JPH0653782B2 - 硬化性樹脂組成物 - Google Patents

硬化性樹脂組成物

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JPH0653782B2
JPH0653782B2 JP2493688A JP2493688A JPH0653782B2 JP H0653782 B2 JPH0653782 B2 JP H0653782B2 JP 2493688 A JP2493688 A JP 2493688A JP 2493688 A JP2493688 A JP 2493688A JP H0653782 B2 JPH0653782 B2 JP H0653782B2
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bismaleimide
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curable resin
diacetylene
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英資 藤原
圀男 木原
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工業技術院長
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、架橋性官能基としてジアセチレン基を有する
高分子物質と、熱硬化性樹脂から成る硬化性樹脂組成物
に関する。本発明の組成物を硬化させて得られる硬化成
形体は機械的性質並びに耐熱性に優れたものである。
〔従来の技術〕 アミンと無水マレイン酸との反応によって得られるマレ
イミド基を重合性官能基とした熱硬化性樹脂硬化成形体
はイミド基の寄与によって優れた耐熱性を示すばかりで
はなく、その重合硬化反応が付加反応であるため、揮発
成分の生成もないので注目されている(特公昭44−2062
5 号公報)。
しかし、マレイミド樹脂はラジカル重合によって3次元
架橋反応を行い高密度の網状構造を形成するため、硬化
時の熱収縮も大きく、しかも硬化成形体は脆弱であり、
従って加熱冷却によってクラックが入りやすい等機械的
性質に劣るため種々改良検討がなされている。例えばビ
スマレイミド樹脂とジアミンとの硬化性組成物とするこ
とによって耐熱性を低下させることなく機械的性質の改
良がなされている(フランス特許No.1,555,564 号明細
書)。また、エポキシ樹脂、多官能アリルエステル樹脂
等の組成物についても検討がなされている(特開昭53−
2190、54−10595 、53−2191、52−19598 、52−19599
、48−19238、49−12600各号公報)。また、ポリスル
ホン等の高分子物質とビスマレイミド樹脂との組成物に
ついても検討がなされている(特開昭47−5037号公
報)。
一方、特定のジアセチレン化合物は結晶状態で熱及びγ
線または紫外線等の高エネルギー線によって重合するこ
とは良く知られている(トポケミカルポリメリゼーショ
ン)。本発明者らは、ジアセチレン基のこの特異な特性
に着目し、機械的性質に優れた成形体を得る目的でジア
セチレン基を含有する新規なポリマーを合成し、これら
のポリマーをその分解温度以下、あるいは溶融温度以下
の固相状態で高圧成形によって高機会的特性を有する高
分子成形体について検討してきた。
〔発明が解決しようとする課題〕
マレイミド樹脂は高度の耐熱性を有し、成形性に優れる
もの、その硬化成形体は脆弱である。また、ジアセチレ
ン基を含有するポリマー(ポリウレタン、ポリエステ
ル、ポリアミド、ポリイミド等)は固相状態における高
圧成形によって高剛性成形体が得られるものの、成形条
件に高圧を用いるためその成形装置、成形金型及び成形
体形状等に制限があった。
〔課題を解決するための手段〕
近年、熱硬化性樹脂の分野において、IPN(Interpene
trating Polymer Networks 相互進入網目)構造を有し
た複合材料が注目されている。これは従来のポリマーブ
レンド、グラフトポリマーとは異なり、2種類の高分子
主鎖がお互いに入り込み合い、絡み合った網目状の構造
をしていることが特徴である。
IPN構造をとることによって2種類の高分子主鎖の絡
み合いでポリマー相互の相溶性が高まり架橋密度の増
加、相組織の微細化、層間接着力の増大をたとらし、そ
の結果、単一ポリマーでは得られない優れた機械特性、
耐化学薬品性、耐熱性が発現する。本発明者らは、ジア
セチレンポリマーの高剛性及び耐熱性等を損なうことな
く、より一層の高機械特性化と成形性向上を図るため鋭
意検討した結果、ジアセチレン基を含有する高分子物質
と熱硬化性樹脂との組合せにより機械的特性、成形性の
一層の向上に成功し、本発明に到達した。
即ち、本発明は下記一般式(1)で示されるジアセチレン
基を有する高分子物質と、下記一般式(2)で示される熱
硬化性樹脂とを含んで成る硬化性樹脂組成物を提供する
ものである。
(式中、Ar1 、Ar2 、Ar3 は炭素数6から24の2価の
芳香族炭化水素基(但し、パラ結合でない)を示す。R
1 、R2 は水素原子或は炭素数1から12の1価の炭化
水素基を示す。nは2以上の整数を示す。) (式中、Ar4 は炭素数6から18のm価の炭化水素基を
示す。R3 、R4 は水素原子或は炭素数1から12の1
価の炭化水素基を示す。mは2以上の整数を示す。) 前記一般式(1)で示される高分子物質において、Ar1 、A
r2 、Ar3 で示される2価の芳香族炭化水素基は下記の
構造を有するものであり、これらの芳香族炭化水素基が
互いに脂肪族炭化水素基、エーテル基、チオエーテル
基、カルボニル基、スルホン基、エステル基、アミド
基、ウレタン基、アゾメチン基等で結合されていても良
い。また、芳香族炭化水素基の水素原子がハロゲン基、
炭化水素基等で置換されていても良い。これらの2価の
芳香族炭化水素基の結合状態は、ジアセチレン基の反応
しやすさの点よりメタ結合、オルト結合等であってパラ
結合でないものである。パラ結合よりなるジアセチレン
基を含有するジアミンを用いて製造されるジアセチレン
基を含有するポリアミドは、その重合温度は380℃以
上と高温であるが、メタ系ジアミンを用いたジアセチン
基を含有するメタ系ポリアミドは〜300℃と比較的温
和な条件で重合させることができる。
又、他の結合基で連結されたものとしては、下記の構造
(両端末パラ結合を除く)が例示される。尚、下記の内
部結合はパラ結合であってもよい。
1 、R2 の例としては、H 、-CH3、-C2H5 、-C3H7
-C4H9-CH2Cl、-CH2-CH=CH2 、 -CH2-C≡CH等が挙げられる。
前記一般式(2)で示される熱硬化性樹脂において、R5
は炭素数1から24までのm価の有機基であり、mは2
以上の整数であるが、硬化物の熱的性質、機械的性質の
点から好ましくは2から5である。
具体的には、例えば、 N,N′−エチレンビスマレイミ
ド、 N,N′−ヘキサメチレンビスマレイミド、 N,N′−
ドデカメチレンビスマレイミド、 N,N′−m−キシリレ
ンビスマレイミド、 N,N′−p−キシリレンビスマレイ
ミド、 N,N′−1,3 −ビスメチレンシクロヘキサンビス
マレイミド、 N,N′− 1,4−ビスメチレンシクロヘキサ
ンビスマレイミド、 N,N′− 2,4−トリレンビスマレイ
ミド、 N,N′− 2,6−トリレンビスマレイミド、 N,N′
− 3,3′−ジフェニルメタンビスマレイミド、 N,N′−
4,4′−ジフェニルメタンビスマレイミド、 N,N′−
3,3′−ジフェニルスルホンビスマレイミド、 N,N′−
4,4′−ジフェニルスルホンビスマレイミド、 N,N′−
4,4′−ジフェニルスルフィドビスマレイミド、 N,N′
−p−ベンゾフェノンビスマレイミド、 N,N′−ジフェ
ニルエタンビスマレイミド、 N,N′−ジフェニルエーテ
ルビスマレイミド、 N,N′−(メチレン−ジテトラヒド
ロフェニル)ビスマレイミド、 N,N′−(3−エチル)
− 4,4′−ジフェニルメタンビスマレイミド、 N,N′−
( 3,3′−ジメチル)− 4,4′−ジフェニルメタンビス
マレイミド、 N,N′−( 3,3′−ジエチル)− 4,4′−
ジフェニルメタンビスマレイミド、 N,N′−( 3,3′−
ジクロロ)− 4,4′−ジフェニルメタンビスマレイミ
ド、 N,N′−トリジンビスマレイミド、 N,N′−イソホ
ロンビスマレイミド、 N,N′− p,p−ジフェニルメチル
シリルビスマレイミド、 N,N′−ジフェニルプロパンビ
スマレイミド、 N,N′−ナフタレンビスマレイミド、
N,N′−p−フェニレンビスマレイミド、 N,N′−m−
フェニレンビスマレイミド、 N,N′− 4,4′−ジフェニ
ルメタン−ビス−ジメチルマレイミド、等に代表される
2官能マレイミド樹脂の他、アニリンとホルマリンとの
反応生成物(ポリアミン化合物) 3,4,4′−トリアミノ
ジフェニルメタン、トリアミノフェノール等と無水マレ
イン酸との反応によって得られる多官能マレイミド化合
物等が特に本発明の組成物に適するマレイミド樹脂の代
表例である。
一般式(1)で示されるジアセチレン基を含有する高分子
物質は下記の2方法によって製造される。第1の方法は
ジアセチレン基を含有するジアミンモノマーとジカルボ
ン酸誘導体との反応によって製造される。
(式中、Xはハロゲン基、水酸基、アルコキシ基であ
る。) 第2の方法は、ビスアセチレン化合物を触媒の存在下酸
化カップリング反応によって製造される。
第2成分であるマレイミド樹脂は多価アミン化合物と無
水マレイン酸誘導体との反応によって製造される。
〔製造方法〕 本発明のジアセチレン基を含有するポリマーとマレイミ
ド樹脂とをブレンドした組成物を製造する方法として
は、一般的に用いられる種々の方法を適用することがで
き、例えば押出機、プラベンダー、ロール等の溶融ブレ
ンド法、ミキサー等による乾式ブレンド法、溶媒を用い
る溶液ブレンド等を適用できる。簡便にかつ均一にブレ
ンドするためには溶液ブレンドが適している。即ち、ジ
アセチレン機を含有するポリマーとマレイミド樹脂とを
共通の良溶媒に溶解させ、その溶液を共通の貧溶媒中に
投入し共析出させる方法である。
共通の良溶媒としては、N−メチルピロリドン、ジメチ
ルアセトアミド、ジメチルホルムアミド、ヘキサメチル
ホスホルアミド等を非プロトン性極性溶媒が用いられ
る。またこれらの溶媒中に塩化リチウム、塩化カルシウ
ム等の塩類を共存させても良い。
この硬化性樹脂組成物溶液を投入して硬化性樹脂組成物
を析出させる共通の貧溶媒としては、メタノール、エタ
ノール等のアルコール系溶媒、ヘキサン、ヘプタン等の
脂肪族系溶媒、水等が用いられる。使用され貧溶媒の量
は良溶媒量に対して2〜10倍量用いられる。析出した
固体はろ過、遠心分離等の方法により分離され、乾燥す
ることによって本発明の硬化性樹脂組成物が得られる。
式(1)で示される高分子物質と式(2)で示される熱硬化性
樹脂との配合割合は、式(1)のもの100重量部に対し
て式(2)のもの5〜900重量部、好ましくは10〜5
00重量部である。
〔成形方法〕
本発明の硬化性樹脂組成物は成形金型の中に充填し、加
熱することにより容易に成形することが可能である。加
熱硬化する温度は 150℃〜350 ℃の範囲である。150
℃以下では硬化するのに時間がかかり経済的でなく、ま
た350℃以上では硬化反応が速くなり過ぎ制御が困難
である。
本発明の硬化性樹脂組成物は、比較的穏和な条件にて硬
化させることが可能であり、得られた硬化物は卓越した
機械的性質を有し、しかも耐熱性に優れた不溶不融の耐
熱性高分子材料を与えるものである。
本発明の硬化性樹脂組成物は無機充填剤、軟燃剤、顔料
等を配合することによって成形用樹脂として有用であ
る。また、本発明の硬化性樹脂組成物は有機溶剤溶液
(ワニス)とすることにより3浸用、積層用、接着用、
フィルム用のワニスとしても有用である。
〔実施例〕
次に本発明の実験例をもって更に具体的に説明する。
参考例 メタ−アミド系ジアセチレンポリマー 〔PA(m-APBI/i-PT) 〕の製造 4,4′−ジアミノフェニルブタジイン23.2部を乾燥
N−メチルピロリドン200部に溶解させた溶液を0℃
に冷却し、イソフタル酸クロリド20.3部を粉末状の
まま添加した。0℃で1時間反応後反応温度を室温まで
上げ更に2時間反応させ、メタ−アミド系ジアセチレン
ポリマー〔PA(m-APBI/i-PT) 〕溶液を製造した。
実施例1 参考例で製造したメタ−アミドジアセチレンポリマー溶
液中に N,N′− 4,4′−ジフェニルメタンビスマレイミ
ド〔DDM-BMI 〕36部を加えよく混合攪拌した。激しく
攪拌する多量の水中に投入し、PA(m-APBI/i-PT) 、DDM-
BMI を共に析出させた。析出物をろ過した後、水で2
回、メタノールで2回洗浄し、減圧下60℃で一昼夜乾
燥させ、硬化性樹脂組成物を製造した。
得られた硬化性樹脂組成物を金型中に充填し、加熱プレ
スを用いて200℃で2時間前硬化させ、金型より取り
出し、さらに250℃で5時間後硬化させた。硬化成形
体を島津製作所製オートグラフ DSS-500を用いて曲げ試
験を行なったところ、曲げ強度123MPa 、曲げ弾性率
5.4GPa であった。
実施例2 実施例1で得られた成形体を更に300℃で5時間後硬
化させた。得られた成形体の曲げ強度87 MPa、曲げ弾
性率5.5GPa であった。
実施例3〜5 実施例1のPA(m-APBI/i-PT) 、DDM-BMI の組成比、硬化
条件を変化させて硬化成形体を得た。硬化成形体の機械
的性質を表に示す。
比較例1 N,N′− 4,4′−ジフェニルメタンビスマレイミド〔DD
M-BMI 〕を170℃に加熱し溶融させ金型中流し込み2
00℃で5時間硬化させた。硬化成形体は多数のクラッ
クが入り機械的性質の測定に供せられるものは得られな
かった。
比較例2 参考例で製造したPA(m-APBI/i-PT) 溶液を激しく攪拌す
るメタノール中に投入しPA(m-APBI/i-PT) を単離した。
このジアセチレン基を含有するポリマーは5000気圧以上
の高圧条件にては成形することができるが、常圧下では
ポリマー粉末がそれぞれ融着しないでバラバラの状態で
あり成形できなかった。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】下記一般式(1)に示される高分子物質と下
    記一般式(2)に示される熱硬化性樹脂とを含んで成る硬
    化性樹脂組成物。 (式中、Ar1 、Ar2 、Ar3 は炭素数6から24の2価の
    芳香族炭化水素基(但し、パラ結合でない)を示す。R
    1 、R2 は水素原子或は炭素数1から12の1価の炭化
    水素基を示す。nは2以上の整数を示す。) (式中、R5 は炭素数6から18のm価の炭化水素基を
    示す。R3 、R4 は水素原子或は炭素数1から12の1
    価の炭化水素基を示す。mは2以上の整数を示す。)
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