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JP2912711B2 - Method for producing polyamide-imide resin - Google Patents

Method for producing polyamide-imide resin

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Publication number
JP2912711B2
JP2912711B2 JP2415365A JP41536590A JP2912711B2 JP 2912711 B2 JP2912711 B2 JP 2912711B2 JP 2415365 A JP2415365 A JP 2415365A JP 41536590 A JP41536590 A JP 41536590A JP 2912711 B2 JP2912711 B2 JP 2912711B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
alkali metal
mol
polyamide
imide resin
producing
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 - Lifetime
Application number
JP2415365A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH04261432A (en
Inventor
正彦 浅野
弘 高柳
浩敏 勝岡
益瑞 大北
彰宏 山口
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.)
Mitsui Chemicals Inc
Original Assignee
Mitsui Chemicals Inc
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 Mitsui Chemicals Inc filed Critical Mitsui Chemicals Inc
Priority to JP2415365A priority Critical patent/JP2912711B2/en
Publication of JPH04261432A publication Critical patent/JPH04261432A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP2912711B2 publication Critical patent/JP2912711B2/en
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Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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  • Polymers With Sulfur, Phosphorus Or Metals In The Main Chain (AREA)
  • Polyurethanes Or Polyureas (AREA)
  • Macromolecular Compounds Obtained By Forming Nitrogen-Containing Linkages In General (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、新規なポリアミドイミ
ド樹脂の製造方法に関する。さらに詳しくは、優れた耐
熱性を有し、かつ射出成形可能な分子配列を制御した脂
肪族、芳香族ポリアミドイミド樹脂の製造方法に関す
る。
The present invention relates to a method for producing a novel polyamide-imide resin. More specifically, the present invention relates to a method for producing an aliphatic or aromatic polyamide-imide resin having excellent heat resistance and having a controlled molecular arrangement capable of injection molding.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般に、脂肪族ポリアミド樹脂(ナイロ
ン)は成形性には優れるものの耐熱性に劣る。そこで、
これらの樹脂の欠点を解決する試みとして芳香族環を導
入した脂肪族、芳香族ポリアミド樹脂が提案されてい
る。例えば、特開昭59-53536公報には、芳香族ジカルボ
ン酸と脂肪族ジアミンよりなるポリアミド樹脂が提案さ
れている。さらには、特開昭59-155426 公報等にも芳香
族カルボン酸、アジピン酸と脂肪族ジアミンより形成さ
れるポリアミド樹脂が提案されている。これらの樹脂は
溶融成形が可能であるが、耐熱性等に関しては満足のい
くものではない。
2. Description of the Related Art Generally, an aliphatic polyamide resin (nylon) is excellent in moldability but inferior in heat resistance. Therefore,
As an attempt to solve the drawbacks of these resins, aliphatic and aromatic polyamide resins having an aromatic ring introduced have been proposed. For example, JP-A-59-53536 proposes a polyamide resin comprising an aromatic dicarboxylic acid and an aliphatic diamine. Further, a polyamide resin formed from an aromatic carboxylic acid, adipic acid and an aliphatic diamine is also proposed in Japanese Patent Application Laid-Open No. Sho 59-155426. These resins can be melt-molded, but are not satisfactory with respect to heat resistance and the like.

【0003】一方、ポリアミド樹脂の耐熱性、機械特性
等を改良する方法として、イミド環を導入したポリアミ
ドイミド樹脂が提案されている。例えば、アメリカ合衆
国特許3,939,029 明細書には無水トリメリット酸塩化物
と脂肪族ジアミンよりポリアミド酸を合成し、これを加
熱脱水することにより得られる脂肪族、芳香族のポリア
ミドイミド樹脂が知られている。しかし、このような樹
脂の製造方法では、脂肪族ジアミンの反応性が無水トリ
メリット酸塩化物に対して低いために低分子量のものし
か得られず、接着剤としての用途のみで成形体が得られ
るような十分な高分子量のものではなかった。
On the other hand, as a method for improving the heat resistance, mechanical properties and the like of a polyamide resin, a polyamide-imide resin having an imide ring introduced has been proposed. For example, U.S. Pat. No. 3,939,029 discloses an aliphatic or aromatic polyamide-imide resin obtained by synthesizing a polyamic acid from trimellitic anhydride chloride and an aliphatic diamine and heating and dehydrating the polyamic acid. However, in such a resin production method, the reactivity of the aliphatic diamine is low with respect to anhydrous trimellitate chloride, so that only a low-molecular-weight one can be obtained. Was not of sufficient high molecular weight to be obtained.

【0004】これらの問題点を解決するために、本発明
者らは、先の出願において耐熱性を有し、射出成形が可
能な高分子量のランダムに配列した脂肪族、芳香族ポリ
アミドイミド樹脂を提案している。このランダムに配列
したポリアミド樹脂は耐熱性には優れるものの、より耐
熱性を求められる用途等においてはその性能が発現しに
くい面があった。
[0004] In order to solve these problems, the present inventors have prepared a high-molecular-weight randomly arranged aliphatic or aromatic polyamide-imide resin having heat resistance and capable of injection molding in an earlier application. is suggesting. Although the polyamide resin arranged at random has excellent heat resistance, it has a problem that its performance is hardly exhibited in applications requiring more heat resistance.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、優れ
た耐熱性を有し、かつ射出成形が可能な分子配列を制御
した新規な脂肪族、芳香族のポリアミドイミド樹脂の製
造法の提供である。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a novel method for producing an aliphatic or aromatic polyamide-imide resin having excellent heat resistance and having a controlled molecular arrangement capable of injection molding. It is.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明者らは、前記課題
を解決するために、鋭意研究を重ねた結果、ベンゼン-
1,2,4- トリカルボン酸無水物と脂肪族性ジイソシアネ
ートを縮合させて得られるジイミドジカルボン酸に、更
に脂肪族性ジイソシアネートを重縮合することにより得
られる分子配列を制御した脂肪族、芳香族ポリアミドイ
ミド共重合体は、前記目的に適合しうることを見出し、
本発明に到達した。
Means for Solving the Problems The present inventors have conducted intensive studies to solve the above-mentioned problems, and as a result, have found that benzene-
Aliphatic and aromatic polyamides with controlled molecular arrangement obtained by polycondensation of aliphatic diisocyanate with diimide dicarboxylic acid obtained by condensation of 1,2,4-tricarboxylic anhydride and aliphatic diisocyanate The imide copolymer has been found to be suitable for the above purpose,
The present invention has been reached.

【0007】即ち、本発明は、前記一般式(I )(化
1)の繰り返し単位を持つポリアミドイミド樹脂を製造
するにあたり、ベンゼン-1,2,4- トリカルボン酸無水
物1モルに対し、式OCNCH2 −R1 −CH2
NCOのジイソシアネート0.475 〜0.525 モルを触媒と
してアルカリ金属化合物の存在下、非プロトン系極性溶
媒中100 〜2500Cで反応させ、更に式OCNCH2
2 −CH2 NCOジイソシアネート0.475 〜0.52
5 モルを加え、150 ℃以上で重縮合を行い分子配列を制
御することを特徴とするポリアミドイミド樹脂の製造方
法を提供するものである。この場合における分子配列の
制御とは、一段目のイミド化で生成するお互いに向きあ
ったジイミド単位が、2段目のアミド化反応で生成する
アミド結合を介して、規則的に並ぶということを意味し
ている。
That is, the present invention relates to a method for producing a polyamideimide resin having a repeating unit represented by the above general formula (I) (formula 1), wherein 1 mol of benzene-1,2,4-tricarboxylic anhydride is added to 1 mol of benzene-1,2,4-tricarboxylic anhydride. OCNCH 2 -R 1 -CH 2
The presence of an alkali metal compound diisocyanate 0.475 to 0.525 moles of NCO as catalyst, reacted in aprotic polar solvents in 100 to 25 00 C, further wherein OCNCH 2 -
R 2 —CH 2 NCO diisocyanate 0.475 to 0.52
Another object of the present invention is to provide a method for producing a polyamideimide resin, which comprises adding 5 mol and conducting polycondensation at 150 ° C. or more to control the molecular arrangement. The control of the molecular arrangement in this case means that the diimide units generated in the first stage imidation and facing each other are regularly arranged via the amide bond generated in the second stage amidation reaction. Means.

【0008】また、本発明の一つの態様例としては一般
式(II)(化2)の繰り返し単位を持つポリアミドイミ
ド樹脂を製造するにあたり、ベンゼン-1,2,4- トリカル
ボン酸無水物1モルに対し、メタキシリレンジイソシア
ネート0.475 〜0.525 モルを触媒としてアルカリ金属化
合物の存在下、非プロトン系極性溶媒中100 〜250 ℃で
反応させ、更にメタキシリレンジイソシアネート0.475
〜0.525 モルを加え150 ℃以上で重縮合させ分子配列を
制御することによるポリアミドイミド樹脂の製造を挙げ
ることができる。
In one embodiment of the present invention, one mole of benzene-1,2,4-tricarboxylic anhydride is used for producing a polyamideimide resin having a repeating unit represented by the general formula (II) (Formula 2). The reaction was carried out in an aprotic polar solvent at 100 to 250 ° C in the presence of an alkali metal compound using 0.475 to 0.525 mol of metaxylylene diisocyanate as a catalyst.
Production of polyamideimide resin by controlling the molecular arrangement by adding ~ 0.525 mol and conducting polycondensation at 150 ° C or higher.

【0009】アリカリ金属化合物は好ましくは多価カル
ボン酸アルカリ金属塩、アルカリ金属炭酸塩、アルカリ
金属炭酸水素塩、アルカリ金属水酸化物、またはアルカ
リ金属弗化物である。非プロトン系極性溶媒は好ましく
は鎖状または環状のアミド類、ホスホリルアミド類、ス
ルホン類、スルホキシド類またはウレア類である。
The alkali metal compound is preferably an alkali metal polycarboxylate, an alkali metal carbonate, an alkali metal bicarbonate, an alkali metal hydroxide, or an alkali metal fluoride. The aprotic polar solvent is preferably a linear or cyclic amide, phosphorylamide, sulfone, sulfoxide or urea.

【0010】本発明において使用するベンゼン-1,2,4-
トリカルボン酸無水物とメタキシリレンジイソシアネー
トのモル比は、ベンゼン-1,2,4- トリカルボン酸無水物
1モルに対してジイソシアネート0.475 〜0.525 の範囲
が好ましく、0.49〜0.51の範囲がさらに好ましい。モル
比が0.475 未満、または0.525 を超過すると中間生成物
のジイミドジカルボン酸の生成量が少なくなり好ましく
ない。また、更に次に添加するメタキシリレンジイソシ
アネートのモル比は、ベンゼン-1,2,4- トリカルボン酸
無水物1モルに対してジイソシアネート0.475 〜0.525
の範囲が好ましく、0.49〜0.51の範囲がさらに好まし
い。モル比が0.475 未満、または0.525 を超過すると低
分子量のポリマーしか得られない。また、ポリマーの分
子量を制御するために無水フタル酸や安息香酸の如き、
酸無水物やモノカルボン酸、またはフェニルイソシアネ
ートの如き、モノイソシアネートを添加し反応させても
よい。
[0010] The benzene-1,2,4- used in the present invention
The molar ratio of tricarboxylic anhydride to metaxylylene diisocyanate is preferably in the range of 0.475 to 0.525, more preferably 0.49 to 0.51, per mole of benzene-1,2,4-tricarboxylic anhydride. If the molar ratio is less than 0.475 or exceeds 0.525, the amount of the intermediate diimidedicarboxylic acid produced is undesirably small. The molar ratio of the meta-xylylene diisocyanate to be added next is 0.475 to 0.525 to 1 mol of benzene-1,2,4-tricarboxylic anhydride.
Is more preferable, and the range of 0.49 to 0.51 is more preferable. If the molar ratio is less than 0.475 or more than 0.525, only low molecular weight polymers are obtained. Also, to control the molecular weight of the polymer, such as phthalic anhydride and benzoic acid,
A monoisocyanate such as an acid anhydride, a monocarboxylic acid, or phenylisocyanate may be added and reacted.

【0011】本発明の方法において触媒として用いられ
るアルカリ金属化合物の例は、ジカルボン酸、トリカル
ボン酸およびテトラカルボン酸のモノおよび/またはジ
および/またはトリおよび/またはテトラリチウム塩、
ナトリウム塩、カリウム塩、ルビジウム塩、セシウム
塩、フランシウム塩等の多価カルボン酸のアルカリ金属
塩、炭酸リチウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭
酸ルビジウム、炭酸セシウム、炭酸フランシウム等のア
ルカリ金属炭酸塩、炭酸水素リチウム、炭酸水素ナトリ
ウム、炭酸水素カリウム、炭酸水素ルビジウム、炭酸水
素セシウム、炭酸水素フランシウム等のアルカリ金属炭
酸水素塩、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化
カリウム、水酸化ルビジウム、水酸化セシウム、水酸化
フランシウム等のアルカリ金属水酸化物、弗化リチウ
ム、弗化ナトリウム、弗化カリウム、弗化ルビジウム、
弗化セシウム、弗化フランシウム等のアルカリ金属弗化
物が挙げられる。特に、ナトリウム塩およびカリウム塩
が好ましい。上記のアルカリ金属化合物は、単独にまた
は2種以上混合して使用してもよい。
Examples of the alkali metal compound used as a catalyst in the process of the present invention include mono- and / or di- and / or tri- and / or tetralithium salts of dicarboxylic acids, tricarboxylic acids and tetracarboxylic acids.
Alkali metal salts of polyvalent carboxylic acids such as sodium salt, potassium salt, rubidium salt, cesium salt, and francium salt; alkali metal carbonates such as lithium carbonate, sodium carbonate, potassium carbonate, rubidium carbonate, cesium carbonate, and furanium carbonate; Lithium hydrogen, sodium bicarbonate, potassium bicarbonate, rubidium bicarbonate, alkali metal bicarbonates such as cesium bicarbonate, francium bicarbonate, lithium hydroxide, sodium hydroxide, potassium hydroxide, rubidium hydroxide, cesium hydroxide, Alkali metal hydroxides such as francium hydroxide, lithium fluoride, sodium fluoride, potassium fluoride, rubidium fluoride,
Alkali metal fluorides such as cesium fluoride and furanium fluoride; Particularly, sodium salts and potassium salts are preferred. The above alkali metal compounds may be used alone or in combination of two or more.

【0012】本発明で使用される非プロトン系極性溶媒
としては、例えば、N,N-ジメチルアセトアミド、N,N −
ジメチルホルムアミド、N−メチルピロリドン、γ−ブ
チロラクトン、ヘキサメチル燐酸トリアミドの様な鎖状
もしくは環状のアミド類またはホスホリルアミド類、あ
るいはジメチルスルホキシド、ジフェニルスルホン、テ
トラメチレンスルホンのようなスルホキシドあるいはス
ルホン類、テトラメチル尿素、N,N−ジメチルエ
チレンウレアのようなウレア類である。これらの溶媒
は、実質的に無水の状態で使用することが必要である。
反応に不活性な他の溶媒、例えばベンゼン、トルエン、
キシレン等を混合して使用することができる。
The aprotic polar solvent used in the present invention includes, for example, N, N-dimethylacetamide, N, N-
Linear or cyclic amides or phosphorylamides such as dimethylformamide, N-methylpyrrolidone, γ-butyrolactone, hexamethylphosphoric triamide, or sulfoxides or sulfones such as dimethylsulfoxide, diphenylsulfone, tetramethylenesulfone, tetramethyl urea, N, N '- is a ureas such as dimethyl ethylene urea. These solvents need to be used in a substantially anhydrous state.
Other solvents inert to the reaction, such as benzene, toluene,
Xylene and the like can be mixed and used.

【0013】本発明に於いて,優れた耐熱性を有し,射
出成形可能な分子配列を制御した脂肪族,芳香族ポリア
ミドイミドを製造するには,前記ベンゼン-1,2,4- トリ
カルボン酸無水物とメタキシリレンジイソシアネートを
モル比0.475 〜0.525 の範囲でアルカリ金属化合物の存
在下,非プロトン系極性溶媒中100 〜250 ℃の温度で加
熱反応させイミド化を行い,更にメタキシリレンジイソ
シアネートをベンゼン-1,2,4- トリカルボン酸無水物に
対してモル比0.475 〜0.525 の範囲で加え150 ℃以上の
温度で加熱反応させアミド化を行う必要がある。ベンゼ
ン-1,2,4- トリカルボン酸無水物の無水物環とカルボキ
シル基のイソシアネートに対する反応性を無水フタル
酸,安息香酸等をモデル化合物として調べた結果,無水
物環の反応(イミド化)とカルボキシル基の反応(アミ
ド化)では100 〜250 ℃の温度領域でイミド化とアミド
化の速度に大きな差があることを発見した。ベンゼン-
1,2,4- トリカルボン酸無水物とジイソシアネートを縮
合させる1段目のイミド化反応は,100 〜250 ℃の温度
が必要で,140 〜180 ℃の温度範囲がさらに好ましい。
100 ℃未満では無水物環とイソシアネートの反応性が低
下し好ましくなく,250 ℃を超過するとアミド化の速度
が速くなり,分子配列を制御したポリマーが得られなく
なるので好ましくない。また,2段目のアミド化反応
は,ジイソシアネートの反応性が低いため,通常150 ℃
以上の温度が必要で,200 〜260 ℃の温度範囲がさらに
好ましい。中間生成物であるジイミドジカルボン酸は,
この場合単離せずにジイソシアネートとの重縮合反応
(アミド化)を行うが,生成したジイミドジカルボン酸
を単離して縮重合反応(アミド化)を行っても何らさし
つかえない。
In the present invention, in order to produce an aliphatic or aromatic polyamideimide having excellent heat resistance and a controlled molecular arrangement capable of injection molding, the benzene-1,2,4-tricarboxylic acid is used. The anhydride and meta-xylylene diisocyanate are heated and reacted in an aprotic polar solvent at a temperature of 100 to 250 ° C in the presence of an alkali metal compound in a molar ratio of 0.475 to 0.525 to effect imidization. Amidation must be performed by adding benzene-1,2,4-tricarboxylic anhydride in a molar ratio of 0.475 to 0.525 and heating at a temperature of 150 ° C. or higher. The reactivity of benzene-1,2,4-tricarboxylic anhydride with the isocyanate of the anhydride ring and carboxyl group was investigated using phthalic anhydride and benzoic acid as model compounds. In the reaction of carboxyl groups (amidation), it was found that there was a large difference between the rates of imidization and amidation in the temperature range of 100 to 250 ° C. benzene-
The first stage imidization reaction for condensing 1,2,4-tricarboxylic anhydride and diisocyanate requires a temperature of 100 to 250 ° C, more preferably a temperature of 140 to 180 ° C.
If the temperature is lower than 100 ° C., the reactivity between the anhydride ring and the isocyanate decreases, which is not preferable. If the temperature exceeds 250 ° C., the rate of amidation is increased, and a polymer having a controlled molecular arrangement cannot be obtained. In the second stage of the amidation reaction, the reactivity of diisocyanate is low.
The above temperature is required, and a temperature range of 200 to 260 ° C is more preferable. The intermediate diimide dicarboxylic acid is
In this case, a polycondensation reaction (amidation) with a diisocyanate is performed without isolation, but there is no problem even if the generated diimide dicarboxylic acid is isolated and subjected to a polycondensation reaction (amidation).

【0014】反応時間は,イミド化,アミド化反応とも
通常1〜20時間である。そして副生する二酸化炭素が
実質的に認められなくなる時点をもって反応の完結点と
することができる。アルカリ金属化合物の添加量は,ベ
ンゼン-1,2,4- トリカルボン酸無水物に対して,0.5 〜
20モル%の範囲が好ましく,特に1.0 〜10モル%が
好ましい。一般には原料モノマー(ベンゼン-1,2,4- ト
リカルボン酸無水物+メタキシリレンジイソシアネー
ト)の濃度は50〜400g/l の範囲が好ましく,特に10
0 〜300g/l が好ましい。本発明に於て,得られた分子
配列を制御した脂肪族,芳香族ポリアミドイミド樹脂の
平均分子量(GPCのポリスチレン,スタンダードによる
重量平均分子量)は,1万以上が好ましく,特に好まし
くは,2万以上である。
The reaction time is usually 1 to 20 hours for both the imidation and amidation reactions. The point at which the by-produced carbon dioxide is substantially not recognized can be regarded as the completion point of the reaction. The amount of the alkali metal compound to be added should be 0.5 to 0.5 to benzene-1,2,4-tricarboxylic anhydride.
The range is preferably 20 mol%, and particularly preferably 1.0 to 10 mol%. Generally, the concentration of the raw material monomer (benzene-1,2,4-tricarboxylic anhydride + meta-xylylene diisocyanate) is preferably in the range of 50 to 400 g / l, more preferably 10 to 400 g / l.
It is preferably from 0 to 300 g / l. In the present invention, the average molecular weight (weight average molecular weight according to GPC polystyrene, standard) of the obtained aliphatic or aromatic polyamideimide resin whose molecular arrangement is controlled is preferably 10,000 or more, and particularly preferably 20,000. That is all.

【0015】[0015]

【実施例】以下,実施例にて本発明を詳細に説明する。
また,実施例及び比較例において得られたポリマーの物
性値は以下の方法により測定した。 平均分子量: 重合液をN−メチルピロリドンで希釈し,GPC を用い
て,分子量分布曲線のカーブを測定し,ポリスチレン,
スタンダードによって重量平均分子量を得た。 流動温度:(島津製作所製) フローテスターを用いて測定した見掛けの溶融粘度が10
000Poiseになる温度。
The present invention will be described in detail below with reference to examples.
The physical properties of the polymers obtained in Examples and Comparative Examples were measured by the following methods. Average molecular weight: The polymerization solution was diluted with N-methylpyrrolidone, and the molecular weight distribution curve was measured using GPC.
Weight average molecular weight was obtained by standard. Flow temperature: (Shimadzu Corporation) Apparent melt viscosity measured using a flow tester is 10
000Poise temperature.

【0016】実施例1 撹拌機,温度計,冷却コンデンサー,及び滴下ロートを
備えた500ml セパラブルフラスコ中に,ベンゼン-1,2,4
- トリカルボン酸無水物20.41 g(0.1062モル),フッ
化カリウム0.130 g(0.00223 モル),N,N−ジ
メチルエチレンウレア220ml を窒素雰囲気中に装入溶解
し,撹拌しながら内温を140 ℃まで昇温した。滴下ロー
トにメタキシリレンジイソシアネート9.96 g(0.05290
モル)を測り取り,1度にフラスコ内に添加し,140 ℃
で5時間反応させた。更に,滴下ロートにメタキシリレ
ンジイソシアネート9.98 g(0.05301 モル)を測り取
り,1度にフラスコ内に添加した。すぐにこの溶液を22
0 ℃まで昇温したところ150 ℃で激しく反応し二酸化炭
素の発生が認められた。220 ℃で1時間撹拌を続ける
と、溶液の色は黄色から赤褐色へと変化し,粘度が上昇
した。さらに1時間加熱を続け熟成した後,室温に冷却
し,重合液を高速撹拌下の水中に投入してポリマー粉末
を得た。このポリマー粉末をさらに水で3回洗浄し,最
後にメタノールで洗浄後,150 ℃で8時間減圧乾燥し3
3gのポリマー粉末が得られた。その重合体の平均分子
量は4.8 万であった。DSC で測定したガラス転移温度は
187 ℃,空気中5%分解温度404 ℃という優れた耐熱性
を有していた。さらに,流動温度が277 ℃で,射出成形
が可能な熱溶解特性を有していた。
Example 1 In a 500 ml separable flask equipped with a stirrer, thermometer, cooling condenser and dropping funnel, benzene-1,2,4
- tricarboxylic acid anhydride 20.41 g (.1062 mol), potassium fluoride 0.130 g (.00223 mol), N, N '- dimethyl ethylene urea 220ml were charged dissolved in a nitrogen atmosphere, the internal temperature up to 140 ° C. with stirring The temperature rose. 9.96 g of meta-xylylene diisocyanate (0.05290
Mol), add all at once to the flask, and add
For 5 hours. Further, 9.98 g (0.05301 mol) of meta-xylylene diisocyanate was measured into the dropping funnel and added to the flask at one time. Immediately add this solution to 22
When the temperature was raised to 0 ° C., it reacted violently at 150 ° C. and generation of carbon dioxide was recognized. When stirring was continued at 220 ° C. for 1 hour, the color of the solution changed from yellow to reddish brown and the viscosity increased. After heating and aging for another 1 hour, the mixture was cooled to room temperature, and the polymerization liquid was poured into water under high-speed stirring to obtain a polymer powder. The polymer powder was further washed three times with water, and finally washed with methanol, and dried under reduced pressure at 150 ° C. for 8 hours.
3 g of a polymer powder were obtained. The average molecular weight of the polymer was 48,000. The glass transition temperature measured by DSC is
It had excellent heat resistance of 187 ° C and 5% decomposition temperature in air of 404 ° C. Furthermore, it had a flow temperature of 277 ° C and had heat melting properties that allow injection molding.

【0017】実施例2〜5 実施例1に示した実験装置にてベンゼン-1,2,4- トリカ
ルボン酸無水物とメタキシリレンジイソシアネートをそ
れぞれの条件下に於て同様に重合を行い,得られた重合
体のそれぞれの物性値を表1に示す。
Examples 2 to 5 Using the experimental apparatus shown in Example 1, benzene-1,2,4-tricarboxylic anhydride and meta-xylylene diisocyanate were similarly polymerized under the respective conditions to obtain Table 1 shows the physical property values of the obtained polymers.

【0018】実施例6 実施例1に示した実験装置にベンゼン-1,2,4- トリカル
ボン酸無水物とメタキシリレンジイソシアネートを同様
な条件下で反応させ、得られた反応液を冷却した後、pH
2に調整した塩酸水溶液中に入れ、ビス-[(4- カルボキ
シ) フタルイミド]- α, α’- メタキシレンを単離し
た。DSCで測定した融点は342.3℃であった。次
にこの化合物にメタキシリレンジイソシアネートを加え
重縮合を行い、得られた重合体の物性値を表1に示す。
Example 6 Benzene-1,2,4-tricarboxylic anhydride and meta-xylylene diisocyanate were reacted in the experimental apparatus shown in Example 1 under the same conditions, and the obtained reaction solution was cooled. , PH
Bis-[(4-carboxy) phthalimide] -α, α'-metaxylene was isolated by placing the resultant in an aqueous hydrochloric acid solution adjusted to 2. The melting point measured by DSC was 342.3 ° C. Next, meta-xylylene diisocyanate was added to this compound for polycondensation, and the physical properties of the obtained polymer are shown in Table 1.

【表1】 [Table 1]

【0019】参考例 攪拌期、温度計、及び冷却コンデンサーを備えた4つ口
フラスコにフッ化カリウム0.0072g (0.000124モル) 、
安息香酸3.0267g (0.0248モル) 、N,N’- ジメチルエ
チレンウレア84.794gを窒素雰囲気中に装入し、溶解し
た。温度を一定に保持した後、メタキシリレンジイソシ
アネート2.2224g(0.0118 モル) を一括で装入し、各時
間におけるメタキシリレンジイソシアネートの消失量を
液クロで定量し、積分法よりアミド化の反応速度定数k
を各温度において求めた。また、イミド化の各温度にお
ける反応速度定数は無水フタル酸を用いて同様に求め
た。得られた各温度での反応速度定数を表2に示す。
Reference Example In a four-necked flask equipped with a stirring period, a thermometer, and a cooling condenser, 0.0072 g (0.000124 mol) of potassium fluoride was placed.
3.0267 g (0.0248 mol) of benzoic acid and 84.794 g of N, N'-dimethylethylene urea were charged and dissolved in a nitrogen atmosphere. After maintaining the temperature constant, 2.2224 g (0.0118 mol) of meta-xylylene diisocyanate was charged all at once, and the disappearance of meta-xylylene diisocyanate at each time was determined by liquid chromatography. Constant k
Was determined at each temperature. In addition, the reaction rate constant at each temperature of imidation was similarly obtained using phthalic anhydride. Table 2 shows the obtained reaction rate constants at each temperature.

【表2】 [Table 2]

【0020】比較例1 実施例1に示した実験装置にベンゼン-1,2,4- トリカル
ボン酸無水物30.23 g(0.1573 モル) 、フッ化カリウム
0.2054g(0.00354モル) 、N,N’- ジメチルエチレンウ
レア300ml を窒素雰囲気中に装入し溶解した。滴下ロー
トにメタキシリレンジイソシアネート29.95 g(0.1600
モル) を測り取り、1度にフラスコ内に添加した。この
溶液を攪拌しながら内温を200 ℃まで昇温したところ13
0 ℃で激しく反応し二酸化炭素の発生が認められた。20
0 ℃で1時間攪拌を続けると溶液の色は黄色から赤褐色
へと変化し、粘度が上昇した。さらに1時間加熱を続け
熟成した後、室温に冷却し、実施例1と同様に後処理を
行った。その重合体の平均分子量は5.9 万であった。D
SCで測定したガラス転移温度は189 ℃、空気中5%分
解温度396 ℃という耐熱性を有していたが、実施例1で
得られた重合体よりも耐熱性に差が見られた。
Comparative Example 1 30.23 g (0.1573 mol) of benzene-1,2,4-tricarboxylic anhydride and potassium fluoride were added to the experimental apparatus shown in Example 1.
0.2054 g (0.00354 mol) and 300 ml of N, N'-dimethylethyleneurea were charged and dissolved in a nitrogen atmosphere. 29.95 g of metaxylylene diisocyanate (0.1600 g) was added to the dropping funnel.
Mol) was added to the flask at one time. The internal temperature was raised to 200 ° C while stirring this solution.
The reaction violently occurred at 0 ° C., and generation of carbon dioxide was recognized. 20
When stirring was continued at 0 ° C. for 1 hour, the color of the solution changed from yellow to reddish brown, and the viscosity increased. After heating and aging for another 1 hour, the mixture was cooled to room temperature and post-treated in the same manner as in Example 1. The average molecular weight of the polymer was 59,000. D
It had a heat resistance of 189 ° C. as measured by SC and a decomposition temperature of 5% in air of 396 ° C., but showed a difference in heat resistance as compared with the polymer obtained in Example 1.

【0021】比較例2 実施例1に示した実験装置にてベンゼン-1,2,4- トリカ
ルボン酸無水物30.42g(0.1583モル)、メタキシリレン
ジイソシアネート29.99g(0.1602モル)、フッ化カリウ
ム0.212g(0.00366 モル)、と反応温度130 ℃以外は、
実施例1と同様に重合および後処理を行った。得られた
重合体の平均分子量は8600で、反応温度が低いために重
合度が上がらず、高分子量のポリマーを得ることができ
なかった。
Comparative Example 2 30.42 g (0.1583 mol) of benzene-1,2,4-tricarboxylic anhydride, 29.99 g (0.1602 mol) of m-xylylene diisocyanate, 0.212 mol of potassium fluoride were obtained using the experimental apparatus shown in Example 1. g (0.00366 mol) and reaction temperature of 130 ° C,
Polymerization and post-treatment were carried out in the same manner as in Example 1. The average molecular weight of the obtained polymer was 8,600, and the reaction temperature was low, so that the degree of polymerization did not increase, and a high molecular weight polymer could not be obtained.

【0022】比較例3 実施例1に示した実験装置にてベンゼン-1,2,4- トリカ
ルボン酸無水物30.45g(0.1585モル)、メタキシリレン
ジイソシアネート30.05g(0.1606モル)、と触媒を無添
加以外は、実施例1と同様に重合および後処理を行っ
た。得られた重合体の平均分子量は1200で、触媒を加え
ずに行ったために重合度が上がらず、高分子量のポリマ
ーを得ることができなかった。
Comparative Example 3 Using the experimental apparatus shown in Example 1, 30.45 g (0.1585 mol) of benzene-1,2,4-tricarboxylic anhydride, 30.05 g (0.1606 mol) of m-xylylene diisocyanate, and no catalyst were used. Except for the addition, polymerization and post-treatment were carried out in the same manner as in Example 1. The average molecular weight of the obtained polymer was 1200. Since the polymerization was carried out without adding a catalyst, the degree of polymerization did not increase, and a high molecular weight polymer could not be obtained.

【0023】比較例4 実施例1に示した実験装置にベンゼン-1,2,4- トリカル
ボン酸無水物塩化物30.56g(0.1451モル)、メタキシリ
レンジアミン19.89g(0.1460モル)、フッ化カリウム0.
177g(0.00305 モル)、以外は実施例1と同様に重合お
よび後処理を行った。得られた重合体の平均分子量は59
00で、高分子量のポリマーを得ることができなかった。
Comparative Example 4 In the experimental apparatus shown in Example 1, benzene-1,2,4-tricarboxylic anhydride chloride 30.56 g (0.1451 mol), metaxylylenediamine 19.89 g (0.1460 mol), potassium fluoride 0.
Polymerization and post-treatment were carried out in the same manner as in Example 1, except for 177 g (0.00305 mol). The average molecular weight of the obtained polymer is 59
In the case of No. 00, a high molecular weight polymer could not be obtained.

【発明の効果】【The invention's effect】

【0024】本発明によれば、優れた耐熱性を有し、射
出成形可能な分子配列を制御した脂肪族、芳香族ポリア
ミドイミド樹脂を工業的に実用性のある方法で得ること
ができ、産業上有益な発明である。
According to the present invention, an aliphatic or aromatic polyamideimide resin having excellent heat resistance and having a controlled molecular arrangement capable of injection molding can be obtained by an industrially practical method. This is a useful invention.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大北 益瑞 神奈川県横浜市栄区笠間町1190番地 三 井東圧化学株式会社内 (72)発明者 山口 彰宏 神奈川県横浜市栄区笠間町1190番地 三 井東圧化学株式会社内 (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) C08G 18/06 - 18/76 C08G 73/14 CA(STN) REGISTRY(STN)──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Masui Ohkita 1190 Kasama-cho, Sakae-ku, Yokohama-shi, Kanagawa Prefecture Inside Mitsui Toatsu Chemicals Co., Ltd. (72) Inventor Akihiro Yamaguchi 1190 Kasama-cho, Sakae-ku, Yokohama-shi, Kanagawa Mitsui (58) Fields investigated (Int. Cl. 6 , DB name) C08G 18/06-18/76 C08G 73/14 CA (STN) REGISTRY (STN)

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 一般式(I )(化1) 【化1】 の繰り返し単位を持つポリアミドイミド樹脂を製造する
にあたり、ベンゼン- 1,2,4- トリカルボン酸無水物
1モルに対し、式OCNCH2 −R1 −CH2
COのジイソシアネート0.475 〜0.525 モルを触媒とし
てアルカリ金属化合物の存在下、非プロトン系極性溶媒
中100 〜250 ℃で反応させ、更に式OCNCH2 −R
2 −CH2 NCOのジイソシアネート0.475 〜0.52
5 モルを加え、150 ℃以上で重縮合を行い分子配列を制
御することを特徴とするポリアミドイミド樹脂の製造方
法。
1. A compound of the general formula (I) In producing a polyamide-imide resin having a repeating unit of the formula: 1 mol of benzene-1,2,4-tricarboxylic anhydride, the formula OCNCH 2 —R 1 —CH 2 N
The diisocyanate 0.475 to 0.525 moles of CO in the presence of an alkali metal compound as a catalyst, and reacted at 100 to 250 DEG ° C. in aprotic polar solvents, further wherein OCNCH 2 -R
2- CH 2 NCO diisocyanate 0.475 to 0.52
A method for producing a polyamide-imide resin, comprising adding 5 mol and performing polycondensation at 150 ° C. or more to control the molecular arrangement.
【請求項2】 式(II)(化2) 【化2】 の繰り返し単位を持つポリアミドイミド樹脂を製造する
にあたり、ベンゼン- 1,2,4- トリカルボン酸無水物
1モルに対し、メタキシリレンジイソシアネート0.475
〜0.525 モルを触媒としてアルカリ金属化合物の存在
下、非プロトン系極性溶媒中100 〜250 ℃で反応させ、
更にメタキシリレンジイソシアネート 0.475 〜0.
525 モルを加え、150 ℃以上で重縮合を行い分子配列を
制御することを特徴とするポリアミドイミド樹脂の製造
方法。
2. A compound represented by the formula (II): In producing a polyamide-imide resin having a repeating unit represented by the following formula, 1 mol of benzene-1,2,4-tricarboxylic anhydride is added to 0.475 of meta-xylylene diisocyanate.
0.50.525 mol as a catalyst in the presence of an alkali metal compound in an aprotic polar solvent at 100 to 250 ° C.,
Furthermore, meta-xylylene diisocyanate 0.475-0.
A method for producing a polyamide-imide resin, comprising adding 525 mol and performing polycondensation at 150 ° C. or more to control the molecular arrangement.
【請求項3】 アルカリ金属化合物が、多価カルボン酸
アルカリ金属塩、アルカリ金属炭酸塩、アルカリ金属炭
酸水素塩、アルカリ金属水酸化物、またはアルカリ金属
弗化物であることを特徴とする請求項1記載のポリアミ
ドイミド樹脂の製造方法。
3. The method according to claim 1, wherein the alkali metal compound is an alkali metal polycarboxylate, an alkali metal carbonate, an alkali metal bicarbonate, an alkali metal hydroxide, or an alkali metal fluoride. A method for producing the polyamide-imide resin described above.
【請求項4】 非プロトン系極性溶媒が、鎖状または環
状のアミド類、ホスホリルアミド類、ホスホリルアミド
類、スルホン類、スルホキシド類またはウレア類である
ことを特徴とする請求項1記載のポリアミドイミド樹脂
の製造方法。
4. The polyamide-imide according to claim 1, wherein the aprotic polar solvent is a linear or cyclic amide, phosphorylamide, phosphorylamide, sulfone, sulfoxide or urea. Method of manufacturing resin.
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