JPH0364551B2 - - Google Patents

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JPH0364551B2
JPH0364551B2 JP22371686A JP22371686A JPH0364551B2 JP H0364551 B2 JPH0364551 B2 JP H0364551B2 JP 22371686 A JP22371686 A JP 22371686A JP 22371686 A JP22371686 A JP 22371686A JP H0364551 B2 JPH0364551 B2 JP H0364551B2
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heat
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Tokuo Kurokawa
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  • Laminated Bodies (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Polymers With Sulfur, Phosphorus Or Metals In The Main Chain (AREA)
  • Epoxy Resins (AREA)
  • Macromolecular Compounds Obtained By Forming Nitrogen-Containing Linkages In General (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
〔発明の目的〕 (産業上の利用分野) 本発明は、耐湿性の優れたポリイミド系の耐熱
性樹脂組成物に関する。 (従来の技術) 付加反応形のポリイミド樹脂は、積層品、成形
品、接着剤などとしてその優れた加工性が利用さ
れている。 そのうちの第一に、不飽和ジカルボン酸のN,
N′−ビスイミドとジアミンとを反応させるもの
は、積層板用として好適な用途を有するものであ
るが、反面溶媒に溶け難い性質があり、例えば
DMF(ジメチルホルムアミド)など沸点の高い極
性溶媒でなければ溶解し難い性質があるため、加
工性に難点があり、また樹脂溶液のライフが短い
という欠点がある。また第二に、不飽和ジカルボ
ン酸のN,N′−ビスイミドとアミノフエノール
とを反応成分とするものもある。この樹脂は、積
層板用としてバランスのとれた特性を示し、低沸
点溶媒にも溶けて加工性も良いが、耐湿性に難点
があり、例えば得られた銅張積層板などの長期保
存には吸湿に格別の注意を払わなければならな
い。 さらに第三の不飽和ジカルボン酸のN,N′−
ビスイミドとアミノ安息香酸とを反応成分とする
のも積層板用として好適であるが、低沸点溶媒に
対して溶解性が悪く、ガラス布などのプリプレグ
を作る前の樹脂溶液の保存性に注意しなければな
らない等の欠点を有している。 (発明が解決しようとする問題点) 本発明は、上記従来のポリイミド系樹脂の欠点
を改善するためになされたもので、耐熱性はもと
より、耐湿性を大幅に改良し、かつ、低沸点溶媒
に対して溶解性が良く、その結果積層品、成形
品、接着剤等の広い分野で優れた実用性を発揮で
きる耐熱性樹脂組成物を提供することを目的とし
ている。 〔発明の構成〕 (問題点を解決するための手段と作用) 本発明は、 (A) (a) 一般式 (式中、R1は少なくとも2個の炭素原子を有
する2価の基、R2は炭素原子間の二重結合を含
む2価の基を表す)で示される不飽和ジカルボン
酸のN,N′−ビスイミド化合物と(b)一般式 (式中、R3は水素原子、ハロゲン原子又はア
ルキル基を表す)で示されるアミノフエノールと (c) 一般式 (式中、R4,R5は水素原子、アルキル基、ハ
ロゲン原子、−COH3、−OC2H5等の基で活性水素
を含まない基を表す)で示されるアニリン又はア
ニリン誘導体と の反応生成物と、 (B) 分子内に2個以上のエポキシ基を有するエポ
キシ系化合物 を必須成分とすることを特徴とする耐熱性樹脂組
成物で、〔(b)成分+(c)成分〕が前記(a)成分1モル
に対して0.1〜1.0モル、また(B)成分が(a)成分1モ
ルに対して0.2〜2.0当量、かつ〔2(b)成分+(c)成
分〕モルに対して当量以上配合するものが好まし
い。 以下本発明を更に詳細に説明する。 〔〕 必須成分について 〇不飽和ジカルボン酸のN,N′−ビスイミド
化合物: 次の一般式を有するものを使用する。 但し、式中R1は少なくとも2個の炭素原子を
有する2価の基、R2は炭素原子間の二重結合を
含む2価の基を示す。即ちR1としては、直鎖状
もしくは分岐状のアルキレン基、炭素原子5〜6
個の環をもつシクロアルキレン基、酸素、窒素ま
たは硫黄原子のうち少なくとも1個を含む複素環
式基、ベンゼン基または多環式芳香族をはじめ−
NHCO−,NR6−,−SiR6R7−もしくは−SO2
などにより結合された複数個のベンゼン基や脂環
式基などを挙げることができる(ただしR6,R7
は炭素数1〜4個のアルキル基、炭素数5〜6個
の環をもつシクロアルキル基、ベンゼン基を示
す)。 また後者のR2、つまり炭素原子間の二重結合
を含む2価の基としては、例えばマレイン酸残
基、シトラコン酸残基、テトラヒドロフタル酸残
基などが挙げられる。したがつて、上述したR1
およびR2の条件を満たす不飽和ジカルボン酸の
N,N′−ビスイミド化合物としては、具体的に
は次のようなものがあり、これらは各々1種また
は2種以上の混合系で使用することが可能であ
る。 マレイン酸N,N′−4,4′−ジフエニルメタン
ビスイミド、マレイン酸N,N′−4,4′−ジフエ
ニルエーテルビスイミド、マレイン酸N,N′−
パラフエニレンビスイミド、マレイン酸N,
N′−ベンジジンビスイミド、マレイン酸N,
N′−メタキシレンビスイミド、マレイン酸N,
N′−1,5−ナフタレン−ビスイミド、マレイ
ン酸N,N′−4,4′−ジフエニルスルホン−ビス
イミド、マレイン酸N,N′−2,2′−4,4′−ジ
メチレン−シクロヘキサン−ビスイミド、マレイ
ン酸N,N′−4,4′−ジシクロヘキシル−メタン
ビスイミド、マレイン酸N,N′−4,4′−ジフエ
ニルシクロヘキサン−ビスイミド、マレイン酸
N,N′−4,4′−ジフエニル−フエニルアミン−
ビスイミド、マレイン酸N,N′−4,4′−ジフエ
ニル−ジフエニルシラン−ビスイミド、マレイン
酸N,N′−4,4′−ジフエニル硫黄−ビスイミ
ド、マレイン酸N,N′−2,2′−(4,4′−ジフ
エニル)−プロパン−ビスイミド、マレイン酸N,
N′−メタフエニレン−ビスイミド,マレイン酸
N,N′−3,3′−(N,N′−メタフエニレン−ビ
スベンツアミド)ビスイミドなどがある。 ○ アミノフエノール: 次の一般式を有するものを使用する。 一般式 但し、式中R3は水素原子、ハロゲン原子又は
アルキル基を表す。具体的な化合物としては、次
のものが挙げられ、これらは1種又は2種以上の
混合系として使用する。o−アミノフエノール、
m−アミノフエノール、p−アミノフエノール、
2−アミノ−4−クロロフエノール、2−アミノ
−4−メチルフエノール等がある。 ○ アニリン又はアニリン誘導体: 次の一般式を有するものを使用する。 一般式 但し、式中R4,R5は水素原子、アルキル基、
ハロゲン原子、−OCH3、−OC2H5、−COOCH3、−
COOC2H5などの基で活性水素を含まない基で示
され、具体的にはアニリン、o−クロルアニリ
ン、m−トルイジン、メチル−p−アミノ安息香
酸エステルなどで、要するにアニリンの核置換基
に活性水素を含まないものならばいずれでも使用
できる。 ○ エポキシ系化合物: 分子内に少なくとも2個のエポキシ基を有する
低分子量体ないしは高分子量体である。例えばビ
スフエノールAなどに基づくエピビス型化合物の
エピコート828(シエル化学社製、商品名)、アル
キル変性された型のエピクロン800、エピクロン
4050(大日本インキ化学工業社製、商品名)、シヨ
ーダイン(昭和電工社製、商品名)、アラルダイ
トCY−183(チバ化学社製、商品名)などのグリ
シジルエステル系化合物、ノボラツク型のエピコ
ート154(シエル化学社製、商品名)、DEN431、
DEN438(ダウケミカル社製、商品名)、クレゾー
ルノボラツク型のECN1280、ECN1235(チバ化学
社製、商品名)、ウレタン変性型のEPU−6、
EPU−10(旭電化工業社製、商品名)などがあ
る。 更に次の(1)〜(3)式で表されるエポキシ樹脂も使
用できる。 上に挙げたエポキシ樹脂のほかにも、各種のエ
ポキシ樹脂が使用可能であり、要は、条件を適宜
選択すれば、あらゆる種類のエポキシ樹脂を用い
ることができる。 〔〕 耐熱性樹脂組成物の製造法について 本発明の耐熱性樹脂組成物を製造するには、前
出の不飽和ジカルボン酸のN,N′−ビスイミド
化合物にアミノフエノールとアニリン又はアニリ
ン誘導体とを無溶媒もしくは不活性溶媒中で反応
させ、しかる後エポキシ系化合物を添加反応させ
て製造する。上記4成分のモル比は、不飽和ジカ
ルボン酸のN,N′−ビスイミド化合物1モルに
対し、アミノフエノールとアニリン又はアニリン
誘導体との合計を0.1〜1.0モルとし、エポキシ系
化合物を0.2〜2.0当量とすることが好ましい。そ
の理由は、アミノフエノールとアニリン又はアニ
リン誘導体との合計が1.0モルを超えるとその過
剰分に相当するエポキシ系化合物を配合しなけれ
ばならず、その結果、樹脂組成物の最大の特徴で
ある耐熱性が損なわれるためである。 また、0.1モル未満では軟化温度が高く溶解性
が悪くなり低沸点溶媒に溶けなくなり、好ましく
ない。エポキシ系化合物は0.2当量未満では耐湿
性が悪くなり、2.0当量を超えると耐熱性(高温
200℃での曲げ強度や硬度)が損なわれるためで
ある。 上記限定理由を反応的に説明すれば次のように
なる。 本発明によれば、ビスイミド化合物にアミノフ
エノール及び/又はアニリンもしくはアニリン誘
導体が付加され 上記(4),(5)式のような反応生成物が生ずる。従
つてR4やR5に活性水素を含まないような置換基
を選ぶことにより、ビスイミド化合物にアミノフ
エノール単独に反応させるより、反応させるエポ
キシ系化合物の使用量を押さえることができるの
で、耐熱性を損なうことなく耐湿性を改良するこ
とができる。即ち、実験結果から活性水素(−
NH−や−OHなどの水素原子)とエポキシ基と
を十分に反応させれば耐湿性が向上することを確
認したものである。 本発明は4成分の配合順序や反応温度、溶媒は
適宜選択することができ、特に限定されるもので
はない。以下、積層板用、成形用、接着剤用に適
用される代表的な製造工程を例にとつて説明す
る。 反応容器内に、前出の不飽和ジカルボン酸の
N,N′−ビスイミド系化合物とアミノフエノー
ルとアニリン又はアニリン誘導体とを所定の割合
にて仕込む。反応系の温度を100〜200℃に上げて
内容物を熔融し、所定の粘度を示すまで反応を進
めた後、80〜150℃に温度を下げて、所定量のエ
ポキシ系化合物を添加し、このままの温度でかく
拌しながら反応を続行せしめる。反応の進行に伴
い、反応系は順次粘稠化するので、キユアタイム
を測定し、適当な時点まで反応を進める。この反
応物を、アセトン、メチルエチルケトン、ジオキ
サン、テトラヒドロフランなどの溶媒に溶解すれ
ば、ここに積層板用もしくは接着剤用として好適
な用途を有する樹脂溶液を得ることができる。ま
た前記反応物の固形分を粉砕すれば、ここに成形
用に好適な用途を有する粉末を得ることができ
る。 一方、積層板用もしくは接着剤用の樹脂溶液を
調製する場合、最初から溶媒を使用することもで
きる。例えば反応容器内に、前出の不飽和ジカル
ボン酸のN,N′−ビスイミド化合物とアミノフ
エノールとアニリン又はアニリン誘導体とを、ジ
オキサンとともに仕込み、ジオキサンを還流しな
がら所定の粘度を示すまで反応を進めた後、所定
量のエポキシ系化合物を添加する。そしてジオキ
サンを還流しながら適当なキユアタイムを示すま
で反応を続行させれば、ここに積層板用もしくは
接着剤用の樹脂溶液を得ることができる。 かくして調製された樹脂組成物は、用途に応じ
て種々の添加剤や充填剤を配合することができ
る。例えば、成形用に適した組成を得るために
は、上記樹脂組成物にアミン類やイミダゾール等
のエポキシ樹脂用硬化剤を加え、硬化速度の調整
をはかる。また積層板用や接着剤用に適した組成
を得るためには、上記硬化剤の他に、粘着付与剤
や難燃剤などの充填剤を適宜配合することができ
る。 (実施例) 本発明の実施例について説明する。 実施例 1 かく拌機と温度計を備えたフラスコ中にマレイ
ン酸N,N′−4,4′−ジフエニルエーテルビスイ
ミド36.03gと、p−アミノフエノール6.0gと、
アニリン4.15gと、ジオキサン26gとを仕込み、
ジオキサンを還流しながら反応を進めた。気泡粘
度計で62秒/50℃になるまで、12時間反応を進め
た。温度を80℃に下げエピコート828(シエル化学
社製、商品名)29.45gと、ジオキサン51.17gを
添加して更に30分間加熱かく拌を続けて冷却し
た。この溶液中にニポール1072(日本ゼオン社製、
商品名)の15重量%含有メチルエチルケトン溶液
67gと、2−エチル−4−メチル−イミダゾール
0.3gおよび4,4′−ジアミノジフエニルスルホ
ン1.2gをメチルエチルケトン5gに溶解した溶
液とを加えて接着剤を調製した。 この接着剤についてストラツカー法で接着力を
測定した結果53Kg/mm2あつた。次に125μmノーメ
ツクスペーパー(デユポン社製、ポリアミド紙)
に接着剤を約50μm塗布風乾し、さらに50℃で5
分間、80℃で10分間、105℃で10分間、170℃で30
分間と順次乾燥した後、200℃で15時間のアフタ
ーキユアを行つた。真空脱気したシリコーンオイ
ル中、上記乾燥した接着剤付きノーメツクスを
220℃で300時間の劣化試験を行つたが接着力は80
%保持しており、シリコーンオイルの劣化は認め
られず優れた耐熱性を示した。 実施例 2 マレイン酸N,N′−4,4′−ジフエニルメタン
ビスイミド35.83gとo−アミノフエノール1.64
gとp−アミノ安息香酸エチルエステル0.83gを
仕込み、時々かく拌しなが加熱した。内容物は約
130℃で熔融した。この液状物を強くかく拌し、
温度150℃に上げて約15分間反応を進めた後、温
度を120℃に下げて更に15分間反応を進め、温度
を80℃に下げたところでエポキシ樹脂(エピコー
ト1001、シエル化学社製、商品名)20gを加え、
更に1時間加熱かく拌を続けた。次に2−エチル
−4−メチルイミダゾール0.08gとグラフアイト
23gを加えて均一に分散した後、内容物をホウロ
ウびきバツトに流し込み冷却してからミキサーで
粉砕した。この粉末を金型内に収め、温度200℃
で圧力50Kg/cm2、30分間圧縮成形を行い成形品を
得た。この成形品を200℃で15時間アフターキユ
アした後、曲げ強さを測定したところ常温では
9.0Kg/mm2、200℃では8.5Kg/mm2であつた。また
上記成形品を230℃、200時間加熱した後、常温で
の折り曲げ強さを測定したところ、8.8Kg/mm2
あつた。さらに同じ成形品について荷重100Kg、
線速度1m/秒における摩擦係数を求めたところ
0.03であつた。なお、摩擦面の温度は220℃に上
昇していたがほとんど摩耗劣化が認められず優れ
た耐熱性を示した。 実施例 3 マレイン酸N,N′−4,4′−ジフエニルメタン
−ビスイミド358.0g、2−アミノ−4−クロロ
フエノール72.31g、m−トルイジン27.03gを混
合し、かく拌しながら100℃を超えると次第に溶
解をはじめ褐色の液体となる。この液体を120℃
に昇温し、1時間かく拌した。こうして完全にビ
スマレイミドにアミノフエノール、アニリン誘導
体を付加反応させたものをジオキサンで溶解して
50%溶液とし、これを100g(樹脂50g)にエポ
キシノボラツク樹脂(DEN438、ダウケミカル社
製、商品名)を24.5g添加した。更にジメチルベ
ンジルアミン0.25g添加して、かく拌し一様な混
合液とした。アミノシラン処理したガラスクロス
を浸漬し、30分間風乾した後100℃に保持した乾
燥器中で10分間、続いて150℃で7分間乾燥して
プリプレグを作成した。 このプリプレグを数枚重ねて、圧力40Kg/cm2
温度170℃で1時間加熱加圧して積層板を成形し
た。また銅箔(35μm)と貼り合わせて銅張板も
同様に作成した。この積層板を200℃、1時間ア
フターキユアした後、25℃に放冷した時点で折り
曲げ強さを測定したところ55Kg/mm2、また200℃
雰囲気中の折り曲げ強さは25Kg/mm2、また200℃
での表面硬度はバーコール硬度(934−1型)で
62であつた。銅張積層板について(厚さ0.5mm、
銅箔35μm)吸湿性の促進試験として煮沸後300℃
のハンダに浮かべて試験したが煮沸後6時間でも
2分間異常がなかつた。またミーズリング試験
(煮沸後260℃のハンダに20秒間浸漬する)も煮沸
8時間後でも異常がなかつた。 実施例4〜6、比較例1〜2 第1表に示した組成で実施例3と同様な方法で
樹脂組成物を作り特性を測定し第1表に示した。
〔発明の効果〕
本発明によれば、ビスイミド化合物とアミノフ
エノール及び/又はアニリンもしくはアニリン誘
導体との反応生成物における活性水素はエポキシ
系化合物と十分に反応させることが可能になるこ
とによつて、耐熱性を損なうことなく、耐湿性を
改良することができる。 また、脱水縮合反応を伴わない付加反応のため
に、本発明組成物の成形操作では脱泡など煩雑な
操作が不用となり、これが大きな利点となる。更
に低沸点溶媒への溶解性が良好なため、積層板
用、接着剤用に使用すればBステージ化が容易に
達成される利点がある。そしてまた熱的、機械的
および電気的特性も良好で実用上多大な効果を奏
するものである。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 (A) (a) 一般式 (式中、R1は少なくとも2個の炭素原子を有
    する2価の基、R2は炭素原子間の二重結合を含
    む2価の基を表す)で示される不飽和ジカルボン
    酸のN,N′−ビスイミド化合物と (b) 一般式 (式中、R3は水素原子、ハロゲン原子又はア
    ルキル基を表す)で示されるアミノフエノールと (c) 一般式 (式中、R4,R5は水素原子、アルキル基、ハ
    ロゲン原子、−OCH3、−OC2H5等の基で活性水素
    を含まない基を表す) で示されるアニリン又はアニリン誘導体と の反応生成物と、 (B) 分子内に、2個以上のエポキシ基を有するエ
    ポキシ系化合物 を必須成分とすることを特徴とする耐熱性樹脂組
    成物。 2 (a) 1モルに対し〔(b)+(c)〕を0.1〜1.0モル
    配合する特許請求の範囲第1項記載の耐熱性樹
    脂組成物。 3 (a) 1モルに対し(B)を0.2〜2.0当量配合する
    特許請求の範囲第1項又は第2項記載の耐熱性
    樹脂組成物。 4 〔2(b)+(c)〕モルに対し(B)を当量以上配合す
    る特許請求の範囲第1項ないし第3項記載の耐熱
    性樹脂組成物。
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