JPH0362737B2 - - Google Patents

Info

Publication number
JPH0362737B2
JPH0362737B2 JP27192488A JP27192488A JPH0362737B2 JP H0362737 B2 JPH0362737 B2 JP H0362737B2 JP 27192488 A JP27192488 A JP 27192488A JP 27192488 A JP27192488 A JP 27192488A JP H0362737 B2 JPH0362737 B2 JP H0362737B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
weight
parts
resin composition
bismaleimide
bismaleimide resin
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
JP27192488A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH02135229A (en
Inventor
Rin Chennron
Riu Uennryan
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.)
KOGYO GIJUTSU KENKYUIN
Original Assignee
KOGYO GIJUTSU KENKYUIN
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by KOGYO GIJUTSU KENKYUIN filed Critical KOGYO GIJUTSU KENKYUIN
Priority to JP27192488A priority Critical patent/JPH02135229A/en
Publication of JPH02135229A publication Critical patent/JPH02135229A/en
Publication of JPH0362737B2 publication Critical patent/JPH0362737B2/ja
Granted legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Reinforced Plastic Materials (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (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、ビスマレイミド系樹脂組成物の製造
方法に関するものである。 [従来の技術] ビスマレイミド(BMI)樹脂は、新たに開発
されかつ最近市販され始めた種類の樹脂である。
BMI樹脂系は、450〓程度の高温度でさえ相当長
時間にわたり優秀な高温性能を示すことが証明さ
れている。BMI樹脂系は、エポキシ樹脂と同じ
装置で処理することができ、したがつて工業的実
施に容易に用いことができる。これらの理由で、
BMI樹脂系は、高度に熱安定性かつ強靭でなけ
ればならない近代的な高性能複合材料のマトリツ
クスを製造するための理想的な原料であると考え
られている。しかしながら、現在入手しうる
BMI樹脂系は、高温性能において優秀であるが、
2つの主たる欠点(すなわち、貧弱な靭性および
貧弱な処理性)を有する。 熱硬化樹脂の靭性を向上されるべくしばしば採
用される方法は、熱硬化樹脂の製造に際し反応性
液状ゴムを添加することである。この方法は、本
発明により考えられるBMI樹脂系には応用でき
ない。何故なら、この種のBMI樹脂系の高温特
性および機械的性能は安定性と強靭性とが共に低
いゴムの添加によつて悪影響を受けるからある。 1981年にH.D.ステンツエンベルガーに付与さ
れたドイツ特許第810430号は、高性能熱可塑性プ
ラスチツクとBMIもしくはエポキシ樹脂とをた
とえばジクロルメタンのような低沸点の溶媒に溶
解させることにより溶媒系プリプレグを作成して
硬化性樹脂ワニスを得る方法を開示している。た
とえばマトリツクスもしくはラミネートの形態で
ステンツエンベルガー特許の樹脂から得られる製
品は良好な高温特性を示すことが報告されてい
る。しかしながら、溶媒を蒸発させた後の高性能
熱可塑性プラスチツクと添加BMIもしくはエポ
キシ系との間における或る程度の相分離により、
得られる製品の機械的性能が顕著に向上しない。
さらに、溶媒の使用は環境汚染をもたらし、その
実施には追加経費を必要とする。さらに、ステン
ツエンベルガー製品の品質および再現性は、他の
溶媒型プリプレグと同様に、ホツトメルト型プリ
プレグよりも常に貧弱であり、したがつてステン
ツエンベルガーの方法は高品質複合材料の製品を
製造するには好適でない。 上記検討から判るように、当業界は次のことに
努力している: (1) BMI樹脂の機械的性能および高温特性を維
持しながら、その靭性を向上させること、およ
び (2) たとえばホツトメルト型プリプレグ装置によ
り処理して所望のプリプレグを製造したり、或
いは射出成形および樹脂トランスフアー成形に
より処理して最終製品を製造しうるようなホツ
トメルト型樹脂系を提供すること。 クリーブB.バツクネルおよびイワーナK.パー
トリツジは、ブリテイツシユ・ポリマー・ジヤー
ナル(British Polymer Journal)、第15巻
(1983年 3月)において、ポリエーテル−スル
ホン(RES、すなわち高性能熱可塑性プラスチ
ツクの1種)を低分子量エポキシ樹脂に溶解さ
せ、次いで得られた混合物を主エポキシ樹脂系中
に混入することによりエポキシ樹脂の靭性を向上
させる方法を開示してる。しかしながら、エポキ
シ樹脂はBMI樹脂よりも高温特性が貧弱である
ため、エポキシ樹脂を溶媒として使用すれば
BMI樹脂の高温特性が悪影響を受けて、この方
法を非実用的にするであろう。 さらに、高温性能樹脂可塑性プラスチツクの微
小級粉末を充填剤としてBMI樹脂に添加し、そ
の靭性を向上させることも試みられている。これ
も、熱可塑性プラスチツクとBMI樹脂との間の
貧弱な相溶性および界面問題のため失敗してい
る。 初期のBMI樹脂系は、たとえばフランス国ロ
ン−プーラン社により供給されるケリミド601
(Kerimid 601)のようなアミン型硬化剤を使用
した。このような製造されたBMI型は満足な高
温特性を持たない。1985年に、チバ−ガイギー社
はジアリル化合物(すなわち、O,O′−ジアリ
ルビスフエノールA)とBMI樹脂(すなわち、
4,4′−ビスマレイミド−ジフエニルメタン)と
の共重合体を開発した。この方法は、BMI樹脂
をジアリル化合物中に溶解させてホツトメルト型
液体を生成させ、その際温度を上昇させてアリル
基(C=C−C−)とBMI樹脂における炭素二
重結合
[Industrial Field of Application] The present invention relates to a method for producing a bismaleimide resin composition. PRIOR ART Bismaleimide (BMI) resins are a newly developed class of resins that have recently become commercially available.
The BMI resin system has been proven to exhibit excellent high temperature performance for a considerable period of time even at temperatures as high as 450°C. BMI resin systems can be processed in the same equipment as epoxy resins and therefore can be easily used in industrial practice. For these reasons,
The BMI resin system is considered to be an ideal raw material for producing modern high-performance composite matrices, which must be highly thermally stable and tough. However, it is currently available
BMI resin system has excellent high temperature performance, but
It has two major drawbacks: poor toughness and poor processability. A method often employed to improve the toughness of thermoset resins is to add reactive liquid rubber during the production of thermoset resins. This method is not applicable to the BMI resin system contemplated by the present invention. This is because the high temperature properties and mechanical performance of this type of BMI resin system are adversely affected by the addition of rubber, which has low stability and toughness. German Patent No. 810,430, granted to HD Stenzenberger in 1981, makes solvent-based prepregs by dissolving high-performance thermoplastics and BMI or epoxy resins in low-boiling solvents, such as dichloromethane. discloses a method for obtaining a curable resin varnish. It has been reported that products obtained from the Stenzenberger patent resins, for example in the form of matrices or laminates, exhibit good high temperature properties. However, due to some degree of phase separation between the high performance thermoplastic and the added BMI or epoxy system after evaporation of the solvent,
The mechanical performance of the resulting product is not significantly improved.
Furthermore, the use of solvents results in environmental pollution and requires additional costs for its implementation. Furthermore, the quality and reproducibility of Stenzenberger products, like other solvent-based prepregs, is always poorer than that of hotmelt prepregs, and therefore Stenzenberger's method produces high-quality composite products. It is not suitable for As can be seen from the above discussion, the industry is striving to: (1) improve the toughness of BMI resins while maintaining their mechanical performance and high temperature properties; and (2) improve the toughness of BMI resins, e.g. To provide a hot melt type resin system which can be processed by a prepreg apparatus to produce a desired prepreg, or processed by injection molding and resin transfer molding to produce a final product. Cleve B. Backknel and Ivana K. Partridge, in British Polymer Journal, Volume 15 (March 1983), describe polyether-sulfone (RES, a type of high-performance thermoplastic). discloses a method for improving the toughness of epoxy resins by dissolving them in low molecular weight epoxy resins and then incorporating the resulting mixture into the main epoxy resin system. However, epoxy resin has poorer high-temperature properties than BMI resin, so if epoxy resin is used as a solvent,
The high temperature properties of the BMI resin would be adversely affected, making this method impractical. Furthermore, attempts have been made to add fine powder of high-temperature performance resin plastics to BMI resin as a filler to improve its toughness. This has also failed due to poor compatibility and interfacial problems between the thermoplastic and BMI resin. Early BMI resin systems were, for example, Cherimid 601 supplied by Ron Poulenc of France.
(Kerimid 601) was used. Such manufactured BMI types do not have satisfactory high temperature properties. In 1985, Ciba-Geigy introduced a diallyl compound (i.e., O,O'-diallylbisphenol A) and a BMI resin (i.e.,
We have developed a copolymer with 4,4'-bismaleimide-diphenylmethane). This method involves dissolving the BMI resin in a diallyl compound to form a hot melt liquid, and increasing the temperature to bond the allyl group (C=C-C-) and the carbon double bond in the BMI resin.

【式】との間の「エン(ene)」反応 を開始させ、次いでさらに温度を上昇させてデイ
ールス−アルダー反応を行なうとによりBMI樹
脂を硬化させることからなつている。得られる樹
脂マトリツクスは、より高い靭性と向上した熱安
定性とを有すると報告された。しかしながら、達
成された靭性はたとえば航空機用途のような苛酷
な用途にはまだ不充分であり、さらに改善する必
要がある。 [発明が解決しようとする課題] したがつて、本発明の目的は、高温度下で優秀
な機械的性能と高温特性を示すと共にたとえば航
空機部品のような苛酷な用途にも使用しうる複合
材料のための強靭かつ熱安定性のマトリツクスま
で硬化しうるビスマレイミド系樹脂組成物を提供
することにある。 本発明の他の目的は、ホツトメルト状態で生成
されかつ有害な溶媒を使用することなくホツトメ
ルト型操作でさらに処理しうるような複合材料の
ための強靭かつ熱安定性のマトリツクスまで硬化
しうるビスマレイミド系樹脂の提供することにあ
る。 [課題を解決するための手段] 本発明は広義において複合材料用の強靭かつ熱
安定性のマトリツクスまで硬化しうるビスマレイ
ミド系樹脂組成物の製造方法を包含し、この方法
は (1) 3000〜50000の数平均分子量を有する式 のポリエーテル−イミドおよび3000〜50000の
数平均分子量を有する式 のポリエーテル−スルホンよりなる群から選択
される高性能熱可塑性プラスチツクを式 [式中、AおよびBは独立してヒドロキシもし
くは水素を示し、Xは2,2−プロパンジイ
ル、オキシ、スルホニル、スルフイニル、メチ
レン、チオ、ジフルオロメチレン、 または を示し、ここでYは2,2−プロパンジイル、
オキシ、スルホニル、スルフイニル、メチレ
ン、チオもしくはジフルオロメチレンを示す] のジアリル化合物中に100〜240℃の第1溶解温
度で溶解させて第1混合物を生成させ、 (2) 式 [式中、Rはメチレン、2,2−プロパンジイ
ル、ジフルオロメチレン、オキシ、チオ、スル
フイニルもしくはスルホニルを示す] の化合物よりなる群から選択されるビスマレイ
ミド樹脂を前記第1混合物中に100〜170℃で溶
解させて所望の樹脂組成物を得る ことを特徴とする。 製造されたままの硬化性樹脂組成物はホツトメ
ルト状態であつて、溶媒を使用することなくホツ
トメルト型操作でさらに処理することができる。 本出願は発明であると考えられることを特に指
摘しかつ明確に規定するが、本発明を一層良く理
解しるよう以下本発明を実施例と共に詳細に説明
する。 ジアリル化合物は、高温度にて熱安定性である
ことが知られている。さらにジアリル化合物は、
これが「エン(ene)」反応およびBMI樹脂の二
重結合に対するデイールス−アルダー反応を受け
るという点でBMI樹脂に対する優秀な反応性希
釈剤であり、したがつて従来の方法に一般的に必
要とされるたとえばn−メチルピロリドン
(NMP)およびジメチルホルムアミド(DMF)
のような溶媒を使用する必要性を排除することが
できる。さらに、高性能熱可塑性プラスチツクは
高温特性が優秀であることも知られている。たと
えば、大抵の高性能熱可塑性プラツチツクは200
〜300℃程度の高い温度の下で分解しない。上記
思想に基づき、本発明は、従来の樹脂系における
欠点を解消すべく、これらの特徴をBMI樹脂系
に組込む特定の方法に関する。たとえばO,
O′−ジアリルビスフエノール−Aのようなジア
リル化合物は、たとえばポリエーテル−イミド
(PEI)およびポリエーテル−スルホン(PES)
のような高性能熱可塑性プラツチツクを溶解する
ことができ、かつBMI樹脂を得られた混合物に
溶解させれば靭性および高温特性において満足し
うるマトリツクス材料用の硬化性組成物が得られ
ることを予想外に突き止めた。 本発明は、複合材料用の強靭かる熱安定性のマ
トリツクスまで硬化しうるビスマレイミド系樹脂
組成物の製造方法を提供する。本発明の個々の要
素につき以下詳細に説明する。 ビスマレイミド(BMI)樹脂 ロン−プーラン社のケリミド601(Kerimid
601)並びにブーツ−テクノヘミー社のコンピミ
ド751(Compimide 751)およびコンピミド795
(Compimide 795)を包含する多くの市販のBMI
樹脂が存在する。本発明において好適なBMI樹
脂は式: [式中、Rはメチレン、2,2−プロパンジイ
ル、ジフルオロメチレン、オキシ、チオ、スルフ
イニル、もしくはスルホンを示す] の化合物である。最も好適なBMI樹脂はRがメ
チレンを示す上記の化合物、すなわち4,4′−ビ
スマレイミド−ジフエニルメタン(MDAB)で
ある。 本発明の方法により製造される組成物は20〜80
重量部、好ましくは30〜70重量部、特に好ましく
は45〜60重量部のビスマレイミド樹脂を含む。 ジアリル化合物 本発明に使用するのに適したジアリル化合物
は、チバ−ガイギー社から入手しうる5292B、ブ
ーツ−テクノヘミー社から入手しうるTM121ま
たはブーツ−テクノヘミー社から入手しうる
TM123を包含する。これらの商品名は、式: [式中、AおよびBは独立してヒドロキシもしく
は水素を示し、Rは2,2−プロパンジイル、オ
キシ、スルホニル、スルフイニル、メチレン、チ
オ、ジフルオロメチレン、 または を示し、ここでYは2,2−プロパンジイル、オ
キシ、スルホニル、スルフイニル、メチレン、チ
オもしくはジフルオロメチレンを示す] によつて最も良く示される1群の化合物を包含す
る。最も好適なジアリル化合物は、O,O′−ジ
アリルビスフエノールA(DABA)である。 本発明の方法により製造される組成物は20〜80
重量部、より好ましくは30〜70重量部、特に好ま
しくは35〜55重量部のジアリル化合物を含む。 高性能熱可塑性プラツチツク(HPTP) 「高性能熱可塑性プラツチツク」と言う用語
は、本明細書において150℃より高い温度にて相
当長時間にわたり使用しうる熱可塑性樹脂を意味
するために使用される。本発明により考えられる
NPTPは3000〜50000な数平均分子量を有する
式: のポリエーテル−イミド(PEI)並びに3000〜
50000の数平均分子量を有する式: のポリエーテル−スルホン(PES)を包含する。
1種の市販されているPEI樹脂はゼネラル・エレ
クトリツク社から入手しうるウルテム1000
(Ultem1000)であり、かつ1種の市販されてい
るPES樹脂はICI PLC社から入手しうる5003Pで
ある。 本発明の方法により製造されている組成物は0
〜30重量部、好ましくは2〜25重量部、特に好ま
しくは5〜20重量部の上記高性能熱可塑性プラツ
チツクを含む。 本発明の方法により製造される樹脂組成物にお
けるHPTP対BMI樹脂の重量比は、好ましくは
1:100〜1:1である。 方 法 本発明の方法においては、REIもしくはPESを
ジアリル化合物中に所望の比率にて100〜240℃、
好ましくは120〜200℃の温度で溶解させ、その際
PEIもしくはPESが完全に溶解するまで混合物を
撹拌する。この工程は約2〜6時間を要する。溶
解割合(すなわちジアリル化合物の単位重量当り
に溶解するPEIもしくはPESの%)は100%より
も高くしうることが判明した。次いで、BMI樹
脂を得られた混合物中に100〜200℃、好ましくは
140〜160℃の温度にて約30分間撹拌しながら溶解
させる。 本発明の方法により製造される樹脂組成物は、
さらに処理しうるホツトメルト状態である。 本発明の方法では溶媒を使用しない。これは本
発明の改善された特徴の1つであると考えられ
る。 用 途 本発明の方法により製造される硬化性組成物
は、次いでたとえば流延および積層のように処理
するために使用することができる。この硬化性組
成物は、組成比および必要とされている硬化程度
に応じて150〜250℃の温度で硬化させることがで
きる。この硬化を途中で終了させて、さらに処理
するためのB−段階のプリプレグを得ることがで
き、或いはさらに前進させて所望形状のC−段階
の製品を得ることもできる。本発明により製造さ
れる樹脂組成物はホツトメルト状態であるため、
殆ど任意の慣用のホツトメルト型操作を用いるこ
とができる。ホツトメルト型樹脂組成物の再現性
および処理性は常に溶媒型組成物よりも良好であ
るため、本発明により改善された製品が得られ
る。 ホツトメルト型硬化樹脂組成物を硬化させるた
めの任意の方法を用いることができる。典型的な
方法は射出成形、樹脂トランスフアー成形および
予備含浸を包含する。 本発明の硬化性組成物は、たとえば高性能航空
機部品のような構造物品を製造するために使用す
ることができる。 利 点 ジアリル化合物は単独で優秀な熱安定性を示
す。の瞬間的な重合温度は一般に250℃よりも高
い。さらに、その化学構造はPEIもしくはPESの
構造と類似し、その結果これらはPEIおよびPES
に対し高度に混和性である。100〜240℃において
溶解割合(すなわちジアリル化合物の単位重量当
りに溶解するPEIもしくはPESの%)は100%よ
りも高いことが判明した。上記特殊な性質によ
り、ジアリル化合物はPEIもしくはPESとビスマ
レイド樹脂との間の優秀な媒体として作用する。
この方法に基づき、本発明はBMI樹脂系をジア
リル化合物とPEIもしくはPESとの混合物に溶解
させることにより樹脂組成物を製造する。このよ
うに製造された硬化性組成物は、BMI樹脂の熱
安定性とPEIもしくはPESの靭性とを、従来技術
でしばしば遭遇した相容性の問題なしに保持す
る。 さらに本発明の硬化性樹脂は、一般的に望まし
くない有機容媒を用いる必要性を排除するという
利点を有し、したがつて製造コストおよび汚染管
理を減少させることができる。さらに、ホルトメ
ルト型樹脂組成物に対する品質管理は、常にプラ
ント操作において溶媒型樹脂組成物に対するより
も容易である。本発明の方法により製造される硬
化性組成物は、慣用の装置を用いて射出成形、樹
脂トランスフアー成形および予備含浸に用いるこ
とができ、したがつて得られる硬化性組成物は使
用が容易である。 試験法 後記実施例における物理的性質は次の方法によ
つて決定した。 1 破砕靭性 破砕エネルギー(GIC)は、ASTM E339−
83に規定されるように決定する。曲げ弾性率(E)
は、ASTM D790−82に決定する。破砕靭性
(KIC)は、ASTM E399−83法により決定す
る。樹脂試験プレートに対するポアソン比は約
0.38であつた。 2 剪断弾性率(G*) 剪断弾性率は、レオメトリツクス社のRMS
−605型レオメトリー機械分光光度計によつて
決定する。周波数を1Hzに設定し、歪みを0.8
%に設定しかつ温度を5℃/minの速度で350
℃まで上昇させる。 3 水分吸収 水分吸収割合は、ASTM D570−81により
規定されたように決定した。試験プレートの厚
さは約1.5〜1.6mmとする。飽和状態まで水を吸
収する時間は約2週間である。 4 ガラス転移温度(Tg) ガラス転移温度は、デユポン1090熱分析装置
のTMAモデル947型分析装置により決定した。
温度上昇の速度は5℃/minとした。 5 熱重量分析(TGA) デユポン熱分析装置のモデル951型重量分析
装置を熱重量分析に用いた。温度を100℃から
800℃まで20℃/minの速度で上昇させた。パ
ージガスとしては、30ml/minの流速の窒素ガ
スを用いた。 [実施例] 以下、本発明の理解を助けるために実施例によ
り本発明を説明するが、これら実施例は本発明の
範囲を限定するものでない。 実施例 1 ジアリル化合物における高性能熱可塑性プラス
チツクの溶解性 3種のジアリル化合物、すなわちO,O′−ジ
アリルビスフエノールA(DABA)とTM121と
TM123とを用いて、その混和性を観察するため
異なる比および異なる条件にてPEIおよびPESを
溶解させた。溶解は140〜160℃で行なつた。 PEIもしくはPESの代りにポリアミドイミド
(PAI)、ポリフエニレンスルフイド(PPS)また
はポリエーテル−エーテルケトン(PEEK)を比
較目的で用いて、同じ手順を反復した。PAI、
PPSおよびPEEK構造式おおび供給源を下記第
表に示す。 上記観察の結果を下表表に示す。第表に示
されるように、PESおよびPEIはジアリル化合物
中により容易に溶解する。
It consists of curing the BMI resin by initiating an "ene" reaction between the formula and then further increasing the temperature to carry out the Diels-Alder reaction. The resulting resin matrix was reported to have higher toughness and improved thermal stability. However, the toughness achieved is still insufficient for severe applications, such as for example in aircraft applications, and requires further improvement. [Problem to be Solved by the Invention] Therefore, it is an object of the present invention to provide a composite material which exhibits excellent mechanical performance and high temperature properties at high temperatures and which can also be used in severe applications such as aircraft parts. The object of the present invention is to provide a bismaleimide resin composition that can be cured to a tough and thermally stable matrix for the purpose of the present invention. Another object of the invention is to produce bismaleimides which can be produced in the hotmelt state and cured to tough and thermostable matrices for composite materials which can be further processed in hotmelt operations without the use of harmful solvents. The objective is to provide a series of resins. [Means for Solving the Problems] In a broad sense, the present invention encompasses a method for producing a bismaleimide resin composition that can be cured to a tough and thermally stable matrix for composite materials, and the method includes: Formula with number average molecular weight of 50000 polyether-imide with a number average molecular weight of 3000 to 50000 A high performance thermoplastic selected from the group consisting of polyether-sulfones. [wherein A and B independently represent hydroxy or hydrogen, and X is 2,2-propanediyl, oxy, sulfonyl, sulfinyl, methylene, thio, difluoromethylene, or , where Y is 2,2-propanediyl,
oxy, sulfonyl, sulfinyl, methylene, thio or difluoromethylene] at a first dissolution temperature of 100 to 240°C to form a first mixture; [wherein R represents methylene, 2,2-propanediyl, difluoromethylene, oxy, thio, sulfinyl or sulfonyl] A bismaleimide resin selected from the group consisting of the following compounds is added to the first mixture at a concentration of 100 to 170%. It is characterized by obtaining a desired resin composition by melting at ℃. The as-produced curable resin composition is in a hot melt state and can be further processed in hot melt type operations without the use of solvents. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS While it is particularly pointed out and distinctly defined that this application is considered an invention, the present invention will now be described in detail along with examples for a better understanding thereof. Diallyl compounds are known to be thermally stable at high temperatures. Furthermore, diallyl compounds are
It is an excellent reactive diluent for BMI resins in that it undergoes "ene" reactions and Diels-Alder reactions on the double bonds of BMI resins, and is therefore not commonly required in conventional methods. For example, n-methylpyrrolidone (NMP) and dimethylformamide (DMF)
The need to use solvents such as Additionally, high performance thermoplastics are known to have excellent high temperature properties. For example, most high performance thermoplastic plastics have a
Will not decompose under high temperatures of ~300℃. Based on the above idea, the present invention relates to a specific method of incorporating these features into BMI resin systems in order to overcome the drawbacks of conventional resin systems. For example, O,
Diallyl compounds such as O′-diallylbisphenol-A can be used, for example, in polyether-imide (PEI) and polyether-sulfone (PES).
It is anticipated that curable compositions for matrix materials that can dissolve high performance thermoplastic plastics such as BMI resins and that are satisfactory in terms of toughness and high temperature properties can be obtained by dissolving them in the resulting mixture. I pinned it down outside. The present invention provides a method for producing a bismaleimide resin composition that can be cured to a tough and thermally stable matrix for composite materials. Each individual element of the invention will be described in detail below. Bismaleimide (BMI) resin Kerimid 601 (Kerimid 601 from Ron-Poulenc)
601) and boots - Technochemy's Compimide 751 and Compimide 795
Many commercially available BMIs include (Compimide 795)
Resin is present. The BMI resin suitable in the present invention has the formula: [wherein R represents methylene, 2,2-propanediyl, difluoromethylene, oxy, thio, sulfinyl, or sulfone]. The most preferred BMI resin is the above compound in which R represents methylene, namely 4,4'-bismaleimido-diphenylmethane (MDAB). The composition produced by the method of the present invention has between 20 and 80
Parts by weight of bismaleimide resin, preferably 30 to 70 parts by weight, particularly preferably 45 to 60 parts by weight. Diallyl Compounds Diallyl compounds suitable for use in the present invention are 5292B available from Ciba-Geigy, TM121 available from Boots-Technochemy, or TM121 available from Boots-Technochemy.
Includes TM123. These product names are based on the formula: [wherein A and B independently represent hydroxy or hydrogen, R is 2,2-propanediyl, oxy, sulfonyl, sulfinyl, methylene, thio, difluoromethylene, or wherein Y is 2,2-propanediyl, oxy, sulfonyl, sulfinyl, methylene, thio or difluoromethylene]. The most preferred diallyl compound is O,O'-diallylbisphenol A (DABA). The composition produced by the method of the present invention has between 20 and 80
It contains parts by weight of diallyl compound, more preferably 30 to 70 parts by weight, particularly preferably 35 to 55 parts by weight. High Performance Thermoplastics (HPTP) The term "high performance thermoplastics" is used herein to mean thermoplastics that can be used at temperatures above 150° C. for significant periods of time. contemplated by the present invention
NPTP has a number average molecular weight of 3000 to 50000. Formula: polyether-imide (PEI) and 3000 ~
Formula with number average molecular weight of 50000: polyether-sulfone (PES).
One commercially available PEI resin is Ultem 1000, available from General Electric Company.
(Ultem 1000) and one commercially available PES resin is 5003P available from ICI PLC. The composition produced by the method of the present invention has 0
30 parts by weight, preferably 2 to 25 parts by weight, particularly preferably 5 to 20 parts by weight of the above-mentioned high performance thermoplastic plastic. The weight ratio of HPTP to BMI resin in the resin composition produced by the method of the invention is preferably 1:100 to 1:1. Method In the method of the present invention, REI or PES is added to a diallyl compound in a desired ratio at 100 to 240°C.
Melt preferably at a temperature of 120-200°C, in which case
Stir the mixture until the PEI or PES is completely dissolved. This process takes about 2-6 hours. It has been found that the solubility percentage (ie, the % of PEI or PES dissolved per unit weight of diallyl compound) can be higher than 100%. Then, heat the resulting mixture of BMI resin at 100-200℃, preferably
Dissolve while stirring at a temperature of 140-160°C for about 30 minutes. The resin composition produced by the method of the present invention is
It is in a hot melt state that can be further processed. The method of the invention does not use solvents. This is considered to be one of the improved features of the present invention. Applications The curable compositions produced by the method of the invention can then be used for processing, such as casting and lamination. This curable composition can be cured at temperatures between 150 and 250°C depending on the composition ratio and degree of cure required. This curing can be terminated prematurely to obtain a B-stage prepreg for further processing, or it can be advanced further to obtain a C-stage product in the desired shape. Since the resin composition produced according to the present invention is in a hot melt state,
Almost any conventional hot melt type operation can be used. Since the reproducibility and processability of hot-melt resin compositions is always better than that of solvent-based compositions, the present invention provides an improved product. Any method for curing a hot melt curable resin composition can be used. Typical methods include injection molding, resin transfer molding and pre-impregnation. The curable compositions of the present invention can be used, for example, to make structural articles such as high-performance aircraft parts. Advantages Diallyl compounds alone exhibit excellent thermal stability. The instantaneous polymerization temperature of is generally higher than 250°C. Furthermore, their chemical structure is similar to that of PEI or PES, so that they are
Highly miscible with It was found that at 100 DEG -240 DEG C., the dissolution percentage (ie the % of PEI or PES dissolved per unit weight of diallyl compound) was higher than 100%. Due to the above special properties, diallyl compounds act as excellent media between PEI or PES and bismaleide resins.
Based on this method, the present invention produces a resin composition by dissolving the BMI resin system in a mixture of a diallyl compound and PEI or PES. Curable compositions thus prepared retain the thermal stability of BMI resins and the toughness of PEI or PES without the compatibility problems often encountered in the prior art. Additionally, the curable resins of the present invention have the advantage of eliminating the need to use organic vehicles, which are generally undesirable, thus reducing manufacturing costs and contamination control. Furthermore, quality control for hot-melt resin compositions is always easier in plant operations than for solvent-based resin compositions. The curable compositions produced by the method of the invention can be used for injection molding, resin transfer molding and pre-impregnation using conventional equipment, so that the resulting curable compositions are easy to use. be. Test method The physical properties in the examples described below were determined by the following method. 1 Fracture toughness The fracture energy (G IC ) is determined according to ASTM E339-
Decide as provided in Article 83. Flexural modulus (E)
is determined by ASTM D790-82. Fracture toughness (K IC ) is determined by ASTM E399-83 method. Poisson's ratio for the resin test plate is approximately
It was 0.38. 2 Shear modulus (G * ) Shear modulus is RMS of Rheometrics
- Determined by a rheometry mechanical spectrophotometer type 605. Set frequency to 1Hz and distortion to 0.8
% and the temperature was set to 350 at a rate of 5℃/min.
Raise to ℃. 3 Moisture Absorption The percentage moisture absorption was determined as specified by ASTM D570-81. The thickness of the test plate shall be approximately 1.5-1.6 mm. The time to absorb water to saturation is approximately 2 weeks. 4 Glass Transition Temperature (Tg) Glass transition temperature was determined by a DuPont 1090 Thermal Analyzer TMA model 947 analyzer.
The rate of temperature rise was 5°C/min. 5 Thermogravimetric Analysis (TGA) A DuPont Thermal Analyzer Model 951 gravimetric analyzer was used for thermogravimetric analysis. temperature from 100℃
The temperature was increased to 800°C at a rate of 20°C/min. As the purge gas, nitrogen gas was used at a flow rate of 30 ml/min. [Examples] Hereinafter, the present invention will be explained using examples to help understand the present invention, but these examples do not limit the scope of the present invention. Example 1 Solubility of high performance thermoplastics in diallyl compounds
TM123 was used to dissolve PEI and PES at different ratios and under different conditions to observe their miscibility. Dissolution was carried out at 140-160°C. The same procedure was repeated using polyamideimide (PAI), polyphenylene sulfide (PPS) or polyether-etherketone (PEEK) instead of PEI or PES for comparison purposes. PAI,
PPS and PEEK structural formulas and sources are shown in the table below. The results of the above observations are shown in the table below. As shown in the table, PES and PEI dissolve more easily in diallyl compounds.

【表】【table】

【表】【table】

【表】 実施例 2 曲げ弾性率(E)、破砕靭性(KIC)および破砕エ
ネルギー(GIC)の比較 PEIおよびPESを包含する高性能熱可塑性プラ
ツチツクを、DABAおよびTM121を包含する異
なるジアリル化合物に160℃にて約6時間撹拌す
ることにより溶解させた。幾つかの比較例におい
ては、高性能熱可塑性プラスチツクの代りにカル
ボキシ末端ブタジエン/アクリロニトリル共重合
体(CTBN)を使用した。次いでBMI樹脂を得
られた混合物中に約140℃にて約30分間撹拌する
ことにより溶解させた。次いで、得られたホツト
メルトを注型する前に減圧下で10分間脱ガスし
た。注型金型は140℃まで予熱した。次いでホツ
トメルトを注型金型内で硬化させた。硬化サイク
ルは次の通りである: (1) 前硬化 140℃のホツトメルト2℃/minの速度での加熱 〓 200℃ 200℃にて3時間の恒温、次いで2℃/min以下
の速度での冷却 〓 室温 (2) 後硬化 室温2℃/minの速度での加熱 〓 240℃ 240℃にて5時間の恒温、次いで2℃/min以下
の速度での冷却 〓 周囲温度 種々異なる相対比を用いた。使用したBMI樹
脂は4,4′−ビスマレイミド−ジフエニルメタン
とした。曲げ弾性率と破砕靭性と破砕エネルギー
とを測定した。それらの結果を第表に示す。こ
の表から明らかなように、本発明の組成物はより
良好な機械的性質を示す。
[Table] Example 2 Comparison of flexural modulus (E), fracture toughness (K IC ) and fracture energy (G IC ) of high performance thermoplastic plastics including PEI and PES and different diallyl compounds including DABA and TM121. The mixture was dissolved by stirring at 160°C for about 6 hours. In some comparative examples, carboxy-terminated butadiene/acrylonitrile copolymer (CTBN) was used in place of the high performance thermoplastic. The BMI resin was then dissolved in the resulting mixture by stirring at about 140° C. for about 30 minutes. The resulting hotmelt was then degassed under reduced pressure for 10 minutes before casting. The casting mold was preheated to 140°C. The hot melt was then cured in a casting mold. The curing cycle is as follows: (1) Pre-curing Hot melt at 140°C Heating at a rate of 2°C/min = 200°C Constant temperature at 200°C for 3 hours, then cooling at a rate of no more than 2°C/min = Room temperature (2) Post-curing Heating at room temperature at a rate of 2°C/min = 240°C Constant temperature at 240°C for 5 hours, then cooling at a rate of less than 2°C/min = Ambient temperature Different relative ratios were used . The BMI resin used was 4,4'-bismaleimide-diphenylmethane. The flexural modulus, fracture toughness, and fracture energy were measured. The results are shown in Table 1. As is evident from this table, the compositions of the invention exhibit better mechanical properties.

【表】 実施例 3 剪断弾性率(G*、×109ダインイン/cm2)の比
較 種々異なる組成を用いて実施例2と同じ製造手
順を反復した。使用したBMI樹脂は4,4′−ビス
マレイミド−ジフエニルメタンとした。剪断弾性
率を測定し、これを第表に示す。
Table Example 3 Comparison of Shear Modulus (G * , ×10 9 dyne/cm 2 ) The same manufacturing procedure as in Example 2 was repeated using different compositions. The BMI resin used was 4,4'-bismaleimide-diphenylmethane. The shear modulus was measured and is shown in the table.

【表】 第表から明らかなように、117℃における剪
断弾性率は本発明において増大した。 実施例 5 水吸収割合(160〓にて飽和するまで吸収)の
比較 種々異なる組成を用いて実施例2と同じ製造手
順を反復した。これら試料の水吸収速度を測定
し、これら第表に示す。
[Table] As is clear from the table, the shear modulus at 117°C increased in the present invention. Example 5 Comparison of water uptake rates (absorbed to saturation at 160°) The same manufacturing procedure as in Example 2 was repeated using different compositions. The water absorption rates of these samples were measured and are shown in these tables.

【表】【table】

【表】 * 比較
実施例 6 TGA熱分析による比較 種々異なる組成を用いて実施例2と同じ製造手
順を反復した。次いで、試験片をTGA分析によ
り試験した。N2ガスパージ下にて800℃における
TGA分解温度および残留物%を第表に示す。
[Table] * Comparative Example 6 Comparison by TGA Thermal Analysis The same manufacturing procedure as in Example 2 was repeated using different compositions. The specimens were then tested by TGA analysis. At 800℃ under N2 gas purge
The TGA decomposition temperature and % residue are shown in the table.

【表】 * 比較
以上、或る種の好適な実施例につき本発明を説
明したが、本発明の範囲はこれらのみに限定され
ない。
[Table] *Comparison Although the present invention has been described above with reference to certain preferred embodiments, the scope of the present invention is not limited thereto.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 複合材料用の強靭かつ熱安定性のマトリツク
スまで硬化しうるビスマレイミド系樹脂組成物を
製造するに際し、 () 3000〜50000の数平均分子量を有する式 のポリエーテル−イミドおよび3000〜50000の
数平均分子量を有する式 のポリエーテル−スルホンよりなる群から選択
される高性能熱可塑性プラスチツクを式 [式中、AおよびBは独立してヒドロキシもし
くは水素を示し、Xは2,2−プロパンジイ
ル、オキシ、スルホニル、スルフイニル、メチ
レン、チオ、ジフルオロメチレン、 または を示し、ここでYは2,2−プロパンジイル、
オキシ、スルホニル、スルフイニル、メチレ
ン、チオもしくはジフルオロメチレンを示す] のジアリル化合物中に100〜240℃の第1溶解温
度で溶解させて第1混合物を生成させ、 () 式 [式中、Rはメチレン、2,2−プロパンジイ
ル、ジフルオロメチレン、オキシ、チオ、スル
フイニルもしくはスルホニルを示す] の化合物よりなる群から選択されるビスマレイ
ミド樹脂を前記第1混合物中に100〜170℃の第
2溶解温度で溶解させてビスマレイミド系樹脂
組成物をホツトメルト状態で生成させ、これは
溶媒を使用することなくホツトメルト型操作で
さらに処理しうる ことを特徴とするビスマレイミド系樹脂組成物の
製造方法。 2 ビスマレイミド系樹脂組成物が20〜80重量部
のビスマレイミド樹脂と20〜80重量部のジアリル
化合物と0〜30重量部の高性能熱可塑性プラスチ
ツクとからなる請求項1記載の方法。 3 ビスマレイミド系樹脂組成物が30〜70重量部
のビスマレイミド樹脂と30〜70重量部のジアリル
化合物と2〜25重量部の高性能熱可塑性プラスチ
ツクとからなる請求項1記載の方法。 4 ビスマレイミド系樹脂組成物が45〜65重量部
のビスマレイミド樹脂と35〜55重量部のジアリル
化合物と5〜20重量部の高性能熱可塑性プラスチ
ツクとからなる請求項1記載の方法。 5 第1溶解温度が120〜200℃であり、かつ第2
溶解温度が140〜160℃である請求項1記載の方
法。 6 Rがメチレンを示す請求項1記載の方法。 7 Xが2,2−プロパンジイル、オキシ、スル
ホニル、スルフイニル、メチレン、チオもしくは
ジフルオロメチレンを示す請求項1記載の方法。 8 ジアリル化合物がO,O′−ジアリルビスフ
エノールAである請求項1記載の方法。 9 請求項1〜8のいずれか一項に記載の方法に
より製造されるビスマレイミド系樹脂組成物。
[Scope of Claims] 1. In producing a bismaleimide resin composition that can be cured to a tough and thermally stable matrix for composite materials, the formula () having a number average molecular weight of 3,000 to 50,000 is used. polyether-imide with a number average molecular weight of 3000 to 50000 A high performance thermoplastic selected from the group consisting of polyether-sulfones. [wherein A and B independently represent hydroxy or hydrogen, and X is 2,2-propanediyl, oxy, sulfonyl, sulfinyl, methylene, thio, difluoromethylene, or , where Y is 2,2-propanediyl,
oxy, sulfonyl, sulfinyl, methylene, thio or difluoromethylene] at a first dissolution temperature of 100 to 240°C to form a first mixture, [wherein R represents methylene, 2,2-propanediyl, difluoromethylene, oxy, thio, sulfinyl or sulfonyl] A bismaleimide resin selected from the group consisting of the following compounds is added to the first mixture at a concentration of 100 to 170%. A bismaleimide-based resin composition, characterized in that it is melted at a second melting temperature of °C to produce a bismaleimide-based resin composition in a hot melt state, which can be further processed in a hot melt type operation without the use of a solvent. manufacturing method. 2. The method of claim 1, wherein the bismaleimide resin composition comprises 20 to 80 parts by weight of a bismaleimide resin, 20 to 80 parts by weight of a diallyl compound, and 0 to 30 parts by weight of a high performance thermoplastic. 3. The method of claim 1, wherein the bismaleimide resin composition comprises 30 to 70 parts by weight of bismaleimide resin, 30 to 70 parts by weight of diallyl compound, and 2 to 25 parts by weight of high performance thermoplastic. 4. The method of claim 1, wherein the bismaleimide resin composition comprises 45 to 65 parts by weight of bismaleimide resin, 35 to 55 parts by weight of diallyl compound, and 5 to 20 parts by weight of high performance thermoplastic. 5 The first melting temperature is 120 to 200°C, and the second
The method according to claim 1, wherein the melting temperature is 140-160°C. 2. The method according to claim 1, wherein 6R represents methylene. A process according to claim 1, wherein 7X represents 2,2-propanediyl, oxy, sulfonyl, sulfinyl, methylene, thio or difluoromethylene. 8. The method according to claim 1, wherein the diallyl compound is O,O'-diallylbisphenol A. 9. A bismaleimide resin composition produced by the method according to any one of claims 1 to 8.
JP27192488A 1988-10-27 1988-10-27 Manufacture of bismaleimide resin composition Granted JPH02135229A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP27192488A JPH02135229A (en) 1988-10-27 1988-10-27 Manufacture of bismaleimide resin composition

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP27192488A JPH02135229A (en) 1988-10-27 1988-10-27 Manufacture of bismaleimide resin composition

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH02135229A JPH02135229A (en) 1990-05-24
JPH0362737B2 true JPH0362737B2 (en) 1991-09-26

Family

ID=17506760

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP27192488A Granted JPH02135229A (en) 1988-10-27 1988-10-27 Manufacture of bismaleimide resin composition

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH02135229A (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB9709166D0 (en) * 1997-05-06 1997-06-25 Cytec Ind Inc Preforms for moulding process and resins therefor
JP4634659B2 (en) * 2001-07-05 2011-02-16 東罐興業株式会社 Corrugated sheet and packaging box using the same

Also Published As

Publication number Publication date
JPH02135229A (en) 1990-05-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4405770A (en) Novel polyimides, and polyamic acid and ester intermediates thereof
CN107523055B (en) High-temperature-resistant alkynyl mono-maleimide modified bismaleimide resin and preparation method thereof
EP0379468B1 (en) Curable epoxy resin composition containing a thermoplastic resin having phenolic end groups
EP2978794B1 (en) Curable mixtures based on xylylene bismaleimide
US5434226A (en) Epoxy resin toughened with a polyether sulfone and polyarylsulfidesulfone
CN107459650A (en) A kind of modified bismaleimide resin prepolymer and preparation method thereof
US5331063A (en) Tough high performance composite matrix
CN105461922A (en) Low-viscosity thermosetting polyimide resin and preparation method and application thereof
CN106977717A (en) A kind of ester group compound containing alkenyl and preparation method thereof and the bimaleimide resin using its modification
CN111533907A (en) A kind of preparation method of heat-resistant polyimide molding powder containing benzimidazole structure
CN110498923A (en) A kind of easily molded polyimide resin of superhigh temperature resistant and the preparation method and application thereof
JPH02296810A (en) Curable mixture containing bismaleimide and propenyl compound
JPH0362737B2 (en)
JP6567067B2 (en) [(2-Ethoxy-5-trans-1-propen-1-yl) -phenoxyl] terminal compound
JPH04226526A (en) Modified bisimide composition
US5606013A (en) Polyamic acids and polyimides
CN1232568C (en) High-performance high toughness addition type resin matrix composite substrate and process for preparing the same
TWI841168B (en) Liquid crystal-like diamine monomer and method for manufacuturing the same, modified polyimide and method for manufacuturing the same
JPH01299871A (en) Polyamic acid solution, polyimide powder and production thereof
US7605223B1 (en) Low melt viscosity imide oligomers and polyimides therefrom
EP0672045A4 (en)
CN104262586B (en) A kind of high-moduluss and high glass-transition temperature epoxy resin and its preparation and application
RU2415891C2 (en) Binder, preparation method and prepreg
EP0272240A2 (en) Maleimide resins
EP0379467A2 (en) Nitrogen-containing polymers with terminal hydroxyl groups