JPS63258926A - Imide oligomer composition - Google Patents

Imide oligomer composition

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JPS63258926A
JPS63258926A JP62091968A JP9196887A JPS63258926A JP S63258926 A JPS63258926 A JP S63258926A JP 62091968 A JP62091968 A JP 62091968A JP 9196887 A JP9196887 A JP 9196887A JP S63258926 A JPS63258926 A JP S63258926A
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imide oligomer
acid
polyamine
derivative
pref
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日野 征一
Shoichi Sato
正一 佐藤
Koji Koura
小浦 孝次
Osamu Suzuki
修 鈴木
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Abstract

PURPOSE:To obtain a solvent-soluble imide oligomer composition outstanding in storage stability and molding processability, capable of conversion into a highly heat-resistant polyimide by heating, by blending each specific imide oligomer and maleimide. CONSTITUTION:The objective composition can be obtained by blending (A) an imide oligomer prepared by reaction between A1: an aromatic tetracarboxylic acid or its derivative (pref. dianhydride), A2: a polyamine consisting mainly of condensate from O-ethylaniline and formaldehyde (pref. tri- or higher amine accounting for <=50wt.% of the polyamine) and A3: a nadic acid or its derivative (pref. nadic anhydride) and (B) a polymaleimide prepared by reaction at low temperatures in the presence of, pref., dehydrating agent and imidizing catalyst, between the polyamine A2 and maleic acid (derivative) in such a manner that the equivalent ratio of the end group of the component A to that of the component B is 60:40-10:90.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は貯蔵安定性、成形加工性に優れる有機溶剤可溶
性のイミドオリゴマー組成物に関するものであり、水、
アルコール等の揮発分を生成することなく、熱により自
己硬化し、耐熱性の良好なポリイミド樹脂に転化し得る
先駆物質を提供するものである。特にガラス繊維、アラ
ミド繊維、カーボン繊維、シリコンカーバイド繊維等を
補強材とする、耐熱性の良好な繊維強化複合材の製造に
適したイミドオリゴマー組成物に関するものである。
Detailed Description of the Invention [Field of Industrial Application] The present invention relates to an organic solvent-soluble imide oligomer composition with excellent storage stability and moldability.
The present invention provides a precursor that can be self-cured by heat without producing volatile components such as alcohol, and can be converted into a polyimide resin with good heat resistance. In particular, the present invention relates to an imide oligomer composition suitable for producing a fiber-reinforced composite material with good heat resistance, which uses glass fiber, aramid fiber, carbon fiber, silicon carbide fiber, etc. as a reinforcing material.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

ピロメリット酸二無水物(PMDA)もしくは3 、 
J’、 4C、≠′−ベンゾフェノンテトラカルボン酸
二無水物(BTDA)又はこれらの酸、低級アルキルエ
ステル等の誘導体と芳香族ジアミンとの反応により耐熱
性の良好なポリイミド樹脂の得られることは既に知られ
ている。一般に、これらポリイミドは不溶、不融であり
成形性が極度に悪い為、これらを成形するにはポリアミ
ド酸又はポリアミドエステル等の成形可能な先駆物質の
形が利用され、フィルム等に成形後イミド化が行われる
。このイミド化の段階では、水、アルコール等の揮発分
が生成する為、繊維強化複合材にこの工程を適用すると
ボイド等の欠陥が発生しやすく好ましくない。又ポリア
ミド酸、ポリアミドエステル等の溶液は高粘度であシ、
かつ溶媒にはアミド系溶媒の如く高沸点溶媒が必要であ
る為、補強繊維への含浸、溶媒除去が困難であり、プリ
プレグ化が難しい。更にこれらポリアミド酸、ポリアミ
ドエステル等の先駆物質は安定性が悪く、これらより得
られたプリプレグの長期保存は不可能である。
Pyromellitic dianhydride (PMDA) or 3,
It has already been known that polyimide resins with good heat resistance can be obtained by reacting aromatic diamines with J', 4C,≠'-benzophenonetetracarboxylic dianhydride (BTDA) or derivatives thereof such as acids and lower alkyl esters. Are known. Generally, these polyimides are insoluble and infusible and have extremely poor moldability, so to mold them, moldable precursors such as polyamic acids or polyamide esters are used, and after molding into films etc., they are imidized. will be held. At this imidization stage, volatile components such as water and alcohol are produced, so if this process is applied to a fiber reinforced composite material, defects such as voids are likely to occur, which is not preferable. In addition, solutions of polyamic acid, polyamide ester, etc. have high viscosity.
Moreover, since the solvent requires a high boiling point solvent such as an amide solvent, it is difficult to impregnate the reinforcing fibers and remove the solvent, making it difficult to make prepregs. Furthermore, these precursors such as polyamic acids and polyamide esters have poor stability, and prepregs obtained from them cannot be stored for long periods of time.

米国特許3,7≠j、/≠り号公報には繊維強化複合材
に適用出来るポリイミドの製造方法が開示されている。
US Pat. No. 3,7≠j, /≠R discloses a method for producing polyimide that can be applied to fiber-reinforced composite materials.

これは芳香族テトラカルボン酸アルキルエステル、芳香
族ジアミンおよび不飽和ジカルボン酸アルキルエステル
の3成分混合物のアルコール溶液からプリプレグを製造
し成形するものである。この方法は溶液が低粘度の為プ
リプレグの製造は容易であるが、そのプリプレグの安定
性は十分ではなく、長期保存には低温を必要とする。又
成形時にはポリイミドの先駆物質であるイミドオリゴマ
ーの生成、引きつづいてこのイミドオリゴマーの高分子
量化による硬化の2段階の反応を必要とし、この際揮発
分として水、アルコールが生成し、欠陥の原因となりや
すい。又硬化物の耐熱性は良好であるが、硬化温度が3
00℃前後と比較的高温であり、成形装置、副資材等に
制約がある。
This method involves manufacturing and molding a prepreg from an alcoholic solution of a three-component mixture of an aromatic tetracarboxylic acid alkyl ester, an aromatic diamine, and an unsaturated dicarboxylic acid alkyl ester. This method makes it easy to produce prepregs because the solution has a low viscosity, but the prepregs are not sufficiently stable and require low temperatures for long-term storage. Furthermore, during molding, a two-step reaction is required: generation of an imide oligomer, which is a precursor of polyimide, and then curing by increasing the molecular weight of this imide oligomer. At this time, water and alcohol are generated as volatile components, which can cause defects. It's easy to become. Also, the heat resistance of the cured product is good, but the curing temperature is 3.
The temperature is relatively high at around 00°C, and there are restrictions on molding equipment, auxiliary materials, etc.

そこで本発明者等はかかる欠点を改良し、貯蔵安定性に
優れ、成形時に水、アルコール等の揮発分の生成がなく
、かつ加熱により良好な耐熱性を有するポリイミドに転
化し得る溶剤可溶性イミドオリゴマーの製造方法につい
て、先に報告(特開昭jター/ARIA7号公報)を行
なっている。そして、かかるインドオリゴマーにより熱
的並びに機械的性質の優れた繊維強化複合材を製造する
ことが可能となった。
Therefore, the present inventors have improved these drawbacks by creating a solvent-soluble imide oligomer that has excellent storage stability, does not generate volatile components such as water and alcohol during molding, and can be converted into a polyimide that has good heat resistance when heated. We have previously reported on the manufacturing method (Japanese Unexamined Patent Application Publication No. Shojter/ARIA No. 7). Furthermore, it has become possible to produce fiber-reinforced composite materials with excellent thermal and mechanical properties using such Indian oligomers.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention seeks to solve]

しかしながら、これら繊維強化複合材においては、更に
成形性、機械的強度、耐熱性等の諸特注の向上が要求さ
れているのが現状であり、本発明者等は先に提案したイ
ミドオリゴマーの改良につき鋭意検討を行なった結果、
特定の官能化剤を特定量使用することにより、成形性、
耐熱性等の諸特性が一段と向上することを見い出し、本
発明に到達した。
However, the current situation is that these fiber-reinforced composite materials are required to have various custom-made improvements such as moldability, mechanical strength, and heat resistance. As a result of careful consideration,
By using specific amounts of specific functionalizing agents, moldability,
It was discovered that various properties such as heat resistance were further improved, and the present invention was achieved.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

すなわち、本発明の目的は比較的低温で硬化し、かつ硬
化物が高い耐熱性を示し得るような溶剤可溶性のイミド
オリゴマー組成物を提供するものである。
That is, an object of the present invention is to provide a solvent-soluble imide oligomer composition that can be cured at a relatively low temperature and the cured product can exhibit high heat resistance.

そしてかかる目的は芳香族テトラカルボン酸又はその誘
導体、0−エチルアニリンとホルムアルデヒドとの縮合
物を主成分とするポリアミン及びナジック酸又はその誘
導体の3成分を必須成分として反応させて得られたイミ
ドオリゴマー (A)と、上記ポリアミンとマレイン酸
又はその誘導体のコ成分を必須成分として反応させて得
られたポリマレイミド(B)よりなる組成物であって、
イミドオリゴマー(A)とポリマレイミド(B)との末
端基の当量比がto:tAo−i。
The purpose is to create an imide oligomer obtained by reacting three components as essential components: an aromatic tetracarboxylic acid or its derivative, a polyamine whose main component is a condensate of 0-ethylaniline and formaldehyde, and nadic acid or its derivative. (A) and a polymaleimide (B) obtained by reacting the co-component of the polyamine and maleic acid or a derivative thereof as essential components, the composition comprising:
The equivalent ratio of the end groups of the imide oligomer (A) and the polymaleimide (B) is to:tAo-i.

:90であることを特徴とするイミドオリゴマー組成物
により達成される。
:90.

本発明のイミドオリゴマー組成物は、芳香族テトラカル
ボン酸又はその誘導体、0−エチルアニリンとホルムア
ルデヒドの縮合物を主成分とするポリアミン及び末端官
能化剤であるナジック酸又はその誘導体の3成分を必須
成分として反応させて得られたイミドオリゴマー(A)
と、上記ポリアミン及びマレイン酸又はその誘導体の2
成分を必須成分として反応させて得られたポリマレイミ
ド(B)によって構成される。
The imide oligomer composition of the present invention essentially contains three components: an aromatic tetracarboxylic acid or its derivative, a polyamine whose main component is a condensate of 0-ethylaniline and formaldehyde, and a terminal functionalizing agent, nadic acid or its derivative. Imide oligomer (A) obtained by reacting as a component
and 2 of the above polyamine and maleic acid or its derivative
It is composed of polymaleimide (B) obtained by reacting the components as essential components.

イミドオリゴマー(A)の製造に使用される芳香族テト
ラカルボン酸としてはピロメリット酸、J 、 J’、
ψ、ψ′−ベンゾフェノンテトラカルボン酸、J 、 
3’、≠、v′−ジフェ、ニルエーテルテトラカルボン
酸、J 、 3’、 4Z 、 #’−ビフェニルテト
ラカルボン酸、λ、3.A、7−ナフタレンテトラカル
ボン酸、2.3.≠、j−チオフェンテトラカルボン酸
、J、tI。
Aromatic tetracarboxylic acids used in the production of imide oligomer (A) include pyromellitic acid, J, J',
ψ, ψ′-benzophenonetetracarboxylic acid, J,
3', ≠, v'-diphe, nylethertetracarboxylic acid, J, 3', 4Z, #'-biphenyltetracarboxylic acid, λ, 3. A, 7-naphthalenetetracarboxylic acid, 2.3. ≠, j-thiophenetetracarboxylic acid, J, tI.

9、/ 0−ペリレンテトラカルボン酸1.z+−2−
ヒス(3,≠−シカルボキフェニル)フロパン等、及び
これらの異性体の7種又は2種以上が使用される。これ
ら芳香族テトラカルボン酸成分は低級アルキルエステル
、二無水物等の誘導体の形として使用することが出来る
がその反応性から、二無水物を使用することが望ましい
9,/0-perylenetetracarboxylic acid 1. z+-2-
His(3,≠-cycarboxyphenyl)furopane, etc., and seven or more isomers thereof are used. These aromatic tetracarboxylic acid components can be used in the form of derivatives such as lower alkyl esters and dianhydrides, but it is preferable to use dianhydrides due to their reactivity.

イミドオリゴマー(A)の製造に使用されるポリアミン
はo−エチルアニリンとホルムアルデヒドとの縮合物を
主成分とするものである。特開昭≠7−3/り6/号公
報に記載されている如く、水媒体中、塩酸、硫酸等の無
機強酸の存在下to〜100℃で反応させることにより
0−エチルアニリンとホルムアルデヒドとの縮合物が得
られる。上記反応に於いて、ジアミン成分である3、3
′−ジエチル−≠、弘′−ジアミノジフェニルメタンの
他にトリアミン、テトラミン等が副生ずる。これらを蒸
留によって分離することによりジアミン成分を容易に得
ることが出来るが、本発明ではこれら副生物を分離する
ことなくイミドオリゴマー製造に使用することが出来る
。しかしj・リアミン以上のポリアミンが多くなるとオ
リゴマー製造時にゲル化し易くなる為、ポリアミンは7
0重量%以下、好ましくは50重量%以下のものを使用
するのがよい。又〇−エチルアニリンとホルムアルデヒ
ドの縮合反応の際にアニリンを添加することにより3,
3′−ジエチルーグ、≠′−ジアミノジフェニルメタン
、3−エチル−≠、≠′−ジアミノジフェニルメタン、
弘、≠′−ジアミノジフェニルメタン3成分の混合物が
得られるが、これも本発明に有効に用いられる。アニリ
ンに替えて0− )ルイジン、〇−クロルアニリン等の
p−位に置換基のないアニリン誘導体を添加した0−エ
チルアニリンとホルムアルデヒドとの縮合物であるポリ
アミンも使用出来る。更に生成するイミドオリゴマーが
有機溶剤に溶解する範囲内で、0−エチルアニリンとホ
ルムアルデヒドとの縮合物であるポリアミンの一部にか
えて他のジアミンを1吏用することが出来る。使用し得
るジアミンとしては、たとえば式H2N −R−NH2
(ここでRは30個までの炭素原子を有する一価の基で
あり、更に酸素原子、イオウ原子、窒素原子、ケイ素原
子、リン原子および類似の不活性基をも任意に含有し得
る)で示される。好適なRとしては直鎖状もしくけ分岐
状のアルキレン基、シクロアルキレン基、単環式もしく
は複環式芳香族基、更に、直接炭素結合もしくは2価の
連結基によって結合された複数のシクロアルキレン基、
芳香族基等をあげることが出来る。2価の連結基として
は、−〇−1−SO2−1−8−1−CO−1/〜3個
の炭素原子を有するアルキレン基(但し0−エチルアニ
リンとホルムアルデヒドとの縮合物を除く)等である。
The polyamine used for producing the imide oligomer (A) is mainly composed of a condensate of o-ethylaniline and formaldehyde. As described in JP-A-7-3/RI-6/, 0-ethylaniline and formaldehyde are reacted in an aqueous medium in the presence of a strong inorganic acid such as hydrochloric acid or sulfuric acid at ~100°C. A condensate is obtained. In the above reaction, the diamine component 3,3
In addition to '-diethyl-≠ and Hiro'-diaminodiphenylmethane, triamine, tetramine, etc. are produced as by-products. The diamine component can be easily obtained by separating these by distillation, but in the present invention, these by-products can be used in the production of imide oligomers without being separated. However, if the amount of polyamines larger than J.
It is preferable to use 0% by weight or less, preferably 50% by weight or less. Also, by adding aniline during the condensation reaction of 〇-ethylaniline and formaldehyde, 3,
3'-diethylrug, ≠'-diaminodiphenylmethane, 3-ethyl-≠, ≠'-diaminodiphenylmethane,
A mixture of three components of Hiroshi and ≠'-diaminodiphenylmethane is obtained, which can also be effectively used in the present invention. Instead of aniline, a polyamine which is a condensation product of 0-ethylaniline and formaldehyde to which an aniline derivative without a substituent at the p-position, such as 0-)luidine or 0-chloroaniline is added, can also be used. Further, one portion of the polyamine, which is a condensation product of 0-ethylaniline and formaldehyde, may be replaced with another diamine as long as the imide oligomer produced is soluble in the organic solvent. Diamines that can be used include, for example, the formula H2N -R-NH2
(wherein R is a monovalent group having up to 30 carbon atoms and may optionally also contain oxygen, sulfur, nitrogen, silicon, phosphorus and similar inert groups). shown. Preferred examples of R include linear or branched alkylene groups, cycloalkylene groups, monocyclic or polycyclic aromatic groups, and multiple cycloalkylenes bonded via direct carbon bonds or divalent linking groups. basis,
Examples include aromatic groups. As a divalent linking group, an alkylene group having -0-1-SO2-1-8-1-CO-1/~3 carbon atoms (excluding a condensate of 0-ethylaniline and formaldehyde) etc.

これらジアミンの7種又は2種以上が0−エチルアニリ
ン縮合物の一部にかえて使用されるが、その使用量は通
常全ジアミン中のjOモル係以下である。
Seven or more of these diamines are used in place of a part of the 0-ethylaniline condensate, but the amount used is usually less than the molar proportion of the total diamine.

イミドオリゴマー(A)の製造に使用される末端官能化
剤はナジック酸(!−ノルボルネンー2.3−2カルボ
ン酸)又はその誘導体であるが、反応性の観点から無水
ナジック酸を使用することが好ましい。
The terminal functionalizing agent used in the production of imide oligomer (A) is nadic acid (!-norbornene-2,3-2 carboxylic acid) or its derivatives, but it is preferable to use nadic anhydride from the viewpoint of reactivity. preferable.

イミドオリゴマー(A)は上記芳香族テトラカルボン酸
成分、ポリアミン成分及びナジック酸成分を溶媒中で反
応させることにより容易に得られる。
The imide oligomer (A) can be easily obtained by reacting the above-mentioned aromatic tetracarboxylic acid component, polyamine component, and nadic acid component in a solvent.

反応に使用される溶媒として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−メチル−2
−ピロリドン等のアミド系の溶媒の他、m−クレゾール
等のフェノール類、ジメチルスルホキシド等をあげるこ
とが出来る。
N,N-dimethylformamide, N,N-dimethylacetamide, N-methyl-2 as a solvent used in the reaction
- In addition to amide solvents such as pyrrolidone, phenols such as m-cresol, dimethyl sulfoxide, etc. can be mentioned.

これら溶媒中で所定量の各成分を加熱、又は必要に応じ
て、イミド化触媒、脱水剤の存在下反応させることによ
り容易にイミドオリゴマー(A)を得ることが出来る。
The imide oligomer (A) can be easily obtained by heating a predetermined amount of each component in these solvents, or by reacting them in the presence of an imidization catalyst and a dehydrating agent, if necessary.

これら芳香族テトラカルボン酸、ポリアミン、ナジック
酸又はその誘導体3成分の割合は目的に応じて、又物性
との関係で適宜決定される。
The proportions of these three components, aromatic tetracarboxylic acid, polyamine, nadic acid, or their derivatives, are appropriately determined depending on the purpose and in relation to physical properties.

ポリアミンがジアミンの場合、各成分のモル比は一般的
にはn/(n+/)/2 と表わすことが出来るがこの
比は必ずしも厳密なものではない。
When the polyamine is a diamine, the molar ratio of each component can generally be expressed as n/(n+/)/2, but this ratio is not necessarily strict.

即ち末端官能基を確実に導入する為に過剰量のナジック
酸又はその誘導体を使用し、反応後過剰分を精製除去す
ることが可能である。しかし生成するイミドオリゴマー
(A)の分子量はnの値によって決定される為、テトラ
カルボン酸/ジアミンのモル比は厳密に調節されるべき
である。通常nの値としては/〜/jの範囲であるが、
nの値の増大と共に生成するイミドオリゴマー(A)の
分子量が犬きくなり、その溶液の粘度が増大してプリプ
レグの製造が困難になる為、nの値は/〜10.イミド
オリゴマー(A)の分子量としてtooo以下が好まし
い。
That is, in order to reliably introduce the terminal functional group, an excess amount of nadic acid or its derivative can be used, and the excess can be purified and removed after the reaction. However, since the molecular weight of the imide oligomer (A) to be produced is determined by the value of n, the molar ratio of tetracarboxylic acid/diamine should be strictly controlled. Normally, the value of n is in the range /~/j, but
As the value of n increases, the molecular weight of the imide oligomer (A) produced increases, and the viscosity of the solution increases, making it difficult to manufacture prepregs. Therefore, the value of n is /~10. The molecular weight of the imide oligomer (A) is preferably too little or less.

本発明を構成するポリマレイミド(B)の製造に使用さ
れるポリアミンはイミドオリゴマー(A)に使用される
ポリアミンとほぼ同一であり、0−エチルアニリンとホ
ルムアルデヒドとの縮合反応によって得られる。しかし
ポリマレイミド(B)の製造時にはゲル化の可能性が少
ない為、トリアミン以上のポリアミン成分も有効に使用
し得る。逆にアニリンもしくは置換アニリンとの共縮合
ポリアミン、又、0−エチルアニリンとホルムアルデヒ
ドの縮合物の一部に替えて他のジアミンを使用すること
は生成ポリマレイミド(B)の溶解性を低下させる可能
性があり制限を受ける。一般的には、0−エチルアニリ
ンとホルムアルデヒドの単独縮合物のみを使用すること
が望ましい。
The polyamine used for producing the polymaleimide (B) constituting the present invention is almost the same as the polyamine used for the imide oligomer (A), and is obtained by a condensation reaction of 0-ethylaniline and formaldehyde. However, since there is little possibility of gelation during the production of polymaleimide (B), polyamine components higher than triamine can also be effectively used. Conversely, using other diamines in place of a co-condensed polyamine with aniline or substituted aniline, or a part of the condensate of 0-ethylaniline and formaldehyde may reduce the solubility of the resulting polymaleimide (B). gender and is subject to restrictions. Generally, it is desirable to use only a homocondensate of 0-ethylaniline and formaldehyde.

ポリマレイミド(B)の製造のだめのもう一方のり須成
分はマレイン酸又はその誘導体であるが、通常無水マレ
イン酸が使用される。
The other resin component for producing polymaleimide (B) is maleic acid or a derivative thereof, and usually maleic anhydride is used.

ポリマレイミド(B)は上記ポリアミン及び無水マレイ
ン酸を先に述べたイミドオリゴマー(A)の製造条件に
準じて溶媒中で反応させることにより得ることが出来る
。但しポリマレイミドの収率を高くする為に、脱水剤、
イミド化触媒存在下に低温で反応させることが好ましい
。脱水剤としては無水酢酸の如き有機カルボン酸無水物
、イミド化触媒としては第3級アミン、アルカリ金属、
N1、Cu等の塩が使用される。
Polymaleimide (B) can be obtained by reacting the polyamine and maleic anhydride in a solvent according to the conditions for producing the imide oligomer (A) described above. However, in order to increase the yield of polymaleimide, dehydrating agents,
It is preferable to carry out the reaction at low temperature in the presence of an imidization catalyst. The dehydrating agent is an organic carboxylic acid anhydride such as acetic anhydride, and the imidization catalyst is a tertiary amine, an alkali metal,
Salts such as N1, Cu, etc. are used.

本発明のイミドオリゴマー組成物は一ヒ記イミドオリゴ
マー(A)とポリマレイミド(B)とを混合することに
より得られる。そしてイミドオリゴマー(A)中のナジ
ック酸残基及びポリマレイミド(B)中のマレイン酸残
基の当量比が60:≠O〜10:90であることが重要
である。この当量比がこの範囲より大きくなると硬化物
の耐熱性が低下するし、又反応性が低下してより高い成
形温度を必要とする。逆にこの比が小さくなっても硬化
物の耐熱性が低下する為好ましくない。
The imide oligomer composition of the present invention can be obtained by mixing the above imide oligomer (A) and polymaleimide (B). It is important that the equivalent ratio of the nadic acid residue in the imide oligomer (A) and the maleic acid residue in the polymaleimide (B) is from 60:≠O to 10:90. If the equivalent ratio exceeds this range, the heat resistance of the cured product will decrease, and the reactivity will also decrease, requiring a higher molding temperature. Conversely, even if this ratio becomes small, the heat resistance of the cured product decreases, which is not preferable.

本発明の組成物を構成するイミドオリゴマー(A)及び
ポリマレイミド(B)は有機溶剤に可溶性である。組成
、分子量によって溶解性が異なるが、イミドオリゴマー
(A)及びポリマレイミド(B)製造時に使用されるア
ミド系溶剤等の他、アセトン、メチルエチルケトン等の
ケト/類、テトラヒドロフラン、ジオキサン、ジメトキ
シエタン等のエーテル類、塩化メチレン、/、2−ジク
ロルエタン等のノ・ロゲン系の溶剤にも溶解する。本発
明の2成分はこれら溶剤に溶解することにより容易に混
合することが出来る。これらの溶液の粘度は低く、補強
繊維への含浸性が良好で、プリプレグの製造が容易であ
る。プリプレグは、通常λO−♂O重量%の溶液に補強
用繊維を浸漬し後乾燥することにより製造される。得ら
れたプリプレグは既にイミド化されている為貯蔵安定性
に優れ、更に、成形時に水、アルコール等の揮発分が生
成しない為に欠陥の発生が少なく、良好な機械的特性に
加えて卓越した耐熱性を有する繊維強化複合材を得るこ
とが出来る。
The imide oligomer (A) and polymaleimide (B) constituting the composition of the present invention are soluble in organic solvents. The solubility varies depending on the composition and molecular weight, but in addition to amide solvents used in the production of imide oligomer (A) and polymaleimide (B), acetone, ketos such as methyl ethyl ketone, tetrahydrofuran, dioxane, dimethoxyethane, etc. It is also soluble in chlorogenic solvents such as ethers, methylene chloride, and 2-dichloroethane. The two components of the present invention can be easily mixed by dissolving them in these solvents. These solutions have low viscosity, have good impregnating properties into reinforcing fibers, and are easy to manufacture into prepregs. Prepreg is usually produced by immersing reinforcing fibers in a solution containing λO-♂O in weight percent, followed by drying. The obtained prepreg has already been imidized, so it has excellent storage stability, and since no volatile matter such as water or alcohol is generated during molding, there are fewer defects, and it has excellent mechanical properties. A fiber-reinforced composite material with heat resistance can be obtained.

本発明の組成物は自己硬化性の2種の架橋基を有してい
るため、加熱することにより耐熱性の良好なポリイミド
樹脂を得ることが出来る。
Since the composition of the present invention has two types of self-curing crosslinking groups, a polyimide resin with good heat resistance can be obtained by heating.

又有機溶剤に可溶性であり種々の添加剤、補強材、たと
えば、ジアリルフタレート、トリアリルイソシアヌレー
ト、≠、≠′−ビス(2−アリルフェノール)ジメチル
メタン、ジビニルベンゼン等の反応性希釈剤、炭素粉末
、各神金属、金属酸化物、シリカ、アスベスト等の混合
が容易であり、棒、fjfi強化複合材のみならずli
i!ρd(院の良好な接着剤、被覆材、成形物等の製造
に利用出来る。
It is also soluble in organic solvents and contains various additives and reinforcing materials, such as diallyl phthalate, triallyl isocyanurate, reactive diluents such as ≠, ≠'-bis(2-allylphenol) dimethylmethane, divinylbenzene, and carbon. It is easy to mix powders, various metals, metal oxides, silica, asbestos, etc., and can be used not only for rods, FJFI reinforced composites, but also for LI
i! ρd (can be used to manufacture good adhesives, coating materials, molded products, etc.)

〔実施例〕〔Example〕

以゛下実施例によって溶剤可溶性イミドオリゴマー組成
物を具体的に示すが、特許請求の範囲を超えない限り、
これに限定されるものではない。
The solvent-soluble imide oligomer composition will be specifically shown in Examples below, but as long as it does not exceed the scope of the claims,
It is not limited to this.

尚硬化反応は230℃、7h / c77!で弘時間硬
化後オーブン中で270℃/時間、λ90′c1時間、
更に320″C≠時間後硬化を行った。又ガラス転移温
度(Tグ)はTMA法により、熱膨張曲線の変化より求
めた。
The curing reaction is at 230℃, 7h/c77! After curing in an oven at 270°C/hour, λ90'c for 1 hour,
Further, post-curing was performed at 320''C≠hours.The glass transition temperature (Tg) was determined by the TMA method from the change in the thermal expansion curve.

参考例1 イミドオリゴマーの合成(1)攪拌棒、温度
計、溜出管を備えだ弘つロフラスコに、0−エチルアニ
リン/ホルムアルデヒド縮金物(日本化某社製商品名カ
ヤハードA−A)を減圧蒸留して得た3、3′−ジエチ
ル−≠、≠′−ジアミノジフェニルメタン(沸点2≠λ
℃/ ArrrmHy ) / 02グ(0,110−
E−ル)及びN−メチル−λ−ピロリドン(NMP)1
00?を入れ室温で均一に溶解した。次いで、3,3/
、≠、弘′−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物
(BTDA)1.≠4 y (0,2Oモル)をNMP
≠rotに分散させ、上記ジアミン溶液に添加した。/
時間室腐で攪拌後、無水ナジック酸(NA)72.22
(0,≠弘モル)を添加し、アミック酸オリゴマーを製
造した。更にλ時間室温で攪拌後オイルバスにより徐々
に昇温し、200℃にて2時間イミド化反応を行った。
Reference Example 1 Synthesis of imide oligomer (1) 0-Ethylaniline/formaldehyde condensate (product name: Kayahard A-A, manufactured by Nippon Kaisha) was distilled under reduced pressure in a large flask equipped with a stirring bar, a thermometer, and a distillation tube. 3,3'-diethyl-≠,≠'-diaminodiphenylmethane (boiling point 2≠λ
°C/ArrrmHy)/02g(0,110-
E-ru) and N-methyl-λ-pyrrolidone (NMP) 1
00? was added and uniformly dissolved at room temperature. Then 3,3/
, ≠, Hiro'-benzophenone tetracarboxylic dianhydride (BTDA)1. ≠4y (0.2Omol) in NMP
≠rot and added to the above diamine solution. /
After stirring in a room for an hour, nadic anhydride (NA) 72.22
(0,≠Hiromol) was added to produce an amic acid oligomer. After further stirring at room temperature for λ hours, the temperature was gradually raised in an oil bath, and imidization reaction was carried out at 200° C. for 2 hours.

、〜 1反応終了後室部付近まで冷却し、均一な反応ゴマ−を
炉別後、2度水3tに分散させて洗浄し100℃で20
時間真空乾燥を行った。収率、 はほぼ定量的であった
After the completion of the reaction, the homogeneous reaction sesame was separated into a furnace, washed twice by dispersing it in 3 tons of water, and heated at 100°C for 20 minutes.
Vacuum drying was performed for hours. The yield was almost quantitative.

得られた数平均分子量10りθのイミドオリゴマーの工
Rスペクトルには/ 7 J 01720CrILのイ
ミド基に起因する吸収があきらかであった。
In the engineered R spectrum of the obtained imide oligomer having a number average molecular weight of 10.theta., absorption due to the imide group of /7J01720CrIL was evident.

又、生成したイミドオリゴマーはメチルエチルケトン(
MFjK)、テトラヒドロフラン(THF)、N、N−
ジメチルホルムアミド(DMF)に30重量%以上の濃
度で溶解した。
In addition, the generated imide oligomer is methyl ethyl ketone (
MFjK), tetrahydrofuran (THF), N, N-
It was dissolved in dimethylformamide (DMF) at a concentration of 30% by weight or more.

参考例コ イミドオリゴマーの合成(2)参考例/のB
TDA t<≠、≠t%Nk72.29にかえてBTD
A  ♂j、りt (0,27モル)NA≠r、λF 
(0,2グモル)を使用し、参考例1と同様の操作で数
平均分子量/130のイミドオリゴマーを得た。
Reference example Synthesis of imide oligomer (2) Reference example/B
BTD instead of TDA t<≠, ≠t%Nk72.29
A ♂j, rit (0,27 mol) NA≠r, λF
(0.2 gmol) and performed in the same manner as in Reference Example 1 to obtain an imide oligomer with a number average molecular weight/130.

参考例3 ポリマレイミドの合成 参考例/で使用した3、3′−ジエチル−≠、≠/−ジ
アミノジフェニルメタンto2t(o、v、oモル)を
NMP 弘≠02に溶解した。この溶液に無水マレイン
酸(NA ) I A、3 t (0,lr1モル)を
徐々に加えビスマレアミック酸を製造した。
Reference Example 3 Synthesis of Polymaleimide 3,3'-diethyl-≠,≠/-diaminodiphenylmethane to2t (o, v, o mol) used in Reference Example/ was dissolved in NMP Hiro≠02. Maleic anhydride (NA)IA, 3t (0.1 mol) was gradually added to this solution to produce bismaleamic acid.

次いで脱水剤である無水酢酸/ 43.J S’、イミ
ド化触媒である酢酸ナトリウム!、2 fを加え、70
℃で7時間イミド化反応を行った。
Next, acetic anhydride which is a dehydrating agent/43. J S', sodium acetate which is an imidization catalyst! , add 2 f, 70
The imidization reaction was carried out at ℃ for 7 hours.

室温に冷却後、一旦戸別し、得られた均一溶液を水3t
に投入してビスマレイミドを析出させた。戸別後再噺水
に分散させ、重炭酸ナトリウムで中和した。F=別後λ
度水3tに分散させて洗浄し、50℃でjO時間真空乾
燥を行った。
After cooling to room temperature, the resulting homogeneous solution was poured into 3 tons of water.
to precipitate bismaleimide. After each house, it was dispersed in water and neutralized with sodium bicarbonate. F = after another λ
It was washed by dispersing it in 3 tons of water, and vacuum-dried at 50° C. for 10 hours.

収率はほぼ定量的であった。The yield was almost quantitative.

得られた1分子当り2個のマレイン酸残基を有する3、
3′−≠、v′−ジアミノジフェニルメタンのビスマレ
イミド(分子量≠7≠)の1容解性は参考例/のイミド
オリゴマーと同様に良好であった。
The resulting 3 having two maleic acid residues per molecule,
The solubility of the bismaleimide of 3'-≠, v'-diaminodiphenylmethane (molecular weight≠7≠) was as good as that of the imide oligomer in Reference Example.

実施例/ 参考例1のイミドオリゴマーλo、of、、糸考例3の
ビスマレイミド7.1. OfをTHF  ≠Omlに
溶解し、溶剤を除去することによってナジック酸残基/
マレイン酸残基(当量比);〔以下単に当量比とする〕
=jO/!0のイミドオリゴマー組成物を得た。この組
成物の硬化吻のT2は337℃であった。
Examples/Imide oligomer λo, of reference example 1, bismaleimide of thread example 3 7.1. Nadic acid residues/ by dissolving Of in THF≠Oml and removing the solvent.
Maleic acid residue (equivalent ratio); [hereinafter simply referred to as equivalent ratio]
=jO/! An imide oligomer composition of 0 was obtained. The T2 of the cured nose of this composition was 337°C.

実施例λ 参考例/のイミドオリゴマー20.Oft、参考例3の
ビスマレイミド/ 7.7 rを使用し実桶4例/と同
様の操作で当量比:30/70のイミドオリボマー組成
物を得た。この組成物の硬化物のT?は373℃であっ
た。
Example λ Reference Example/imide oligomer 20. Oft, an imide oligomer composition having an equivalent ratio of 30/70 was obtained by using the bismaleimide/7.7 r of Reference Example 3 and carrying out the same operation as in 4 actual cases/. T of the cured product of this composition? was 373°C.

実施例3、弘 参考例コのイミドオリゴマー20.Of、参考例3のビ
スマレイミドをそれぞれs、o r P、/ /、♂j
2を使用し当量比=jO/!0(実施例3)、30/7
0(実施例弘)のイミドオリゴマー組成物を得だ。これ
らの硬化物のT2はそれぞh32夕℃(実施例3)、3
3≠℃(実施例≠)であった。
Imide oligomer of Example 3, Hiro Reference Example 20. Of, bismaleimide of Reference Example 3 are respectively s, or P, / /, ♂j
2 and equivalence ratio=jO/! 0 (Example 3), 30/7
An imide oligomer composition of 0 (Example Hiroshi) was obtained. The T2 of these cured products was h32 ℃ (Example 3) and 3
3≠°C (Example≠).

比較例/ 参考例/のイミドオリゴマー20.Of、参考例3のビ
スマレイミドJ、、2 & tを使用し実施例/と同様
の操作で当量比=70/3oのイミドオリゴマー組成物
を得た。この組成物の硬化物のT7は306℃であった
Comparative example/Reference example/imide oligomer 20. Of, using bismaleimide J, 2 & t of Reference Example 3, an imide oligomer composition with an equivalent ratio of 70/3o was obtained in the same manner as in Example. T7 of the cured product of this composition was 306°C.

比較例λ )参考例20伍ド19°”?−20・0′・参考I11
3のビスマレイミド2./ f fを使用し実施例/と
同様の操作で当量比=70730のイミドオリゴマー組
成物を得た。この組成物の硬化を行ったところ、後硬化
時に硬化不足に起因するフクレが生じた。
Comparative example λ) Reference example 205° 19°”?-20・0′・Reference I11
3 bismaleimide 2. An imide oligomer composition with an equivalent ratio of 70,730 was obtained in the same manner as in Example 1 using /ff. When this composition was cured, blistering occurred during post-curing due to insufficient curing.

比較例3 参考例3のビスマレイミドを実施例/と同様に硬化させ
たところ、Tノは370℃であった。
Comparative Example 3 When the bismaleimide of Reference Example 3 was cured in the same manner as in Example, the T value was 370°C.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

本発明の組成物は、貯蔵安定性、成形加工性に優れてお
り、耐熱性の良好な繊維強化接合材、接着剤、被覆材、
成形物等の製造に利用できる。
The composition of the present invention has excellent storage stability and moldability, and has good heat resistance as a fiber-reinforced bonding material, adhesive, coating material, etc.
It can be used to manufacture molded products, etc.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)芳香族テトラカルボン酸又はその誘導体、o−エ
チルアニリンとホルムアルデヒドとの縮合物を主成分と
するポリアミン及びナジック酸又はその誘導体の3成分
を必須成分として反応させて得られたイミドオリゴマー
(A)と、上記ポリアミンとマレイン酸又はその誘導体
の2成分を必須成分として反応させて得られたポリマレ
イミド(B)よりなる組成物であって、イミドオリゴマ
ー(A)とポリマレイミド(B)との末端基の当量比が
60:40〜10:90であることを特徴とするイミド
オリゴマー組成物。
(1) An imide oligomer ( A) and a polymaleimide (B) obtained by reacting the above-mentioned polyamine and maleic acid or a derivative thereof as essential components, the composition comprising an imide oligomer (A) and a polymaleimide (B). An imide oligomer composition characterized in that the equivalent ratio of terminal groups of is 60:40 to 10:90.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1320060C (en) * 2004-04-01 2007-06-06 中国科学院化学研究所 Short-fiber reinforced polyimide composite material, and its preparing method and use

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN1320060C (en) * 2004-04-01 2007-06-06 中国科学院化学研究所 Short-fiber reinforced polyimide composite material, and its preparing method and use

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