JPS6353210B2 - - Google Patents

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Publication number
JPS6353210B2
JPS6353210B2 JP26538784A JP26538784A JPS6353210B2 JP S6353210 B2 JPS6353210 B2 JP S6353210B2 JP 26538784 A JP26538784 A JP 26538784A JP 26538784 A JP26538784 A JP 26538784A JP S6353210 B2 JPS6353210 B2 JP S6353210B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
tetracarboxylic dianhydride
dianhydride
heat
reaction
aromatic
Prior art date
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Expired
Application number
JP26538784A
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Japanese (ja)
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JPS61143436A (en
Inventor
Akira Toko
Toshiro Takeda
Naoji Takeda
Saburo Iida
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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Filing date
Publication date
Application filed by Sumitomo Bakelite Co Ltd filed Critical Sumitomo Bakelite Co Ltd
Priority to JP26538784A priority Critical patent/JPS61143436A/en
Publication of JPS61143436A publication Critical patent/JPS61143436A/en
Publication of JPS6353210B2 publication Critical patent/JPS6353210B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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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)

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

[産業上の利用分野] 本発明は、高分子主鎖中にヘテロのイミド環及
びフラン環を混合して有する耐熱性樹脂の製造方
法に関するものである。 その目的とするところは、閉環処理によりイミ
ド化した硬化樹脂が優れた可撓性と耐熱性を有し
ておりまたポリイミド樹脂としての耐摩耗性、耐
薬品性、電気絶縁性、皮膜形成性、機械特性など
も優れた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
いはフイルム材料などとして有用な耐熱性樹脂を
提供することにある。 [従来技術] 従来、高分子主鎖中に、ヘテロ環例えばイミ
ド、イミダゾール、チアゾール、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、イソインドロキナゾロンなどを有する重合体
が耐熱性樹脂として優れたものであることは既に
知られているところである。 しかしながら、これら公知の重合体は高分子主
鎖が剛直であり、フイルム、皮膜あるいは繊維な
どとした時に柔軟性、屈曲性、伸びなどがとぼし
く実用上不十分であつた。 従来もこの様な観点より、種々検討が行なわれ
耐熱性樹脂の製造原料のアミン成分の1つとし
て、4,4′−ジアミノジフエニルエーテルを使用
したものは他のアミン例えばフエニレンジアミ
ン、ベンチジン、ジアミノジフエニルメタン、ジ
アミノジフエニルスルホンなどを使用したものに
比較して、柔軟性、屈曲性、伸びなどのより優れ
た改良された重合体が得られることも知られてい
る。しかしながら4,4′−ジアミノジフエニルエ
ーテルよりなるものは耐熱性が低下するという重
大な欠点を有していた。 [発明の目的] 本発明は、これまでのかかる欠点を克服すべく
検討した結果、アミン成分として2,8−ジアミ
ノジフエニレンオキサイドと4,4′−ジアミノジ
フエニルエーテルとp−フエニレンジアミンとを
使用することにより、耐熱性が優れて、しかも物
性的にも柔軟性、屈曲性、伸びなどが優れた実用
上のバランスが良くとれた耐熱性樹脂が得られる
ことを見い出し本発明を完成するに到つたもので
ある。 [発明の構成] 本発明は芳香族テトラカルボン酸ジ無水物と芳
香族ジアミンとを反応させ、イミド環を形成させ
るに際し芳香族ジアミンとして、2,8−ジアミ
ノジフエニレンオキサイドと4,4′−ジアミノジ
フエニルエーテルとp−フエニレンジアミンとを
使用することを特徴とする耐熱性樹脂の製造方法
である。 反応式で示すと、次の様になる。
[Industrial Application Field] The present invention relates to a method for producing a heat-resistant resin having a mixture of a hetero imide ring and a furan ring in a polymer main chain. The purpose of this is that the cured resin imidized by ring-closing treatment has excellent flexibility and heat resistance, and also has the abrasion resistance, chemical resistance, electrical insulation, and film-forming properties of a polyimide resin. The object of the present invention is to provide a heat-resistant resin that has excellent mechanical properties and is useful as a material for electronic devices, an electrical insulating material, a coating, an adhesive, a paint, a molded product, a laminate, a fiber, or a film material. [Prior Art] Conventionally, polymers having a heterocycle such as imide, imidazole, thiazole, oxadiazole, triazole, quinoxaline, thiadiazole, oxazinone, quinazoline, imidazopyrrolone, isoindoquinazolone, etc. in the polymer main chain have been used. It is already known that it is an excellent heat-resistant resin. However, these known polymers have rigid polymer main chains, and when made into films, membranes, fibers, etc., have poor flexibility, flexibility, elongation, etc., and are unsatisfactory for practical use. From this point of view, various studies have been carried out in the past, and 4,4'-diaminodiphenyl ether has been used as one of the amine components in the raw materials for producing heat-resistant resins. , diaminodiphenylmethane, diaminodiphenyl sulfone, etc., it is also known that improved polymers with better flexibility, flexibility, elongation, etc. can be obtained. However, those made of 4,4'-diaminodiphenyl ether had a serious drawback of reduced heat resistance. [Object of the Invention] As a result of studies aimed at overcoming the above-described drawbacks, the present invention uses 2,8-diaminodiphenylene oxide, 4,4'-diaminodiphenyl ether, and p-phenylenediamine as amine components. The present invention was completed after discovering that by using the above, it is possible to obtain a heat-resistant resin that has excellent heat resistance and physical properties such as flexibility, flexibility, and elongation, and has a well-balanced practicality. This is what I have come to do. [Structure of the Invention] The present invention involves reacting an aromatic tetracarboxylic dianhydride with an aromatic diamine to form an imide ring using 2,8-diaminodiphenylene oxide and 4,4' as the aromatic diamine. - A method for producing a heat-resistant resin, characterized by using diaminodiphenyl ether and p-phenylenediamine. The reaction formula is as follows.

【表】 本発明で使用する芳香族テトラカルボン酸ジ無
水物とはピロメリツト酸ジ無水物、ベンゾフエノ
ンテトラカルボン酸ジ無水物、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′−ジフエ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′−ジフエニルテトラカル
ボン酸ジ無水物、2,2−ビス(3,4−ジカル
ボキシジフエニル)プロパンジ無水物、3,4,
9,10−ペリレンテトラカルボン酸ジ無水物、ビ
ス(3,4−ジカルボキシジフエニル)エーテル
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−1,4,5,
8−テトラカルボン酸ジ無水物、4,8−ジメチ
ル−1,2,3,5,6,7−ヘキサヒドロナフ
タレン−1,2,5,6−テトラカルボン酸ジ無
水物、2,6−ジクロロナフタレン−1,4,
5,8−テトラカルボン酸ジ無水物、2,7−ジ
クロロナフタレン−1,4,5,8−テトラカル
ボン酸ジ無水物、2,3,4,7−テトラクロロ
ナフタレン−1,4,5,8−テトラカルボン酸
ジ無水物、フエナンスレン−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
フエニル)プロパンジ無水物、1,1−ビス
(2,3−ジカルボキシフエニル)エタンジ無水
物、1,1−ビス(3,4−ジカルボキシフエニ
ル)エタンジ無水物、ビス(2,3−ジカルボキ
シフエニル)メタンジ無水物、ビス(3,4−ジ
カルボキシフエニル)スルホンジ無水物、ベンゼ
ン−1,2,3,4−テトラカルボン酸ジ無水
物、チオフエン−2,3,4,5−テトラカルボ
ン酸ジ無水物などである。 又、本発明で使用する芳香族ジアミンの内、必
須の成分は2,8−ジアミノジフエニレンオキサ
イドと4,4′−ジアミノジフエニルエーテルとp
−フエニレンジアミンである。2,8−ジアミノ
フエニレンオキサイドの作り方の1例を反応式で
示すと次の様になる。 [参考文献:福井大学工学部研究報告16(2)238
( ′68)] 上記以外の芳香族ジアミンも勿論使用すること
ができる。 例えばm−フエニレンジアミン、4,4′−ジア
ミノジフエニルプロパン、4,4′−ジアミノジフ
エニルメタン、ベンジジン、4,4′−ジアミノジ
フエニルスルフイド、4,4′−ジアミノジフエニ
ルスルホン、3,3′−ジアミノジフエニルスルホ
ン、2,6−ジアミノピリジン、ビス(4−アミ
ノフエニル)ホスフインオキシド、ビス(4−ア
ミノフエニル)−N−メチルアミン、1,5−ジ
アミノナフタリン、3,3′−ジメチル−4,4′−
ジアミノビフエニル、3,3′−ジメトキシベンジ
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
エニル)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−アミノペンチル)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。2,8−ジアミノジフエニレンオキサイドの
使用量は10重量%以上が好ましく、これ未満では
耐熱強度改良の効果が小さい。 又、4,4′−ジアミノジフエニルエーテルの使
用量も10重量%以上が好ましく、これ未満では可
撓性改良の効果が小さい。 又、p−フエニレンジアミンの使用量は10重量
%以上が好ましく、これ未満では耐熱温度改良の
効果が小さい。 本発明における芳香族テトラカルボン酸ジ無水
物と芳香族ジアミンとの反応は出来るかぎり等モ
ルで行う方が好ましく、重合度も大きくなる。い
ずれか一方の原料が5%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得
られる様になるので注意を要する。 通常一方の原料を1〜3%多く用いることが、
作業性・加工性をよくする上でよく行なわれる。 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又は2,8−ジアミノジ
フエニレンオキサイドと反応しないダイポールモ
ーメントを有する有機極性溶媒である。 系に対し不活性であり、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溶
媒でなければならない。 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
サメチルフオスホアミド、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
ンなどがありこれらの溶媒は単独又は組合せて使
用される。 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
キサンなどの非溶媒が、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。 本発明は一般に無水の条件下で行うことが好ま
しい。 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。 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。 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。 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。 これはジアミン類の酸化を防止するためであ
る。 不活性ガスとしては一般に乾燥窒素ガスが使用
される。 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。 (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
撹拌しながら添加する。この方法は、ポリイミ
ド樹脂の様な発熱反応においては比較的有利で
ある。 (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、撹拌しながら溶剤を添
加する方法もある。 (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。 (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、ゆつくりと反応
器中で二つの溶液を加えることもできる。 (5) 更には予めジアミン類過剰のポリアミツク酸
生成物とテトラカルボン酸ジ無水物過剰のポリ
アミツク酸生成物を作つておき、これを反応器
中で更に反応させることもできる。 (6) またジアミン類の内、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。 (7) この他ジアミン類の内1部のジアミン化合物
とテトラカルボン酸ジ無水物を反応させたもの
と、ジアミン類の内の残り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。 反応温度は0〜100℃が好ましい。0℃以下だ
と反応の速度がおそく、100℃以上であると生成
したポリアミツク酸が徐々に閉環反応を開始する
ためである。 通常、反応は20℃前後で行なわれる。ポリアミ
ツク酸の重合度は計画的にコントロールできる。 重合度をコントロールするために、フタル酸無
水物やアニリンで未端封鎖したり、水を添加して
酸無水物基の一方を開環し不活性化することもで
きる。 本発明の方法により製造されたポリアミツク酸
生成物は、使用するにあたつて各種のシランカツ
プリング剤、ボランカツプリング剤、チタネート
系カツプリング剤、アルミニウム系カツプリング
剤その他キレート系の接着性・密着性向上剤や各
種溶剤、フローエージエ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
などの硬化促進剤の少量を加えてもよく、又ゴム
やポリサルフアイド、ポリエステル、低分子エポ
キシなどの可撓性賦与剤及び粘度調整剤、タル
ク、クレー、マイカ、長石紛末、石英紛末、酸化
マグネシウムなどの充填剤、カーボンブラツク、
フタロシアニンブルー等の着色剤、テトラブロモ
フエニルメタン、トリブチルフオスフエートなど
の難燃剤、三酸化アンチモン、メタ硼酸バリウム
など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。 本発明の方法によつて製造されたポリアミツク
酸生成物は、加熱あるいは脱水剤によりイミド化
し硬化する。 前者の加熱脱水処理の加熱温度は、通常50℃以
上、特に150℃以上200〜400℃の範囲が好ましい。 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
つ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良く
用いられるが、これらは特にピリジン、キノリン
などの塩基性物質の共存下に使用すると効果が大
きい。 [発明の効果] 本発明の方法に従い、2,8−ジアミノジフエ
ニレンオキサイドと4,4′−ジアミノジフエニル
エーテルとp−フエニレンジアミンとを使用した
重合体は従来得られている耐熱性樹脂と比較すれ
ば、耐熱性と柔軟性をバランスよく備えた非常に
優れた耐熱性樹脂である。 即ち、本発明の方法により合成した重合体は分
子構造中に芳香環、複素環を多数有しており、こ
のために耐熱性が優れている。 また分子の主鎖がラセン状をなしており、この
ためにスプリング的効果でもつて柔軟性が優れて
いるものと考えられる。 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、又その上に多層配線を行う耐熱絶縁膜と
して用いられる。 例えば半導体、トランジスター、リニアーIC、
ハイブリツトIC、発光ダイオード、LSI、超LSI
などの電子回路用配線構造体である。 更にその他の用途として各種材料の耐熱性の付
与やあるいはマイクロ波の防止、放射線の防止用
としても用いられる。 例えばコンピユータ等の導波管、原子機器、レ
ントゲン機器の内装材等である。 次に高温用のコーテイングワニスとして、電線
被覆、マグネツトワイヤ、各種電気部品の浸漬コ
ーテイング、金属部品の保護コーテイングなどと
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、グラフアイト繊維や
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ピユータなどの導
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。 また成形材料としてもグラフアイト紛末、グラ
フアイト繊維、二硫化モリブデンやポリ四フツ化
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、グラフア
イト繊維やボロン繊維を添加して、ジエツトエン
ジン部品、高強度の構造用成形部品などが作られ
る。 更に高温用接着剤としても、電気回路部品の接
着や宇宙船の構造部品の接着用に用いられる。 その他本発明になる耐熱性樹脂は、多くの用途
に使用される。 [実施例] 以下実施例により本発明を説明する。 実施例 1 温度計、撹拌機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、精製した無水
の2.8−ジアミノジフエニレンオキサイド0.2モル
(23.0重量%)と4,4′−ジアミノジフエニルエ
ーテル0.5モル(58.2重量%)とp−フエニレン
ジアミン0.3モル(18.8重量%)をとり、これに
無水のN−メチル−2−ピロリドン95%、トルエ
ン5%の混合溶剤を、全仕込原料中の固形分割合
が15%になるだけの量を加えて溶解した。 乾燥窒素ガスは反応の始めより終りまで全工程
流しておく。 次いで精製した無水のピロメリツト酸ジ無水物
類1モルを、撹拌しながら少量ずつ添加するが、
発熱するため外部水槽に約15℃の冷水を循環させ
てこれを冷却した。添加後続いて内部温度を20℃
に設定し10時間撹拌を続けて反応を終了した。 得られた生成物は黄色透明の極めて粘稠なポリ
アミツク酸であり、NMP0.5%の固有粘度は1.18
(30℃)であつた。 次にこのポリアミツク酸をガラス板上に滴下
し、スピンナーで200rpm/minで10sec続いて
1500rpm/minで30sec回転させてフイルムとし
た。これを減圧下で80℃、次いで150℃、250℃、
350℃で各30分間ずつ順次に加熱し脱水閉環させ、
20μmの黄褐色透明で強靭なポリイミド樹脂フイ
ルムを得た。 このフイルムの赤外線吸収スペクトルをとると
1780cm-1および730cm-1にイミド環に基ずく強い
吸収と1200cm-1にフラン環に基ずく強い吸収がみ
られた。 このフイルムは10000回の折り曲げ試験(JIS−
P−8115)でもクラツクを発生せず可撓性が大で
極めて耐熱性が優秀であり示差熱天秤分析装置を
用い空気中で昇温速度5℃/minでのフイルムの
熱分解開始温度は530℃であつた。 また200℃熱間での引張り強さは15Kg/mm2と優
れたものであつた。 実施例 2 実施例1と同様な装置及び方法で2,8−ジア
ミノジフエニレンオキサイド0.4モル(55.0重量
%)とp−フエニレンジアミン0.6モル(45.0重
量%)とを3,3′,4,4′−ベンゾフエノンテト
ラカルボン酸ジ無水物1モルを反応させた。この
得られた生成物に、予め反応させた4,4′−ジア
ミノジフエニルエーテル1モルとピロメリツト酸
ジ無水物1モルとの生成物を等量混合した。 得られた混合物は無色透明の極めて粘稠なポリ
アミツク酸であり、固有粘度は0.91であつた。 また得られたフイルムは黄色透明で10000回の
折り曲げ試験(JIS−P−8115)でもクラツクを
発生せず可撓性が極めて大きいポリイミド樹脂フ
イルムで、耐熱性も優秀であり、熱分解開始温度
は500℃であつた。 また200℃熱間での引張り強さは13Kg/mm2と優
れたものであつた。 比較例 1 実施例1と同様な装置及び方法でジアミン成分
として4,4′−ジアミノジフエニルエーテルのみ
1モル(100重量%)を用い反応させた。 得られたフイルムは10000回の折り曲げ試験
(JIS−P−8115)でもクラツクを発生せず可撓性
が極めて大きいものであつたが熱分解開始温度は
360℃しかなかつた。 比較例 2 実施例1と同様な装置及び方法で、アミン成分
としてp−フエニレンジアミンのみ1モルを用い
て反応させた。得られた硬化物の熱分解開始温度
は550℃と極めて高かつたが剛直でフイルムにす
ることが出来なかつた。 比較例 3 実施例1と同様な装置及び方法でジアミン成分
として4,4′−ジアミノジフエニルエーテル0.6
モルとp−フエニレンジアミン0.4モルを用い反
応させた。 得られたフイルムは10000回の折り曲げ試験
(JIS−P−8115)でもクラツクを発生せず可撓性
が極めて大きく、熱分解開始温度も490℃と優れ
ていたが、200℃熱間の引張り強さは8Kg/mm2
かなかつた。
[Table] The aromatic tetracarboxylic dianhydrides used in the present invention are pyromellitic dianhydride, benzophenone tetracarboxylic 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) Propane dianhydride, 3,4,
9,10-perylenetetracarboxylic dianhydride, bis(3,4-dicarboxydiphenyl)ether dianhydride, naphthalene-1,2,4,5-tetracarboxylic dianhydride, naphthalene-1,4, 5,
8-Tetracarboxylic dianhydride, 4,8-dimethyl-1,2,3,5,6,7-hexahydronaphthalene-1,2,5,6-tetracarboxylic dianhydride, 2,6- Dichloronaphthalene-1,4,
5,8-tetracarboxylic dianhydride, 2,7-dichloronaphthalene-1,4,5,8-tetracarboxylic dianhydride, 2,3,4,7-tetrachloronaphthalene-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)propane dianhydride, 1,1-bis(2,3-dicarboxyphenyl)ethane dianhydride, 1,1-bis(3,4-dicarboxyphenyl)ethane dianhydride anhydride, bis(2,3-dicarboxyphenyl)methane dianhydride, bis(3,4-dicarboxyphenyl)sulfone dianhydride, benzene-1,2,3,4-tetracarboxylic dianhydride, Thiophene-2,3,4,5-tetracarboxylic dianhydride and the like. Furthermore, among the aromatic diamines used in the present invention, essential components are 2,8-diaminodiphenylene oxide, 4,4'-diaminodiphenyl ether, and p.
- phenylenediamine. An example of how to make 2,8-diaminophenylene oxide is shown in the following reaction formula. [Reference: University of Fukui Faculty of Engineering Research Report 16(2)238
('68)] Of course, aromatic diamines other than those mentioned above can also be used. For example, m-phenylenediamine, 4,4'-diaminodiphenylpropane, 4,4'-diaminodiphenylmethane, benzidine, 4,4'-diaminodiphenyl sulfide, 4,4'-diaminodiphenyl sulfone. , 3,3'-diaminodiphenylsulfone, 2,6-diaminopyridine, bis(4-aminophenyl)phosphine oxide, bis(4-aminophenyl)-N-methylamine, 1,5-diaminonaphthalene, 3,3 '-dimethyl-4,4'-
Diaminobiphenyl, 3,3'-dimethoxybenzidine, 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-aminopentyl)benzene, m-xylyne These include diamine, p-xylylene diamine, bis(p-aminocyclohexyl)methane, and the like. The amount of 2,8-diaminodiphenylene oxide used is preferably 10% by weight or more, and if it is less than this, the effect of improving heat resistance strength will be small. Further, the amount of 4,4'-diaminodiphenyl ether used is preferably 10% by weight or more, and if it is less than this, the effect of improving flexibility will be small. Further, the amount of p-phenylenediamine used is preferably 10% by weight or more, and if it is less than this, the effect of improving the heat resistance temperature will be small. In the present invention, the reaction between the aromatic tetracarboxylic dianhydride and the aromatic diamine is preferably carried out in equimolar amounts as much as possible, and the degree of polymerization is also increased. If the amount of either raw material increases by 5% or more, the degree of polymerization will drop significantly and a low molecular weight product with poor film-forming properties will be obtained, so care must be taken. Usually, using 1 to 3% more of one raw material means that
This is often done to improve workability and processability. The solvent of the reaction system in the present invention is an organic polar solvent whose functional group has a dipole moment that does not react with tetracarboxylic dianhydride or 2,8-diaminodiphenylene oxide. In addition to being inert to the system and solvent to the product, the organic polar solvent must be solvent to at least one, preferably both, of the reaction components. Typical solvents of this type are N,N-
Dimethylformamide, N,N-dimethylacetamide, N,N-diethylformamide, N,N
-Diethyl acetamide, N,N-dimethylmethoxyacetamide, dimethyl sulfoxide, hexamethyl phosphoamide, N-methyl-2-pyrrolidone, pyridine, dimethyl sulfone, tetramethylene sulfone, dimethyltetramethylene sulfone, etc. These solvents can be used alone or used in combination. Other solvents that can be used in combination include benzene, benzonitrile, dioxane,
Nonsolvents such as butyrolactone, xylene, toluene, and cyclohexane are used as dispersion media for raw materials, reaction regulators, volatilization regulators for solvents from products, film leveling agents, and the like. It is generally preferred that the present invention be carried out under anhydrous conditions. This is because the tetracarboxylic dianhydride is ring-opened by water, becomes inactivated, and there is a risk of stopping the reaction. Therefore, it is necessary to remove both the moisture in the raw materials and the moisture in the solvent. However, water is sometimes intentionally added to adjust the progress of the reaction and control the degree of resin polymerization. Further, the present invention is preferably carried out in an inert gas atmosphere. This is to prevent oxidation of diamines. Dry nitrogen gas is generally used as the inert gas. The reaction in the present invention can be carried out in the following various ways. (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 polyimide resins. (2) Conversely, there is also a method of adding a solvent to a mixture of diamines and tetracarboxylic dianhydride while stirring. (3) A commonly used method is to dissolve only diamines in a solvent, and then add tetracarboxylic dianhydride to this in a proportion that allows the reaction rate to be controlled. (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) Furthermore, it is also possible to prepare in advance a polyamic 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) 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) In addition, one in which a part of diamine compounds among diamines is reacted with tetracarboxylic dianhydride, and one in which the remaining diamine compound among diamines is reacted with tetracarboxylic dianhydride. Another option is to mix them before use. The reaction temperature is preferably 0 to 100°C. This is because if the temperature is below 0°C, the reaction rate is slow, and if it is above 100°C, the produced polyamic acid gradually starts the ring-closing reaction. Usually, the reaction is carried out at around 20°C. The degree of polymerization of polyamic acid can be controlled in a planned manner. In order to control the degree of polymerization, it is also possible to end-block with phthalic anhydride or aniline, or add water to open one of the acid anhydride groups and inactivate it. When used, the polyamic acid product produced by the method of the present invention has the adhesion and adhesion properties of various silane coupling agents, borane coupling agents, titanate coupling agents, aluminum coupling agents, and other chelate coupling agents. Improvers, various solvents, and flow agents may be added, and in addition to these, ordinary acid curing agents, amine curing agents,
Small amounts of polyamide curing agents and curing accelerators such as imidazole and tertiary amines may be added, as well as flexibility agents and viscosity modifiers such as rubbers, polysulfides, polyesters, low molecular weight epoxies, talc, clay, mica, Feldspar powder, quartz powder, fillers such as magnesium oxide, carbon black,
Small amounts of colorants such as phthalocyanine blue, flame retardants such as tetrabromophenylmethane and tributyl phosphate, and flame retardant aids such as antimony trioxide and barium metaborate may be added; This opens up many uses. The polyamic acid product produced by the method of the present invention is imidized and cured by heating or by using a dehydrating agent. The heating temperature for the former heating and dehydration treatment is usually 50°C or higher, particularly preferably in the range of 150°C or higher and 200 to 400°C. Although air may be used as the atmosphere in this case, it is often preferable to use non-oxidizing conditions such as reduced pressure or inert gas. 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. [Effects of the Invention] According to the method of the present invention, a polymer using 2,8-diaminodiphenylene oxide, 4,4'-diaminodiphenyl ether, and p-phenylenediamine has a heat resistance that has not been obtained conventionally. Compared to other resins, it is an extremely heat-resistant resin with a good balance of heat resistance and flexibility. That is, the polymer synthesized by the method of the present invention has a large number of aromatic rings and heterocycles in its molecular structure, and therefore has excellent heat resistance. In addition, the main chain of the molecule has a helical shape, which is thought to give it excellent flexibility due to its spring-like effect. Specifically, the uses of the present invention are as follows:
First, it is used as a coating film to protect the surfaces of various electronic equipment, and as a heat-resistant insulating film for multilayer wiring on top of it. For example, semiconductors, transistors, linear ICs,
Hybrid IC, light emitting diode, LSI, super LSI
It is a wiring structure for electronic circuits such as. Furthermore, it is also used to impart heat resistance to various materials, to prevent microwaves, and to prevent radiation. Examples include waveguides for computers, atomic equipment, and interior materials for X-ray equipment. Next, it is used as a coating varnish for high temperatures, such as electric wire coating, magnet wire, dip coating for various electrical parts, and protective coating for metal parts.It is also used as an impregnation varnish for glass cloth, fused silica cloth, graphite fiber, boron, etc. Used for fiber impregnation, radar domes, printed circuit boards, radioactive waste containers, turbine blades, spacecraft requiring high temperature performance and excellent electrical properties,
It is used in other structural parts, and as an interior material for waveguides in computers, atomic equipment, and X-ray equipment to prevent microwaves and radiation. It is also used as a molding material to create self-lubricating sliding surfaces by adding graphite powder, graphite fiber, molybdenum disulfide, and polytetrafluoroethylene to piston rings, valve seats, bearings, seals, etc. It is also used to make jet engine parts, high-strength structural molded parts, etc. by adding glass fiber, graphite fiber, or boron fiber. It is also used as a high-temperature adhesive for bonding electrical circuit parts and structural parts of spacecraft. The heat-resistant resin of the present invention can be used in many other applications. [Example] The present invention will be explained below with reference to Examples. Example 1 In a four-necked separable flask equipped with a thermometer, a stirrer, and a dry nitrogen gas inlet, 0.2 mol (23.0% by weight) of purified anhydrous 2,8-diaminodiphenylene oxide and 4,4'- Take 0.5 mol (58.2% by weight) of diaminodiphenyl ether and 0.3 mol (18.8% by weight) of p-phenylenediamine, and add a mixed solvent of 95% anhydrous N-methyl-2-pyrrolidone and 5% toluene to it. An amount sufficient to bring the solid content of the raw materials to 15% was added and dissolved. Dry nitrogen gas is allowed to flow throughout the entire process from the beginning to the end of the reaction. Next, 1 mol of purified anhydrous pyromellitic dianhydride is added little by little while stirring.
Because it generated heat, cold water at approximately 15°C was circulated in an external water tank to cool it. After addition, the internal temperature was then increased to 20°C.
The reaction was completed by stirring continuously for 10 hours. The obtained product is a yellow transparent extremely viscous polyamic acid with an intrinsic viscosity of 1.18 at 0.5% NMP.
(30℃). Next, drop this polyamic acid onto a glass plate and use a spinner at 200 rpm/min for 10 seconds.
It was rotated for 30 seconds at 1500 rpm/min to form a film. This was heated to 80℃ under reduced pressure, then 150℃, 250℃,
Heat at 350℃ for 30 minutes each to dehydrate and close the ring.
A 20 μm yellow-brown transparent and tough polyimide resin film was obtained. Taking the infrared absorption spectrum of this film,
Strong absorption based on the imide ring was observed at 1780 cm -1 and 730 cm -1 and strong absorption based on the furan ring was observed at 1200 cm -1 . This film has undergone 10,000 bending tests (JIS-
P-8115) does not generate cracks, has great flexibility, and has excellent heat resistance.The temperature at which the film starts to decompose when heated at a heating rate of 5°C/min in air using a differential thermal balance analyzer is 530°C. It was warm at ℃. Furthermore, the tensile strength at 200°C was excellent at 15 kg/mm 2 . Example 2 Using the same apparatus and method as in Example 1, 0.4 mol (55.0% by weight) of 2,8-diaminodiphenylene oxide and 0.6 mol (45.0% by weight) of p-phenylenediamine were mixed into 3,3',4 , 1 mol of 4'-benzophenone tetracarboxylic dianhydride were reacted. To this obtained product, an equal amount of a product of 1 mole of 4,4'-diaminodiphenyl ether and 1 mole of pyromellitic dianhydride, which had been reacted in advance, was mixed. The resulting mixture was a colorless and transparent extremely viscous polyamic acid with an intrinsic viscosity of 0.91. In addition, the obtained film is a polyimide resin film that is yellow and transparent, shows no cracks even after a 10,000-fold bending test (JIS-P-8115), and is extremely flexible.It also has excellent heat resistance, and the temperature at which thermal decomposition starts is low. It was 500℃. Moreover, the tensile strength at 200°C was excellent at 13 Kg/mm 2 . Comparative Example 1 Using the same apparatus and method as in Example 1, a reaction was carried out using only 1 mole (100% by weight) of 4,4'-diaminodiphenyl ether as the diamine component. The obtained film showed no cracks even after 10,000 bending tests (JIS-P-8115) and was extremely flexible; however, the temperature at which thermal decomposition started was
It was only 360℃. Comparative Example 2 Using the same apparatus and method as in Example 1, a reaction was carried out using only 1 mole of p-phenylenediamine as the amine component. The resulting cured product had an extremely high thermal decomposition temperature of 550°C, but was too rigid to be made into a film. Comparative Example 3 Using the same equipment and method as in Example 1, 4,4'-diaminodiphenyl ether 0.6 was used as the diamine component.
mol and 0.4 mol of p-phenylenediamine were used to react. The obtained film showed extremely high flexibility without cracking even after a 10,000-fold bending test (JIS-P-8115), and had an excellent thermal decomposition onset temperature of 490°C, but the tensile strength at 200°C was The weight was only 8Kg/ mm2 .

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 芳香族テトラカルボン酸ジ無水物と芳香族ジ
アミンとよりなるポリイミド樹脂の芳香族ジアミ
ンの成分として2,8−ジアミノジフエニレンオ
キサイドと4,4′−ジアミノジフエニルエーテル
とp−フエニレンジアミンとを必須成分とし、芳
香族テトラカルボン酸ジ無水物と芳香族ジアミン
とのモル比を芳香族テトラカルボン酸ジ無水物:
芳香族ジアミンが100:95〜105とし、0〜100℃
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。 2 2,8−ジアミノジフエニレンオキサイドを
芳香族ジアミン成分として10重量%以上含有する
ことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の耐
熱性樹脂の製造方法。 3 4,4′−ジアミノジフエニルエーテルを芳香
族ジアミン成分として10重量%以上含有すること
を特徴とする特許請求の範囲第1項記載の耐熱性
樹脂の製造方法。 4 p−フエニレンジアミンを芳香族ジアミン成
分として10重量%以上含有することを特徴とする
特許請求の範囲第1項記載の耐熱性樹脂の製造方
法。
[Scope of Claims] 1. 2,8-diaminodiphenylene oxide and 4,4'-diaminodiphenyl ether as components of the aromatic diamine of the polyimide resin comprising aromatic tetracarboxylic dianhydride and aromatic diamine. and p-phenylenediamine as essential components, and the molar ratio of aromatic tetracarboxylic dianhydride and aromatic diamine to aromatic tetracarboxylic dianhydride:
Aromatic diamine: 100:95-105, 0-100℃
A method for producing a heat-resistant resin, characterized in that the reaction is carried out at a temperature of . 2. The method for producing a heat-resistant resin according to claim 1, which contains 10% by weight or more of 2,8-diaminodiphenylene oxide as an aromatic diamine component. 3. The method for producing a heat-resistant resin according to claim 1, which contains 10% by weight or more of 4,4'-diaminodiphenyl ether as an aromatic diamine component. 4. The method for producing a heat-resistant resin according to claim 1, which contains 10% by weight or more of p-phenylenediamine as an aromatic diamine component.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61176630A (en) * 1985-02-01 1986-08-08 Sumitomo Bakelite Co Ltd Production of heat-resistant resin
JPS61181831A (en) * 1985-02-06 1986-08-14 Sumitomo Bakelite Co Ltd Production of heat-resistant resin

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