Una composición de solución termoendurecible que comprende un compuesto de ácido bifeniltetracarboxílico que contiene al menos 15% molar de un alquiléster alifático parcial inferior de ácido 2,

3,3',4'-bifeniltetracarboxílico y/o un alquiléster alifático parcial infe- rior de ácido 2,2',3,3'-bifeniltetracarboxílico, un compuesto de diamina aromática en una cantidad molar mayor que una cantidad molar del compuesto de ácido bifeniltetracarboxíli- co, un alquiléster alifático parcial inferior de un compuesto de ácido 4-(2-feniletinil)ftálico en una cantidad molar tanto como 1,8-2,2 veces una cantidad molar correspondiente a una diferencia entre la cantidad molar del compuesto de diamina aromática y la cantidad molar del compuesto de ácido bifeniltetracarboxílico, y un disolvente orgánico que comprende un alcohol alifático inferior

CAMPO DE LA INVENCIÓN

La presente invención se refiere a una composición de solución termoendurecible, un prepreg que utiliza la misma, y un método para fabricar un artículo de resina de poliimida aromática a partir del prepreg. En particular, la invención se refiere a una composición de solución termoendurecible que puede emplearse favorablemente para fabricación de un 10 prepreg y ulteriormente un artículo de resina de poliimida aromática.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

Es sabido que un artículo de resina de poliimida aromática exhibe características físicas y químicas muy favorables tales como alta resistencia mecánica, resistencia térmica elevada, y alta resistencia a los compuestos químicos. De acuerdo con ello, la resina de 15 poliimida aromática ha sido muy empleada para fabricación de placas base de dispositivos electrónicos. Las características físicas y químicas favorables de la resina poliimida aromáti-ca han recibido recientemente una atención incrementada, y como consecuencia la resina de poliimida aromática ha sido estudiada para uso en la fabricación de diversas unidades constitutivas de aviones y naves espaciales. De hecho, algunos artículos de resina de polii-20 mida aromática se emplean en estos campos técnicos.

Un artículo de poliimida aromática tal como una hoja de poliimida aromática se fabrica generalmente preparando en primer lugar una solución de un ácido poliámico (es decir, ácido poliamídico) por la reacción entre un derivado de ácido aromático tetracarboxílico y una diamina aromática en un disolvente, extendiendo la solución de ácido poliámico sobre 25 un soporte temporal para preparar una hoja de ácido poliámico, y calentando finalmente la hoja de ácido poliámico para formar la hoja de poliimida por secado y reacción de ciclación.

Un artículo de poliimida aromática que tiene gran espesor o un artículo de poliimida aromática de forma distinta a una hoja se fabrica por regla general utilizando una pluralidad de prepregs. Una pluralidad de los prepregs se estratifican unos sobre otros y se calientan 30 luego a presión para dar un artículo de poliimida aromática. El prepreg se prepara por im-pregnación de una matriz de hoja de una fibra reforzante con una composición de solución de polímero termoendurecible.

La publicación japonesa PCT 2002-511902 describe un método de preparación de un prepreg a partir de una solución precursora de poliimida que tiene una concentración de 35 sólidos de 50 a 80% en peso, una concentración de materias volátiles no mayor que 35% en peso, y una viscosidad Brookfield de 4000 a 10.000 cP. La solución típica precursora de

poliimida se prepara a partir de dianhídrido oxidiftálico, ácido ftálico y 3,4'-oxidianilina. El disolvente de la solución es típicamente una mixtura de N-metil-2-pirrolidona y etanol.

La Publicación de Patente Provisional Japonesa 2000-219741 A describe una solu-ción oligómera de imida modificada terminal (composición de solución termoendurecible) que se obtiene por la reacción de ácido 2,3,3',4'-bifeniltetracarboxílico con un compuesto de 5 diamina aromática y anhídrido 4-(2-feniletinil)ftálico, y describe adicionalmente que la com-posición de la solución puede emplearse para la fabricación de un prepreg y ulteriormente un artículo de poliimida aromática (es decir, un artículo curado). La publicación describe una lista de disolventes que pueden emplearse para la preparación de la composición de solu-ción que incluye N-metil-2-pirrolidona, N,N-dimetilformamida, N,N-dimetilacetamida, N,N-10 dietilacetamida, y N-caprolactama.

La Publicación de Patente Provisional Japonesa 2004-331801 A describe que puede emplearse dianhídrido 2,2',3,3'-bifeniltetracarboxílico para la preparación de una poliimida aromática como el compuesto de ácido tetracarboxílico aromático, y describe adicionalmen-te que el dianhídrido se hace reaccionar con un compuesto de diamina aromática en pre-15 sencia de un agente de reticulación reactivo para dar un oligómero de ácido poliámico.

La composición de solución termoendurecible que comprende la solución de oligóme-ro de imida modificada terminal preparada por la reacción de ácido 2,3,3',4'-bifeniltetracarboxílico con un compuesto de diamina aromática y anhídrido 4-(2-feniletinil)ftálico en un disolvente es valiosa para preparar un artículo de poliimida aromática 20 (es decir, un artículo curado) que tiene propiedades físicas y químicas excelentes. Sin em-bargo, todos los disolventes descritos en la publicación como disolventes que pueden em-plearse para la preparación de la imida, es decir, N-metil-2-pirrolidona, N,N-dimetilformamida, N,N-dimetilacetamida, N,N-dietilacetamida, y N-caprolactama, tienen un punto de ebullición elevado. Por consiguiente, la eliminación del disolvente de la composi-25 ción de solución por evaporación requiere altas temperaturas y periodos de tiempo largos. Estas condiciones de evaporación no son favorables desde el punto de vista de la prepara-ción industrial.

SUMARIO DE LA INVENCIÓN

De acuerdo con ello, es un objeto de la presente invención proporcionar una compo-30 sición de solución termoendurecible que se elimina fácilmente por destilación en el proceso de preparación de un prepreg para el uso de fabricación de un artículo de poliimida aromáti-ca (es decir, un artículo curado) y ulteriormente en el proceso de la fabricación del artículo curado y que, además, se manipula fácilmente en el proceso industrial.

Otro objeto de la invención es proporcionar un prepreg que puede emplearse favora-35 blemente para la fabricación de un artículo de poliimida aromática (es decir, un artículo cu-rado) por calentamiento a presión desde los puntos de vista de que el disolvente utilizado,

así como el agua y alcohol que se obtienen como subproductos en estos procesos se sepa-ran fácilmente por evaporación.

Los autores de la presente invención han observado y estudiado la composición de la solución termoendurecible descrita en la Publicación de Patente Provisional Japonesa 2000-219741 A. Como resultado de los estudios, han descubierto que cuando se disuelven di-5 anhídrido 2,3,3',4'-bifeniltetracarboxílico y anhídrido 4-(2-feniletinil)ftálico en un alcohol alifá-tico inferior tal como metanol o etanol y se calientan, se producen un alquiléster alifático parcial inferior de ácido 2,3,3',4'-bifeniltetracarboxílico y un alquiléster alifático parcial inferior de ácido 4-(2-feniletinil)ftálico, los dos cuales son solubles en el alcohol empleado, y que una composición de solución que comprende la solución resultante y un compuesto de dia-10 mina aromática exhibe una viscosidad estable en solución. Los autores de la invención han descubierto adicionalmente que la composición de solución resultante puede emplearse favorablemente para preparar un prepreg y adicionalmente que el prepreg se convierte fácilmente en un artículo de poliimida curado. El alcohol alifático inferior empleado como disolvente de la composición de solución termoendurecible es ventajoso en el sentido que 15 su punto de ebullición es bajo, es decir que se elimina fácilmente por evaporación, que se manipula fácilmente, y que el coste es bajo. De acuerdo con ello, el uso del alcohol alifático inferior como el disolvente de la composición de solución termoendurecible es muy ventajo-so, particularmente desde el punto de vista de la preparación industrial de la composición de la solución termoendurecible y el prepreg. 20

La presente invención reside en una composición de solución termoendurecible que comprende un compuesto de ácido bifeniltetracarboxílico que contiene al menos 15% molar de un alquiléster alifático parcial inferior de ácido 2,3,3',4'-bifeniltetracarboxílico y/o un al-quiléster alifático parcial inferior de ácido 2,2',3,3'-bifeniltetracarboxílico, un compuesto de diamina aromática en una cantidad molar mayor que una cantidad molar del compuesto de 25 ácido bifeniltetracarboxílico, un alquiléster alifático parcial inferior de un compuesto de ácido 4-(2-feniletinil)ftálico en una cantidad molar tanto como 1,8-2,2 veces una cantidad molar correspondiente a una diferencia entre la cantidad molar del compuesto de diamina aromáti-ca y la cantidad molar del compuesto de ácido bifeniltetracarboxílico, y un disolvente orgáni-co que comprende un alcohol alifático inferior. 30

El alcohol alifático inferior empleado en la invención incluye un alcohol alifático...

1. Una composición de solución termoendurecible que comprende un compuesto de ácido bifeniltetracarboxílico que contiene al menos 15% molar de un alquiléster alifático parcial inferior de ácido 2,3,3',4'-bifeniltetracarboxílico y/o un alquiléster alifático parcial infe-rior de ácido 2,2',3,3'-bifeniltetracarboxílico, un compuesto de diamina aromática en una 5 cantidad molar mayor que una cantidad molar del compuesto de ácido bifeniltetracarboxíli-co, un alquiléster alifático parcial inferior de un compuesto de ácido 4-(2-feniletinil)ftálico en una cantidad molar tanto como 1,8-2,2 veces una cantidad molar correspondiente a una diferencia entre la cantidad molar del compuesto de diamina aromática y la cantidad molar del compuesto de ácido bifeniltetracarboxílico, y un disolvente orgánico que comprende un 10 alcohol alifático inferior.

2. La composición de solución termoendurecible de la reivindicación 1, en la cual el alcohol alifático inferior es metanol o etanol.

3. La composición de solución termoendurecible de la reivindicación 1, en la cual cada uno de los alquilésteres alifáticos parciales inferiores es un metiléster parcial o un 15 etiléster parcial.

4. La composición de solución termoendurecible de la reivindicación 1, en la cual la cantidad molar del alquiléster alifático parcial inferior del compuesto ácido 4-(2-feniletinil)ftálico es tanto como 1,95-2,05 veces una cantidad molar correspondiente a la diferencia de la cantidad molar del compuesto de diamina aromática y la cantidad molar del 20 compuesto de ácido bifeniltetracarboxílico.

5. La composición de solución termoendurecible de la reivindicación 1, en la cual una cantidad total del compuesto de ácido bifeniltetracarboxílico, el compuesto de diamina aromática, y el compuesto de ácido 2-(2-feniletinil)ftálico está comprendida en el intervalo de 30 a 80% en peso, referida a la cantidad de la composición de solución. 25

6. La composición de solución termoendurecible de la reivindicación 1, en la cual el compuesto de ácido bifeniltetracarboxílico comprende al menos 50% molar de compuesto de ácido 2,3,3',4'-bifeniltetracarboxílico que comprende un compuesto de alquiléster alifático parcial inferior de ácido 2,3,3',4'-bifeniltetracarboxílico.

7. La composición de solución termoendurecible de la reivindicación 1, en la cual el 30 compuesto de diamina aromática comprende al menos 50% molar de una diamina aromáti-ca que tiene un anillo aromático en una estructura molecular de la misma.

8. La composición de solución termoendurecible de la reivindicación 1, en la cual el compuesto de diamina aromática comprende p-fenilenodiamina, 1,3-bis(4-aminofenoxi)benceno, o una mixtura de los mismos. 35

9. La composición de solución termoendurecible de la reivindicación 1, que com-prende adicionalmente un compuesto de imidazol.

10. Una composición de solución termoendurecible que comprende un compuesto de ácido bifeniltetracarboxílico que contiene al menos 15% molar de un metil-éster parcial de ácido 2,3,3',4'-bifeniltetracarboxílico y/o un metiléster parcial de ácido 2,2',3,3'-bifeniltetracarboxílico, un compuesto de diamina aromática en una cantidad molar mayor que una cantidad molar del compuesto de ácido bifeniltetracarboxílico, un metiléster parcial 5 de un compuesto de ácido 4-(2-feniletinil)ftálico en una cantidad molar tanto como 1,8-2,2 veces una cantidad molar correspondiente a la diferencia entre la cantidad molar del com-puesto de diamina aromática y la cantidad molar del compuesto de ácido bifeniltetracarboxí-lico, y un disolvente orgánico que comprende etanol.

11. Una composición termoendurecible en polvo que comprende un compuesto de 10 ácido bifeniltetracarboxílico que contiene al menos 15% molar de un alquiléster alifático parcial inferior de ácido 2,3,3',4'-bifeniltetracarboxílico y/o un alquiléster alifático parcial infe-rior de ácido 2,2',3,3'-bifeniltetracarboxílico, un compuesto de diamina aromática en una cantidad molar mayor que la cantidad molar del compuesto de ácido bifeniltetracarboxílico, y un alquiléster alifático parcial inferior de un compuesto de 4-(2-feniletinil)ftálico en una canti-15 dad molar tanto como 1,8-2,2 veces una cantidad molar correspondiente a la diferencia en-tre la cantidad molar del compuesto de diamina aromática y la cantidad molar del compuesto de ácido bifeniltetracarboxílico.

12. La composición termoendurecible en polvo de la reivindicación 11, en la cual cada uno de los alquilésteres alifáticos parciales inferiores es un metiléster parcial. 20

13. Un prepreg que comprende una matriz en hoja de una fibra reforzante impregna-da con la composición de solución termoendurecible de la reivindicación 1.

14. Un prepreg que comprende una matriz en hoja de una fibra reforzante impregna-da con la composición de solución termoendurecible de la reivindicación 10.

15. Un método de fabricación de un artículo de resina que comprende estratificar un 25 número plural de los prepregs definidos en la reivindicación 13 unos sobre otros y calentar el estratificado resultante a presión.

16. Un método de fabricación de un artículo de resina que comprende estratificar un número plural de los prepregs definidos en la reivindicación 14 unos sobre otros y calentar el estratificado resultante a presión. 30