3',4,4'-benzophenonetetracarboxylic dianhydride, even if imidization progresses during the reaction process, the polymer is formed during the process due to its high solubility in organic polar solvents. There is no precipitation, and a uniform and transparent surface is obtained.

本発明が用いられる用途を具体的にあげると、先ず各種
電子機材の表面を保護するコート用塗膜として、又その
上に多層配綜゛を行う耐熱絶縁膜として用いられる。
Specifically, the present invention is used as a coating film for protecting the surfaces of various electronic equipment, and as a heat-resistant insulating film for multi-layered coating thereon.

例えば半導体、トランジスター、リニア=IC。For example, semiconductors, transistors, and linear ICs.

バイブリソ) IC,発光ダイオード、LSI、超LS
Iなどの電子回路用配線構造体である。
Vibrio) IC, light emitting diode, LSI, ultra LS
This is a wiring structure for electronic circuits such as I.

、次に、本発明になる耐熱性樹脂が淡色である事)す、
液晶表示装置の配向膜としても使用できる。
,Next, the heat-resistant resin of the present invention is light-colored)
It can also be used as an alignment film for liquid crystal display devices.

即ち、本発明の重合体溶液を、酸化スズや酸化インジュ
ウムを主成分とする透明導電膜の形成されたガラス基板
あるいはプラスチックフィルム基板に、浸漬法、回転塗
布法、スプレー法、印刷法などで塗布し、加熱硬化後、
ラビング処理する。ラビング方法は、ガーゼ、パフ研磨
その他慣用の手段を用いて行うことができる。本発明の
配向膜と組合せて使用できる液晶は、シック塩基型液晶
、フェニルシクロヘキサン型液晶、アゾキシ型液晶、ア
ゾ型液晶、ビフェニル型液晶、エステル型液晶、フェニ
ル・ピリミジン型液晶等のネマティク液晶、上記のネマ
ティク液晶に旋光性物質、ロレステロール化合物、光学
活性な置換基を有するビフェニル誘導体、フェニルベン
ゾエート等の光学活性化合物を添加したコレステリック
型液晶などがあげられる。その他高温用のコーティング
フェストシて、電線被覆、マグネットワイヤ、各種電気
部品の浸漬コーティング、金属部品の保護コーティング
などとして用いられると共に含浸ワニスとしても、ガラ
スクロス、溶融石英クロス、グラファイト繊維やボロン
繊維の含浸に使用し、レーダードーム、プリント基板、
放射性廃棄物収納容器、タービン翼、高温性能と優れた
電気特性を要する宇宙船、その他の構造部品に使われ、
またマイクロ波の防止用放射線の防止用としてコンーユ
ターなどの導波管、原子機器、レントゲン機器の内装材
としても使用される。
That is, the polymer solution of the present invention is applied to a glass substrate or a plastic film substrate on which a transparent conductive film containing tin oxide or indium oxide as a main component is formed by a dipping method, a spin coating method, a spray method, a printing method, etc. After heating and curing,
Rubbing treatment. The rubbing method can be performed using gauze, puff polishing, or other conventional means. Liquid crystals that can be used in combination with the alignment film of the present invention include nematic liquid crystals such as thick base type liquid crystals, phenylcyclohexane type liquid crystals, azoxy type liquid crystals, azo type liquid crystals, biphenyl type liquid crystals, ester type liquid crystals, and phenyl-pyrimidine type liquid crystals; Examples include cholesteric liquid crystals in which optically active compounds such as optically active substances, lolesterol compounds, biphenyl derivatives having optically active substituents, and phenylbenzoates are added to nematic liquid crystals. Other high-temperature coatings are used as coatings for electric wires, magnet wires, dip coatings for various electrical parts, and protective coatings for metal parts.They are also used as impregnating varnishes for coating glass cloth, fused silica cloth, graphite fibers, and boron fibers. Used for impregnation, radar domes, printed circuit boards,
Used in radioactive waste storage containers, turbine blades, spacecraft and other structural components that require high-temperature performance and excellent electrical properties.
It is also used as an interior material for waveguides in computers, atomic equipment, and X-ray equipment to prevent microwaves and radiation.

−また成形材料としてもグラファイト粉末、グラファイ
ト繊維、二硫化モリブテンやポリ四フッ化エチレンを添
加して自己潤滑性の摺動面の製作に用い、ピストンリン
グ、弁座、ベアリング、シール用などに用いられまた、
ガラス繊維、グラファイト繊維やボロン繊維を添加して
、ジェットエンジン部品、高強度の構造用成形部品など
が作られる。
-It is also used as a molding material to create self-lubricating sliding surfaces by adding graphite powder, graphite fiber, molybdenum disulfide, and polytetrafluoroethylene, and is used for piston rings, valve seats, bearings, seals, etc. Also,
Glass fibers, graphite fibers, and boron fibers are added to make jet engine parts and high-strength structural molded parts.

〔実施例〕〔Example〕

以下実施例を示して更に具体的に説明する。 The present invention will be described in more detail below with reference to Examples.

実施例1 温度計、攪拌機、原料仕込口及び乾燥窒素ガス吹込口を
備えた四ツ口のセパラブルフラスコにヘキサメチレンジ
アミン11.629(0,1モル)をとり、これに無水
のN−メチル−2−ピロリドンを、全仕込原料中の固形
分割合が15重量優になるだけの量を加えて50℃にな
るようにオイルパスで加熱した。乾燥窒素ガスは反応の
準備段階より、生成物のとり出しまでの全工程にわたり
流しておいた。
Example 1 11.629 (0.1 mol) of hexamethylene diamine was placed in a four-necked separable flask equipped with a thermometer, a stirrer, a raw material inlet, and a dry nitrogen gas inlet, and anhydrous N-methyl was added to this. -2-pyrrolidone was added in an amount sufficient to make the solid content ratio in all raw materials to be more than 15% by weight, and heated in an oil path to 50°C. Dry nitrogen gas was allowed to flow throughout the entire process from the preparatory stage of the reaction to the removal of the product.

ついで精製した無水の3.3’、 4.4’−ベンゾフ
ェノンテトラカルボン酸ジ無水物32.22 P (0
,1モル)を攪拌しながら少量ずつ添加するが、発熱反
応であるため添加完了後の反応系の温度は75℃まで上
昇した。さらにオイルパスを用いて加熱し内部温度を8
0℃に設定し、5時間攪拌し、反応を終了した。
Then purified anhydrous 3.3', 4.4'-benzophenonetetracarboxylic dianhydride 32.22 P (0
, 1 mol) was added little by little with stirring, but since the reaction was exothermic, the temperature of the reaction system rose to 75° C. after the addition was completed. Furthermore, it is heated using an oil path to bring the internal temperature to 8.
The temperature was set at 0° C., and the reaction was completed by stirring for 5 hours.

得られた生成物は淡黄色透明の粘稠な溶液であり、N−
メチル−2−ピロリドン0.5重量%溶液の固有粘度は
0.48(30℃)であった。またとの生成物を多量の
メタノール中に投入し、沈澱物を回収して室温で一昼夜
減圧乾燥したもののIRスRクトルを測定したところ、
1770cm−1と720crx’にイミド環に基ずく
強い吸収がみられた。
The product obtained is a pale yellow transparent viscous solution, with N-
The intrinsic viscosity of the 0.5% by weight solution of methyl-2-pyrrolidone was 0.48 (30°C). The same product was poured into a large amount of methanol, the precipitate was collected and dried under reduced pressure at room temperature overnight, and the IR spectrum was measured.
Strong absorption based on imide rings was observed at 1770 cm-1 and 720 crx'.

次にこのポリイミドフェスをN−ジメチルアセトアミド
で5重f%溶液としたものを、ガラス板上に滴下し、ス
ピンナーで40 Orpmで10秒秒間−て1500r
pmで20秒間回転させ均一に塗布した。これを減圧下
で80℃、150℃で各30分間ずつ加熱し、厚さ1μ
の淡黄色透明で強靭なポリイミド樹脂フィルムを得た。
Next, a 5% solution of this polyimide fabric in N-dimethylacetamide was dropped onto a glass plate, and heated for 10 seconds at 40 Orpm using a spinner for 1500 rpm.
pm for 20 seconds to uniformly apply the coating. This was heated under reduced pressure at 80°C and 150°C for 30 minutes each, and the thickness was 1 μm.
A pale yellow transparent and tough polyimide resin film was obtained.

このフィルムは耐熱性に優れており、空気中での熱分解
開始温度は、示差熱天秤分析装置での測定で、昇温速度
5℃/minで324℃であった。
This film has excellent heat resistance, and the starting temperature of thermal decomposition in air was 324°C at a heating rate of 5°C/min, as measured by a differential thermal balance analyzer.

):フィルムの引張強度は10−/−であった。またフ
ィルムは淡色性に優れ、光透過率は400℃mで96%
であった。
): The tensile strength of the film was 10-/-. The film also has excellent light color properties, with a light transmittance of 96% at 400°C.
Met.

実施例2 実施例1と同様な装置及び方法で、2,5−ジメチルへ
キサメチレンジアミン11.54f(80モル%)ト4
.4’−ジアミノジフェニルエーテル4. O02(2
0モル%)とを、3.3′,4,4′−ベンゾフェノン
テトラカルボン酸ジ無水物16.111(50モル%)
 ト3.3′,4,4′−ビフェニルテトラカルボン酸
シ無水物14.71 ? (50モル%)に反応させた
Example 2 Using the same apparatus and method as in Example 1, 2,5-dimethylhexamethylenediamine 11.54f (80 mol%)
.. 4'-diaminodiphenyl ether 4. O02(2
0 mol%) and 3.3',4,4'-benzophenonetetracarboxylic dianhydride 16.111 (50 mol%)
3.3',4,4'-biphenyltetracarboxylic acid anhydride 14.71? (50 mol%) was reacted.

得られた生成物は粘稠な溶液であシ固有粘度は0.65
であった。また得られたフィルムは淡黄色透明で強靭性
に富み、熱分解開始温度は350℃、引張強度は13k
p/m、光透過率は89%と優れたものであった。
The resulting product is a viscous solution with an intrinsic viscosity of 0.65.
Met. The obtained film is pale yellow and transparent and has high toughness, with a thermal decomposition onset temperature of 350°C and a tensile strength of 13K.
The p/m and light transmittance were excellent at 89%.

比較例1 実施例1と同様な装置及び方法で、ピロメリット酸ジ無
水物21.81 ? (0,1モル)とへキサメチレン
ジアミン11.62 f (0,1モル)とを反応させ
たところ、2時間経過後から反応系が濁シ始め、フィル
ムも白濁して透明なものが得られず、引張強度も3神/
聞で装置ラビング作業に耐えるものではなかった。
Comparative Example 1 Using the same apparatus and method as in Example 1, pyromellitic dianhydride 21.81? (0.1 mol) and hexamethylene diamine 11.62 f (0.1 mol), the reaction system started to become cloudy after 2 hours, and the film also became cloudy and a transparent product was obtained. The tensile strength is also 3 gods/
However, it was not possible to withstand equipment rubbing work.

比較例2 実施例1と同様な装置及び方法で、ヘキサメチレンジア
ミン1.16f(10モルチ)、4.4’−ジアミノジ
フェニルエーテル18.02 f (90モルチ)トラ
3137.4.4’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸
ジ無水物16.111(50モル%)と3.3′,4,
4′−ビフェニルテトラカルボン酸ジ無水物14.71
 ? (50モルチ)に反応させた。得られたフィルム
のIRスペクトルを測定するとイミド化が完結しておら
ず、完全にイミド化するためにはさらに250℃、35
0℃で各30分加熱する必要があった。こうして得られ
たフィルムは耐熱性があシ強靭ではあったが光透過率が
60チしかなく、列置液晶配向膜として使用できるもの
ではなかった。
Comparative Example 2 Using the same apparatus and method as in Example 1, 1.16 f (10 mol) of hexamethylene diamine, 18.02 f (90 mol) of 4,4'-diaminodiphenyl ether, and 3137.4'-benzophenone tetra were prepared. Carboxylic dianhydride 16.111 (50 mol%) and 3.3',4,
4'-Biphenyltetracarboxylic dianhydride 14.71
? (50 molti) was reacted. When the IR spectrum of the obtained film was measured, imidization was not completed, and it was necessary to further heat the film at 250°C and 35°C to completely imidize it.
It was necessary to heat each sample at 0° C. for 30 minutes. Although the film thus obtained was heat resistant and tough, it had a light transmittance of only 60 inches, and could not be used as an aligned liquid crystal alignment film.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 3,3′,4,4′−ベンゾフェノンテトラカルボン酸
ジ無水物を5モル%以上含むテトラカルボン酸ジ無水物
成分と炭素数30以下の脂肪族ジアミンを20モル%以
上含むジアミン成分を必須成分とし、50〜200℃の
温度で反応させることを特徴とする耐熱性樹脂の製造方
法。
Essential components include a tetracarboxylic dianhydride component containing 5 mol% or more of 3,3',4,4'-benzophenone tetracarboxylic dianhydride and a diamine component containing 20 mol% or more of aliphatic diamine having 30 or less carbon atoms. A method for producing a heat-resistant resin, characterized in that the reaction is carried out at a temperature of 50 to 200°C.
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