JPH01152129A - 熱硬化性樹脂組成物 - Google Patents

熱硬化性樹脂組成物

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JPH01152129A
JPH01152129A JP62309426A JP30942687A JPH01152129A JP H01152129 A JPH01152129 A JP H01152129A JP 62309426 A JP62309426 A JP 62309426A JP 30942687 A JP30942687 A JP 30942687A JP H01152129 A JPH01152129 A JP H01152129A
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aromatic amine
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山谷 典正
Masahiro Ota
正博 太田
Teruhiro Yamaguchi
彰宏 山口
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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

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、耐熱性を損なうことなく、優れた機械強度を
有する新規な熱硬化性樹脂組成物に関する。
〔従来の技術〕
従来から、イミド構造を有する熱硬化性樹脂は電気絶縁
性、耐熱性、成形品の寸法安定性に優れた性能を有する
為、産業上広く利用されている。
然しなから、芳香族系ビスマレイミド単独を熱重合して
得られる熱硬化性樹脂は、耐熱性に優れた素材であるが
きわめて脆く、可撓性に乏しいという欠点があった。か
かる欠点を改良する方法として、芳香族系ビスマレイミ
ドと芳香族系ジアミンよりなる熱硬化性樹脂組成物を使
用する試みがあり、例えば、N、N’−4,4’−ジフ
ェニルメタンビスマレイミドと4,4°−ジアミノジフ
ェニルメタンとからなるポリアミノビスマレイミド樹脂
(ロース・ブーラン社製、商品名ケルイミド)が実用化
され、含浸ワニス、積層板、成形品等に広く用いられて
いる(特公昭46−23250)。
しかしながら、これらの熱硬化性樹脂組成物は、耐熱性
が充分でな(、耐衝撃性及び可撓性についても満足のい
くものではなかった。
〔発明が解決しようとしている問題点〕本発明の目的は
、αれたa波強度と耐熱性を有する熱硬化性樹脂組成物
を提供することにある。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明者らは、前記目的を達成するために鋭意研究を行
った結果、 N、N’−4,4’−ジフェニルメタンビ
スマレイミドと特定芳香族アミン樹脂よりなる熱硬化性
樹脂組成物が特に有効であることを見出し、本発明を完
成させた。
すなわち、本発明の熱硬化性樹脂組成物は式(I) で表されるN、N’−4,4’−ジフェニルメタンビス
マレイミド100重量部と式(If)で表される芳香族
−綴代(It) (式中、Aはフェニレン基、アルキル置換フェニレン基
、ジフェニレン基、ジフェニルエーテル基またはナフチ
レニル基を示し、R1はハロゲン原子、水酸基、炭素数
4以下の低級アルコキシ基または炭素数5以下の低級ア
ルキル基を示し、かつR1は互いに同一であっても異な
ってもよく、環を形成してもよい、Ilは1または2を
示し、mは0〜3の整数を示し、入はO〜300の整数
を示す、)アミン樹脂5〜100重量部よりなる熱硬化
性樹脂組成物である。
前記式(I)で表されるN、N’−4,4’−ジフェニ
ルメタンビスマレイミドは通常公知の方法により4.4
°−ジアミノジフェニルメタンと無水マレイン酸を縮合
・脱水反応して、容易に製造できる。
本発明で使用される特定の芳香族アミン樹脂(H)は 一般式(IV) R”0CHz  A  CHzOR”     (■)
(式中、Aはフェニレン基、アルキル置換フェニレン基
、ジフェニレン基、ジフェニルエーテル基またはナフチ
レニル基を示し、Rzは水素原子、アシル基または炭素
数4以下の低級アルキル基を示ス、)で表されるアラル
キルアルコール誘導体1モルに対し、 一般式(I[[) (式中、R1はハロゲン原子、水酸基、炭素数4以下の
低級アルコキシ基または炭素数5以下の低級アルキル基
を示し、かつR1は互いに同一であっても異なってもよ
く、環を形成してもよい、j!は1または2を示し、m
はθ〜3の整数を示す、)で表される芳香族アミン化合
物を1〜15モルの割合で反応させて得られる(特願昭
62−252517)新規な樹脂である。
原料の一般式(IV)で表されるアラルキルアルコール
誘導体のAは などであり、R1は水素原子、アシル基またはアルキル
基である。具体的にはα9.α゛ −ジヒドロキシ−〇
−キシレン、α、α′ −ジヒドロキシ−m−キシレン
、α、α1−ジヒドロキシーp−キシレン、α、α1−
ジアセトキシー〇−キシレン、α、α9−ジアセトキシ
ーm−キシレン、α、α9−ジアセトキシーp−キシレ
ン、α、α1−ジプロピオノキシーp−キシレン、α、
α” −ジ−n−ブチロキシ−p−キシレン、α、α°
−ジメトキシー〇−キシレン、α、α9−ジメトキシー
m−キシレン、α、α1−ジメトキシーp−キシレン、
α、α°−ジェトキシー〇−キシレン、α、α1−ジェ
トキシ−m−キシレン、α、α”−ジェトキシ−p−キ
シレン、α、α゛−ジイソプロポキシー〇−キシレン、
α。α1−ジイソプロポキシ−m−キシレン、α、α1
−ジイソプロポキシーp−キシレン、α、αゝ−ジーn
−プロポキシーp−キシレン、α、α′−ジーn−ブト
キシーm−キシレン、α、α9−ジーn−ブトキシーp
−キシレン、α、α1−ジー5ec−ブトキシーp−キ
シレン、α、α1−ジイソブトキシーp−キシレン、4
.4”−ジヒドロキシメチルジフェニルエーテル、4.
4’−ジヒドロキシメチルジフェニル、2.6−シヒド
ロキシナフタレン、4.4’−ジアセトキシメチルジフ
ェニルエーテル、4.4′−ジアセトキシメチルジフェ
ニル、2.6−ジアセドキシメチルナフタレン、4.4
’−メトキシメチルジフェニルエーテル、4.4’−メ
トキシメチルジフェニル、4.4’−ジェトキシメチル
ジフェニルエーテル、4.4′−ジイソプロポキシメチ
ルジフェニル、4.4’−ジイソブトキシメチルジフェ
ニルエーテル、α、α9−ジメトキシ−2−メチル−P
−キシレン、α、α1−ジメトキシ−3−メチル−m−
キシレン、α、α゛−ジヒドロキシー2.5−ジメチル
−p−キシレン、α、α9−ジメトキシー2.5−ジメ
チル−p−キシレン、α、α゛−ジメトキシー2.4−
ジメチル−1,3−キシレン、α、α゛ −ジメトキシ
ー2.4−ジメチル−1,5−キシレン等を挙げること
ができる。なお、その中でより好適な化合物は、α、α
1−ジメトキシーp−キシレンである。
また、−綴代(I[[)で表される芳香族アミン化合物
のR1はハロゲン原子、水酸基、炭素数4以下の低級ア
ルコキシ基、または炭素数5以下の低級アルキル基であ
り、これらは0〜3個あり、互いに同じであっても異な
ってもよく、環を形成してもよい、アミノ基は1または
2個である。具体的にはアニリン、0−トルイジン、m
−トルイジン、p−)ルイジン、0−エチルアニリン、
m−エチルアニリン、p−エチルアニリン、0−イソプ
ロピルアニリン、m−イソプロピルアニリン、p−イソ
プロピルアニリン、0−n−プロピルアニリン、o−t
ert−ブチルアニリン、p −tert−ブチルアニ
リン、o−n−ブチルアニリン、p −5eC−ブチル
アニリン、2,3−キシリジン、2.4−キシリジン、
2.6−キシリジン、3.4−キシリジン、3.5−キ
シリジン、2−メチル−3−エチルアニリン、2−メチ
ル−4−イソプロピルアニリ7.2.6−シエチルアニ
リン、2−エチル−5−tart−ブチルアニリン、2
.4−ジイソプロピルアニリン、2,4.6− )リメ
チルアニリン、4−クロロアニリン、4−ブロモアニリ
ン、4−フルオロアニリン、3−クロロアニリン、3−
ブロモアニリン、3.4−ジクロロアニリン、3−クロ
ロ−〇−トルイジン、3−クロロ−P−トルイジン、2
.6−シメチルー4−クロロアニリン、0−アミノフェ
ノール、m−アミノフェノール、P−アミノフェノール
、2−アミノ−4−クレゾール、4−アミノ−2−te
rt−ブチルフェノール、2.6−シメチルー4−アミ
ノフェノール、2.6−ジクロ−4−アミノフェノール
、2−アミノ−1,3−レゾルシン、4−アミノ−1,
3−レゾルシン、2−アミノハイドロキノン、2−メト
キシアニリン、3−メトキシアニリン、4−メトキシア
ニリン、2−イソプロポキシアニリン、2.4−ジメト
キシアニリン、0−フェニレンジアミン、m−フェニレ
ンジアミン、p−フェニレンジアミン、2.4−ジアミ
ノトルエン、2.6−ジアミノトルエン、2.4−ジア
ミノエチルベンゼン、2.6−ジアミノエチルベンゼン
、2.4−ジアミノイソプロピルベンゼン、2.4−ジ
アミノ−tert−ブチルベンゼン、2、6−ジアミツ
ーtert−ブチルベンゼン、2,4−ジアミノ−1,
3−ジメチルベンゼン、1.1−ジメチル−4−アミノ
インダン、1.1−ジメチル−4,6−ジアミツインダ
ン等を挙げることができる。なお、好適な化合物はアニ
リン、トルイジン類、キシリジン類、アミノフェノール
類およびジアミン類であり、特に好適なものはアニリン
である。
アラルキルアルコール誘導体(IV)と芳香族アミン化
合物(I[[)との反応は塩酸等の酸触媒の存在下にア
ラルキルアルコール誘導体1モル対して、芳香族アミン
化合物1〜15モル、好ましくは1.1〜10モルの割
合で170〜240’Cの温度で10〜40時間縮合反
応を行う0反応終了後、反応混合物を苛性ソーダで代表
されるアルカリを用いて中和し、水洗を行った後に過剰
の芳香族アミン化合物を減圧除去することにより前記式
(If)の芳香族アミン樹脂を得ることができる。
得られる芳香族アミン樹脂の分子量範囲は300〜60
 、000程度であり、樹脂の軟化点範囲は常温で液状
〜250℃程度である(JIS−に−2548による環
球法軟化点)。
上記式(I)で表されるN、N’−4,4”−ジフェニ
ルメタンビスマレイミドと式(■)で表される芳香族ア
ミン樹脂より熱硬化性樹脂組成物を得るが、この場合、
以下に示す各種の方法が使用できる。
(I)ビスマレイミドと芳香族アミン樹脂を固体一固体
状で粉砕混合したもの、固体−液状で混合したもの、あ
るいはこれを加熱処理してプレポリマーとした後、粉砕
してペレット又は粉状にする、この場合の加熱条件はプ
レポリマーの段階まで部分硬化させる条件がよく、一般
には70〜220°Cの温度で5〜240分、望ましく
は80〜200″Cの温度で10〜180分とすること
が適当である。
(2)ビスマレイミドと芳香族アミン樹脂を有機溶媒に
溶解させ、次いで貧溶媒中に排出し析出してきた結晶を
濾過乾燥してペレットまたは粉状とするか、又は有機溶
媒に溶解後、加熱処理によりプレポリマーの段階まで部
分硬化させた後、貧溶媒中に排出し析出してきた結晶を
濾過乾燥してペレットまたは粉状とする。この場合の条
件も(I)に準する。
使用可能な有機溶媒としては両成分と実質的に反応しな
い溶媒という点で制限を受けるが、このほかに再反応成
分に対する良溶媒であることが望ましい。通常、用いら
れる反応溶媒は塩化メチレン、ジクロロエタン、トリク
ロロエチレンなどのハロゲン化炭化水素、アセトン、メ
チルエチルケトン、シクロヘキサノン、ジイソプロピル
ケトンなどのケトン類、テトラヒドロフラン、ジオキサ
ン、メチルセロソルブなどのエーテル類、ベンゼン、ト
ルエン、クロロベンゼンなどの芳香族化合物、アセトニ
トリル、N、N−ジメチルホルムアミド、N、N−ジメ
チルアセトアミド、ジメチルスルホキシド、N−メチル
−2−ピロリドン、1.3−ジメチル−2−イミダゾリ
ジノンなどの非プロトン性極性溶媒などである。
式(II)で表される芳香族アミン樹脂の配合量は、式
(I)で表されるN、N’−4,4”−ジフェニルメタ
ンビスマレイミド100重量部に対して、5〜100!
1部、好ましくは10〜811部の割合で使用される。
芳香族アミン樹脂が5重量部以下であると、硬化物にし
た場合、きわめて脆く満足な曲げ強度が得られない、ま
た100重量部以上であると硬化物の耐熱性が悪くなる
本発明の熱硬化性樹脂組成物には必要に応じて次の成分
を本発明の目的を損なわない範囲で添加することができ
る。
(イ)硬化促進剤、たとえばアゾ化合物、有機過酸化物
等のラジカル重合開始剤、三級アミン類、四級アンモニ
アム塩類、イミダゾール類、三フフ化ホウ素・アミン塩
等のイオン触媒などである。
(ロ)粉末状の補強剤や充填剤、たとえば酸化アルミニ
ウム、酸化マグネシウムなどの金属酸化物、水酸化アル
ミニウムなどの金属水酸化物、炭酸カルシウム、炭酸マ
グネシウムなどの金属炭酸化物、ケイソウ土粉、塩基性
ケイ酸マグネシウム、焼成りレイ、微粉末シリカ、溶融
シリカ、結晶シリカ、カーボンブラック、カオリン、微
粉末マイカ、石英粉末、水酸化アルミニウムなどの金属
水酸化物、グラファイト、アスベスト、二硫化モリブテ
ン、二酸化アンチモンなど。さらに繊維質の補強材や充
填剤、たとえばガラス繊維、ロックウール、セラミック
繊維、アルミナ繊維、チタン酸カリウム繊維などの無機
質繊維や炭素繊維、芳香族ポリアミドなどの有機質繊維
などである。
(ハ)さらに、最終的な塗膜、接着層、樹脂成形品など
における樹脂の性質を改善する目的で種々の合成樹脂を
配合することができる。たとえばフェノール樹脂、エポ
キシ樹脂、メラミン樹脂、シリコーン樹脂などの熱硬化
性樹脂や、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリサルホ
ン、ポリエーテルサルホン、ポリエーテルエーテルケト
ン、変性ポリフェニレンオキシド、ポリフェニレンサル
ファイド、ポリエーテルイミド、フッ素樹脂などである
本発明の熱硬化性樹脂組成物は、圧縮成形法、トランス
ファー成形法、押出成形法、射出成形性等公知の成形法
により成形され実用に供される。
〔実施例〕
以下、本発明を実施例により説明する。
合成例1 撹拌機、温度計およびディーンスターク共沸蒸留トラッ
プを装着した反応容器に、−綴代(I[[)で表される
芳香族アミン化合物としてのアニリン1116g (I
2,0モル)、−綴代(IV)で表されるアラルキルア
ルコール誘導体としてのα、α”−ジメトキシ−p−キ
シレン665g (4,0モル)および触媒としての3
5%塩酸水溶液626g (6,0モル)を装入し、窒
素ガスを通気させながら昇温した、内温110″Cぐら
いからトラップに留出する水を系外へ除去した。更に昇
温すると約130°Cよりメタノールの留出が認められ
、生成するメタノールを留去しなから昇温をつづけ、1
70°Cに達したのち3時間一定に保った。メタノール
の発生がほとんどなくなり、このあとひきつづき昇温し
で190〜200″Cで12時間反応させた。
次いで、冷却して内温を95°Cに下げ、これに15%
苛性ソーダ水溶液1680 gに加え、撹拌中和を行っ
た。静置後、下層の水層を分液除去し、飽和食塩水30
00 gを加え洗浄分液を行った0次に、窒素気流下し
て加熱脱水を行ったのち、加圧濾過して無機塩等を除い
た。これを2〜3 mmHgの真空下で真空濃縮して未
反応のアニリン519gを回収した。
残量を排出して淡黄褐色のアニリン樹脂945gを得た
以上のようにして得た芳香族アミン樹脂を、高速液体ク
ロマトグラフィーにより組成分析した結果、−綴代(I
I)のn=oは28、n=1は16.8、n=2は1O
05、n=3は7.8、n≧4は36.9 (モル%)
であった。
また、この樹脂のアミン当量(過塩素酸−氷酢酸法)は
0.578当量/(I00g)であり、JIS−に−2
548による環球法軟化点測定装置で測定した軟化点は
68°Cであり、平均分子量は960であった。
合成例2 アニリン745g (8,0モル)とα、α゛ −ジメ
トキシ−p−キシレン664g (4,0モル)および
触媒として35%塩酸水溶液420g (4,0モル)
を用いて、以下合成例1と同様にして反応させ、淡黄褐
色のアニリン樹脂747gを得た。
以上のようにして得た芳香族アミン樹脂を、高速液体ク
ロマトグラフィーにより組成分析した結果、−綴代(n
)のn−0は17.0、n=1は14.5、n−2は1
3.2、n≧3は55.2  (モル%)であった。
また、この樹脂のアミン当量は0.520当量/(I0
0g)であり、軟化点は61”C1平均分子量は210
0であった。
合成例3 一般式(I[[)で表される芳香族アミン化合物として
2.4−ジアミノトルエン244.4g (2,0モル
)を用い、触媒として35%塩酸209g (2,0モ
ル)を用いた以外は実施例1と同様にして反応させ、1
32gの赤褐色油状のジアミノトルエン樹脂を得た。
以上のようにして得た芳香族アミン樹脂を、高速液体ク
ロマトグラフィーにより組成分析した結果、−綴代(I
I)のn−0は44.5、n=1は29.7、n=2は
14.6、n≧3は11.2  (モル%)であった。
また、この樹脂のアミン当量は1.204であり、軟化
点は46℃、平均分子量は550であった。
合成例4 −i式(III)で表される芳香族アミン化合物として
アニリン121.1g (I,3モル)を用い、−綴代
(mV)で表されるアラルキルアルコール誘導体として
α、α° −ジヒドロキシ−m−キシレン138.2g
 (I,0モル)を用い、触媒として濃硫酸33g (
0,325モル)を用いた以外は合成例1と同様にして
反応させ、淡黄褐色のアニリン樹脂151gを得た。
以上のようにして得た芳香族アミン樹脂の当量は0.4
96であり、JIS−に−2548による環球法軟化点
測定装置で測定した軟化点は118℃であり、平均分子
量は6500であった。
合成例5 反応容器に一般式(III)で表される芳香族アミン化
合物としてのP−アミノフェノール109g(I,0モ
ル)、−綴代(IV)で表されるアラルキルアルコール
誘導体としてのα、α° −ジアセトキシ−p−キシレ
ン110.2g (0,5モル)、触媒としての塩化亜
鉛6.8g (0,05モル)とp−トルエンスルホン
酸19g (0,1モル)を装入し、水流ポンプによる
減圧下で反応させた0反応は130℃ぐらいから始まり
3時間で170’Cまで昇温した。途中、生成する酢酸
は深冷トラップで回収した。同温度で3時間保持したの
ち、更に反応温度を200℃まで上げ、200〜210
℃で1時間熟成を行って終了した。95°Cまで冷却し
てからトルエン300m1を加え、撹拌溶解させ、これ
にトリエチルアミン20.2 gを加えたのち、水20
0m1を加え撹拌後、静置して下層である水層を分液除
去した。更にもう一回、水200slで水洗分液を行っ
たのち、真空濃縮してトルエンおよび未反応のp−アミ
ノフェノールを除去した。得られた残香の褐色樹脂とし
てp−アミノフェノールの共縮合樹脂138gを得た。
以上のようにして得た芳香族アミノ樹脂のアミン当量は
0.525であり、JIS−に−2548による環球法
軟化点測定装置で測定した軟化点は94℃であり、平均
分子量は2200であった。
合成例6〜14 一般式(III)で表される芳香族アミン化合物の種8
、−71式(IV)で表されるアラルキルアルコール誘
導体の種類と量、触媒の種類と量および反応条件を表−
1に示すようにした以外は合成例1と同様に反応させ、
表−1に示すような各種芳香族アミン樹脂を得た。
実施例1〜4 撹拌機、還流冷却器および窒素導入管を備えたステンレ
ス製反応容器にN、N’−4,4°−ジフェニルメタン
ビスマレイミドと合成例1で得られた芳香族アミン樹脂
を各々表−2に示した重量部で装入して180℃で20
分加熱溶融し、さらに150℃で減圧下(I0〜15w
mHg) 、 30分脱泡を行った後、室温まて冷却し
、褐色透明なガラス状に固化した樹脂組成物を得た。
該組成物を180°Cに熱した金型に加熱溶融させなが
ら充填した後、50Kg/ ca、  200°Cで3
0分間保持し、圧縮成形して一次成形物を取り出し、さ
らに250℃のオープン中で4時間ポストキュアーして
、縦127mm、横12.7mm、厚さ6.41の硬化
物の試験片を得た。
この試験片の熱変形温度を^STM−D−648に曲げ
試験をASTM−D−790に準じて行い、合わせて空
気中、昇温温度10°C/winにおける熱分解開始温
度を測定したところ表−2の結果を得た。
実施例5〜17および比較例1〜2 N、N’−4,4°−ジフェニルメタンビスマレイミド
100重量部と表−2に示した芳香族アミン樹脂を表−
2に示した重量部用いて、実施例1〜4と同様の扱作を
行い、表−2の結果を得た。
比較例3 N、N’−4,4”−ジフェニルメタンビスマレイミド
と4.4′−ジアミノジフェニルメタンを表−2に示し
た重量部使用した以外、実施例1〜4と同様の操作を行
い、表−2の結果を得た。
比較例4 本発明の樹脂組成物のかわりに、ケルイミド−1050
(日本ポリイミド■製ボリアミノビスマレイミド樹脂)
を用いて実施例1〜4と同様にして成形物をつくり、各
種物性を測定した。結果を表−2に示した。
表−2の結果より本発明による熱硬化性樹脂組成物は曲
げ強度と曲げ弾性率が高く、熱変形温度が290℃以上
、熱分解開始温度340°C以上と耐熱性にも優れてい
る。
〔発明の効果〕
本発明の熱硬化性樹脂は、優れた機械強度と耐熱性を有
し、近年より高度な耐熱性が要求される電気・電子分野
、航空機・車輌等の機械分野等で広くその用途が期待さ
れ、産業上の利用効果は大きい。
特許出願人 三井東圧化学株式会社

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 式( I ) ▲数式、化学式、表等があります▼( I ) で表されるN,N′−4,4′−ジフェニルメタンビス
    マレイミド100重量部と式(II)で表される芳香族一
    般式(II) ▲数式、化学式、表等があります▼(II) (式中、Aはフェニレン基、アルキル置換フェニレン基
    、ジフェニレン基、ジフェニルエーテル基またはナフチ
    レニル基を示し、R^1はハロゲン原子、水酸基、炭素
    数4以下の低級アルコキシ基または炭素数5以下の低級
    アルキル基を示し、かつR^1は互いに同一であっても
    異なってもよく、環を形成してもよい。lは1または2
    を示し、mは0〜3の整数を示し、nは0〜300の整
    数を示す。)アミン樹脂5〜100重量部よりなる熱硬
    化性樹脂組成物。
JP30942687A 1987-10-08 1987-12-09 熱硬化性樹脂組成物 Expired - Fee Related JPH075736B2 (ja)

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DE88309298T DE3883134T2 (de) 1987-10-08 1988-10-06 Aromatische Aminharze, ihr Herstellungsverfahren und diese verwendende wärmehärtende Harzmischungen.
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