JPH06306282A - 樹脂組成物 - Google Patents

樹脂組成物

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JPH06306282A
JPH06306282A JP9812093A JP9812093A JPH06306282A JP H06306282 A JPH06306282 A JP H06306282A JP 9812093 A JP9812093 A JP 9812093A JP 9812093 A JP9812093 A JP 9812093A JP H06306282 A JPH06306282 A JP H06306282A
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JP
Japan
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mol
temperature
aromatic
resin composition
copolymer
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JP9812093A
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English (en)
Inventor
Takao Kawaki
隆雄 川木
Shoichi Ametani
章一 雨谷
Toshiaki Yamada
敏明 山田
Hidefumi Harada
英文 原田
Hajime Ban
一 伴
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Mitsubishi Gas Chemical Co Inc
Original Assignee
Mitsubishi Gas Chemical Co Inc
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【目的】 耐熱性、機械的強度および成形加工性に優れ
た樹脂組成物を提供する。 【構成】 式(1)、(2)および(3)に示される特
定の構造部分からなる芳香族ポリアミドイミド共重合体
と、ポリフェニレンスルフィド樹脂からなる樹脂組成
物。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は耐熱性と機械的強度およ
び溶融成形性に優れた新規な樹脂組成物に係わる。
【0002】
【従来の技術】芳香族ポリアミドイミド樹脂は、耐熱
性、機械的強度、電気特性、耐薬品性に優れたプラスチ
ック材料であり、従来、ワニス、フイルム等として使用
されてきたが、成形加工性に劣り、そのほとんどのもの
は、射出成形が困難であった。すなわち、芳香族ポリア
ミドイミド樹脂は、芳香族トリカルボン酸無水物とジイ
ソシアネートより溶媒中で製造する方法(特公昭44-192
74号報)、芳香族トリカルボン酸無水物ハライドとジア
ミンから溶媒中で製造する方法が代表的である。前者の
方法は、後者の方法に比べ、高温、長時間の後処理を施
すことなく高い耐熱性と強靱性を有するポリアミドイミ
ドを得ることが可能であり、また、ハロゲン残基がポリ
アミドイミドに残存しないため、最近の電子、電気用途
には好適な方法である。しかしながら、これらの方法に
より製造したポリアミドイミド樹脂は、ワニス、キャス
トフイルム等の用途には、好適であっても溶融成形性に
劣るため溶融成形加工用途には不適であった。
【0003】芳香族ポリアミドイミド樹脂の耐熱性を損
なうことなしに、溶融成形性を改良する技術としては、
既にイソフタル酸等の芳香族ジカルボン酸成分を芳香族
トリカルボン酸成分との両者の合計100モル%に対し
て、20〜80モル%併用した芳香族ポリアミドイミド
共重合体が提案されている(米国特許 4,313,8
68号)。この共重合体は、単なる芳香族ポリアミドイ
ミドと比べると、溶融成形性は改良されてはいるが、い
まだ溶融成形する際の流動開始温度はポリアミドイミド
共重合体の溶融時の分解温度に近い高温を必要とし、良
好な成形加工が出来ないのが実状である。また、同特許
において使用される芳香族ポリアミドイミドは、芳香族
トリカルボン酸クロライドを原料とするため、ハロゲン
原子が樹脂中に残存し、電子部品用には不適当な方法で
ある。
【0004】一方、ポリフェニレンスルフィド樹脂は耐
熱性、電気特性、耐溶剤性に優れ特に溶融流動性が優れ
ており、特に、結晶性のポリフェニレンスルフィド樹脂
は、高い融点とこれに由来する高い耐熱性および優れた
溶融成形性を有することが特徴であるが、ガラス転移点
温度が100℃程度と低く、ガラス繊維等の充填剤で補
強しない限り、高い耐熱性は発現しない。また、ポリフ
ェニレンスルフィド樹脂をガラス繊維で強化すると熱変
形温度は上昇するが、150℃以上の高温下での機械的
特性の保持と言う観点から見ると、耐熱性は十分とは言
えない。ポリフェニレンスルフィドのガラス繊維強化の
室温での弾性率は、約10GPa以上であるが、200
℃では、2GPa程度まで低下してしまう。すなわち、
ポリフェニレンスルフィド樹脂は、高い流動性すなわ
ち、優れた溶融成形性を有する反面、本質的に耐熱性が
劣ると言う欠点を有している。これに対する試みとし
て、芳香族ポリアミドイミド樹脂とポリフェニレンスル
フィド樹脂とブレンドすることにより、耐熱性および溶
融成形性を改良する技術が特公昭57−9754号公報、同57
−9755号公報等に提案されている。しかしながら、これ
らの先行技術によっては、芳香族ポリアミドイミド樹脂
の成形加工性は、幾分は、改良されるものの不十分であ
り、さらに機械的強度も改良が必要な水準にあった。
【0005】
【発明が解決しようとする問題点】本発明が解決しよう
とする問題点は、芳香族ポリアミドイミド樹脂の劣った
溶融成形性を改良するためにポリフェニレンスルフィド
樹脂を配合しても、十分な改良効果が得られず、従っ
て、高い耐熱性と優れた溶融成形性さらには高い機械的
強度を有する新規な材料の創出が達成されないことにあ
る。本発明の目的は、耐熱性と機械的強度および成形加
工性に優れた新規な樹脂組成物を提供することである。
【0006】
【問題点を解決するための手段】本発明者らは、以上の
問題点を解決するべく鋭意検討を重ねた。その結果、特
定の構造を繰り返し単位として有する、芳香族ポリアミ
ドイミド共重合体と、ポリフェニレンスルフィド樹脂か
らなる新規な樹脂組成物により、樹脂組成物の耐熱性を
損なうこと無く溶融成形性が改良され、さらには高い機
械的強度を実現することを見いだし、本発明に至った。
【0007】すなわち、本発明は、(A)一般式(1)
と、(2)および(3)の構造を繰り返し単位として有
するポリアミドイミド共重合体と、(B)ポリフェニレ
ンスルフィド樹脂からなる樹脂組成物である。
【化2】 [一般式(1)においてArは少なくとも一つの炭素6
員環を含む3価の芳香族基を示す。また、一般式(2)
において、Ar1は少なくとも一つの炭素6員環を含む
2価の芳香族基を示す。さらに、一般式(3)におい
て、R1は2価の脂肪族基を示し、一般式(1)、
(2)、(3)においてRは2価の芳香族基または脂肪
族基を示す。](1)の構造単位は芳香族トリカルボニ
ル基を含むポリアミドイミド構造単位であり、(2)の
構造単位は芳香族ジカルボニル基を含むポリアミド構造
単位であり、(3)の構造単位は脂肪族ジカルボニル基
を含むポリアミド構造単位である。
【0008】 本発明の樹脂組成物に使用される芳香族
ポリアミドイミド共重合体は、一般式(1)と、(2)
および(3)の構造を繰り返し単位として有し、
(1)、(2)、(3)各構造の合計100モル%に対
し、(1)が5モル%以上95モル%以下、(2)が1
モル%以上94モル%以下、(3)が1モル%以上94
モル%以下である構造からなり、好ましくは、(1)が
10モル%以上70モル%以下、(2)が1モル%以上
89モル%以下、(3)が1モル%以上89モル%以下
である構造からなり、より好ましくは、(1)が10モ
ル%以上50モル%未満、(2)が1モル%以上89モ
ル%以下、(3)が1モル%以上89モル%以下である
構造からなり、最も好ましくは、(1)が20モル%以
上40モル%未満、(2)が1モル%以上79モル%以
下、(3)が1モル%以上60モル%以下である構造か
らなる樹脂組成物である。(1)〜(3)の構造の構成
比が前記した量範囲をはずれると、耐熱性、機械的強度
が損なわれる。
【0009】一般式(1)のArの具体例としては、次
の化3に示したものがあげられる。
【化3】
【0010】これらのうち好ましいものは、次の化4に
示したものである。
【化4】
【0011】また一般式(1)、(2)、(3)のRは
2価の芳香族および/または脂肪族基であり、その具体
例としては次の化5、化6に示したものがあげられる。
【化5】
【化6】
【0012】これらのうち好ましいものとしては化7の
ものがあげられる。
【化7】
【0013】また特に好ましいものとしては化8のもの
があげられる。
【化8】
【0014】最も好ましいものは化9のものである。
【化9】 また、一般式(2)のAr1は、2価の芳香族基であ
り、その具体例としては、次の化10に示すものがあげ
られる。
【化10】
【0015】これらのうち好ましいものとしては次のも
のがあげられ、
【化11】
【0016】また特に好ましいものとしては次のものが
あげられる。
【化12】
【0017】また、一般式(3)のR1は、2価の脂肪
族炭化水素基であり、その具体例としては、次の化13
の、m=2〜20で表されるものがあげられる。化13
のうち、より好ましいものは、m=2〜12のものであ
り、特に好ましいものは、m=4〜12のものである。
【化13】──(CH2)m──
【0018】一般式(1)、(2)および(3)のA
r、Ar1、R、R1は、前記したそれぞれの具体例から
選ばれた1種であっても、2種以上の組合せであっても
よい。
【0019】本発明の樹脂組成物に使用する、芳香族ポ
リアミドイミド共重合体は、(イ)芳香族トリカルボン
酸無水物、芳香族ジカルボン酸および脂肪族ジカルボン
酸とジイソシアネートよりアミド系または非アミド系溶
媒中で製造する方法、(ロ)芳香族トリカルボン酸無水
物ハライド、芳香族ジカルボン酸ジハライドおよび脂肪
族ジカルボン酸ジハライドとジアミンから前記溶媒中で
製造する方法、さらには、(ハ)芳香族トリカルボン酸
無水物、芳香族ジカルボン酸および脂肪族ジカルボン酸
とジアミンより前記溶媒中で燐酸または亜燐酸エステル
系等の触媒を使用し製造する方法、のいずれの方法によ
っても製造可能である。これらの方法の内、(ロ)は前
述のハロゲン残存の問題があり更にイミド環形成のため
の高温での後処理が必要であり、(ハ)も高温での後処
理が必要であることから、(イ)が最も好ましい製造方
法である。本発明において、高い耐熱性と機械的強度お
よび良好な成形加工性を有する樹脂組成物を与える芳香
族ポリアミドイミド共重合体は、実質的にアミドイミド
構造とアミド構造が、ランダムに配列したランダム共重
合体と、アミドイミド構造とアミド構造がそれぞれ一定
鎖長で連続して結合したブロック共重合体、アミドイミ
ド構造とアミド構造が交互に結合した交互共重合体があ
り、このいずれの構造のものであっても構わない。
【0020】本発明の樹脂組成物に好適な芳香族ポリア
ミドイミド共重合体を最も好ましい(イ)の方法で製造
するために使用する、芳香族トリカルボン酸無水物、芳
香族ジカルボン酸、脂肪族ジカルボン酸、ジイソシアネ
ートとは、それぞれ次の化14、化15、化16、化1
7で表示される化合物である。
【0021】
【化14】 (式中Arは、一般式(1)のArと同じ意味を有す
る。)
【化15】 (式中Ar1は、一般式(2)のAr1と同じ意味を有す
る。)
【化16】 (式中R1は、一般式(2)のR1と同じ意味を有す
る。)
【化17】O=C=N−R−N=C=O (式中Rは、一般式(1)〜(3)のRと同じ意味を有
する。)
【0022】本発明において、高い耐熱性と機械的強度
および良好な成形加工性を有する樹脂組成物を与える芳
香族ポリアミドイミド共重合体を高い重合度と収率で製
造するためには、(イ)の方法においては、ジイソシア
ネートのモル数をP、芳香族トリカルボン酸無水物、芳
香族ジカルボン酸および脂肪族ジカルボン酸の合計のモ
ル数をQとしたとき両者のモル比は、0.9<Q/P<
1.1に保たれることが好ましく、0.99<Q/P<
1.01に保たれることがより好ましい。
【0023】本発明に使用される芳香族ポリアミドイミ
ド共重合体は、好適には、化13〜16の成分の所定量
を溶媒中で重合して得られるが、好適な重合温度は、5
0℃〜200℃、より好適な重合温度は、80℃〜18
0℃である。最も好適な重合温度は80℃〜170℃で
ある。この範囲より低い場合は重合度が上がらず、高い
場合は溶融成形性の劣ったものしか得られないからであ
る。さらに、重合反応中、温度を多段好ましくは2〜3
段のステップで上昇させることにより、本発明の樹脂組
成物により好ましい芳香族ポリアミドイミド共重合体を
製造し得る。すなわち、重合温度を一段目を50℃〜1
10℃の温度範囲内に、二段目以降を110℃〜200
℃の温度範囲内に多段階で設定し重合を行うことによ
り、実質的にアミド基の生成が終了してからイミド基が
生成し、溶融成形性に優れかつ強靱なポリアミドイミド
が製造される。各段における温度は、その温度範囲内で
あればいかように設定してもよい。例えば、昇温であっ
ても、定温であっても良く、また昇温と定温の組み合せ
であっても良い。最も好ましいのは、前段に対し後段を
20〜80℃高くし、各段における温度を定温とする方
法である。
【0024】本発明の樹脂組成物に好適に使用される芳
香族ポリアミドイミド共重合体の製造に用いられる溶媒
として、生成するポリアミドイミドに溶解性を有する溶
媒、具体的には、N−メチルピロリドン、ジメチルホル
ムアミド、ジメチルアセトアミド、ジメチルスルフォキ
シド、ジメチルスルホラン、テトラメチレンスルホン、
ジフェニルスルフォン、γーブチロラクトン等が使用さ
れ、またポリアミドイミドと溶解性を有しない極性溶
媒、具体的には、ニトロベンゼン、ニトロトルエン、ア
セトニトリル、ベンゾニトリル、アセトフェノン、ニト
ロメタン、ジクロロベンゼン、アニソール等も使用され
る。ポリアミドイミドに溶解性を有する溶媒と溶解性を
有しない極性溶媒とを混合して使用してもさしつかえな
い。前記した内、好ましい溶媒は、ポリアミドイミドに
溶解性を有する溶媒である。またこれらの溶媒は、モノ
マー原料の溶媒に対する割合が、0.1〜4モル/リッ
トルになる条件で使用するのが好ましい。
【0025】本発明の樹脂組成物に好適に使用される芳
香族ポリアミドイミド共重合体の製造には、従来技術に
記載されている各種触媒を使用することができるが、溶
融成形加工性を損なわないためには、その使用量は必要
最小限に制限されるべきであり、使用しなくともよい。
触媒を具体的に例示するならば、ピリジン、キノリン、
イソキノリン、トリメチルアミン、トリエチルアミン、
トリブチルアミン、N,Nージエチルアミン 、γーピ
コリン、N−メチルモルホリン、N−エチルモルホリ
ン、トリエチレンジアミン、1,8ージアザビシクロ
[5,4,0]ウンデセンー7等の第三級アミン、また
酢酸コバルト、ナフテン酸コバルト、オレイン酸ナトリ
ウム、等の弱酸の金属塩、重金属塩、アルカリ金属塩等
をあげることができる。
【0026】また本発明の樹脂組成物に好適な、芳香族
ポリアミドイミド共重合体を製造するにあたり、溶媒、
モノマー等から構成される重合系の含有水分は、500
ppm以下に保つことが好ましく、より好ましくは、1
00ppm、最も好ましくは、50ppm以下に保たれ
る。系内含有水分の量がこれらより多いと、溶融成形性
を損なうからである。
【0027】また、分子量調整剤の少量の使用は何等制
限されるものではない、代表的な分子量調節剤として
は、安息香酸等のモノカルボン酸類、無水フタル酸、無
水コハク酸、ナフタレンジカルボン酸無水物等のジカル
ボン酸無水物類、フェニルイソシアネート等のモノイソ
シアネート類、一価フェノール類といった一官能性化合
物が挙げられる。
【0028】また本発明の樹脂組成物に好適な芳香族ポ
リアミドイミド共重合体の重合度は、ジメチルホルムア
ミド中30℃で濃度1g/dlで測定した還元粘度で表
示するならば、0.1dl/gから2.0dl/g が
好適に用いられ、より好ましくは0.1dl/gから
1.0dl/gが、最も好ましくは、0.2dl/gか
ら0.7dl/gが好適に使用される。
【0029】本発明に好適に使用される、芳香族ポリア
ミドイミド共重合体は、メタノール、イソプロピルアル
コール等のアルコール類、アセトン、メチルエチルケト
ン等のケトン類、ヘプタン、トルエン等の脂肪族、芳香
族炭化水素類により沈澱、洗浄することにより回収され
るが、重合溶媒を直接濃縮して得ても構わない。さらに
は、ある程度まで濃縮した後、押出機等により減圧下に
溶媒を除去しペレット化する方法も好適である。
【0030】次に本発明の樹脂組成物で用いられる
(B)成分であるポリフェニレンスルフィド樹脂とは、
化18で示される繰り返し単位を70モル%以上、より
好ましくは90モル%以上、最も好ましくは、実質的に
100モル%含む重合体である。上記繰り返し単位が7
0モル%未満では特有の性質を有する本発明の樹脂組成
物は得難い。ポリフェニレンスルフィドを得る重合方法
としては公知の種々の方法を採用し得るが、硫化ナトリ
ウムとp−ジクロルベンゼンとをN−メチルピロリド
ン、ジメチルアセトアミドなどのアミド系溶媒やスルホ
ランなどのスルホン系溶媒中で反応させる方法が好適で
ある。この際に重合度を調節するために酢酸ナトリウ
ム、酢酸リチウムなどのアルカリ金属カルボン酸塩を添
加することは好ましい方法である。
【化18】
【0031】ポリフェニレンスルフィド樹脂は、製法に
より比較的低分子量体(例えば、特公昭45−3368
号公報)と、線状の高分子量体(例えば、特公昭52−
12240号公報)が存在するが、比較的低分子量のも
のは、酸素雰囲気下、あるいは過酸化物等の架橋剤の存
在下に加熱することにより高分子量化して使うことも可
能である。本発明の樹脂組成物にはいずれのポリフェニ
レンスルフィド樹脂を使用してもかまわない。また、ポ
リフェニレンスルフィド樹脂の溶融粘度は、300℃で
100〜100,000ポイズのものが使用されるが、
好ましい溶融粘度は300〜30,000ポイズのもの
であり、より好ましくは300〜10,000ポイズの
ものであり、最も好ましくは500〜8,000ポイズ
のものである。
【0032】本発明のポリフェニレンスルフィド樹脂
は、重合体の結晶性に大きな影響を与えない範囲で、メ
タ−スルフィド結合、エーテル結合、スルフォン結合、
ビフェニル結合、アミノ基置換フェニルスルフィド結
合、カルボキシル基置換フェニルスルフィド結合、その
他アルキル、ニトロ、フェニル、アルコキシ基置換フェ
ニルスルフィド結合、3官能フェニルスルフィド結合、
などを有する共重合成分を含有してもよい。共重合成分
は30モル%未満、好ましくは10モル%未満がよい。
【0033】更に、ポリフェニレンスルフィド樹脂のS
H末端基濃度について調節したものも本発明に含まれ
る。組成物の組成、混練条件等によっては樹脂1Kgに
つき10mグラム当量以上のSH末端基濃度を有するポ
リフェニレンスルフィド樹脂が好ましい結果を与え、さ
らには20mグラム当量以上がより好ましい結果を与え
ることがある。SH基を導入する方法としては、いろい
ろの方法が考えられるが特に限定することなく述べるな
らば、例えばポリフェニレンスルフィド樹脂製造の最後
の段階で塩酸、酢酸等で処理するかあるいは精製された
ポリフェニレンスルフィド樹脂を塩酸、酢酸等のアセト
ンなどの溶媒で処理するなどによって簡単にSH基を末
端に導入することができる。
【0034】次に本発明の樹脂組成物の成分(A)、
(B)は、両者の合計100重量%に対して(A)成分
の芳香族ポリアミドイミド共重合体5〜95重量%を配
合するが、芳香族ポリアミドイミド共重合体が、一般式
(1)と、(2)および(3)の各構造の合計100モ
ル%に対し、(1)を50モル%以上含有する構造であ
るときは、両者の合計100重量%に対して(A)成分
の芳香族ポリアミドイミド共重合体を10〜70重量%
未満を配合するのが好ましく、(1)を50モル%未満
含有する構造のときは、(A)成分の芳香族ポリアミド
イミド共重合体5〜95重量%を配合するのが好まし
く、芳香族ポリアミドイミド共重合体の構造にかかわら
ず、両者の合計100重量%に対して(A)成分の芳香
族ポリアミドイミド共重合体10〜70重量%未満を配
合するのがより好ましく、最も好ましくは20〜50重
量%未満を配合する。(A)成分がこの量より多いと溶
融時の流動性が低下し、少ないと耐熱性は低下する。
【0035】本発明の樹脂組成物は各成分を溶融混練し
て製造されるが、溶融混練の温度は250〜400℃、
好ましくは280〜400℃で、混練方法は押出機、ニ
ーダー、バンバリーミキサー、ロールその他で行うこと
ができる。好ましい方法は2軸押出機による方法であ
る。
【0036】本発明の樹脂組成物には、所望に応じて、
充填材、顔料、滑剤、可塑剤、安定剤、紫外線吸収剤、
難燃剤、難燃助剤の各種の添加剤、他の樹脂、エラスト
マーなどの成分が適宜配合され得る。充填材の例として
は、ガラスビーズ、ウオラストナイト、マイカ、タル
ク、クレー、アスベスト、炭カル、水酸化マグネシウ
ム、シリカ、ケイソウ土、グラファイト、カーボランダ
ム、二硫化モリブデンで示される鉱物質充填剤;ガラス
繊維、ミルドファイバー、チタン酸カリウム繊維、ボロ
ン繊維、炭化ケイ素繊維、黄銅、アルミニウム、亜鉛な
どの金属繊維等の無機繊維;炭素繊維、アラミド繊維に
代表される有機繊維;アルミニウムや亜鉛のフレークを
あげることができる。充填剤は組成物全体の1〜70重
量%使うことが好ましい。好ましい充填剤は、ミルドフ
ァイバー、ガラス繊維であり、これらをエポキシ系、ア
ミノ系等のシランカップリング剤で処理したものも好適
に使用される。
【0037】顔料としては、酸化チタン、硫化亜鉛、酸
化亜鉛等が例示される。滑剤としては、鉱油、シリコン
オイル、エチレンワックス、ポリプロピレンワックス、
ステアリン酸のナトリウム、リチウムなどの金属塩、モ
ンタン酸のナトリウム、リチウム、亜鉛などの金属塩、
モンタン酸のアミド、エステル、などが代表的なものと
して例示される。
【0038】また各種の添加剤の例をあげると、難燃剤
の例としては、トリフェニルホスフェート、トリクレジ
ルホスフェートのようなリン酸エステル類;デカブロモ
ビフェニル、ペンタブロモトルエン、デカブロモビフェ
ニルエーテル、ヘキサブロモベンゼン、ブロム化ポリス
チレン、ブロム化エポキシ樹脂、ブロム化フェノキシ樹
脂などに代表される臭素化化合物;メラミン誘導体など
の含窒素化合物;環状ホスファゼン化合物、ホスファゼ
ンポリマーなどの含窒素リン化合物などをあげることが
できる。難燃助剤が使用されてもよく、その例としては
アンチモン、ほう素、亜鉛あるいは鉄の化合物などがあ
げられる。さらにその他の添加剤として立体障害性フェ
ノール、ホスファイト系化合物のごとき安定剤;しゅう
酸ジアミド系化合物、立体障害性アミン系化合物で例示
される紫外線吸収剤などがある。
【0039】前述の他の樹脂としては、エピクロルヒド
リンと2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパ
ン等の2価フェノールより製造される、エポキシ樹脂、
フェノキシ樹脂;ナイロン−6、ナイロン−10、ナイ
ロン−12、ナイロン−6,6、ナイロン−MXD,
6、ナイロン−4,6、ナイロン−6,T、ナイロン−
6,I等の脂肪族、芳香族の結晶性ポリアミド;脂肪
族、芳香族の非晶性ポリアミド;ヒドロキノン、レゾル
シン、4,4’−ジヒドロキシジフェニル、ビス(4−
ヒドロキシフェニル)メタン、2,2−ビス(4−ヒド
ロキシフェニル)プロパン、1,1−ビス(4−ヒドロ
キシフェニル)シクロヘキサン、ビス(4−ヒドロキシ
フェニル)エーテル、ビス(4−ヒドロキシフェニル)
スルフォン、ビス(4−ヒドロキシフェニル)スルフィ
ド、ビス(4−ヒドロキシフェニル)ケトン、4−ヒド
ロキシフェニル3−ヒドロキシフェニルケトン等の二価
フェノールとホスゲンあるいはジフェニルカーボネー
ト、ジメチルカーボネートをモノマーとして使用製造さ
れるポリカーボネート類;二価フェノールとホスゲンあ
るいはジフェニルカーボネート、ジメチルカーボネート
および前述のジカルボン酸およびその誘導体ををモノマ
ーとして使用し製造されるポリエステルカーボネート
類;ジメチルフェノールおよび/またはトリメチルフェ
ノールの酸化カップリング重合により得られるポリフェ
ニレンエーテル;ポリスルフォン、ポリエーテルスルフ
ォン、ポリエーテルイミド、ポリチオエーテルケトン、
ポリエーテルケトン、ポリエーテルエーテルケトン等の
芳香族樹脂などが例示される。これらの中で好ましいも
のは、2,6−ジメチルフェノールの酸化カップリング
重合により得られるポリフェニレンエーテルおよびその
マレイン酸変性物である。
【0040】またエラストマーの例としては、前述の二
価のアルコールとテレフタル酸からなる、アルキレンテ
レフタレート単位を主体とする高融点ハードセグメント
とポリ(エチレンオキサイド)グリコール、ポリ(プロ
ピレンオキサイド)グリコール等のポリエーテルグリコ
ール、もしくは、脂肪族ジカルボン酸と二価のアルコー
ルから製造される脂肪族ポリエステルからなるソフトセ
グメントとのブロック共重合体に代表されるポリエステ
ルエラストマー(たとえば、東洋紡(株)製ペルプレ
ン、デユポン社製ハイトレルがあげられる);ナイロン
11およびナイロン12等のハードセグメントとポリエ
ーテル、もしくは、ポリエステルのソフトセグメントの
ブロック共重合体に代表されるポリアミドエラストマー
(たとえば、EMS CHEMIE社製グリルアミドが
あげられる);低密度、高密度、超高分子量、直鎖低密
度等の各種ポリエチレン;ポリプロピレン;エチレン、
プロピレンの共重合体であるEPエラストマー;エチレ
ン、プロピレンとノルボルネン類、シクロペンタジエン
類、1,4−ヘキサジエン等の非共役の共重合体である
EPDMエラストマー;エチレン、プロピレン、ブテン
−1等のα−オレフィンとグリシジルアクリレート、グ
リシジルメタクリレート等のα、β−不飽和酸のグリシ
ジルエステルとの共重合体エラストマー;エチレン、プ
ロピレン、ブテン−1等のα−オレフィンと酢酸ビニ
ル、プロピオン酸ビニル、アクリル酸メチル、メタクリ
ル酸メチル等の不飽和エステルとの共重合体エラストマ
ー;以上のポリエチレレン、ポリプロピレン、EP、E
PDM、α−オレフィン共重合体エラストマーの無水マ
レイン酸に代表されるα、β−不飽和ジカルボン酸無水
物、あるいは、グリシジルメタクリレート等のα、β−
不飽和酸のグリシジルエステルのグラフト変性体;スチ
レン等のビニル芳香族化合物のA成分とブタジエン、イ
ソプレン等のジエン成分のBよりなる、A−B−A’、
A−B型エラストマー状ブロック共重合体;B成分が水
添されたA−B−A’、A−B型エラストマー状ブロッ
ク共重合体さらには、無水マレイン酸に代表されるα、
β−不飽和ジカルボン酸無水物、あるいは、グリシジル
メタクリレート等のα、β−不飽和酸のグリシジルエス
テルによりグラフト変性されたA−B−A’、A−B型
エラストマー状ブロック共重合体および同様にグラフト
変性された、B成分が水添されたA−B−A’、A−B
型エラストマー状ブロック共重合体;ポリスルフィドゴ
ム、シリコンゴムなどが例示される。
【0041】本発明の芳香族ポリアミドイミド共重合体
とポリフェニレンスルフィド樹脂からなる樹脂組成物
は、従来技術の芳香族ポリアミドイミド樹脂とポリフェ
ニレンスルフィド樹脂からなる樹脂組成物の耐熱性を損
なうことなく溶融成形性および機械的強度を改良した。
この優れた特性は主として本発明の特定の芳香族ポリア
ミドイミド共重合体とポリエステル樹脂による新規な樹
脂組成物が従来技術の樹脂組成物の劣った両樹脂の相溶
性等を改良したためと考えられ、しかも、本発明の芳香
族ポリアミドイミド共重合体が、イミド構造が従来技術
の芳香族ポリアミドイミド樹脂より少ないにもかかわら
ず、逆に従来技術の樹脂組成物を上回る耐熱性を有する
ことは、特異的であり、予測し得ない現象である。
【0042】以下、参考例、実施例、および比較例によ
って本発明の樹脂組成物を更に詳細に説明する。また、
参考例で製造した芳香族ポリアミドイミド共重合体は表
1に、実施例、比較例の結果は、表2、3、4に示し
た。
【0043】参考例1 水分含有量40ppmのN−メチルピロリドン3リット
ルを、5リットルの撹拌機、温度計、先端に塩化カルシ
ウムを充填した乾燥管を装着した還流冷却器を備えた反
応器に仕込んだ。ここに無水トリメリット酸 222.
1g(全モノマー成分のモル数の和に対し20モル
%)、イソフタル酸 240.1g(同25モル%)、
アジピン酸 42.2g(同5モル%)、次いで2,4
ートリレンジイソシアネート 503.3g(同50モ
ル%)を加えた。無水トリメリット酸とイソフタル酸、
アジピン酸添加時の系内水分は50ppmであった。最
初、室温から20分を要して内容物温度を100℃と
し、この温度で4時間重合を行った。この後、15分を
要して160℃に昇温し、この温度に保ったまま重合を
4時間継続した。重合終了後ポリマー溶液をN−メチル
ピロリドンの2倍容のメタノール中に強力な撹拌下に滴
下した。析出したポリマーを吸引ろ別し、さらにメタノ
ール中に再分散させてよく洗浄後ろ別し、200℃で1
0時間減圧乾燥を行い、ポリアミドイミド粉末を得た。
ジメチルホルムアミド溶液(濃度1.0g/dl)でこ
のものの30℃における還元粘度を測定したところ0.
42dl/gであった。またガラス転移点温度を、デフ
ァレンシャルスキャンニングカロリメトリー(DSC)
法により測定した。結果は、他の参考例とともに表1に
示した。
【0044】参考例2 水分含有量20ppmのN−メチルピロリドン3リット
ルを参考例1と同様の反応器に仕込んだ。ここに無水ト
リメリット酸クロライド 210.6g(全モノマー成
分のモル数の和に対し20モル%)、イソフタル酸ジク
ロライド 253.8g(同25モル%)、アジピン酸
ジクロライド45.8g(同5モル%)を加えた。次い
でm−トルイレンジアミン 305.4g(同50モル
%)を加えた。最初、室温から40℃で15時間重合を
行った。この後150℃に昇温し、この温度に保ったま
ま重合を7時間継続した、重合終了後ポリマー溶液をN
ーメチルピロリドンを加えて2倍に希釈し、これをNー
メチルピロリドンの2倍容のメタノール中に強力な撹拌
下に滴下した。析出したポリマーを吸引ろ別し、さらに
メタノール中に再分散させてよく洗浄後ろ別し200℃
で減圧乾燥を行い、ポリアミドイミド粉末を得た。ジメ
チルホルムアミド溶液(濃度1.0g/dl)でこのも
のの30℃における還元粘度を測定したところ0.28
dl/gであった。
【0045】参考例3 水分含有量40ppmのN−メチルピロリドン3リット
ルを、参考例1と同様の反応器に仕込んだ。ここに無水
トリメリット酸 333.1g(全モノマー成分のモル
数の和に対し30モル%)、イソフタル酸 144.0
g(同15モル%)、アジピン酸 42.2g(同5モ
ル%)、次いで2,4ートリレンジイソシアネート 5
03.3g(同50モル%)を加えた。この後、参考例
1と同様に重合、処理をおこない、ポリアミドイミド粉
末を得た。ジメチルホルムアミド溶液(濃度1.0g/
dl)でこのものの30℃における還元粘度を測定した
ところ0.35dl/gであった。
【0046】参考例4 水分含有量30ppmのN−メチルピロリドン3リット
ルを、実施例1と同一の反応器に仕込んだ。ここに無水
トリメリット酸 444.2g(全モノマー成分のモル
数の和に対し40モル%)、イソフタル酸 48.0g
(同5モル%)、アジピン酸 42.2g(同5モル
%)、次いで2,4ートリレンジイソシアネート 50
3.3g(同50モル%)を加えた。この後、参考例1
と同様に重合、処理をおこない、ポリアミドイミド粉末
を得た。ジメチルホルムアミド溶液(濃度1.0g/d
l)でこのものの30℃における還元粘度を測定したと
ころ0.32d/gであった。
【0047】参考例5 水分含有量30ppmのN−メチルピロリドン3リット
ルを、参考例1と同一の反応器に仕込んだ。ここに無水
トリメリット酸 555.3g(全モノマー成分のモル
数の和に対し50モル%)、次いで2,4ートルイレン
ジイソシアネート 503.3g(同50モル%)を加
えた。無水トリメリット酸添加時の系内水分は25pp
mであった。最初、室温から20分を要して内容物温度
を90℃とし、この温度で50分間重合を行った。この
後、15分を要して115℃に昇温し、この温度に保っ
たまま重合を4時間継続した。重合終了後ポリマー溶液
をN−メチルピロリドンの2倍容のメタノール中に強力
な撹拌下に滴下した。析出したポリマーを吸引ろ別し、
さらにメタノール中に再分散させてよく洗浄後ろ別し、
200℃で10時間減圧乾燥を行い、ポリアミドイミド
粉末を得た。ジメチルホルムアミド溶液(濃度1.0g
/dl)でこのものの30℃における還元粘度を測定し
たところ0.27dl/gであった。
【0048】参考例6 水分含有量15ppmのN−メチルピロリドン3リット
ルを、参考例1と同一の反応器に仕込んだ。ここにイソ
フタル酸 480.1g(全モノマー成分のモル数の和
に対し50モル%)、次いで2,4ートリレンジイソシ
アネート 503.3g(同50モル%)を加えた。イ
ソフタル酸添加時の系内水分は50ppmであった。最
初、室温から20分を要して内容物温度を100℃と
し、この温度で70分間重合を行った。この後、15分
を要して115℃に昇温し、この温度に保ったまま重合
を4時間継続した。重合終了後ポリマー溶液をN−メチ
ルピロリドンの2倍容のメタノール中に強力な撹拌下に
滴下した。析出したポリマーを吸引ろ別し、さらにメタ
ノール中に再分散させてよく洗浄後ろ別し、200℃で
10時間減圧乾燥を行い、ポリアミドイミド粉末を得
た。ジメチルホルムアミド溶液(濃度1.0g/dl)
でこのものの30℃における還元粘度を測定したところ
0.30dl/gであった。
【0049】参考例7 水分含有量15ppmのN−メチルピロリドン3リット
ルを、参考例1と同一の反応器に仕込んだ。ここにアジ
ピン酸 422.3g(全モノマー成分のモル数の和に
対し50モル%)、次いで2,4ートリレンジイソシア
ネート 503.3g(同50モル%)を加えた。アジ
ピン酸添加時の系内水分は50ppmであった。最初、
室温から20分を要して内容物温度を100℃とし、こ
の温度で70分間重合を行った。この後、15分を要し
て145℃に昇温し、この温度に保ったまま重合を4時
間継続した。重合終了後ポリマー溶液をN−メチルピロ
リドンの2倍容のメタノール中に強力な撹拌下に滴下し
た。析出したポリマーを吸引ろ別し、さらにメタノール
中に再分散させてよく洗浄後ろ別し、200℃で10時
間減圧乾燥を行い、ポリアミドイミド粉末を得た。ジメ
チルホルムアミド溶液(濃度1.0g/dl)でこのも
のの30℃における還元粘度を測定したところ0.35
dl/gであった。
【0050】
【実施例】
実施例1 参考例1で製造した芳香族ポリアミドイミド共重合体3
0重量部とポリフェニレンスルフィド樹脂(以後PPS
と略する、トープレン(株)製T−4、300℃におけ
る溶融粘度が2000ポイズ)70重量部を2軸押出機
を用いて340℃で溶融混練しペレット化した。得られ
たペレットより、1/4インチ厚の試験片を射出成形し
た。この試験片より耐熱性評価を目的として18.6k
g/cm 2応力の熱変形温度を、また機械的強度は曲げ
強度を測定した。さらに、溶融成形性は350℃、60
kg/cm2応力下の溶融流れ値を高化式フローテスタ
ーにより測定した、結果は、表2に示した。
【0051】実施例2〜4 実施例1を配合量比を替えて繰り返した。結果は、表2
に示した。
【0052】実施例5〜7 実施例2の芳香族ポリアミドイミド共重合体を参考例2
〜4の芳香族ポリアミドイミド共重合体に替えて繰り返
した。結果は、表2に示した。
【0053】比較例1〜9 実施例1〜3を参考例5〜7の芳香族ポリアミドイミド
共重合体に替えて繰り返した。結果は、表3に示した。
【0054】実施例8 参考例1で製造した芳香族ポリアミドイミド共重合体2
5重量部とPPS35重量部および、ガラス繊維(以下
ガラス繊維またはGFと略する、旭ファイバーグラス
(株)製チョップドストランド、03JAFT540)
40重量部を2軸押出機を用いて350℃で溶融混練し
ペレット化した。得られたペレットより、1/4インチ
厚の試験片を射出成形した。この試験片より耐熱性評価
を目的として18.6kg/cm2応力の熱変形温度
を、また200℃における曲げ弾性率を測定した。さら
に、溶融成形性は350℃、60kg/cm2応力下の
溶融流れ値を高化式フローテスターにより測定した、結
果は、表4に示した。
【0055】実施例9〜10 実施例8を参考例3〜4の芳香族ポリアミドイミド共重
合体に替えて繰り返した。結果は、表4に示した。
【0056】比較例10 実施例8を参考例5の芳香族ポリアミドイミド共重合体
に替えて繰り返した。結果は、表4に示した。
【0057】比較例11 実施例8を参考例6の芳香族ポリアミドに替えて繰り返
した。結果は、表4に示した。
【0058】比較例12 実施例8を参考例7の脂肪族ポリアミドに替えて繰り返
した。結果は、表4に示した。
【0059】
【発明の効果】本発明の樹脂組成物は、従来技術の芳香
族ポリアミドイミド樹脂とポリフェニレンスルフィド樹
脂からなる樹脂組成物の耐熱性と機械的強度を改良し
た。本発明の樹脂組成物は、高耐熱性と高い機械的強度
と優れた溶融成形性を必要とされる成形材料用途に好適
に使用される。
【0060】
【表1】 酸成分組成 ジイソシアネート 参考例 TMA/IPA/ADA TDI ガラス転移点 (モル%) (モル%) (℃) 1 20/ 25/ 5 50 280 2 (20/ 25/ 5) (50) 280 (酸クロ) (m−TDA) 3 30/ 15/ 5 50 295 4 40/ 5/ 5 50 305 5 50/ 0/ 0 50 326 6 0/ 50/ 0 50 260 7 0/ 0/50 50 155 TMA;無水トリメリット酸 IPA;イソフタル酸 ADA;アジピン酸 TDI;2,4−トリレンジイソシアネート m−TDA;メタトルイレンジアミン 酸クロ;無水トリメリット酸クロライド/イソフタル酸
ジクロライド/アジピン酸ジクロライド
【0061】
【表2】 実施例 アミドイミド PPS 熱変形 曲げ 溶融流れ値 /比較例 種類 温度 強度 ×10-1 (重量%) (重量%) (℃) (MPa) (cc/sec) 実施例1 参考例1 70 166 130 >10 30 実施例2 参考例1 50 230 170 7.2 50 実施例3 参考例1 30 250 150 1.3 70 実施例4 参考例1 25 253 − 0.7 75 実施例5 参考例2 50 225 160 7.8 50 実施例6 参考例3 50 230 150 6.8 50 実施例7 参考例4 50 230 150 5.4 50
【表3】 実施例 アミドイミド PPS 熱変形 曲げ 溶融流れ値 /比較例 種類 温度 強度 ×10-1 (重量%) (重量%) (℃) (MPa) (cc/sec) 比較例1 参考例5 70 170 120 7.0 30 比較例2 参考例5 50 230 140 3.0 50 比較例3 参考例5 30 248 130 0.6 70 比較例4 参考例6 70 140 120 7.4 30 比較例5 参考例6 50 207 100 3.8 50 比較例6 参考例6 30 220 80 0.8 70 比較例7 参考例7 70 107 110 >10 30 比較例8 参考例7 50 125 90 6.2 50 比較例9 参考例7 30 143 80 1.1 70
【0062】
【表4】 実施例 アミドイミド PPS GF 熱変形 曲げ 溶融流れ値 /比較例 種類 温度 弾性率 ×10-1 (重量%)(重量%)(重量%)(℃) (GPa) (cc/sec) 実施例8 参考例1 30 40 273 5.7 3.0 30 実施例9 参考例3 30 40 275 5.6 2.1 30 実施例10 参考例4 30 40 275 5.3 1.5 30 比較例10 参考例5 30 40 275 5.0 0.8 30 比較例11 参考例6 30 40 260 3.2 2.1 30 比較例12 参考例7 30 40 260 2.5 2.7 30 註)曲げ弾性率は200℃にて測定した。
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成6年5月13日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0033
【補正方法】変更
【補正内容】
【0033】更に、ポリフェニレンスルフィド樹脂のS
H末端基濃度について調節したものも本発明に含まれ
る。組成物の組成、混練条件等によっては樹脂1Kgに
つき10ミリグラム当量以上のSH末端基濃度を有する
ポリフェニレンスルフィド樹脂が好ましい結果を与え、
さらには20ミリグラム当量以上のSH末端基濃度を有
するポリフェニレンスルフィド樹脂がより好ましい結果
を与えることがある。SH基を導入する方法としては、
いろいろの方法が考えられるが特に限定することなく述
べるならば、例えばポリフェニレンスルフィド樹脂を製
造する最後の段階で塩酸、酢酸等で処理するかあるいは
精製されたポリフェニレンスルフィド樹脂を塩酸、酢酸
のアセトン溶液などで処理するなどによって簡単にSH
基を末端に導入することができる。
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0044
【補正方法】変更
【補正内容】
【0044】参考例2 水分含有量20ppmのN−メチルピロリドン3リット
ルを参考例1と同様の反応器に仕込んだ。ここに無水ト
リメリット酸クロライド 210.6g(全モノマー成
分のモル数の和に対し20モル%)、イソフタル酸ジク
ロライド 253.8g(同25モル%)、アジピン酸
ジクロライド45.8g(同5モル%)を加えた。次い
でm−トルイレンジアミン 305.4g(同50モル
%)を加えた。最初、室温から40℃で15時間重合を
行った。この後150℃に昇温し、この温度に保ったま
ま重合を7時間継続した、重合終了後ポリマー溶液をN
ーメチルピロリドンを加えて2倍に希釈し、これをNー
メチルピロリドンの2倍容のメタノール中に強力な撹拌
下に滴下した。析出したポリマーを吸引ろ別し、さらに
メタノール中に再分散させてよく洗浄後ろ別し200℃
で減圧乾燥を行い、ポリアミドイミド粉末を得た。得ら
れたポリアミドイミド粉末を250℃で24時間熱処理
した。ジメチルホルムアミド溶液(濃度1.0g/d
l)でこのものの30℃における還元粘度を測定したと
ころ0.28dl/gであった。 ─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成6年7月4日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0023
【補正方法】変更
【補正内容】
【0023】本発明に使用される芳香族ポリアミドイミ
ド共重合体は、好適には、化13〜16の成分の所定量
を溶媒中で重合して得られるが、好適な重合温度は、5
0℃〜200℃、より好適な重合温度は、80℃〜18
0℃である。最も好適な重合温度は80℃〜170℃で
ある。この範囲より低い場合は重合度が上がらず、高い
場合は溶融成形性の劣ったものしか得られないからであ
る。さらに、重合反応中、温度を多段好ましくは2〜3
段のステップで上昇させることにより、本発明の樹脂組
成物により好ましい芳香族ポリアミドイミド共重合体を
製造し得る。すなわち、重合温度を一段目を50℃〜1
10℃の温度範囲内に、二段目以降を110℃〜200
℃の温度範囲内に多段階で設定し重合を行うことによ
り、実質的にアミド基の生成が終了してからイミド基が
生成し、溶融成形性に優れかつ強靱なポリアミドイミド
が製造される。各段における温度は、その温度範囲内で
あればいかように設定してもよい。例えば、昇温であっ
ても、定温であっても良く、また昇温と定温の組み合せ
であっても良い。最も好ましいのは、前段に対し後段を
20〜80℃高くし、各段における温度を定温とするス
テップ昇温法である。重合時間は、一段目が通常30分
〜5時間、好ましくは30分〜4時間、二段目以降が通
常30分〜10時間、好ましくは1時間〜8時間であ
る。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 原田 英文 茨城県つくば市和台22番地 三菱瓦斯化学 株式会社総合研究所内 (72)発明者 伴 一 茨城県つくば市和台22番地 三菱瓦斯化学 株式会社総合研究所内

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】(A)一般式(1)と、(2)および
    (3)の構造を繰り返し単位として有するポリアミドイ
    ミド共重合体と、(B)ポリフェニレンスルフィド樹脂
    からなる樹脂組成物。 【化1】 [一般式(1)においてArは少なくとも一つの炭素6
    員環を含む3価の芳香族基を示す。また、一般式(2)
    において、Ar1は少なくとも一つの炭素6員環を含む
    2価の芳香族基を示す。さらに、一般式(3)におい
    て、R1は2価の脂肪族基を示し、一般式(1)、
    (2)、(3)においてRは2価の芳香族基または脂肪
    族基を示す。]
  2. 【請求項2】(A)ポリアミドイミド共重合体の構造
    が、(1)が5モル%以上95モル%以下、(2)が1
    モル%以上94モル%以下、(3)が1モル%以上94
    モル%以下である請求項1記載の樹脂組成物。
  3. 【請求項3】(A)と(B)の合計量に対して、(A)
    ポリアミドイミド共重合体の比率が5〜95重量%であ
    る請求項1記載の樹脂組成物。
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DE69426177T DE69426177T2 (de) 1993-02-17 1994-02-16 Harzzusammensetzung
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US08/318,833 US5543474A (en) 1993-02-17 1994-02-16 Resin composition

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