JPH0641302A - 熱硬化型ポリイミド樹脂組成物と熱硬化品およびその製造方法 - Google Patents
熱硬化型ポリイミド樹脂組成物と熱硬化品およびその製造方法Info
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Landscapes
- Macromolecular Compounds Obtained By Forming Nitrogen-Containing Linkages In General (AREA)
- Processes Of Treating Macromolecular Substances (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 高耐熱性等の優れた特性を維持しながら、靱
性、可撓性等の機械的特性等とともに接着性にも優れた
熱硬化品、この熱硬化品の原料となる熱硬化型ポリイミ
ド樹脂組成物、および、前記熱硬化品の製造方法を提供
する。 【構成】 組成物は、多官能不飽和イミドと、このイミ
ドとの相溶域を有し且つスルホン基を有する熱可塑性樹
脂と、ポリアミンおよび/またはポリシアン酸エステル
化合物からなる架橋剤とを必須成分として含むものであ
り、この組成物を原料として用い、その多官能不飽和イ
ミドと熱可塑性樹脂とを相溶させた後、前記多官能不飽
和イミドを熱硬化させることにより、ポリイミドが主な
る組成の相と熱可塑性樹脂が主なる組成の相とに分離さ
せ、これら両分離相がともに連続して規則正しく絡み合
った構造を形成している熱硬化品を得る。
性、可撓性等の機械的特性等とともに接着性にも優れた
熱硬化品、この熱硬化品の原料となる熱硬化型ポリイミ
ド樹脂組成物、および、前記熱硬化品の製造方法を提供
する。 【構成】 組成物は、多官能不飽和イミドと、このイミ
ドとの相溶域を有し且つスルホン基を有する熱可塑性樹
脂と、ポリアミンおよび/またはポリシアン酸エステル
化合物からなる架橋剤とを必須成分として含むものであ
り、この組成物を原料として用い、その多官能不飽和イ
ミドと熱可塑性樹脂とを相溶させた後、前記多官能不飽
和イミドを熱硬化させることにより、ポリイミドが主な
る組成の相と熱可塑性樹脂が主なる組成の相とに分離さ
せ、これら両分離相がともに連続して規則正しく絡み合
った構造を形成している熱硬化品を得る。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、ポリイミドに由来す
る高耐熱性を維持しながら、靱性、可撓性等の機械的特
性等とともに接着性にも優れ、そのため、構造材料、接
着材料、成形材料、封止材料、フィルム、積層板等に利
用される熱硬化品、この熱硬化品の原料となる熱硬化型
ポリイミド樹脂組成物、および、この組成物を用いて前
記熱硬化品を製造する方法に関する。
る高耐熱性を維持しながら、靱性、可撓性等の機械的特
性等とともに接着性にも優れ、そのため、構造材料、接
着材料、成形材料、封止材料、フィルム、積層板等に利
用される熱硬化品、この熱硬化品の原料となる熱硬化型
ポリイミド樹脂組成物、および、この組成物を用いて前
記熱硬化品を製造する方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、ポリイミドは、耐熱性を要求され
る用途に広く使用されている。このポリイミドには、大
別して、前駆体であるポリアミド酸の段階で賦形し、そ
の後に熱処理して、イミド閉環を行わせることにより得
られた第1のタイプと、イミド環を持つオリゴマーを熱
架橋させることにより得られた第2のタイプとがある。
る用途に広く使用されている。このポリイミドには、大
別して、前駆体であるポリアミド酸の段階で賦形し、そ
の後に熱処理して、イミド閉環を行わせることにより得
られた第1のタイプと、イミド環を持つオリゴマーを熱
架橋させることにより得られた第2のタイプとがある。
【0003】上記第1のタイプには、ベスペル、カプト
ン、ユーピレックス、Pyralin (いずれも登録商標)等
が属する。これらは、非常に高い耐熱性を持っている
が、成形途中で不溶不融になるため、成形等の取り扱い
が困難である。これに対して、熱可塑性を有するよう
に、分子構造を工夫したポリマーが種々提案されてい
る。しかし、このアプローチでは、成形品は、成形温度
以上では溶融状態となり、耐熱性が大きく低下するた
め、ポリイミド本来の耐熱性を生かした用途への適用は
制限される。
ン、ユーピレックス、Pyralin (いずれも登録商標)等
が属する。これらは、非常に高い耐熱性を持っている
が、成形途中で不溶不融になるため、成形等の取り扱い
が困難である。これに対して、熱可塑性を有するよう
に、分子構造を工夫したポリマーが種々提案されてい
る。しかし、このアプローチでは、成形品は、成形温度
以上では溶融状態となり、耐熱性が大きく低下するた
め、ポリイミド本来の耐熱性を生かした用途への適用は
制限される。
【0004】その点、イミド環を持つオリゴマーを熱架
橋させることにより得られた前記第2のタイプの熱硬化
型ポリイミドは、自由に成形でき、成形品は不溶不融で
あり、しかも高い耐熱性を有しているため、大型コンピ
ュータ用多層プリント基板や、自動車のエンジン内外の
機能部品、宇宙、航空用途の部品等、苛酷な環境下で高
い信頼性を要求される分野に多量に使用されている。
橋させることにより得られた前記第2のタイプの熱硬化
型ポリイミドは、自由に成形でき、成形品は不溶不融で
あり、しかも高い耐熱性を有しているため、大型コンピ
ュータ用多層プリント基板や、自動車のエンジン内外の
機能部品、宇宙、航空用途の部品等、苛酷な環境下で高
い信頼性を要求される分野に多量に使用されている。
【0005】たとえば、下記一般式化6で表される多官
能不飽和イミドは、これを重合、架橋させることによっ
て、非常に架橋密度の高い硬化品を得ることができる。
能不飽和イミドは、これを重合、架橋させることによっ
て、非常に架橋密度の高い硬化品を得ることができる。
【0006】
【化6】
【0007】(式中、Dは炭素−炭素間の二重結合を含
む2価の基を表し、R1 は2官能以上の有機基を表し、
x1 は2以上の整数を表す。) この多官能不飽和イミドの代表的なものは、下式化7で
表されるビスマレイミドである。
む2価の基を表し、R1 は2官能以上の有機基を表し、
x1 は2以上の整数を表す。) この多官能不飽和イミドの代表的なものは、下式化7で
表されるビスマレイミドである。
【0008】
【化7】
【0009】しかし、このビスマレイミドの硬化品は、
非常にもろいという欠点を有するため、靱性、加工性、
耐衝撃性に問題がある。そこで、耐熱性は多少劣るが、
このビスマレイミドモノマーを種々の架橋剤で変性した
ものを使用している。その代表的なものとしては、架橋
剤としてジアミンを用いることにより得られたポリアミ
ノビスマレイミド系樹脂が挙げられ、ケルイミド、キネ
ル(いずれも登録商標)等がこれに属する。これらは、
詳しくは、マイケル付加によるビスマレイミドとジアミ
ンとのオリゴマーを使用し、このオリゴマーを加熱し、
高分子量化と架橋を同時進行させることにより得られた
ものである。その他の例としては、架橋剤として前記ジ
アミンの代わりにポリシアン酸エステル化合物を用いる
ことにより得られたポリイミド等がある。
非常にもろいという欠点を有するため、靱性、加工性、
耐衝撃性に問題がある。そこで、耐熱性は多少劣るが、
このビスマレイミドモノマーを種々の架橋剤で変性した
ものを使用している。その代表的なものとしては、架橋
剤としてジアミンを用いることにより得られたポリアミ
ノビスマレイミド系樹脂が挙げられ、ケルイミド、キネ
ル(いずれも登録商標)等がこれに属する。これらは、
詳しくは、マイケル付加によるビスマレイミドとジアミ
ンとのオリゴマーを使用し、このオリゴマーを加熱し、
高分子量化と架橋を同時進行させることにより得られた
ものである。その他の例としては、架橋剤として前記ジ
アミンの代わりにポリシアン酸エステル化合物を用いる
ことにより得られたポリイミド等がある。
【0010】しかし、ビスマレイミドモノマーを種々の
架橋剤で変性することにより得られた上述のポリイミド
は、いずれも、ビスマレイミド単独の場合に比べて、靱
性や可撓性が若干改良されてはいるが、充分なレベルに
は至っていない。一般に、熱硬化性樹脂の靱性や可撓性
を改良するために、エラストマーに代表される可撓性成
分を熱硬化性樹脂組成物に添加する方法が検討されてい
る。たとえば、両末端にカルボキシル基を有する液状ニ
トリルゴム〔Hycar CTBN(登録商標)等〕をビスマ
レイミドに配合した組成物では、ゴムの球状ドメイン
(島)がイミドマトリックス(海)中に分散した、いわ
ゆる海−島状の相分離構造を形成している。しかし、こ
の手法では、靱性や可撓性は、あまり改良されない。
架橋剤で変性することにより得られた上述のポリイミド
は、いずれも、ビスマレイミド単独の場合に比べて、靱
性や可撓性が若干改良されてはいるが、充分なレベルに
は至っていない。一般に、熱硬化性樹脂の靱性や可撓性
を改良するために、エラストマーに代表される可撓性成
分を熱硬化性樹脂組成物に添加する方法が検討されてい
る。たとえば、両末端にカルボキシル基を有する液状ニ
トリルゴム〔Hycar CTBN(登録商標)等〕をビスマ
レイミドに配合した組成物では、ゴムの球状ドメイン
(島)がイミドマトリックス(海)中に分散した、いわ
ゆる海−島状の相分離構造を形成している。しかし、こ
の手法では、靱性や可撓性は、あまり改良されない。
【0011】熱硬化型ポリイミド樹脂組成物の熱硬化品
の靱性や可撓性を改良する手法として、組成物中に熱可
塑性樹脂を導入する方法が特開平2−58569号およ
び特開平2−305860号の各公報で提案されてい
る。
の靱性や可撓性を改良する手法として、組成物中に熱可
塑性樹脂を導入する方法が特開平2−58569号およ
び特開平2−305860号の各公報で提案されてい
る。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】ところが、熱可塑性樹
脂を導入した、前記従来の熱硬化型ポリイミド樹脂組成
物は、架橋剤が添加されていなかったり、あるいは架橋
剤が添加されていてもこの架橋剤がアリルフェノールで
あったりするため、接着性の点で問題があった。そこ
で、この発明は、従来品に比べて、ポリイミドに由来す
る高耐熱性等の優れた特性を維持しながら、靱性、可撓
性等の機械的特性等とともに接着性にも優れた熱硬化
品、この熱硬化品の原料となる熱硬化型ポリイミド樹脂
組成物、および、この組成物を用いて前記熱硬化品を製
造する方法を提供することを課題とする。
脂を導入した、前記従来の熱硬化型ポリイミド樹脂組成
物は、架橋剤が添加されていなかったり、あるいは架橋
剤が添加されていてもこの架橋剤がアリルフェノールで
あったりするため、接着性の点で問題があった。そこ
で、この発明は、従来品に比べて、ポリイミドに由来す
る高耐熱性等の優れた特性を維持しながら、靱性、可撓
性等の機械的特性等とともに接着性にも優れた熱硬化
品、この熱硬化品の原料となる熱硬化型ポリイミド樹脂
組成物、および、この組成物を用いて前記熱硬化品を製
造する方法を提供することを課題とする。
【0013】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、発明者らは種々検討を重ねた。その結果、熱硬化型
ポリイミド樹脂組成物中に導入する熱可塑性樹脂および
架橋剤としてそれぞれ下記特定のものを用いるようにす
れば、高耐熱性等の優れた特性を維持しながら、靱性、
可撓性等の機械的特性等とともに接着性を充分なレベル
まで改良することが可能になることを実験で確認して、
この発明を完成した。
め、発明者らは種々検討を重ねた。その結果、熱硬化型
ポリイミド樹脂組成物中に導入する熱可塑性樹脂および
架橋剤としてそれぞれ下記特定のものを用いるようにす
れば、高耐熱性等の優れた特性を維持しながら、靱性、
可撓性等の機械的特性等とともに接着性を充分なレベル
まで改良することが可能になることを実験で確認して、
この発明を完成した。
【0014】したがって、この発明にかかる熱硬化型ポ
リイミド樹脂組成物は、下記一般式化8で表される多官
能不飽和イミドと、この多官能不飽和イミドとの相溶域
を有し且つスルホン基を有する熱可塑性樹脂と、前記多
官能不飽和イミドに架橋する架橋剤とを必須成分として
含む熱硬化型ポリイミド樹脂組成物において、前記架橋
剤が、下記一般式化9で表されるポリアミンおよび下記
一般式化10で表されるポリシアン酸エステル化合物の
中の少なくとも1種であることを特徴とする。
リイミド樹脂組成物は、下記一般式化8で表される多官
能不飽和イミドと、この多官能不飽和イミドとの相溶域
を有し且つスルホン基を有する熱可塑性樹脂と、前記多
官能不飽和イミドに架橋する架橋剤とを必須成分として
含む熱硬化型ポリイミド樹脂組成物において、前記架橋
剤が、下記一般式化9で表されるポリアミンおよび下記
一般式化10で表されるポリシアン酸エステル化合物の
中の少なくとも1種であることを特徴とする。
【0015】
【化8】
【0016】(式化8中、Dは炭素−炭素間の二重結合
を含む2価の基を表し、R1 は2官能以上の有機基を表
し、x1 は2以上の整数を表す。)
を含む2価の基を表し、R1 は2官能以上の有機基を表
し、x1 は2以上の整数を表す。)
【0017】
【化9】
【0018】(式化9中、R2 は2官能以上の有機基を
表し、x2 は2以上の整数を表す。)
表し、x2 は2以上の整数を表す。)
【0019】
【化10】
【0020】(式化10中、R3 は少なくとも1個の芳
香環を有する2官能以上の有機基を表し、x3 は2以上
の整数を表す。) この発明にかかる熱硬化品は、前記熱硬化型ポリイミド
樹脂組成物の熱硬化品であって、ポリイミドが主なる組
成の相と、熱可塑性樹脂が主なる組成の相に分離してお
り、これら両分離相が、ともに連続して規則正しく絡み
合った構造を形成しているものである。
香環を有する2官能以上の有機基を表し、x3 は2以上
の整数を表す。) この発明にかかる熱硬化品は、前記熱硬化型ポリイミド
樹脂組成物の熱硬化品であって、ポリイミドが主なる組
成の相と、熱可塑性樹脂が主なる組成の相に分離してお
り、これら両分離相が、ともに連続して規則正しく絡み
合った構造を形成しているものである。
【0021】この発明にかかる、熱硬化品の製造方法
は、前記熱硬化型ポリイミド樹脂組成物を原料として用
い、その多官能不飽和イミドと熱可塑性樹脂とを相溶さ
せた後、前記多官能不飽和イミドを架橋剤と反応させ、
熱硬化させることにより、ポリイミドが主なる組成の相
と熱可塑性樹脂が主なる組成の相とに分離させ、これら
両分離相が、ともに連続して規則正しく絡み合った構造
を形成している熱硬化品を得るようにする方法である。
は、前記熱硬化型ポリイミド樹脂組成物を原料として用
い、その多官能不飽和イミドと熱可塑性樹脂とを相溶さ
せた後、前記多官能不飽和イミドを架橋剤と反応させ、
熱硬化させることにより、ポリイミドが主なる組成の相
と熱可塑性樹脂が主なる組成の相とに分離させ、これら
両分離相が、ともに連続して規則正しく絡み合った構造
を形成している熱硬化品を得るようにする方法である。
【0022】前記一般式化8で表される多官能不飽和イ
ミド(以下、これを単に「多官能不飽和イミド」と称す
る。)としては、特に限定はされないが、たとえば、マ
レイン酸N,N′−エチレン−ビス−イミド、マレイン
酸N,N′−ヘキサメチレン−ビス−イミド、マレイン
酸N,N′−メタフェニレン−ビス−イミド、マレイン
酸N,N′−パラフェニレン−ビス−イミド、マレイン
酸N,N′−4,4′−ジフェニルメタン−ビス−イミ
ド〔前記式化7で表されるもの、N,N′−メチレンビ
ス(N−フェニルマレイミド)とも言う。〕、マレイン
酸N,N′−4,4′−ジフェニルエーテル−ビス−イ
ミド、マレイン酸N,N′−4,4′−ジフェニルスル
フォン−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′−α,α′−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′−メタキシリ
レン−ビス−イミドおよびマレイン酸N,N′−ジフェ
ニルシクロヘキサン−ビス−イミド等が挙げられる。こ
れらは、無水マレイン酸と各種ジアミンとを反応させ
て、アミド酸を生成させた後、このアミド酸を脱水閉環
反応させることにより得られた多官能不飽和イミドであ
るが、無水マレイン酸の代わりに、他の酸無水物、たと
えば、無水シトラコン酸、無水イタコン酸、テトラヒド
ロ無水フタル酸、無水ナジック酸、ならびに、これらの
ハロゲン置換体、アルキル置換体等を用いることにより
得られた多官能不飽和イミドであってもよい。その他の
多官能不飽和イミドの例としては、下式化11〜13で
表されるもの等が挙げられる。
ミド(以下、これを単に「多官能不飽和イミド」と称す
る。)としては、特に限定はされないが、たとえば、マ
レイン酸N,N′−エチレン−ビス−イミド、マレイン
酸N,N′−ヘキサメチレン−ビス−イミド、マレイン
酸N,N′−メタフェニレン−ビス−イミド、マレイン
酸N,N′−パラフェニレン−ビス−イミド、マレイン
酸N,N′−4,4′−ジフェニルメタン−ビス−イミ
ド〔前記式化7で表されるもの、N,N′−メチレンビ
ス(N−フェニルマレイミド)とも言う。〕、マレイン
酸N,N′−4,4′−ジフェニルエーテル−ビス−イ
ミド、マレイン酸N,N′−4,4′−ジフェニルスル
フォン−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′−α,α′−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′−メタキシリ
レン−ビス−イミドおよびマレイン酸N,N′−ジフェ
ニルシクロヘキサン−ビス−イミド等が挙げられる。こ
れらは、無水マレイン酸と各種ジアミンとを反応させ
て、アミド酸を生成させた後、このアミド酸を脱水閉環
反応させることにより得られた多官能不飽和イミドであ
るが、無水マレイン酸の代わりに、他の酸無水物、たと
えば、無水シトラコン酸、無水イタコン酸、テトラヒド
ロ無水フタル酸、無水ナジック酸、ならびに、これらの
ハロゲン置換体、アルキル置換体等を用いることにより
得られた多官能不飽和イミドであってもよい。その他の
多官能不飽和イミドの例としては、下式化11〜13で
表されるもの等が挙げられる。
【0023】
【化11】
【0024】
【化12】
【0025】
【化13】
【0026】(式化11〜13中、mおよびnはそれぞ
れ正の整数を表す。) 多官能不飽和イミドは、1種のみを用いてもよいし、2
種以上を併用してもよい。この発明では、必要に応じ
て、多官能不飽和イミド以外の熱硬化性樹脂を多官能不
飽和イミドと併用してもよい。多官能不飽和イミド以外
の熱硬化性樹脂としては、この発明の目的の達成を阻害
しないものであれば、特に限定はされないが、たとえ
ば、エポキシ樹脂等を用いることができる。多官能不飽
和イミドの含有率は、熱硬化性樹脂成分全体に対して3
5重量%以上であることが好ましい。多官能不飽和イミ
ドの含有率がこの範囲よりも低いと、耐熱性が低下する
からである。
れ正の整数を表す。) 多官能不飽和イミドは、1種のみを用いてもよいし、2
種以上を併用してもよい。この発明では、必要に応じ
て、多官能不飽和イミド以外の熱硬化性樹脂を多官能不
飽和イミドと併用してもよい。多官能不飽和イミド以外
の熱硬化性樹脂としては、この発明の目的の達成を阻害
しないものであれば、特に限定はされないが、たとえ
ば、エポキシ樹脂等を用いることができる。多官能不飽
和イミドの含有率は、熱硬化性樹脂成分全体に対して3
5重量%以上であることが好ましい。多官能不飽和イミ
ドの含有率がこの範囲よりも低いと、耐熱性が低下する
からである。
【0027】この発明で架橋剤として用いられる、前記
一般式化9で表されるポリアミンおよび前記一般式化1
0で表されるポリシアン酸エステル化合物は、いずれも
多官能不飽和イミド中の炭素−炭素二重結合と反応する
ことにより架橋するものであり、これらの架橋剤の中か
ら1種または2種以上が選択されて用いられる。前記一
般式化9で表されるポリアミンの具体例としては、特に
限定はされないが、たとえば、4,4′−ジアミノジシ
クロヘキシルメタン、1,4−ジアミノシクロヘキサ
ン、2,6−ジアミノピリジン、メタフェニレンジアミ
ン、パラフェニレンジアミン、4,4′−ジアミノ−ジ
フェニルメタン、2,2−ビス−(4−アミノフェニ
ル)プロパン、ベンジジン、4,4′−ジアミノフェニ
ルオキサイド、4,4′−ジアミノジフェニルサルファ
イド、4,4′−ジアミノジフェニルスルフォン、ビス
−(4−アミノフェニル)ジフェニルシラン、ビス−
(4−アミノフェニル)メチルフォスフィンオキサイ
ド、ビス−(3−アミノフェニル)メチルフォスフィン
オキサイド、ビス−(4−アミノフェニル)フェニルフ
ォスフィンオキサイド、ビス−(4−アミノフェニル)
フェニラミン、1,5−ジアミノナフタレン、メタキシ
リレンジアミン、パラキシリレンジアミン、1,1−ビ
ス−(パラアミノフェニル)フタラン、ヘキサメチレン
ジアミンおよび下式化14〜15で表されるポリアミン
等が挙げられる。
一般式化9で表されるポリアミンおよび前記一般式化1
0で表されるポリシアン酸エステル化合物は、いずれも
多官能不飽和イミド中の炭素−炭素二重結合と反応する
ことにより架橋するものであり、これらの架橋剤の中か
ら1種または2種以上が選択されて用いられる。前記一
般式化9で表されるポリアミンの具体例としては、特に
限定はされないが、たとえば、4,4′−ジアミノジシ
クロヘキシルメタン、1,4−ジアミノシクロヘキサ
ン、2,6−ジアミノピリジン、メタフェニレンジアミ
ン、パラフェニレンジアミン、4,4′−ジアミノ−ジ
フェニルメタン、2,2−ビス−(4−アミノフェニ
ル)プロパン、ベンジジン、4,4′−ジアミノフェニ
ルオキサイド、4,4′−ジアミノジフェニルサルファ
イド、4,4′−ジアミノジフェニルスルフォン、ビス
−(4−アミノフェニル)ジフェニルシラン、ビス−
(4−アミノフェニル)メチルフォスフィンオキサイ
ド、ビス−(3−アミノフェニル)メチルフォスフィン
オキサイド、ビス−(4−アミノフェニル)フェニルフ
ォスフィンオキサイド、ビス−(4−アミノフェニル)
フェニラミン、1,5−ジアミノナフタレン、メタキシ
リレンジアミン、パラキシリレンジアミン、1,1−ビ
ス−(パラアミノフェニル)フタラン、ヘキサメチレン
ジアミンおよび下式化14〜15で表されるポリアミン
等が挙げられる。
【0028】
【化14】
【0029】
【化15】
【0030】(式化14〜15中、nは正の整数を表
す。) 前記一般式化10で表されるポリシアン酸エステル化合
物の具体例としては、特に限定はされないが、たとえ
ば、下式化16〜30で表されるもの等が挙げられる。
す。) 前記一般式化10で表されるポリシアン酸エステル化合
物の具体例としては、特に限定はされないが、たとえ
ば、下式化16〜30で表されるもの等が挙げられる。
【0031】
【化16】
【0032】
【化17】
【0033】
【化18】
【0034】
【化19】
【0035】
【化20】
【0036】
【化21】
【0037】
【化22】
【0038】
【化23】
【0039】
【化24】
【0040】
【化25】
【0041】
【化26】
【0042】
【化27】
【0043】
【化28】
【0044】
【化29】
【0045】
【化30】
【0046】(式化30中、nは正の整数を表す。) しかし、ポリシアン酸エステル化合物は、上記のものに
限定されず、これら化合物の類似品、たとえば、官能基
数がもっと多いものや、アルキル置換体等を用いてもよ
い。この発明で用いられる熱可塑性樹脂は、多官能不飽
和イミドとの相溶域を有し且つスルホン基を有するもの
である。ここで、熱可塑性樹脂が多官能不飽和イミドと
の相溶域を有するとは、温度および組成の選択により、
多官能不飽和イミドと熱可塑性樹脂とを相溶化させるこ
とが可能であることを意味する。使用できる熱可塑性樹
脂としては、特に限定はされないが、たとえば、ポリエ
ーテルスルホン、ポリスルホン等が挙げられる。より具
体的には、下式化31で表されるポリエーテルスルホ
ン、下式化32で表されるポリスルホンが挙げられる。
熱可塑性樹脂は、1種のみを用いてもよいし2種以上を
併用してもよい。
限定されず、これら化合物の類似品、たとえば、官能基
数がもっと多いものや、アルキル置換体等を用いてもよ
い。この発明で用いられる熱可塑性樹脂は、多官能不飽
和イミドとの相溶域を有し且つスルホン基を有するもの
である。ここで、熱可塑性樹脂が多官能不飽和イミドと
の相溶域を有するとは、温度および組成の選択により、
多官能不飽和イミドと熱可塑性樹脂とを相溶化させるこ
とが可能であることを意味する。使用できる熱可塑性樹
脂としては、特に限定はされないが、たとえば、ポリエ
ーテルスルホン、ポリスルホン等が挙げられる。より具
体的には、下式化31で表されるポリエーテルスルホ
ン、下式化32で表されるポリスルホンが挙げられる。
熱可塑性樹脂は、1種のみを用いてもよいし2種以上を
併用してもよい。
【0047】
【化31】
【0048】
【化32】
【0049】上記式化31〜32中、繰り返し数n1 〜
n2 は、それぞれ、正の整数であればよいが、多官能不
飽和イミドとの相溶性または熱硬化品の耐熱性をより良
くするためには、それぞれ、30〜1000であること
が好ましく、50〜300であることがより好ましい。
熱可塑性樹脂の配合比については、特に限定はされない
が、たとえば、多官能不飽和イミド100重量部に対し
て、熱可塑性樹脂が5〜100重量部であることが好ま
しく、10〜50重量部であることがより好ましい。も
しも、熱可塑性樹脂の配合比が上記の範囲を外れる場合
は、有効な相分離構造の制御が困難になるからである。
n2 は、それぞれ、正の整数であればよいが、多官能不
飽和イミドとの相溶性または熱硬化品の耐熱性をより良
くするためには、それぞれ、30〜1000であること
が好ましく、50〜300であることがより好ましい。
熱可塑性樹脂の配合比については、特に限定はされない
が、たとえば、多官能不飽和イミド100重量部に対し
て、熱可塑性樹脂が5〜100重量部であることが好ま
しく、10〜50重量部であることがより好ましい。も
しも、熱可塑性樹脂の配合比が上記の範囲を外れる場合
は、有効な相分離構造の制御が困難になるからである。
【0050】架橋剤として前記式化9で表されるポリア
ミンを用いる場合、多官能不飽和イミド(r1:不飽和イ
ミド基の当量)とポリアミン(r2:アミノ基の当量)と
の配合比は、当量比(r1/r2)で1.2以上の範囲内で
あることが好ましい。もしも、この配合比が、上記の範
囲よりも小さくなると(ポリアミンの量が多くなりすぎ
ると)、硬化を行う際、硬化時間が短くなり、その結
果、靱性等の改善に有効な相分離構造の形成が困難にな
るとともに、熱硬化品の成形も難しくなるからである。
ミンを用いる場合、多官能不飽和イミド(r1:不飽和イ
ミド基の当量)とポリアミン(r2:アミノ基の当量)と
の配合比は、当量比(r1/r2)で1.2以上の範囲内で
あることが好ましい。もしも、この配合比が、上記の範
囲よりも小さくなると(ポリアミンの量が多くなりすぎ
ると)、硬化を行う際、硬化時間が短くなり、その結
果、靱性等の改善に有効な相分離構造の形成が困難にな
るとともに、熱硬化品の成形も難しくなるからである。
【0051】多官能不飽和イミドとポリアミンは、それ
ぞれ、単独モノマーの形で用いてもよいし、あらかじめ
極性溶媒中で両者を反応させ、プレポリマー化させてお
いたものを用いてもよい。このようなプレポリマー化反
応をあらかじめ行う場合は、多官能不飽和イミドのホモ
ポリマーの生成を防止するため、60〜95℃の温度で
プレポリマー化させることが好ましい。また、このプレ
ポリマー化反応は、長時間行わせると、得られるプレポ
リマーの分子量が大きくなりすぎ、その結果、熱可塑性
樹脂との相溶性が阻害されるので、好ましくない。そこ
で、分子量が1万を超える成分が10%以内である状態
で反応を止めることが好ましい。
ぞれ、単独モノマーの形で用いてもよいし、あらかじめ
極性溶媒中で両者を反応させ、プレポリマー化させてお
いたものを用いてもよい。このようなプレポリマー化反
応をあらかじめ行う場合は、多官能不飽和イミドのホモ
ポリマーの生成を防止するため、60〜95℃の温度で
プレポリマー化させることが好ましい。また、このプレ
ポリマー化反応は、長時間行わせると、得られるプレポ
リマーの分子量が大きくなりすぎ、その結果、熱可塑性
樹脂との相溶性が阻害されるので、好ましくない。そこ
で、分子量が1万を超える成分が10%以内である状態
で反応を止めることが好ましい。
【0052】架橋剤として前記式化10で表されるポリ
シアン酸エステル化合物を用いる場合、多官能不飽和イ
ミド(r1:不飽和イミド基の当量)とポリシアン酸エス
テル化合物(r3:シアネート基の当量)との配合比は、
当量比(r1/r3)で0.5以上の範囲内であることが好
ましい。もしも、この配合比が、上記の範囲よりも小さ
くなると(ポリシアン酸エステル化合物の量が多くなり
すぎると)、硬化を行う際、有効な相分離構造の形成が
困難になるとともに、ベース硬化物のガラス転移温度T
gが低くなり、耐熱性が低くなるからである。
シアン酸エステル化合物を用いる場合、多官能不飽和イ
ミド(r1:不飽和イミド基の当量)とポリシアン酸エス
テル化合物(r3:シアネート基の当量)との配合比は、
当量比(r1/r3)で0.5以上の範囲内であることが好
ましい。もしも、この配合比が、上記の範囲よりも小さ
くなると(ポリシアン酸エステル化合物の量が多くなり
すぎると)、硬化を行う際、有効な相分離構造の形成が
困難になるとともに、ベース硬化物のガラス転移温度T
gが低くなり、耐熱性が低くなるからである。
【0053】この発明の熱硬化型ポリイミド樹脂組成物
は、必要に応じては、その硬化反応を促進させる目的
で、触媒を含んでいてもよい。使用できる触媒として
は、特に限定はされないが、たとえば、以下に列記する
もの等が挙げられる。有機塩基、たとえば、N,N−ジ
メチルアニリン、N,N−ジメチルトルイジン、N,N
−ジメチル−p−アニシジン、p−ハロゲノ−N,N−
ジメチルアニリン、2−N−エチルアニリノエタノー
ル、トリ−n−ブチルアミン、ピリジン、キノリン、N
−メチルモルホリン、トリエタノールアミンや、2−ウ
ンデシルイミダゾール、2−フェニルイミダゾール、2
−メチルイミダゾール、2−エチル−4−メチルイミダ
ゾール、ベンジルジメチルアミンイミダゾール類、ベン
ツイミダゾール類等の第3級アミン類およびそれらのア
ンモニウム塩;トリフェニルホスフィン等のリン化合
物;フェノ ール、クレゾール、キシレノール、レゾルシ
ン、フロログルシン等のフェノール類;ナフテン酸鉛、
ステアリン酸鉛、ナフテン酸亜鉛、オレイン酸スズ、ジ
ブチル錫マレエート、ナフテン酸マンガン、ナフテン酸
コバルト等の有機金属塩;SnCl2 、ZnCl2 、A
lCl3 等の塩化物;アルカリ金属化合物等のイオン触
媒;アゾビスイソブチロニトリルや、ジクミルパーオキ
サイド等の有機過酸化物等のラジカル触媒;アセチルア
セトナートおよびその遷移金属塩;等の触媒である。
は、必要に応じては、その硬化反応を促進させる目的
で、触媒を含んでいてもよい。使用できる触媒として
は、特に限定はされないが、たとえば、以下に列記する
もの等が挙げられる。有機塩基、たとえば、N,N−ジ
メチルアニリン、N,N−ジメチルトルイジン、N,N
−ジメチル−p−アニシジン、p−ハロゲノ−N,N−
ジメチルアニリン、2−N−エチルアニリノエタノー
ル、トリ−n−ブチルアミン、ピリジン、キノリン、N
−メチルモルホリン、トリエタノールアミンや、2−ウ
ンデシルイミダゾール、2−フェニルイミダゾール、2
−メチルイミダゾール、2−エチル−4−メチルイミダ
ゾール、ベンジルジメチルアミンイミダゾール類、ベン
ツイミダゾール類等の第3級アミン類およびそれらのア
ンモニウム塩;トリフェニルホスフィン等のリン化合
物;フェノ ール、クレゾール、キシレノール、レゾルシ
ン、フロログルシン等のフェノール類;ナフテン酸鉛、
ステアリン酸鉛、ナフテン酸亜鉛、オレイン酸スズ、ジ
ブチル錫マレエート、ナフテン酸マンガン、ナフテン酸
コバルト等の有機金属塩;SnCl2 、ZnCl2 、A
lCl3 等の塩化物;アルカリ金属化合物等のイオン触
媒;アゾビスイソブチロニトリルや、ジクミルパーオキ
サイド等の有機過酸化物等のラジカル触媒;アセチルア
セトナートおよびその遷移金属塩;等の触媒である。
【0054】これらの触媒の使用量については、使用す
る触媒の種類、熱硬化品の用途、硬化条件等によっても
著しく相違し、一概に規定し得ないが、一般的な意味で
の触媒量、たとえば、熱硬化性樹脂成分に対して、5重
量%以下の割合であることが好ましい。なお、硬化系と
硬化温度との組み合わせによっては、硬化速度が遅すぎ
るために、相分離が固定できずに、熱硬化品の相分離構
造が粗大化または不規則化してしまう場合があるが、そ
の場合は、硬化促進剤の使用が有効である。しかし、こ
の硬化促進剤の使用は、あくまで、相分離と硬化をバラ
ンス良く行わせるための硬化速度の調節に用いる補助手
段であって、この発明の必須要件ではない。
る触媒の種類、熱硬化品の用途、硬化条件等によっても
著しく相違し、一概に規定し得ないが、一般的な意味で
の触媒量、たとえば、熱硬化性樹脂成分に対して、5重
量%以下の割合であることが好ましい。なお、硬化系と
硬化温度との組み合わせによっては、硬化速度が遅すぎ
るために、相分離が固定できずに、熱硬化品の相分離構
造が粗大化または不規則化してしまう場合があるが、そ
の場合は、硬化促進剤の使用が有効である。しかし、こ
の硬化促進剤の使用は、あくまで、相分離と硬化をバラ
ンス良く行わせるための硬化速度の調節に用いる補助手
段であって、この発明の必須要件ではない。
【0055】この発明の熱硬化型ポリイミド樹脂組成物
は、必要に応じては、従来の樹脂組成物に通常用いられ
る離型剤、顔料等の各種添加剤、充填材(フィラー)等
を含んでいてもよい。また、溶剤に溶解したワニスの形
でガラスクロス等の基材に含浸させたプリプレグの形で
積層板、SMC、FRP等の用途のために成形してもよ
い。
は、必要に応じては、従来の樹脂組成物に通常用いられ
る離型剤、顔料等の各種添加剤、充填材(フィラー)等
を含んでいてもよい。また、溶剤に溶解したワニスの形
でガラスクロス等の基材に含浸させたプリプレグの形で
積層板、SMC、FRP等の用途のために成形してもよ
い。
【0056】次に、この発明の熱硬化品における相分離
構造の発現の原理およびこの相分離構造の確認手段につ
いて説明する。一般に、異なる2種類の有機物AとBを
混合した場合、これらの組成比および温度に対して「相
図」と呼ばれる図を描くことができる。実用的な全領域
について相溶する場合や、逆に全領域で相溶しない場合
があるが、ある領域で相溶し、別の領域で相分離状態と
なる場合もある。この現象は、相溶した場合の自由エネ
ルギーが、相溶しない2相における自由エネルギーの合
計に比べて低いかどうか、すなわち、ΔGmix がどのよ
うな組成依存性を持っているかで決定される。
構造の発現の原理およびこの相分離構造の確認手段につ
いて説明する。一般に、異なる2種類の有機物AとBを
混合した場合、これらの組成比および温度に対して「相
図」と呼ばれる図を描くことができる。実用的な全領域
について相溶する場合や、逆に全領域で相溶しない場合
があるが、ある領域で相溶し、別の領域で相分離状態と
なる場合もある。この現象は、相溶した場合の自由エネ
ルギーが、相溶しない2相における自由エネルギーの合
計に比べて低いかどうか、すなわち、ΔGmix がどのよ
うな組成依存性を持っているかで決定される。
【0057】相図の例を図9に示す。この相図は、LC
ST型と呼ばれるものであり、同一組成では、低温側で
相溶しやすくなる例である。しかし、これとは逆に、高
温側で相溶する例もあり、その場合は、UCST相図と
呼ばれている。このような非相溶領域と相溶領域を区別
する相図上の曲線は、バイノーダル曲線と呼ばれる(図
10参照)。図10にみる相図中で、もう一つ、∂ΔG
mix /∂φ2 =0の点を結び合わせると、頂点部がバイ
ノーダル曲線と一致し、非相溶領域側に入り込んだスピ
ノーダル曲線(図中、破線で示している。)を描くこと
ができる。スピノーダル曲線の内側では、∂ΔGmix /
∂φ2 <0であり、外側では、∂ΔGmix /∂φ2 >0
となっている。
ST型と呼ばれるものであり、同一組成では、低温側で
相溶しやすくなる例である。しかし、これとは逆に、高
温側で相溶する例もあり、その場合は、UCST相図と
呼ばれている。このような非相溶領域と相溶領域を区別
する相図上の曲線は、バイノーダル曲線と呼ばれる(図
10参照)。図10にみる相図中で、もう一つ、∂ΔG
mix /∂φ2 =0の点を結び合わせると、頂点部がバイ
ノーダル曲線と一致し、非相溶領域側に入り込んだスピ
ノーダル曲線(図中、破線で示している。)を描くこと
ができる。スピノーダル曲線の内側では、∂ΔGmix /
∂φ2 <0であり、外側では、∂ΔGmix /∂φ2 >0
となっている。
【0058】非相溶領域の中でも、スピノーダル曲線の
内側を不安定領域、スピノーダル曲線とバイノーダル曲
線に挟まれた領域を準安定領域と呼ぶことにする。詳細
な理論によれば、図11にみるように、一旦、温度T1
で安定相溶領域で均一に相溶している混合系の温度をT
2 まで急速に上げて不安定領域内にもってくると、共存
組成φ1 、φ2 に急速に相分離を開始する。その際、図
12にみるように、濃度は、一定の波長Λm (構造周
期)を持って、両分離相が共に連続して規則正しく絡み
合った構造が形成される。このような構造は「変調構
造」と呼ばれ、この変調構造の周期Λm は、相図上の位
置(φ、T2 )によって、熱力学的に下式のように規定
される。
内側を不安定領域、スピノーダル曲線とバイノーダル曲
線に挟まれた領域を準安定領域と呼ぶことにする。詳細
な理論によれば、図11にみるように、一旦、温度T1
で安定相溶領域で均一に相溶している混合系の温度をT
2 まで急速に上げて不安定領域内にもってくると、共存
組成φ1 、φ2 に急速に相分離を開始する。その際、図
12にみるように、濃度は、一定の波長Λm (構造周
期)を持って、両分離相が共に連続して規則正しく絡み
合った構造が形成される。このような構造は「変調構
造」と呼ばれ、この変調構造の周期Λm は、相図上の位
置(φ、T2 )によって、熱力学的に下式のように規定
される。
【0059】 Λm ≒2πL〔3|TS −T2 |/TS 〕-1/2 ここで、Lは、分子間の相互作用距離であり、通常、3
0nm前後の値をとる。このような構造を2次元的に顕微
鏡で観察すると、図13にみるような唐草模様が得られ
ることが、計算機シミュレーションにより明らかにされ
ている。実際にも、種々の系でこのような構造が確認さ
れている。
0nm前後の値をとる。このような構造を2次元的に顕微
鏡で観察すると、図13にみるような唐草模様が得られ
ることが、計算機シミュレーションにより明らかにされ
ている。実際にも、種々の系でこのような構造が確認さ
れている。
【0060】通常、この過程は、スピノーダル分解と呼
ばれる中の初期の現象であり、末期には、相似的な構造
肥大化が起こり、ついには、図13にみるような構造で
はなく、海島構造が検出されるようになる。スピノーダ
ル分解による相互連続構造を固定化するためには、急冷
等による短時間での一方または両方の成分の固定化が有
効であるが、再度、温度を上昇させると、海島構造に転
じるため、実用的には、あまり意味のあるものではなか
った。
ばれる中の初期の現象であり、末期には、相似的な構造
肥大化が起こり、ついには、図13にみるような構造で
はなく、海島構造が検出されるようになる。スピノーダ
ル分解による相互連続構造を固定化するためには、急冷
等による短時間での一方または両方の成分の固定化が有
効であるが、再度、温度を上昇させると、海島構造に転
じるため、実用的には、あまり意味のあるものではなか
った。
【0061】しかし、一方が熱硬化する成分である場
合、スピノーダル分解初期で、熱硬化相が反応によって
自由に運動できなくなることから、構造固定が永続的に
起こることが、最近、示されている。熱硬化性樹脂とし
てエポキシ樹脂を用い、熱可塑性樹脂との変調構造を固
定した例は、すでに知られている〔文献(1): K. Yamana
ka, et al., Polymer,30, 662 (1989); および文献(2):
山本ら著、第40回高分子年会予稿集II−11−05 (199
1) 等参照〕。
合、スピノーダル分解初期で、熱硬化相が反応によって
自由に運動できなくなることから、構造固定が永続的に
起こることが、最近、示されている。熱硬化性樹脂とし
てエポキシ樹脂を用い、熱可塑性樹脂との変調構造を固
定した例は、すでに知られている〔文献(1): K. Yamana
ka, et al., Polymer,30, 662 (1989); および文献(2):
山本ら著、第40回高分子年会予稿集II−11−05 (199
1) 等参照〕。
【0062】しかし、熱硬化性樹脂としてポリイミド樹
脂を用い、熱可塑性樹脂との変調構造を固定した例は、
学術文献上では、まだ報告されていない。一方、図10
中の準安定領域では、初期から海島構造が形成されてし
まうため、この発明の効果が得られない。前述したよう
に、この発明は、多官能不飽和イミド、特定の架橋剤お
よび特定の熱可塑性樹脂を必須成分とし、熱硬化時に、
ポリイミドが主なる組成の相と熱可塑性樹脂が主なる組
成の相に相分離することによって、変調構造、すなわ
ち、これら2つの分離相が共に連続して規則正しく絡み
合った構造を形成する熱硬化型ポリイミド樹脂組成物お
よびその熱硬化品である。このような構造を確認するた
めには、下記およびの2点が重要である。
脂を用い、熱可塑性樹脂との変調構造を固定した例は、
学術文献上では、まだ報告されていない。一方、図10
中の準安定領域では、初期から海島構造が形成されてし
まうため、この発明の効果が得られない。前述したよう
に、この発明は、多官能不飽和イミド、特定の架橋剤お
よび特定の熱可塑性樹脂を必須成分とし、熱硬化時に、
ポリイミドが主なる組成の相と熱可塑性樹脂が主なる組
成の相に相分離することによって、変調構造、すなわ
ち、これら2つの分離相が共に連続して規則正しく絡み
合った構造を形成する熱硬化型ポリイミド樹脂組成物お
よびその熱硬化品である。このような構造を確認するた
めには、下記およびの2点が重要である。
【0063】規則的な周期構造が観測されること。こ
の項目は、通常、光学的な方法で達成される。光散乱測
定において、散乱極大が現れることが、一定の周期を持
った規則正しい相分離構造を持つ証明であり、その周期
Λm は、光散乱の照射光波長λ、硬化物の屈折率N、散
乱極大を与える散乱角θm を用いて、次式により計算す
ることができる。
の項目は、通常、光学的な方法で達成される。光散乱測
定において、散乱極大が現れることが、一定の周期を持
った規則正しい相分離構造を持つ証明であり、その周期
Λm は、光散乱の照射光波長λ、硬化物の屈折率N、散
乱極大を与える散乱角θm を用いて、次式により計算す
ることができる。
【0064】Λm =(λ/2N)/ sin(θm /2) 通常、スピノーダル分解の変調構造を固定化できた場合
のΛm は、0.01〜10μmの範囲であり、10μm
を超えるものについては、海島構造にまで、構造が肥大
化していることが疑われる。 光学顕微鏡観察により、図13に示したような構造が
観察されること。
のΛm は、0.01〜10μmの範囲であり、10μm
を超えるものについては、海島構造にまで、構造が肥大
化していることが疑われる。 光学顕微鏡観察により、図13に示したような構造が
観察されること。
【0065】これに対して、海島構造では、一方の成分
が球状に分散した構造が観察される。さらに、上記お
よびのような直接確認の他、 組成物が、硬化前に、一旦、完全相溶していること、 熱硬化品を、熱可塑性樹脂が溶解する溶剤で表面エッ
チングした際に、残存するイミド相が入り組んだ珊瑚状
の構造が観察できること、 等も確認に役立つ。
が球状に分散した構造が観察される。さらに、上記お
よびのような直接確認の他、 組成物が、硬化前に、一旦、完全相溶していること、 熱硬化品を、熱可塑性樹脂が溶解する溶剤で表面エッ
チングした際に、残存するイミド相が入り組んだ珊瑚状
の構造が観察できること、 等も確認に役立つ。
【0066】参考までに、エポキシ系での変調構造を記
載した前記文献(1) 中に示されているエポキシ硬化相
(熱可塑性樹脂を溶解する溶剤でエッチングした表面)
の走査型電子顕微鏡(SEM)写真を図14に、その立
体模式図を図15にそれぞれ示す。この発明にかかる熱
硬化型ポリイミド樹脂組成物およびその熱硬化品の硬化
過程や製造方法等については、特に制限を受けない。し
かし、上記発現機構で記述したように、硬化させる前に
一旦相溶化させることが前提となっており、たとえば、
組成物の各成分を粉体混合した場合には、硬化しない程
度の温度で、相溶するまで放置しておくことが必要とな
る。しかし、各成分を、一旦、共通溶媒で均一に分子オ
ーダーで混合し、溶媒を除去するキャスティング法を採
る場合には、相溶領域では、一瞬にして均一に相溶する
ため、一切の製造条件限定は必要ではない。また、硬化
速度は、たとえば、硬化温度の調節や、前述した硬化促
進剤の使用の有無等により調節される。硬化速度の調節
は、相分離の構造周期を制御する手段となる。要は、こ
の発明の範囲内で、ポリイミドを主とする相と、熱可塑
性樹脂を主とする相の両分離相が、相互に連続した構造
をとることができるような熱硬化品作製条件をとればよ
いのである。熱硬化品作製条件の典型的な例を以下に述
べるが、この条件は、系の組成等によって異なり、限定
されるものではない。
載した前記文献(1) 中に示されているエポキシ硬化相
(熱可塑性樹脂を溶解する溶剤でエッチングした表面)
の走査型電子顕微鏡(SEM)写真を図14に、その立
体模式図を図15にそれぞれ示す。この発明にかかる熱
硬化型ポリイミド樹脂組成物およびその熱硬化品の硬化
過程や製造方法等については、特に制限を受けない。し
かし、上記発現機構で記述したように、硬化させる前に
一旦相溶化させることが前提となっており、たとえば、
組成物の各成分を粉体混合した場合には、硬化しない程
度の温度で、相溶するまで放置しておくことが必要とな
る。しかし、各成分を、一旦、共通溶媒で均一に分子オ
ーダーで混合し、溶媒を除去するキャスティング法を採
る場合には、相溶領域では、一瞬にして均一に相溶する
ため、一切の製造条件限定は必要ではない。また、硬化
速度は、たとえば、硬化温度の調節や、前述した硬化促
進剤の使用の有無等により調節される。硬化速度の調節
は、相分離の構造周期を制御する手段となる。要は、こ
の発明の範囲内で、ポリイミドを主とする相と、熱可塑
性樹脂を主とする相の両分離相が、相互に連続した構造
をとることができるような熱硬化品作製条件をとればよ
いのである。熱硬化品作製条件の典型的な例を以下に述
べるが、この条件は、系の組成等によって異なり、限定
されるものではない。
【0067】まず、クロロホルム、トリクロロエチレ
ン、トリクロロエタン、塩化メチレン等のハロゲン化炭
化水素、ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキシ
ド、N−メチルピロリドン、ジメチルホルムアミド、メ
チルセロソルブ等の極性溶剤を1種または2種以上用い
て、全成分を混合溶解し、濃度5〜60重量%の溶液を
調製する。
ン、トリクロロエタン、塩化メチレン等のハロゲン化炭
化水素、ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキシ
ド、N−メチルピロリドン、ジメチルホルムアミド、メ
チルセロソルブ等の極性溶剤を1種または2種以上用い
て、全成分を混合溶解し、濃度5〜60重量%の溶液を
調製する。
【0068】得られた溶液をキャスティングフィルムの
形にして、溶剤を除去する。得られたフィルムを、14
0〜250℃の条件で1分〜5時間、硬化させて、構造
を固定化する。さらに、高温200〜300℃で1〜3
時間、後硬化させる。もちろん、フィルム状の成形品を
作製する場合には、未硬化キャスティングフィルムを粗
粉砕して、成形硬化させてもよいし、溶剤を用いずに、
粉体混合し、相溶する温度、たとえば、70〜150℃
で放置して相溶させた後に、成形温度に加熱するという
方法を行ってもよい。
形にして、溶剤を除去する。得られたフィルムを、14
0〜250℃の条件で1分〜5時間、硬化させて、構造
を固定化する。さらに、高温200〜300℃で1〜3
時間、後硬化させる。もちろん、フィルム状の成形品を
作製する場合には、未硬化キャスティングフィルムを粗
粉砕して、成形硬化させてもよいし、溶剤を用いずに、
粉体混合し、相溶する温度、たとえば、70〜150℃
で放置して相溶させた後に、成形温度に加熱するという
方法を行ってもよい。
【0069】
【作用】多官能不飽和イミド、前記特定の架橋剤および
前記特定の熱可塑性樹脂を必須成分として含ませること
により組成物を構成し、この組成物を原料として用い、
その多官能不飽和イミドと熱可塑性樹脂とを相溶させた
後、多官能不飽和イミドを架橋剤と反応させ、熱硬化さ
せると、ポリイミドが主なる組成の相と熱可塑性樹脂が
主なる組成の相とに分離し、これら両分離相が、ともに
連続して規則正しく絡み合った構造を形成している熱硬
化品が生成する。この熱硬化品は、上記のような構造を
持つため、ポリイミドに由来する高耐熱性等の優れた特
性を維持しながら、熱可塑性樹脂に由来する、靱性、可
撓性等の機械的特性等とともに接着性にも優れたものと
なる。
前記特定の熱可塑性樹脂を必須成分として含ませること
により組成物を構成し、この組成物を原料として用い、
その多官能不飽和イミドと熱可塑性樹脂とを相溶させた
後、多官能不飽和イミドを架橋剤と反応させ、熱硬化さ
せると、ポリイミドが主なる組成の相と熱可塑性樹脂が
主なる組成の相とに分離し、これら両分離相が、ともに
連続して規則正しく絡み合った構造を形成している熱硬
化品が生成する。この熱硬化品は、上記のような構造を
持つため、ポリイミドに由来する高耐熱性等の優れた特
性を維持しながら、熱可塑性樹脂に由来する、靱性、可
撓性等の機械的特性等とともに接着性にも優れたものと
なる。
【0070】熱可塑性樹脂としては、多官能不飽和イミ
ドとの相溶域を有するものを用いるようにしている。も
しも、多官能不飽和イミドとの相溶域を有しない熱可塑
性樹脂を用いると、前述の変調構造を有する熱硬化品を
得ることができなくなる。架橋剤としては、ポリアミン
および/またはポリシアン酸エステル化合物を用いるよ
うにしている。もしも、架橋剤を用いなかったり、ポリ
アミンおよびポリシアン酸エステル化合物以外の架橋
剤、たとえば、アリルフェノール等を用いたりすると、
接着性が低下する。
ドとの相溶域を有するものを用いるようにしている。も
しも、多官能不飽和イミドとの相溶域を有しない熱可塑
性樹脂を用いると、前述の変調構造を有する熱硬化品を
得ることができなくなる。架橋剤としては、ポリアミン
および/またはポリシアン酸エステル化合物を用いるよ
うにしている。もしも、架橋剤を用いなかったり、ポリ
アミンおよびポリシアン酸エステル化合物以外の架橋
剤、たとえば、アリルフェノール等を用いたりすると、
接着性が低下する。
【0071】
【実施例】以下に、この発明の具体的な実施例および比
較例を示すが、この発明は、下記実施例に限定されな
い。 −実施例1− 前記式化7で表されるN,N′−メチレンビス(N−フ
ェニルマレイミド)〔三井東圧化学(株)製、BMI−
S〕100重量部、前記式化31で表されるポリエーテ
ルスルホン〔住友化学(株)製、ビクトレックス(Vict
rex )(登録商標)4100P 、ガラス転移温度225℃、
重合度約200、数平均分子量17700〕30重量部
および後記式化36で表される4,4′−ジアミノジフ
ェニルメタン〔東京化成(株)製試薬〕27.7重量部
を配合し、塩化メチレンの10重量%溶液とした。この
溶液(樹脂組成物)をカバーガラス上にキャストし、室
温で24時間、減圧下で溶媒を除去して、薄膜状の試料
を得た。
較例を示すが、この発明は、下記実施例に限定されな
い。 −実施例1− 前記式化7で表されるN,N′−メチレンビス(N−フ
ェニルマレイミド)〔三井東圧化学(株)製、BMI−
S〕100重量部、前記式化31で表されるポリエーテ
ルスルホン〔住友化学(株)製、ビクトレックス(Vict
rex )(登録商標)4100P 、ガラス転移温度225℃、
重合度約200、数平均分子量17700〕30重量部
および後記式化36で表される4,4′−ジアミノジフ
ェニルメタン〔東京化成(株)製試薬〕27.7重量部
を配合し、塩化メチレンの10重量%溶液とした。この
溶液(樹脂組成物)をカバーガラス上にキャストし、室
温で24時間、減圧下で溶媒を除去して、薄膜状の試料
を得た。
【0072】この試料を200℃で硬化させ、時間を追
って、光散乱の測定を行うとともに、光学顕微鏡による
観察を行った。なお、光散乱測定は、オプテック(株)
製のGP−5を用い、キャストフィルムの光散乱を30
秒毎に測定することによって行った(以下の実施例も同
様)。光散乱測定により、そのプロフィールには、散乱
極大が現れた。これは、試料の硬化物が、一定の周期を
持った規則正しい相分離構造を有することを示す(以下
同じ)。
って、光散乱の測定を行うとともに、光学顕微鏡による
観察を行った。なお、光散乱測定は、オプテック(株)
製のGP−5を用い、キャストフィルムの光散乱を30
秒毎に測定することによって行った(以下の実施例も同
様)。光散乱測定により、そのプロフィールには、散乱
極大が現れた。これは、試料の硬化物が、一定の周期を
持った規則正しい相分離構造を有することを示す(以下
同じ)。
【0073】図2は、実施例1の試料を硬化させる際、
散乱極大を示す角度から求められる構造周期Λm の経時
変化を観察した結果を示すグラフである。この図にみる
ように、時間の経過に伴い、相分離構造が大きくなり
(構造が成長し)、ある時間が経過した後は、相分離構
造が固定されることが確認された。図1は、実施例1の
試料の最終硬化物の相分離構造を光学顕微鏡により観察
した結果を示す。ただし、この図において、12mmの長
さが実際には20μmの長さ(倍率600)に相当す
る。この図にみるように、前記の光散乱の結果(図2参
照)とよく対応する周期構造が観察された。
散乱極大を示す角度から求められる構造周期Λm の経時
変化を観察した結果を示すグラフである。この図にみる
ように、時間の経過に伴い、相分離構造が大きくなり
(構造が成長し)、ある時間が経過した後は、相分離構
造が固定されることが確認された。図1は、実施例1の
試料の最終硬化物の相分離構造を光学顕微鏡により観察
した結果を示す。ただし、この図において、12mmの長
さが実際には20μmの長さ(倍率600)に相当す
る。この図にみるように、前記の光散乱の結果(図2参
照)とよく対応する周期構造が観察された。
【0074】−実施例2− 実施例1と同様にして得られた薄膜状の試料を150℃
で硬化させて、光散乱測定を行った。光散乱測定によ
り、そのプロフィールには、散乱極大が現れた。試料の
最終硬化物を光学顕微鏡により観察した結果、構造周期
を有する相分離構造が確認された。この最終硬化物の構
造周期は、後記表1に示した。
で硬化させて、光散乱測定を行った。光散乱測定によ
り、そのプロフィールには、散乱極大が現れた。試料の
最終硬化物を光学顕微鏡により観察した結果、構造周期
を有する相分離構造が確認された。この最終硬化物の構
造周期は、後記表1に示した。
【0075】−実施例3− 実施例1と同様にして得られた薄膜状の試料を170℃
で硬化させて、光散乱測定を行った。光散乱測定によ
り、そのプロフィールには、散乱極大が現れた。試料の
最終硬化物を光学顕微鏡により観察した結果、構造周期
を有する相分離構造が確認された。この最終硬化物の構
造周期は、後記表1に示した。
で硬化させて、光散乱測定を行った。光散乱測定によ
り、そのプロフィールには、散乱極大が現れた。試料の
最終硬化物を光学顕微鏡により観察した結果、構造周期
を有する相分離構造が確認された。この最終硬化物の構
造周期は、後記表1に示した。
【0076】−実施例4〜17− 実施例1において、後記表1〜3に示す通りに各成分を
配合して、塩化メチレンの10重量%溶液を調製した以
外は実施例1と同様にして、薄膜状の試料を得た。得ら
れた試料を後記表1〜3に示す温度で硬化させて、光散
乱測定を行った。
配合して、塩化メチレンの10重量%溶液を調製した以
外は実施例1と同様にして、薄膜状の試料を得た。得ら
れた試料を後記表1〜3に示す温度で硬化させて、光散
乱測定を行った。
【0077】光散乱測定により、そのプロフィールに
は、いずれの試料についても散乱極大が現れた。試料の
最終硬化物を光学顕微鏡により観察した結果、いずれも
構造周期を有する相分離構造が確認された。各実施例の
試料の最終硬化物の構造周期は、後記表1〜3に示し
た。
は、いずれの試料についても散乱極大が現れた。試料の
最終硬化物を光学顕微鏡により観察した結果、いずれも
構造周期を有する相分離構造が確認された。各実施例の
試料の最終硬化物の構造周期は、後記表1〜3に示し
た。
【0078】−実施例18− 前記式化7で表されるN,N′−メチレンビス(N−フ
ェニルマレイミド)〔三井東圧化学(株)製、BMI−
S〕100重量部、実施例1で用いたポリエーテルスル
ホン30重量部および後記式化40で表される2,2−
ビス(シアネートフェニル)プロパン〔東京化成(株)
製〕52重量部を配合し、塩化メチレンの10重量%溶
液とした。この溶液を用い、実施例1と同様にして得ら
れた薄膜状の試料を140℃で硬化させて、光散乱測定
を行った。
ェニルマレイミド)〔三井東圧化学(株)製、BMI−
S〕100重量部、実施例1で用いたポリエーテルスル
ホン30重量部および後記式化40で表される2,2−
ビス(シアネートフェニル)プロパン〔東京化成(株)
製〕52重量部を配合し、塩化メチレンの10重量%溶
液とした。この溶液を用い、実施例1と同様にして得ら
れた薄膜状の試料を140℃で硬化させて、光散乱測定
を行った。
【0079】光散乱測定により、そのプロフィールに
は、散乱極大が現れた。 −実施例19− 実施例18と同様の配合により塩化メチレンの10重量
%溶液を得、この溶液を用い、実施例1と同様にして薄
膜状の試料を得た。この試料を170℃で硬化させて、
光散乱測定を行った。
は、散乱極大が現れた。 −実施例19− 実施例18と同様の配合により塩化メチレンの10重量
%溶液を得、この溶液を用い、実施例1と同様にして薄
膜状の試料を得た。この試料を170℃で硬化させて、
光散乱測定を行った。
【0080】光散乱測定により、そのプロフィールに
は、散乱極大が現れた。 −実施例20− 実施例18と同様の配合により塩化メチレンの10重量
%溶液を得、この溶液を用い、実施例1と同様にして薄
膜状の試料を得た。この試料を200℃で硬化させて、
光散乱測定を行った。
は、散乱極大が現れた。 −実施例20− 実施例18と同様の配合により塩化メチレンの10重量
%溶液を得、この溶液を用い、実施例1と同様にして薄
膜状の試料を得た。この試料を200℃で硬化させて、
光散乱測定を行った。
【0081】光散乱測定により、そのプロフィールに
は、散乱極大が現れた。図3は、実施例18〜20の試
料を硬化させる際、散乱極大を示す角度から求められる
構造周期Λm の経時変化を観察した結果を併せて示すグ
ラフである。ただし、各試料の硬化温度は、実施例18
が140℃、実施例19が170℃、実施例20が20
0℃であった。この図にみるように、いずれの試料も、
時間の経過に伴い、相分離構造が大きくなり、ある時間
が経過した後は、相分離構造が固定されることが確認さ
れた。
は、散乱極大が現れた。図3は、実施例18〜20の試
料を硬化させる際、散乱極大を示す角度から求められる
構造周期Λm の経時変化を観察した結果を併せて示すグ
ラフである。ただし、各試料の硬化温度は、実施例18
が140℃、実施例19が170℃、実施例20が20
0℃であった。この図にみるように、いずれの試料も、
時間の経過に伴い、相分離構造が大きくなり、ある時間
が経過した後は、相分離構造が固定されることが確認さ
れた。
【0082】図4〜6は、それぞれ、実施例18〜20
の試料の最終硬化物の相分離構造を光学顕微鏡により観
察した結果を示す。ただし、これらの図において、12
mmの長さが実際には20μmの長さ(倍率600)に相
当する。これらの図にみるように、前記の光散乱の結果
(図3参照)とよく対応する周期構造が観察された。図
7は、実施例18〜20の試料の最終硬化物の構造周期
Λm と硬化温度との関係を示すグラフである。この図に
みるように、硬化温度が高い程、構造周期が大きくなる
ことが確認された。
の試料の最終硬化物の相分離構造を光学顕微鏡により観
察した結果を示す。ただし、これらの図において、12
mmの長さが実際には20μmの長さ(倍率600)に相
当する。これらの図にみるように、前記の光散乱の結果
(図3参照)とよく対応する周期構造が観察された。図
7は、実施例18〜20の試料の最終硬化物の構造周期
Λm と硬化温度との関係を示すグラフである。この図に
みるように、硬化温度が高い程、構造周期が大きくなる
ことが確認された。
【0083】また、実施例19の試料の最終硬化物を、
液体窒素を用いて完全に冷却した後、破断した。この試
料の破断面に対し、ポリエーテルスルホンを容易に溶か
す溶媒である塩化メチレンを用いて、室温で24時間エ
ッチングを行うことによって、ポリエーテルスルホン相
を除去した。このようなエッチングを行った試料表面
を、走査型電子顕微鏡(SEM)により観察し、その結
果を図8に示した(倍率2000)。この図にみるよう
に、連結粒子構造が観察された。
液体窒素を用いて完全に冷却した後、破断した。この試
料の破断面に対し、ポリエーテルスルホンを容易に溶か
す溶媒である塩化メチレンを用いて、室温で24時間エ
ッチングを行うことによって、ポリエーテルスルホン相
を除去した。このようなエッチングを行った試料表面
を、走査型電子顕微鏡(SEM)により観察し、その結
果を図8に示した(倍率2000)。この図にみるよう
に、連結粒子構造が観察された。
【0084】−実施例21〜25− 実施例1において、後記表4および5に示す通りに各成
分を配合して、塩化メチレンの10重量%溶液を調製し
た以外は実施例1と同様にして、薄膜状の試料を得た。
得られた試料を後記表4および5に示す温度で硬化させ
て、光散乱測定を行った。
分を配合して、塩化メチレンの10重量%溶液を調製し
た以外は実施例1と同様にして、薄膜状の試料を得た。
得られた試料を後記表4および5に示す温度で硬化させ
て、光散乱測定を行った。
【0085】光散乱測定により、そのプロフィールに
は、いずれの試料についても散乱極大が現れた。試料の
最終硬化物を光学顕微鏡により観察した結果、いずれも
構造周期を有する相分離構造が確認された。各実施例の
試料の最終硬化物の構造周期は、後記表4および5に示
した。
は、いずれの試料についても散乱極大が現れた。試料の
最終硬化物を光学顕微鏡により観察した結果、いずれも
構造周期を有する相分離構造が確認された。各実施例の
試料の最終硬化物の構造周期は、後記表4および5に示
した。
【0086】−比較例1− 前記式化7で表されるN,N′−メチレンビス(N−フ
ェニルマレイミド)〔三井東圧化学(株)製、BMI−
S〕100重量部および実施例1で用いたポリエーテル
スルホン30重量部を配合し、塩化メチレンの10重量
%溶液とした。この溶液を用い、実施例1と同様にして
薄膜状の試料を得た。この試料を170℃で硬化させ
て、光散乱測定を行った。
ェニルマレイミド)〔三井東圧化学(株)製、BMI−
S〕100重量部および実施例1で用いたポリエーテル
スルホン30重量部を配合し、塩化メチレンの10重量
%溶液とした。この溶液を用い、実施例1と同様にして
薄膜状の試料を得た。この試料を170℃で硬化させ
て、光散乱測定を行った。
【0087】光散乱測定により、そのプロフィールに
は、散乱極大が現れた。試料の最終硬化物を光学顕微鏡
により観察した結果、構造周期を有する相分離構造が確
認された。この最終硬化物の構造周期は、後記表5に示
した。 −比較例2− 前記式化7で表されるN,N′−メチレンビス(N−フ
ェニルマレイミド)〔三井東圧化学(株)製、BMI−
S〕100重量部、実施例1で用いたポリエーテルスル
ホン30重量部、後記式化41で表されるo,o′−ジ
アリル−ビスフェノールA〔三井東圧化学(株)製、BP
A-CA〕75重量部および2−フェニルイミダゾール〔東
京化成製(株)試薬〕1.75重量部を配合し、塩化メ
チレンの10重量%溶液とした。この溶液を用い、実施
例1と同様にして薄膜状の試料を得た。この試料を17
0℃で硬化させて、光散乱測定を行った。
は、散乱極大が現れた。試料の最終硬化物を光学顕微鏡
により観察した結果、構造周期を有する相分離構造が確
認された。この最終硬化物の構造周期は、後記表5に示
した。 −比較例2− 前記式化7で表されるN,N′−メチレンビス(N−フ
ェニルマレイミド)〔三井東圧化学(株)製、BMI−
S〕100重量部、実施例1で用いたポリエーテルスル
ホン30重量部、後記式化41で表されるo,o′−ジ
アリル−ビスフェノールA〔三井東圧化学(株)製、BP
A-CA〕75重量部および2−フェニルイミダゾール〔東
京化成製(株)試薬〕1.75重量部を配合し、塩化メ
チレンの10重量%溶液とした。この溶液を用い、実施
例1と同様にして薄膜状の試料を得た。この試料を17
0℃で硬化させて、光散乱測定を行った。
【0088】光散乱測定により、そのプロフィールに
は、散乱極大が現れた。試料の最終硬化物を光学顕微鏡
により観察した結果、構造周期を有する相分離構造が確
認された。この最終硬化物の構造周期は、後記表5に示
した。 −実施例26− 実施例3と同様の配合により塩化メチレン溶液(樹脂組
成物)を得た。ただし、溶液濃度は20重量%に変更し
た。この樹脂組成物をEガラスからなるガラス布(94
g/m2 )に含浸後、50℃で7分間乾燥し、揮発成分
である塩化メチレンを除去することにより、プリプレグ
を得た。
は、散乱極大が現れた。試料の最終硬化物を光学顕微鏡
により観察した結果、構造周期を有する相分離構造が確
認された。この最終硬化物の構造周期は、後記表5に示
した。 −実施例26− 実施例3と同様の配合により塩化メチレン溶液(樹脂組
成物)を得た。ただし、溶液濃度は20重量%に変更し
た。この樹脂組成物をEガラスからなるガラス布(94
g/m2 )に含浸後、50℃で7分間乾燥し、揮発成分
である塩化メチレンを除去することにより、プリプレグ
を得た。
【0089】このプリプレグを4枚重ね合わせ後、その
上下に18μm厚の銅箔を積層した。得られた積層体を
ステンレス製のプレートで挟み、プレス機を用い、実施
例3と同様の硬化条件で成形、硬化させることにより、
銅箔張り積層板を得た。 −実施例27− 実施例11と同様の配合により塩化メチレン溶液(樹脂
組成物)を得た。ただし、溶液濃度は20重量%に変更
した。この樹脂組成物を用い、実施例26と同様の操作
を行うことにより、銅箔張り積層板を得た。ただし、硬
化条件は実施例11と同様である。
上下に18μm厚の銅箔を積層した。得られた積層体を
ステンレス製のプレートで挟み、プレス機を用い、実施
例3と同様の硬化条件で成形、硬化させることにより、
銅箔張り積層板を得た。 −実施例27− 実施例11と同様の配合により塩化メチレン溶液(樹脂
組成物)を得た。ただし、溶液濃度は20重量%に変更
した。この樹脂組成物を用い、実施例26と同様の操作
を行うことにより、銅箔張り積層板を得た。ただし、硬
化条件は実施例11と同様である。
【0090】−比較例3− 比較例1と同様の配合により塩化メチレン溶液(樹脂組
成物)を得た。ただし、溶液濃度は20重量%に変更し
た。この樹脂組成物を用い、実施例26と同様の操作を
行うことにより、銅箔張り積層板を得た。ただし、硬化
条件は比較例1と同様である。
成物)を得た。ただし、溶液濃度は20重量%に変更し
た。この樹脂組成物を用い、実施例26と同様の操作を
行うことにより、銅箔張り積層板を得た。ただし、硬化
条件は比較例1と同様である。
【0091】−比較例4− 比較例2と同様の配合により塩化メチレン溶液(樹脂組
成物)を得た。ただし、溶液濃度は20重量%に変更し
た。この樹脂組成物を用い、実施例26と同様の操作を
行うことにより、銅箔張り積層板を得た。ただし、硬化
条件は比較例2と同様である。
成物)を得た。ただし、溶液濃度は20重量%に変更し
た。この樹脂組成物を用い、実施例26と同様の操作を
行うことにより、銅箔張り積層板を得た。ただし、硬化
条件は比較例2と同様である。
【0092】実施例26〜27および比較例3〜4で得
られた銅箔張り積層板について、層間接着力(プリプレ
グ同士の接着力)を調べた。接着力試験は、25℃下で
JIS規格(サンプル幅10mm、引張速度50mm/分)
に準じて行った。その結果、各例の積層板の層間接着力
は下記の通りであった。 実施例26…1.24kgf/cm 実施例27…1.10kgf/cm 比較例3 …0.51kgf/cm 比較例4 …0.73kgf/cm 上記の結果にみるように、実施例26〜27の積層板
は、比較例3〜4の積層板に比べて、いずれも層間接着
力が大きいことが確認された。
られた銅箔張り積層板について、層間接着力(プリプレ
グ同士の接着力)を調べた。接着力試験は、25℃下で
JIS規格(サンプル幅10mm、引張速度50mm/分)
に準じて行った。その結果、各例の積層板の層間接着力
は下記の通りであった。 実施例26…1.24kgf/cm 実施例27…1.10kgf/cm 比較例3 …0.51kgf/cm 比較例4 …0.73kgf/cm 上記の結果にみるように、実施例26〜27の積層板
は、比較例3〜4の積層板に比べて、いずれも層間接着
力が大きいことが確認された。
【0093】
【表1】
【0094】
【表2】
【0095】
【表3】
【0096】
【表4】
【0097】
【表5】
【0098】なお、上記表1〜5中、「熱硬化型ポリイ
ミド樹脂組成物の配合」の欄の各物質の詳細は、下記の
通りである。 多官能不飽和イミドA:前記式化7で表されるN,N′
−メチレンビス(N−フェニルマレイミド)〔三井東圧
化学(株)製、BMI−S〕。 多官能不飽和イミドB:下記式化33で表されるもの
〔三井東圧化学(株)製、BMI−DA〕。
ミド樹脂組成物の配合」の欄の各物質の詳細は、下記の
通りである。 多官能不飽和イミドA:前記式化7で表されるN,N′
−メチレンビス(N−フェニルマレイミド)〔三井東圧
化学(株)製、BMI−S〕。 多官能不飽和イミドB:下記式化33で表されるもの
〔三井東圧化学(株)製、BMI−DA〕。
【0099】
【化33】
【0100】多官能不飽和イミドC:下記式化34で表
されるもの〔三井東圧化学(株)製、BMI−MP〕。
されるもの〔三井東圧化学(株)製、BMI−MP〕。
【0101】
【化34】
【0102】多官能不飽和イミドD:下記式化35で表
されるもの〔三井東圧化学(株)製〕。
されるもの〔三井東圧化学(株)製〕。
【0103】
【化35】
【0104】多官能不飽和イミドE:前記式化11で表
されるもの〔三井東圧化学(株)製、BMI−M2
0〕。 ポリアミンA:下記式化36で表される4,4′−ジア
ミノジフェニルメタン〔東京化成(株)製試薬〕。
されるもの〔三井東圧化学(株)製、BMI−M2
0〕。 ポリアミンA:下記式化36で表される4,4′−ジア
ミノジフェニルメタン〔東京化成(株)製試薬〕。
【0105】
【化36】
【0106】ポリアミンB:下記式化37で表される
4,4′−ジアミノジフェニルスルホン〔東京化成
(株)製試薬〕。
4,4′−ジアミノジフェニルスルホン〔東京化成
(株)製試薬〕。
【0107】
【化37】
【0108】ポリアミンC:下記式化38で表される
4,4′−ジアミノジフェニルエーテル〔東京化成
(株)製試薬〕。
4,4′−ジアミノジフェニルエーテル〔東京化成
(株)製試薬〕。
【0109】
【化38】
【0110】ポリアミンD:下記式化39で表されるも
の〔東京化成(株)製試薬〕。
の〔東京化成(株)製試薬〕。
【0111】
【化39】
【0112】ポリシアン酸エステル:下記式化40で表
される2,2−ビス(シアネートフェニル)プロパン
〔東京化成(株)製〕。
される2,2−ビス(シアネートフェニル)プロパン
〔東京化成(株)製〕。
【0113】
【化40】
【0114】アリルフェノール:下記式化41で表され
るo,o′−ジアリル−ビスフェノールA〔三井東圧化
学(株)製、BPA-CA〕。
るo,o′−ジアリル−ビスフェノールA〔三井東圧化
学(株)製、BPA-CA〕。
【0115】
【化41】
【0116】触媒:2−フェニルイミダゾール〔東京化
成(株)製試薬〕。 ポリエーテルスルホン:前記式化31で表されるもの
〔住友化学(株)製、ビクトレックス(Victrex )(登
録商標)4100P 、ガラス転移温度225℃、重合度約2
00、数平均分子量17700〕。 ポリスルホン:前記式化32で表されるもの〔アモコジ
ャパン製、ユーデル(登録商標)P1700 、ガラス転移温
度189℃〕。
成(株)製試薬〕。 ポリエーテルスルホン:前記式化31で表されるもの
〔住友化学(株)製、ビクトレックス(Victrex )(登
録商標)4100P 、ガラス転移温度225℃、重合度約2
00、数平均分子量17700〕。 ポリスルホン:前記式化32で表されるもの〔アモコジ
ャパン製、ユーデル(登録商標)P1700 、ガラス転移温
度189℃〕。
【0117】また、表1〜5の注釈は、下記の通りであ
る。 ※1:各例における硬化は、この欄に示す温度で3時間
行った。 ※2:各例において、この欄に示す温度で6時間、後硬
化を行った(この後硬化の間、相分離構造の大きさは変
わらなかった)。 ※3:光学顕微鏡により、キャストフィルムを昇温しな
がら観察し、透明化する最低温度を記録した。
る。 ※1:各例における硬化は、この欄に示す温度で3時間
行った。 ※2:各例において、この欄に示す温度で6時間、後硬
化を行った(この後硬化の間、相分離構造の大きさは変
わらなかった)。 ※3:光学顕微鏡により、キャストフィルムを昇温しな
がら観察し、透明化する最低温度を記録した。
【0118】
【発明の効果】この発明にかかる熱硬化型ポリイミド樹
脂組成物の熱硬化品は、従来のポリイミド樹脂硬化品に
比べて、ポリイミドに由来する高耐熱性等の優れた特性
を維持しながら、靱性、可撓性等の機械的特性等ととも
に接着性にも優れている。そのため、この発明の熱硬化
品は、構造材料、接着材料、成形材料、封止材料、フィ
ルム、積層板等に利用した際、優れた性能を発揮するこ
とができる。
脂組成物の熱硬化品は、従来のポリイミド樹脂硬化品に
比べて、ポリイミドに由来する高耐熱性等の優れた特性
を維持しながら、靱性、可撓性等の機械的特性等ととも
に接着性にも優れている。そのため、この発明の熱硬化
品は、構造材料、接着材料、成形材料、封止材料、フィ
ルム、積層板等に利用した際、優れた性能を発揮するこ
とができる。
【0119】この発明にかかる熱硬化品の製造方法によ
れば、上記の優れた熱硬化品を容易に得ることができ
る。
れば、上記の優れた熱硬化品を容易に得ることができ
る。
【図1】実施例1の試料の最終硬化物の相分離構造(粒
子構造)を示す光学顕微鏡写真である。
子構造)を示す光学顕微鏡写真である。
【図2】実施例1の試料を200℃で硬化させる際の構
造周期の経時変化を示すグラフである。
造周期の経時変化を示すグラフである。
【図3】実施例18の試料を140℃で、実施例19の
試料を170℃で、実施例20の試料を200℃で、そ
れぞれ硬化させる際の構造周期の経時変化を併せて示す
グラフである。
試料を170℃で、実施例20の試料を200℃で、そ
れぞれ硬化させる際の構造周期の経時変化を併せて示す
グラフである。
【図4】実施例18の試料の最終硬化物の相分離構造
(粒子構造)を示す光学顕微鏡写真である。
(粒子構造)を示す光学顕微鏡写真である。
【図5】実施例19の試料の最終硬化物の相分離構造
(粒子構造)を示す光学顕微鏡写真である。
(粒子構造)を示す光学顕微鏡写真である。
【図6】実施例20の試料の最終硬化物の相分離構造
(粒子構造)を示す光学顕微鏡写真である。
(粒子構造)を示す光学顕微鏡写真である。
【図7】実施例18〜20の試料の最終硬化物の構造周
期Λm と硬化温度との関係を示すグラフである。
期Λm と硬化温度との関係を示すグラフである。
【図8】実施例19の試料の最終硬化物の破断面を溶剤
でエッチング処理した後の粒子構造を示す走査型電子顕
微鏡(SEM)写真である。
でエッチング処理した後の粒子構造を示す走査型電子顕
微鏡(SEM)写真である。
【図9】低温で均一な溶液を形成し(相溶し)、昇温す
ることにより2相に分離する系において、その組成と温
度との相関関係を表す低温溶解型相図(LCST型相
図)である。
ることにより2相に分離する系において、その組成と温
度との相関関係を表す低温溶解型相図(LCST型相
図)である。
【図10】上記の相図において、バイノーダル曲線とス
ピノーダル曲線を示す図である。
ピノーダル曲線を示す図である。
【図11】上記の相図において、均一に相溶している混
合系の温度を急速に上げた時の相分離の過程を説明する
図である。
合系の温度を急速に上げた時の相分離の過程を説明する
図である。
【図12】構造周期Λm を有する3次元変調構造と濃度
ゆらぎを模式的に表す図である。
ゆらぎを模式的に表す図である。
【図13】構造周期Λm を有する2次元変調構造を模式
的に表す図である。
的に表す図である。
【図14】変調構造を有する従来のエポキシ樹脂/熱可
塑性樹脂混合系の硬化物の表面を溶剤エッチングした後
の粒子構造を表す、文献(1) 記載の走査型電子顕微鏡
(SEM)写真である。
塑性樹脂混合系の硬化物の表面を溶剤エッチングした後
の粒子構造を表す、文献(1) 記載の走査型電子顕微鏡
(SEM)写真である。
【図15】変調構造を有する従来のエポキシ樹脂/熱可
塑性樹脂混合系の硬化物の表面を溶剤エッチングした後
のエポキシ樹脂部の粒子構造を表す立体模式図である。
塑性樹脂混合系の硬化物の表面を溶剤エッチングした後
のエポキシ樹脂部の粒子構造を表す立体模式図である。
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成5年2月19日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0057
【補正方法】変更
【補正内容】
【0057】相図の例を図9に示す。この相図は、LC
ST型と呼ばれるものであり、同一組成では、低温側で
相溶しやすくなる例である。しかし、これとは逆に、高
温側で相溶する例もあり、その場合は、UCST相図と
呼ばれている。このような非相溶領域と相溶領域を区別
する相図上の曲線は、バイノーダル曲線と呼ばれる(図
10参照)。図10にみる相図中で、もう一つ、∂2_
ΔGmix/∂φ2=0の点を結び合わせると、頂点部
がバイノーダル曲線と一致し、非相溶領域側に入り込ん
だスピノーダル曲線(図中、破線で示している。)を描
くことができる。スピノーダル曲線の内側では、∂2_
ΔGmix/∂φ2<0であり、外側では、∂2_ΔG
mix/∂φ2>0となっている。
ST型と呼ばれるものであり、同一組成では、低温側で
相溶しやすくなる例である。しかし、これとは逆に、高
温側で相溶する例もあり、その場合は、UCST相図と
呼ばれている。このような非相溶領域と相溶領域を区別
する相図上の曲線は、バイノーダル曲線と呼ばれる(図
10参照)。図10にみる相図中で、もう一つ、∂2_
ΔGmix/∂φ2=0の点を結び合わせると、頂点部
がバイノーダル曲線と一致し、非相溶領域側に入り込ん
だスピノーダル曲線(図中、破線で示している。)を描
くことができる。スピノーダル曲線の内側では、∂2_
ΔGmix/∂φ2<0であり、外側では、∂2_ΔG
mix/∂φ2>0となっている。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C08L 67/03 LPK 8933−4J 71/10 LQH 9167−4J LQK 9167−4J 81/06 LRF 7308−4J 101/00 LTA 7242−4J
Claims (8)
- 【請求項1】 下記一般式化1で表される多官能不飽和
イミドと、この多官能不飽和イミドとの相溶域を有し且
つスルホン基を有する熱可塑性樹脂と、前記多官能不飽
和イミドに架橋する架橋剤とを必須成分として含む熱硬
化型ポリイミド樹脂組成物において、前記架橋剤が、下
記一般式化2で表されるポリアミンおよび下記一般式化
3で表されるポリシアン酸エステル化合物の中の少なく
とも1種であることを特徴とする熱硬化型ポリイミド樹
脂組成物。 【化1】 (式化1中、Dは炭素−炭素間の二重結合を含む2価の
基を表し、R1 は2官能以上の有機基を表し、x1 は2
以上の整数を表す。) 【化2】 (式化2中、R2 は2官能以上の有機基を表し、x2 は
2以上の整数を表す。) 【化3】 (式化3中、R3 は少なくとも1個の芳香環を有する2
官能以上の有機基を表し、x3 は2以上の整数を表
す。) - 【請求項2】 多官能不飽和イミドの含有率が熱硬化性
樹脂成分全体に対して35重量%以上である請求項1記
載の熱硬化型ポリイミド樹脂組成物。 - 【請求項3】 熱可塑性樹脂が、下式化4で表されるポ
リエーテルスルホンおよび下式化5で表されるポリスル
ホンの中の少なくとも1種である請求項1または2記載
の熱硬化型ポリイミド樹脂組成物。 【化4】 (式化4中、n1 は正の整数を表す。) 【化5】 (式化5中、n2 は正の整数を表す。) - 【請求項4】 多官能不飽和イミド100重量部に対し
て熱可塑性樹脂が5〜100重量部配合されている請求
項1から3までのいずれかに記載の熱硬化型ポリイミド
樹脂組成物。 - 【請求項5】 請求項1から4までのいずれかに記載の
熱硬化型ポリイミド樹脂組成物の熱硬化品であって、ポ
リイミドが主なる組成の相と、熱可塑性樹脂が主なる組
成の相に分離しており、これら両分離相が、ともに連続
して規則正しく絡み合った構造を形成している熱硬化
品。 - 【請求項6】 両分離相がともに連続して規則正しく絡
み合って形成している構造が一定の周期を有するもので
ある請求項5記載の熱硬化品。 - 【請求項7】 構造の周期が、光散乱測定における散乱
極大をパラメータとして判別可能である請求項6記載の
熱硬化品。 - 【請求項8】 請求項1から4までのいずれかに記載の
熱硬化型ポリイミド樹脂組成物を原料として用い、その
多官能不飽和イミドと熱可塑性樹脂とを相溶させた後、
前記多官能不飽和イミドを架橋剤と反応させ、熱硬化さ
せることにより、ポリイミドが主なる組成の相と熱可塑
性樹脂が主なる組成の相とに分離させ、これら両分離相
が、ともに連続して規則正しく絡み合った構造を形成し
ている熱硬化品を得るようにする熱硬化品の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35688292A JPH0641302A (ja) | 1991-12-24 | 1992-12-21 | 熱硬化型ポリイミド樹脂組成物と熱硬化品およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35707591 | 1991-12-24 | ||
| JP3-357075 | 1992-03-13 | ||
| JP35688292A JPH0641302A (ja) | 1991-12-24 | 1992-12-21 | 熱硬化型ポリイミド樹脂組成物と熱硬化品およびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0641302A true JPH0641302A (ja) | 1994-02-15 |
Family
ID=26580519
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP35688292A Pending JPH0641302A (ja) | 1991-12-24 | 1992-12-21 | 熱硬化型ポリイミド樹脂組成物と熱硬化品およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0641302A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003055455A (ja) * | 2001-08-14 | 2003-02-26 | Asahi Kasei Corp | シアネートエステル組成物 |
| JP7040692B1 (ja) * | 2020-09-23 | 2022-03-23 | 三菱瓦斯化学株式会社 | ポリイミド樹脂組成物及び成形体 |
-
1992
- 1992-12-21 JP JP35688292A patent/JPH0641302A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003055455A (ja) * | 2001-08-14 | 2003-02-26 | Asahi Kasei Corp | シアネートエステル組成物 |
| JP7040692B1 (ja) * | 2020-09-23 | 2022-03-23 | 三菱瓦斯化学株式会社 | ポリイミド樹脂組成物及び成形体 |
| WO2022065063A1 (ja) * | 2020-09-23 | 2022-03-31 | 三菱瓦斯化学株式会社 | ポリイミド樹脂組成物及び成形体 |
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