JP2005179542A - Crosslinked polyetherketone resin - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、低誘電率・低誘電正接、耐熱性に優れた特性を発現する架橋ポリエーテルケトン樹脂に関する。 The present invention relates to a crosslinked polyetherketone resin exhibiting characteristics excellent in low dielectric constant, low dielectric loss tangent and heat resistance.
近年、情報・通信機器分野では、伝送情報の高容量化、高スピード処理のための高周波化が進んでいる。これまでGHzを超えるような高周波信号は、レーダーや衛星通信など限られた用途で用いられてきたが、最近では携帯電話や無線LANなどきわめて身近に用いられるようになってきた。また、コンピュータや通信機器の高速化・高機能化にともない、これらの機器間の情報伝送に用いられる信号も飛躍的に高周波化している。従来、プリント配線基板に用いられる基板材料としては、主にエポキシ樹脂やフェノール樹脂が用いられてきた。しかしこれらの樹脂は、高周波領域における誘電特性が悪く、伝送ロスが大きいなどの理由で高周波プリント配線基板に用いることができない。 In recent years, in the information / communication equipment field, transmission information has a high capacity and high frequency for high-speed processing. Until now, high-frequency signals exceeding GHz have been used for limited applications such as radar and satellite communications, but recently, they have become very close to mobile phones and wireless LANs. In addition, with the increase in speed and functionality of computers and communication devices, signals used for information transmission between these devices have also dramatically increased in frequency. Conventionally, epoxy resins and phenol resins have been mainly used as substrate materials used for printed wiring boards. However, these resins cannot be used for high-frequency printed wiring boards because of their poor dielectric characteristics in the high-frequency region and large transmission loss.
また、セラミック・アルミナなどの無機系基板材料は一般に誘電正接が低いが、取扱い性、入手性、コストなどの観点から、有機系材料への置き換えが進みつつある。このような現状から、GHz領域で使用可能な電気特性(高周波伝送特性、低誘電特性)に優れる基板材料の開発が強く要望され、ポリフェニレンエーテル樹脂やビスマレイミドトリアジン樹脂などが開発・実用化されてきた。(非特許文献1及び特許文献1等参照)。しかし、信号の高周波化は数GHzを超えてさらに数十GHzへと進み、これらの新規材料ですら対応できない領域に達しようとしている。こうした状況の中、より高周波での利用が可能な基板材料として、低誘電率・低誘電正接で耐熱性に優れた樹脂材料の開発が待ち望まれているのである。
本発明が解決しようとする課題は、低誘電率、低誘電正接、耐熱性を併せ持つ樹脂を提供することである。より詳細には、高周波信号の伝送に対応する配線基板用絶縁膜材料となり得る、低誘電率、低誘電正接、耐熱性を併せ持つ樹脂を提供することである。 The problem to be solved by the present invention is to provide a resin having both a low dielectric constant, a low dielectric loss tangent and heat resistance. More specifically, it is to provide a resin having both a low dielectric constant, a low dielectric loss tangent, and heat resistance, which can be an insulating film material for a wiring board corresponding to transmission of a high-frequency signal.
本研究者らは前記課題を解決するべく鋭意検討した結果、ある特定の構造、具体的にはトリアジン環を含む3価の架橋基構造をポリエーテルケトン構造に導入することで、ポリエーテルケトン樹脂の持つ耐熱性を保持したまま、樹脂の低誘電率・低誘電正接化が可能となることを見出し、本発明を完成した。 As a result of diligent research to solve the above-mentioned problems, the present researchers have introduced a polyether ketone resin by introducing a specific structure, specifically, a trivalent crosslinking group structure containing a triazine ring into the polyether ketone structure. The present invention has been completed by finding that the resin can have a low dielectric constant and low dielectric loss tangent while maintaining the heat resistance of the resin.
すなわち、本発明は、以下の[1]および[2]に記載した事項より特定される。
[1] 下記一般式(1)で表される繰り返し構造単位を有するポリエーテルケトン主鎖に、下記一般式(2)で表されるトリアジン環を有する3価の基を導入して結合させたことを特徴とする架橋ポリエーテルケトン樹脂。
That is, this invention is specified from the matter described in the following [1] and [2].
[1] A trivalent group having a triazine ring represented by the following general formula (2) was introduced into and bonded to the polyether ketone main chain having a repeating structural unit represented by the following general formula (1). A crosslinked polyetherketone resin characterized by that.
(式中、Aは炭素数1〜10の2価の炭化水素基、−SO2−、−SO−、−S−、−O−、または−CO−を示す。mは0または1の整数、nは1〜3の整数を示す。R1〜R16は、各々独立して、水素原子、炭素数1〜8の炭化水素基、ハロゲン原子のいずれかを示す。但し、R1〜R8の少なくとも1つは、水素原子以外の基である。) (In the formula, A represents a divalent hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, —SO 2 —, —SO—, —S—, —O—, or —CO—. M is an integer of 0 or 1) , N represents an integer of 1 to 3. R1 to R16 each independently represent a hydrogen atom, a hydrocarbon group having 1 to 8 carbon atoms, or a halogen atom, provided that at least one of R1 to R8 Is a group other than a hydrogen atom.)
(式中、R17〜R19は、各々独立して炭素数1〜8の炭化水素基または下記式(3)のいずれかで表される2価の基を表す。) (In the formula, R17 to R19 each independently represents a hydrocarbon group having 1 to 8 carbon atoms or a divalent group represented by any one of the following formula (3).)
[2] 架橋ポリエーテルケトン樹脂が、下記一般式(4) [2] A crosslinked polyetherketone resin is represented by the following general formula (4)
(式中、R1〜R8は各々独立して、水素原子、炭素数1〜8の炭化水素基、ハロゲン原子を示し、R1〜R8の少なくとも1つは、水素原子以外の基である。mは0または1の整数を示す。Aは炭素数1〜10の2価の炭化水素基、−SO2−、−SO−、−S−、−O−、または−CO−を示す。)
で表されるビスフェノール類および/またはそのアルカリ金属塩と、下記一般式(5)
(In the formula, each of R1 to R8 independently represents a hydrogen atom, a hydrocarbon group having 1 to 8 carbon atoms, or a halogen atom, and at least one of R1 to R8 is a group other than a hydrogen atom. And represents an integer of 0 or 1. A represents a divalent hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, —SO 2 —, —SO—, —S—, —O—, or —CO—.
And the alkali metal salt thereof represented by the following general formula (5)
(式中、R9〜R16は各々独立して、水素原子、炭素数1〜8の炭化水素基、ハロゲン原子を示す。nは1〜3の整数を示す。X1およびX2はハロゲン原子を表し、お互いに同一または異なっていてもよい)
で表されるジハライド化合物、および下記一般式(6)
(In the formula, R9 to R16 each independently represent a hydrogen atom, a hydrocarbon group having 1 to 8 carbon atoms, or a halogen atom. N represents an integer of 1 to 3. X 1 and X 2 represent a halogen atom. And may be the same or different from each other)
And a dihalide compound represented by the following general formula (6)
(式中、R17〜R19は各々独立して、炭素数1〜8の炭化水素基、または下記式(7)のいずれかで表される2価の基を表す。X3〜X5はハロゲン原子を表し、互いに同一または異なっていてもよい。) (In the formula, R17 to R19 each independently represent a hydrocarbon group having 1 to 8 carbon atoms or a divalent group represented by any one of the following formula (7). X 3 to X 5 are halogen atoms. Represents an atom and may be the same or different from each other.)
で表されるトリアジン環を有する3価のハライド化合物を単量体として反応させて得られるものである請求項1記載の架橋ポリエーテルケトン樹脂。 The crosslinked polyether ketone resin according to claim 1, which is obtained by reacting, as a monomer, a trivalent halide compound having a triazine ring represented by the formula:
本発明により、低誘電率・低誘電正接および高耐熱性という特徴を併せ持ち、各種配線基板用絶縁膜用途に極めて有用な、新規架橋ポリエーテルケトン樹脂の提供が可能となった。 According to the present invention, it has become possible to provide a novel crosslinked polyetherketone resin which has characteristics of low dielectric constant, low dielectric loss tangent and high heat resistance and is extremely useful for various insulating films for wiring boards.
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明の架橋ポリエーテルケトン樹脂は、前記一般式(1)で表される繰り返し構造単位を有するポリエーテルケトン主鎖に前記一般式(2)で表されるトリアジン環を有する3価の基を導入して結合させたことを特徴とする架橋ポリエーテルケトン樹脂である。
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
The crosslinked polyether ketone resin of the present invention has a trivalent group having a triazine ring represented by the general formula (2) on the polyether ketone main chain having the repeating structural unit represented by the general formula (1). It is a crosslinked polyether ketone resin characterized by being introduced and bonded.
本発明の一般式(1)において、Aは炭素数1〜10の2価の炭化水素基、−SO2−、−SO−、−S−、−O−、または−CO−であれば特に限定されない。炭素数1〜10の2価の炭化水素基としては、例として、メチレン基、エチレン基、プロピレン基等が挙げられ、特にメチレン基およびプロピレン基が好ましい。 In the general formula (1) of the present invention, A is a divalent hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, -SO 2 -, - SO - , - S -, - O-, or especially if -CO- It is not limited. As a C1-C10 bivalent hydrocarbon group, a methylene group, ethylene group, a propylene group etc. are mentioned as an example, and a methylene group and a propylene group are especially preferable.
本発明の一般式(1)において、R1〜R16は、各々独立して、水素原子、炭素数1〜8の炭化水素基、ハロゲン原子のいずれかを示し、R1〜R8の少なくとも1つは、水素原子以外の基であれば特に限定されない。本発明の一般式(1)において、R1〜R16のより好ましい態様としては、例えば、水素原子、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、炭素数4〜8の炭化水素基等が挙げられる。本発明の一般式(1)において、mは0または1の整数、nは1〜3の整数であれば特に限定されない。 In the general formula (1) of the present invention, R1 to R16 each independently represent a hydrogen atom, a hydrocarbon group having 1 to 8 carbon atoms, or a halogen atom, and at least one of R1 to R8 is The group is not particularly limited as long as it is a group other than a hydrogen atom. In the general formula (1) of the present invention, preferred examples of R1 to R16 include a hydrogen atom, a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an isopropyl group, a hydrocarbon group having 4 to 8 carbon atoms, and the like. Can be mentioned. In the general formula (1) of the present invention, m is not particularly limited as long as m is an integer of 0 or 1, and n is an integer of 1 to 3.
本発明の一般式(2)において、R17〜R19は炭素数1〜8の炭化水素基または式(3)で表される2価の基のいずれかであれば特に限定されない。炭素数1〜8の炭化水素基としては、例として、メチレン基、エチレン基、プロピレン基等が挙げられる。 In the general formula (2) of the present invention, R17 to R19 are not particularly limited as long as they are either a hydrocarbon group having 1 to 8 carbon atoms or a divalent group represented by the formula (3). Examples of the hydrocarbon group having 1 to 8 carbon atoms include a methylene group, an ethylene group, and a propylene group.
本発明の架橋ポリエーテルケトン樹脂は、上記一般式(1)で表される構造の繰返し構造単位成分以外に、各種ジオール化合物およびジハライド化合物を、各種物性、例えば耐熱性、吸湿性、熱膨張係数、誘電率、屈折率または複屈折率等を制御することを目的に、必要に応じて共重合させても良いが、一般式(1)で表わされる構造の架橋ポリエーテルケトン樹脂が全樹脂中に対し5〜100質量%、より好ましくは10〜100質量%含むのが好ましい態様である。 In addition to the repeating structural unit component having the structure represented by the general formula (1), the crosslinked polyetherketone resin of the present invention contains various diol compounds and dihalide compounds with various physical properties such as heat resistance, hygroscopicity, and thermal expansion coefficient. In order to control the dielectric constant, refractive index or birefringence, etc., it may be copolymerized as necessary. However, the crosslinked polyetherketone resin having the structure represented by the general formula (1) is contained in all resins. 5 to 100% by mass, and more preferably 10 to 100% by mass is preferable.
本発明の架橋ポリエーテルケトン樹脂は、いかなる方法で製造されたものであっても構わないが、好ましい製造方法の一例として、ビスフェノール化合物またはそのアルカリ金属塩、ジハライド化合物とトリアジン環を有する3価のハライド化合物とを反応させる方法が挙げられるがこれに限られるものではない。これについて、より詳しく述べると、前記一般式(4)で表されるビスフェノール類および/またはそのアルカリ金属塩と、前記一般式(5)で表されるジハライド化合物、および前記一般式(6)で表されるトリアジン環を有する3価のハライド化合物とを、反応容器中に一括装入し、有機溶媒中で攪拌しながら約100℃から300℃程度まで加熱して反応させることで製造する方法が挙げられる。 The crosslinked polyether ketone resin of the present invention may be produced by any method, but as an example of a preferred production method, a bisphenol compound or an alkali metal salt thereof, a dihalide compound and a trivalent ring having a triazine ring. Although the method of making it react with a halide compound is mentioned, it is not restricted to this. More specifically, the bisphenols represented by the general formula (4) and / or the alkali metal salts thereof, the dihalide compounds represented by the general formula (5), and the general formula (6) A method of producing a trivalent halide compound having a triazine ring represented by batch charging into a reaction vessel and reacting by heating from about 100 ° C. to about 300 ° C. while stirring in an organic solvent. Can be mentioned.
本発明の架橋ポリエーテルケトン樹脂を製造するにあたり、用いることのできる一般式(4)で表されるビスフェノール類としては例えば、ビス(4−ヒドロキシ−3,5−ジメチルフェニル)メタン、2,2−ビス(3’,5’−ジメチル−4’−ヒドロキシフェニル)プロパン、ビス(4−ヒドロキシ−3,5−ジメチルフェニル)スルホン、ビス(4−ヒドロキシ−3,5−ジメチルフェニル)スルホキシド、ビス(4−ヒドロキシ−3,5−ジメチルフェニル)スルフィド、ビス(4−ヒドロキシ−3,5−ジメチルフェニル)エーテル、ビス(4−ヒドロキシ−3,5−ジメチルフェニル)ケトン、4,4’−ジヒドロキシ −3,3’,5,5’−テトラメチルビフェニル、1,1−ビス(4’−ヒドロキシ −3’,5’−ジメチルフェニル)シクロヘキサン等を挙げることができる。これらは単独で用いても構わないし、2種以上を用いても構わない。この中でもビス(4−ヒドロキシ−3,5−ジメチルフェニル)メタン、2,2−ビス(3’,5’−ジメチル−4’−ヒドロキシフェニル)プロパンを用いる場合が特に好ましい。 Examples of bisphenols represented by the general formula (4) that can be used for producing the crosslinked polyetherketone resin of the present invention include bis (4-hydroxy-3,5-dimethylphenyl) methane, 2,2 -Bis (3 ', 5'-dimethyl-4'-hydroxyphenyl) propane, bis (4-hydroxy-3,5-dimethylphenyl) sulfone, bis (4-hydroxy-3,5-dimethylphenyl) sulfoxide, bis (4-hydroxy-3,5-dimethylphenyl) sulfide, bis (4-hydroxy-3,5-dimethylphenyl) ether, bis (4-hydroxy-3,5-dimethylphenyl) ketone, 4,4′-dihydroxy −3,3 ′, 5,5′-tetramethylbiphenyl, 1,1-bis (4′-hydroxy-3 ′, 5′-dimethyl) Butylphenyl) cyclohexane, and the like. These may be used alone or in combination of two or more. Of these, bis (4-hydroxy-3,5-dimethylphenyl) methane and 2,2-bis (3 ', 5'-dimethyl-4'-hydroxyphenyl) propane are particularly preferred.
また本発明の架橋ポリエーテルケトン樹脂を製造するにあたり、上記ビスフェノール類はアルカリ金属塩を形成して反応するので、これらビスフェノール類のアルカリ金属塩を代わりに用いることができる。塩を形成するアルカリ金属としては、ナトリウム、カリウム等が挙げられるが、これに限るものではない。尚、ビスフェノール類はその水酸基のすべてがアルカリ金属塩であっても一部がアルカリ金属塩であっても構わない。 In producing the crosslinked polyetherketone resin of the present invention, since the bisphenols react with each other by forming an alkali metal salt, the alkali metal salts of these bisphenols can be used instead. Examples of the alkali metal forming the salt include sodium and potassium, but are not limited thereto. The bisphenols may be all alkali metal salts or some alkali metal salts.
本発明の架橋ポリエーテルケトン樹脂を製造するにあたり、用いることのできる一般式(5)で表されるジハライド化合物としては、例えば、ビス(4−ブロモフェニル)ケトン、ビス(4−クロロフェニル)ケトン、またはビス(4−フルオロフェニル)ケトン等を挙げることができる。これらは単独で用いても構わないし、2種以上を用いても構わない。この中でも特にビス(4−フルオロフェニル)ケトンを用いる場合が好ましい。 Examples of the dihalide compound represented by the general formula (5) that can be used for producing the crosslinked polyetherketone resin of the present invention include bis (4-bromophenyl) ketone, bis (4-chlorophenyl) ketone, Or bis (4-fluorophenyl) ketone etc. can be mentioned. These may be used alone or in combination of two or more. Of these, bis (4-fluorophenyl) ketone is particularly preferred.
本発明の架橋ポリエーテルケトン樹脂を製造するにあたり、用いることのできる一般式(6)で表されるトリアジン環を有する3価のハライド化合物としては、例えば、2,4,6−トリス(p−クロロフェニル)−s−トリアジン、2,4,6−トリス(p−ブロモフェニル)−s−トリアジン等を挙げることができる。これらは単独で用いても構わないし、2種以上を用いても構わない。 Examples of the trivalent halide compound having a triazine ring represented by the general formula (6) that can be used for producing the crosslinked polyetherketone resin of the present invention include 2,4,6-tris (p- Chlorophenyl) -s-triazine, 2,4,6-tris (p-bromophenyl) -s-triazine, and the like. These may be used alone or in combination of two or more.
本発明の架橋ポリエーテルケトン樹脂を製造するにあたり、用いることのできる一般式(6)で表されるトリアジン環を有する3価のハライド化合物の合成方法には特に制限はないが、例えば、氷冷浴して0℃に保ったクロロスルホン酸にp−ハロベンゾニトリルを少量ずつ温度の上昇に気をつけながら加え、その後室温にて1〜120時間程度、好ましくは24〜120時間程度、加えて反応させることにより得ることができる。 There are no particular restrictions on the method for synthesizing the trivalent halide compound having a triazine ring represented by the general formula (6) that can be used in the production of the crosslinked polyetherketone resin of the present invention. Add p-halobenzonitrile to chlorosulfonic acid bathed and kept at 0 ° C. while paying attention to the temperature rise, and then add it at room temperature for about 1 to 120 hours, preferably about 24 to 120 hours. It can be obtained by reacting.
本発明の架橋ポリエーテルケトン樹脂を製造するにあたり、トリアジン環を有する3価のハライド化合物とジハライド化合物との共重合比は、特に制限はないが、必要に応じてトリアジン環を含む3価のハライド化合物の共重合比を調節してもよい。該共重合比を調節する場合、ジハライド化合物とトリアジン環を有する3価のハライド化合物の総モル数に対するトリアジン環を有する3価のハライド化合物のモル分率として0.1〜20モル%が好ましく、1〜10モル%がより好ましい。この範囲内であれば、低誘電率・低誘電正接化への効果が高く、製膜した樹脂が安定していて好ましい。 In the production of the crosslinked polyetherketone resin of the present invention, the copolymerization ratio of the trivalent halide compound having a triazine ring and the dihalide compound is not particularly limited, but if necessary, a trivalent halide containing a triazine ring is used. The copolymerization ratio of the compound may be adjusted. When adjusting the copolymerization ratio, the molar fraction of the trivalent halide compound having a triazine ring with respect to the total number of moles of the dihalide compound and the trivalent halide compound having a triazine ring is preferably 0.1 to 20 mol%, 1-10 mol% is more preferable. If it is within this range, the effect on the low dielectric constant and low dielectric loss tangent is high, and the formed resin is stable and preferable.
原料として用いられる、各種化合物の使用量比は、製造する樹脂の共重合比および分子量に応じ設定することが出来る。使用量を、ビスフェノール類および/またはそのアルカリ金属塩:M1mol、ベンゾフェノン系ジハライド化合物:M2mol、トリアジン環を含む3価のハライド化合物:M3molとすれば、ビスフェノール類および/またはそのアルカリ金属塩と全ハライド化合物の使用量比、M1/(M2+M3)は、0.70〜1.20の範囲が好ましく、0.75〜1.15の範囲がより好ましい。 The amount ratio of various compounds used as a raw material can be set according to the copolymerization ratio and molecular weight of the resin to be produced. If the amount used is bisphenol and / or alkali metal salt thereof: M 1 mol, benzophenone dihalide compound: M 2 mol, trivalent halide compound containing triazine ring: M 3 mol, bisphenol and / or its The use amount ratio of the alkali metal salt to the total halide compound, M 1 / (M 2 + M 3 ) is preferably in the range of 0.70 to 1.20, more preferably in the range of 0.75 to 1.15.
本発明の架橋ポリエーテルケトン樹脂を製造するにあたり、必要に応じて末端封止剤を用いることもできる。末端封止剤として使用する化合物は特に限定されないが、代表的なものはフェノール系化合物又はそのアルカリ金属塩、およびハライド化合物である。フェノール系化合物の例としては、フェノール、4−tert−ブチルフェノール及びそのアルカリ金属塩等が挙げられる。ハライド化合物の例としてはメチルクロライド、エチルクロライド、4−クロロベンゾフェノン、4−クロロニトロベンゼン等が挙げられる。末端封止剤のフェノール系化合物又はそのアルカリ金属塩、ハライド化合物は、そのいずれか1種を用いることが一般的であるが、目的に応じ2種以上を組み合わせて用いることも可能である。 In producing the crosslinked polyetherketone resin of the present invention, an end-capping agent can be used as necessary. Although the compound used as a terminal blocker is not specifically limited, A typical thing is a phenolic compound or its alkali metal salt, and a halide compound. Examples of phenolic compounds include phenol, 4-tert-butylphenol and alkali metal salts thereof. Examples of the halide compound include methyl chloride, ethyl chloride, 4-chlorobenzophenone, 4-chloronitrobenzene and the like. Generally, any one of the phenolic compounds of the end-capping agent or the alkali metal salts and halide compounds thereof may be used, but two or more of them may be used in combination depending on the purpose.
末端封止剤の使用量は、多すぎると分子量が低下し、樹脂の製膜性において好ましくない場合がある。一般的には全原料化合物中10mol%以下の範囲が好ましく、5mol%以下の範囲であればより好ましい。 If the amount of the end-capping agent used is too large, the molecular weight decreases, which may be undesirable in the resin film-forming property. Generally, the range of 10 mol% or less is preferable among all the raw material compounds, and the range of 5 mol% or less is more preferable.
本発明の架橋ポリエーテルケトン樹脂の製造は、溶媒を用いずとも実施可能であるが、有機溶媒中で反応を行なうことが特に好ましい方法である。この反応において用いられる溶媒は限定されるわけではないが、例えば、
(a) フェノール系溶媒である、
フェノール、o−クロロフェノール、m−クロロフェノール、p−クロロフェノール、o−クレゾール、m−クレゾール、p−クレゾール、2,3−キシレノール、2,4−キシレノール、2,5−キシレノール、2,6−キシレノール、3,4−キシレノール、3,5−キシレノール、
(b) 非プロトン性アミド系溶媒である、
N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、N,N−ジエチルアセトアミド、N−メチル−2−ピロリドン、1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノン、N−メチルカプロラクタム、ヘキサメチルホスホロトリアミド、
(c) エーテル系溶媒である、
1,2−ジメトキシエタン、ビス(2−メトキシエチル)エーテル、1,2−ビス(2−メトキシエトキシ)エタン、テトラヒドロフラン、ビス[2−(2−メトキシエトキシ)エチル]エーテル、1,4−ジオキサン、
The production of the crosslinked polyetherketone resin of the present invention can be carried out without using a solvent, but it is particularly preferable to carry out the reaction in an organic solvent. The solvent used in this reaction is not limited, but for example,
(A) a phenolic solvent,
Phenol, o-chlorophenol, m-chlorophenol, p-chlorophenol, o-cresol, m-cresol, p-cresol, 2,3-xylenol, 2,4-xylenol, 2,5-xylenol, 2,6 -Xylenol, 3,4-xylenol, 3,5-xylenol,
(B) an aprotic amide solvent,
N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide, N, N-diethylacetamide, N-methyl-2-pyrrolidone, 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone, N-methylcaprolactam, hexamethylphosphorotri Amide,
(C) an ether solvent,
1,2-dimethoxyethane, bis (2-methoxyethyl) ether, 1,2-bis (2-methoxyethoxy) ethane, tetrahydrofuran, bis [2- (2-methoxyethoxy) ethyl] ether, 1,4-dioxane ,
(d) アミン系溶媒である、
ピリジン、キノリン、イソキノリン、α−ピコリン、β−ピコリン、γ−ピコリン、イソホロン、ピペリジン、2,4−ルチジン、2,6−ルチジン、トリメチルアミン、トリエチルアミン、トリプロピルアミン、トリブチルアミン、
(e) その他の溶媒である、
ジメチルスルホキシド、ジメチルスルホン、ジフェニルエーテル、スルホラン、ジフェニルスルホン、テトラメチル尿素、アニソール、水、ベンゼン、トルエン、o−キシレン、m−キシレン、p−キシレン、クロロベンゼン、o−ジクロロベンゼン、m−ジクロロベンゼン、p−ジクロロベンゼン、ブロモベンゼン、o−ジブロモベンゼン、m−ジブロモベンゼン、p−ジブロモベンゼン、o−クロロトルエン、m−クロロトルエン、p−クロロトルエン、o−ブロモトルエン、m−ブロモトルエン、p−ブロモトルエン、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロペンタノン、シクロヘキサノン、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、ブタノール、イソブタノール、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、シクロヘキサン、ジクロロメタン、クロロホルム、四塩化炭素、フルオロベンゼン、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、蟻酸メチル、蟻酸エチル等が挙げられる。この中でもジメチルスルホキシド、N−メチル−2−ピロリドンを用いることが好ましい。これらの溶媒は、単独で用いても又は2種以上混合して用いても差し支えない。
(D) an amine solvent,
Pyridine, quinoline, isoquinoline, α-picoline, β-picoline, γ-picoline, isophorone, piperidine, 2,4-lutidine, 2,6-lutidine, trimethylamine, triethylamine, tripropylamine, tributylamine,
(E) other solvent,
Dimethyl sulfoxide, dimethyl sulfone, diphenyl ether, sulfolane, diphenyl sulfone, tetramethyl urea, anisole, water, benzene, toluene, o-xylene, m-xylene, p-xylene, chlorobenzene, o-dichlorobenzene, m-dichlorobenzene, p -Dichlorobenzene, bromobenzene, o-dibromobenzene, m-dibromobenzene, p-dibromobenzene, o-chlorotoluene, m-chlorotoluene, p-chlorotoluene, o-bromotoluene, m-bromotoluene, p-bromo Toluene, acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, cyclopentanone, cyclohexanone, methanol, ethanol, propanol, isopropanol, butanol, isobutanol, pentane, hexane, Heptane, cyclohexane, dichloromethane, chloroform, carbon tetrachloride, fluorobenzene, methyl acetate, ethyl acetate, butyl acetate, methyl formate, ethyl formate and the like. Of these, dimethyl sulfoxide and N-methyl-2-pyrrolidone are preferably used. These solvents may be used alone or in combination of two or more.
本発明の架橋ポリエーテルケトン樹脂を製造するにあたり、上記溶媒の他に、反応系内の水を除く目的で、共沸溶媒を必要に応じ用いることが出来る。共沸溶媒としては、ベンゼン、トルエン、キシレン、クロロベンゼン、o−ジクロロベンゼン等が挙げられる。共沸溶媒を使用した脱水においては、水を共沸溶媒とともに留出させ、留出液は冷却器を用いて冷却され水と共沸溶媒は2層に分離することが好ましい。分離した共沸溶媒は再度反応系に還流させることができる。 In producing the crosslinked polyetherketone resin of the present invention, an azeotropic solvent can be used as needed in addition to the above solvent for the purpose of removing water in the reaction system. Examples of the azeotropic solvent include benzene, toluene, xylene, chlorobenzene, o-dichlorobenzene and the like. In dehydration using an azeotropic solvent, water is preferably distilled together with the azeotropic solvent, the distillate is cooled using a cooler, and water and the azeotropic solvent are preferably separated into two layers. The separated azeotropic solvent can be refluxed again to the reaction system.
本発明の架橋ポリエーテルケトン樹脂を製造するにあたり、ビスフェノール類のアルカリ金属塩を形成するために塩基を共存させて行なうこともできる。具体的には、水酸化カリウムや水酸化ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸ナトリウム、炭酸水素カリウム、炭酸水素ナトリウム等で代表されるアルカリ金属化合物等が挙げられる。これらの塩基は、単独又は2種以上混合して用いても差し支えない。塩基の使用量は、1価の場合で、ビスフェノール類に対して好ましくは200〜300mol%、2価の場合で好ましくは100〜150mol%である。 In producing the crosslinked polyetherketone resin of the present invention, a base may be present in the presence of an alkali metal salt of a bisphenol. Specific examples include alkali metal compounds represented by potassium hydroxide, sodium hydroxide, potassium carbonate, sodium carbonate, potassium hydrogen carbonate, sodium hydrogen carbonate and the like. These bases may be used alone or in combination of two or more. The amount of the base used is monovalent, and is preferably 200 to 300 mol% with respect to the bisphenol, and preferably 100 to 150 mol% in the case of divalent.
本発明の架橋ポリエーテルケトン樹脂を製造するにあたり、重合温度や重合時間は、使用する溶媒の有無又は種類によって異なるが、一般には100℃から300℃程度、1時間から120時間程度で充分である。重合反応を終了させる際には、反応物を冷却すれば通常充分であるが、必要に応じて上記末端封止剤を加え反応させても構わない。また冷却前後に適宜不活性溶媒を加えて希釈しても構わない。重合反応終了後の樹脂の分離・精製は、公知の方法を用いることが出来る。無機塩の除去は、樹脂が可溶でかつ無機塩が不溶の溶媒を反応混合物中に加え、無機塩を濾別できる。 In producing the crosslinked polyetherketone resin of the present invention, the polymerization temperature and the polymerization time vary depending on the presence or type of the solvent used, but generally about 100 to 300 ° C, about 1 to 120 hours is sufficient. . In terminating the polymerization reaction, it is usually sufficient to cool the reaction product, but the end-capping agent may be added and reacted as necessary. Moreover, you may dilute by adding an inert solvent suitably before and after cooling. A known method can be used for separation and purification of the resin after completion of the polymerization reaction. The inorganic salt can be removed by adding a solvent in which the resin is soluble and the inorganic salt is insoluble to the reaction mixture, and the inorganic salt can be filtered off.
樹脂の分離には、得られた樹脂の溶液を強撹拌した貧溶媒中に注ぎ、樹脂を析出させる方法が一般的である。貧溶媒としては、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、アセトン、メチルエチルケトン、トルエン、水等が挙げられる。これらは単独で用いても構わないし、2種以上を用いても構わない。析出した樹脂は、常圧または減圧下で加熱乾燥して構わない。乾燥条件は、用いた貧溶媒の種類によるが、一般に室温〜400℃程度、1分〜100時間程度の範囲で実施される。常圧下で乾燥する際には、窒素やアルゴン等の不活性ガス通気中で行うのがより好ましい。 For separation of the resin, a method is generally used in which the obtained resin solution is poured into a poorly stirred poor solvent to precipitate the resin. Examples of the poor solvent include methanol, ethanol, isopropyl alcohol, acetone, methyl ethyl ketone, toluene, water and the like. These may be used alone or in combination of two or more. The precipitated resin may be heat-dried under normal pressure or reduced pressure. Although drying conditions depend on the kind of the poor solvent used, it is generally carried out in the range of room temperature to about 400 ° C. and about 1 minute to 100 hours. When drying under normal pressure, it is more preferably carried out in an inert gas atmosphere such as nitrogen or argon.
本発明のポリエーテルケトン樹脂の分子量は、特に限定されないが、分子量が低すぎるとプリント配線基板用材料に用いるシートとして使用する場合、製膜性において好ましくない場合があり、また分子量が高すぎると樹脂の加工上で好ましくない場合がある。好ましい分子量としては、35℃、N−メチル−2−ピロリドン中において測定した対数粘度ηinhが0.1〜1.5の範囲であり、0.2〜1.3の範囲であればより好ましく、更に好ましくは0.3〜1.2の範囲である。 The molecular weight of the polyetherketone resin of the present invention is not particularly limited, but if the molecular weight is too low, when used as a sheet for a printed wiring board material, the film forming property may not be preferable, and the molecular weight is too high. In some cases, the processing of the resin is not preferable. As a preferable molecular weight, the logarithmic viscosity ηinh measured in N-methyl-2-pyrrolidone at 35 ° C. is in the range of 0.1 to 1.5, more preferably in the range of 0.2 to 1.3, More preferably, it is the range of 0.3-1.2.
以下、本発明を実施例によりさらに詳細に説明するが、本発明はこれにより何等制限されるものではない。実施例中の各評価方法を以下に示す。 EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention further in detail, this invention is not restrict | limited at all by this. Each evaluation method in the examples is shown below.
誘電率および誘電正接:空洞共振器法により、12GHzにおける誘電率および誘電正接を測定した。 Dielectric constant and dielectric loss tangent: The dielectric constant and dielectric loss tangent at 12 GHz were measured by the cavity resonator method.
ガラス転移温度(Tg):DSC(示差走査型熱量計、島津製作所製・DSC−60)により、25℃から400℃まで昇温速度10℃/分で測定した。 Glass transition temperature (Tg): Measured by DSC (Differential Scanning Calorimeter, Shimadzu DSC-60) from 25 ° C. to 400 ° C. at a heating rate of 10 ° C./min.
5%重量減少温度(Td5%):TGA(熱重量測定装置、島津製作所製・TGA−50)により空気中で25℃から800℃まで昇温速度10℃/分にて測定した。 5% weight loss temperature (Td 5%): Measured in air from 25 ° C. to 800 ° C. at a rate of temperature increase of 10 ° C./min with TGA (Thermogravimetric apparatus, Shimadzu Corporation TGA-50)
対数粘度(ηinh):ポリエーテルケトン樹脂0.50gをN−メチル−2−ピロリドン(以下、NMPと略記することがある)100mlに溶解した後、35℃においてウベローデ型粘度計により測定した。なお、コントロールユニットとして、ラウダ製PVS1を使用した。 Logarithmic viscosity (ηinh): 0.50 g of polyetherketone resin was dissolved in 100 ml of N-methyl-2-pyrrolidone (hereinafter sometimes abbreviated as NMP) and then measured at 35 ° C. with an Ubbelohde viscometer. Note that Lauda PVS1 was used as the control unit.
元素分析:CHN元素分析装置(PE2400−II型)にて定量した。 Elemental analysis: Quantified with CHN elemental analyzer (PE2400-II type).
IRスペクトル:測定するポリマーをKBr錠剤法にて試料化し、フーリエ変換型赤外分光光度計(デジラボジャパン製FTS6000)を用いて、分解能4cm−1、積算回数128回でスペクトル測定をおこなった。 IR spectrum: The polymer to be measured was sampled by the KBr tablet method, and spectrum measurement was performed using a Fourier transform infrared spectrophotometer (FTS6000, manufactured by Digilab Japan) at a resolution of 4 cm −1 and 128 times of integration.
合成例1
2,4,6−トリス(p−クロロフェニル)−s−トリアジンの合成
撹拌機、窒素導入管、温度計を備えた100mlの3口反応容器に、クロロスルホン酸80mlを装入し、窒素雰囲気下、氷水浴して液温を0℃に保った。溶媒を攪拌しながら、p−クロロベンゾニトリル55.02g(0.4mol)を溶液温度の上昇に注意しながら分割して加え、氷水浴のまま全量投入後、1時間攪拌し、さらに氷水浴を除去したのち室温で24時間攪拌した。反応の進行は高速液体クロマトグラフィー装置(HPLC)で観測し、原料のピークが1%以下になったことを確認した。得られた黄色不透明懸濁液を少量ずつ氷水に滴下して反応物を析出させ、水酸化ナトリウム水溶液を用いて中和処理を行った後に沈殿物をろ別した。この沈殿物をイオン交換水およびメタノールで洗浄ろ別後乾燥し、目的物である2,4,6−トリス(p−クロロフェニル)−s−トリアジン45.8g(83%)を得た。
Synthesis example 1
Synthesis of 2,4,6-tris (p-chlorophenyl) -s-triazine A 100 ml three-necked reaction vessel equipped with a stirrer, nitrogen inlet tube and thermometer was charged with 80 ml of chlorosulfonic acid under a nitrogen atmosphere. The temperature of the solution was kept at 0 ° C. in an ice-water bath. While stirring the solvent, 55.02 g (0.4 mol) of p-chlorobenzonitrile was added in portions while paying attention to the rise in the solution temperature. After the entire amount was put in the ice water bath, the mixture was stirred for 1 hour, and the ice water bath was further added. After removal, the mixture was stirred at room temperature for 24 hours. The progress of the reaction was observed with a high performance liquid chromatography apparatus (HPLC), and it was confirmed that the peak of the raw material was 1% or less. The resulting yellow opaque suspension was added dropwise to ice water in small portions to precipitate the reaction product, neutralized with an aqueous sodium hydroxide solution, and the precipitate was filtered off. The precipitate was washed with ion-exchanged water and methanol, filtered and dried to obtain 45.8 g (83%) of 2,4,6-tris (p-chlorophenyl) -s-triazine, which was the target product.
実施例1
撹拌機、窒素導入管、温度計を備えた100mlの3口反応容器に、テトラメチルビスフェノールA 7.68g(0.027mol)、ジフルオロベンゾフェノン 5.89g(0.027mol)および2,4,6−トリス(p−クロロフェニル)−s−トリアジン 1.23g(0.003mol)、炭酸カリウム 4.10g(0.0033mol)を仕込み、DMSO 60mlおよびトルエン 35mlを加え、窒素雰囲気下30分攪拌した。これを加熱し、160℃で6時間反応させた。反応中に生成し、トルエンと共沸する水は、適宜抜き取りつつ反応を続けた。冷却後、強撹拌したアセトン/イオン交換水1:1混合溶媒中に反応溶液を注ぎ込み、ポリマー粉を析出させ濾過後、さらにイオン交換水で2回、メタノールで1回洗浄した。以上の方法により、白色のポリマー粉を得た(ηinh:0.420dl/g)。このポリマーの元素分析を行なった結果、炭素:81.1%、水素:5.7%、窒素0.6%であった。またIRスペクトルにおいて、トリアジン化合物に特徴的なピークである1521cm−1および1370cm−1が観測された。これらによりポリマー中にトリアジン化合物が取り込まれていることを確認した。
Example 1
In a 100 ml three-necked reaction vessel equipped with a stirrer, a nitrogen inlet tube and a thermometer, 7.68 g (0.027 mol) of tetramethylbisphenol A, 5.89 g (0.027 mol) of difluorobenzophenone and 2,4,6- Tris (p-chlorophenyl) -s-triazine (1.23 g, 0.003 mol) and potassium carbonate (4.10 g, 0.0033 mol) were charged, DMSO (60 ml) and toluene (35 ml) were added, and the mixture was stirred in a nitrogen atmosphere for 30 minutes. This was heated and reacted at 160 ° C. for 6 hours. The water produced during the reaction and azeotroped with toluene was continuously extracted while being appropriately extracted. After cooling, the reaction solution was poured into a 1: 1 mixed solvent of acetone / ion exchange water that was vigorously stirred, and polymer powder was precipitated, filtered, and further washed twice with ion exchange water and once with methanol. By the above method, white polymer powder was obtained (ηinh: 0.420 dl / g). As a result of elemental analysis of this polymer, carbon was 81.1%, hydrogen was 5.7%, and nitrogen was 0.6%. In the IR spectrum, peaks characteristic of the triazine compound, 1521 cm −1 and 1370 cm −1 were observed. From these, it was confirmed that the triazine compound was incorporated into the polymer.
ガラス転移温度:205℃
5%重量減少温度:448℃
得られたポリマー粉3gを圧縮プレスにてタブレット化後、熱プレス機を用いて300℃15MPaで約7分間加熱圧縮した。得られたおよそ0.5mmのプレスシートを用いて誘電率および誘電正接を測定した。結果を表1に示す。
Glass transition temperature: 205 ° C
5% weight loss temperature: 448 ° C
3 g of the obtained polymer powder was tableted with a compression press and then heated and compressed at 300 ° C. and 15 MPa for about 7 minutes using a hot press. The dielectric constant and dielectric loss tangent were measured using the obtained press sheet of about 0.5 mm. The results are shown in Table 1.
実施例2
仕込み量をテトラメチルビスフェノールA 6.40g(0.0225mol)、ジフルオロベンゾフェノン 4.91g(0.0225mol)および2,4,6−トリス(p−クロロフェニル)−s−トリアジン 1.86g(0.0045mol)、炭酸カリウム 3.42g(0.0248mol)とすること以外は、実施例1と同様の方法にて反応をおこない、白色のポリマー粉を得た(ηinh:0.331dl/g)。このポリマーの元素分析を行なった結果、炭素:80.6%、水素:5.7%、窒素1.0%であった。またIRスペクトルにおいて、トリアジン化合物に特徴的なピークである1521cm−1および1370cm−1が観測された。これらによりポリマー中にトリアジン化合物が取り込まれていることを確認した。
Example 2
The amount charged was 6.40 g (0.0225 mol) of tetramethylbisphenol A, 4.91 g (0.0225 mol) of difluorobenzophenone and 1.86 g (0.0045 mol) of 2,4,6-tris (p-chlorophenyl) -s-triazine. ), Except that it was 3.44 g (0.0248 mol) of potassium carbonate, and a reaction was carried out in the same manner as in Example 1 to obtain white polymer powder (ηinh: 0.331 dl / g). As a result of elemental analysis of this polymer, carbon was 80.6%, hydrogen was 5.7%, and nitrogen was 1.0%. In the IR spectrum, peaks characteristic of the triazine compound, 1521 cm −1 and 1370 cm −1 were observed. From these, it was confirmed that the triazine compound was incorporated into the polymer.
ガラス転移温度:190℃
5%重量減少温度:446℃
実施例1と同様にプレスシートを作成し、誘電率および誘電正接を測定した。結果を表1に示す。
Glass transition temperature: 190 ° C
5% weight loss temperature: 446 ° C
A press sheet was prepared in the same manner as in Example 1, and the dielectric constant and dielectric loss tangent were measured. The results are shown in Table 1.
比較例1
2,4,6−トリス(p−クロロフェニル)−s−トリアジンを用いないこと以外は実施例1と同様の方法にて、架橋構造を持たない式(8)で表される繰り返し単位を有する直鎖状ポリエーテルケトン樹脂を得た。(ηinh:0.40dl/g)。
ガラス転移温度:212℃
5%重量減少温度:439℃
実施例1と同様にプレスシートを作成し、誘電率および誘電正接を測定した。結果を表1に示す。
Comparative Example 1
In the same manner as in Example 1 except that 2,4,6-tris (p-chlorophenyl) -s-triazine is not used, the compound having a repeating unit represented by the formula (8) having no crosslinked structure is used. A chain polyether ketone resin was obtained. (Ηinh: 0.40 dl / g).
Glass transition temperature: 212 ° C
5% weight loss temperature: 439 ° C
A press sheet was prepared in the same manner as in Example 1, and the dielectric constant and dielectric loss tangent were measured. The results are shown in Table 1.
本発明の架橋ポリエーテルケトン樹脂は、各種配線基板用絶縁膜用途に有用で、特に高周波信号伝送に対応する配線基板用絶縁膜として極めて有用である。 The crosslinked polyetherketone resin of the present invention is useful for various wiring board insulating films, and is particularly useful as a wiring board insulating film for high-frequency signal transmission.
Claims (2)
で表されるビスフェノール類および/またはそのアルカリ金属塩と、下記一般式(5)
で表されるジハライド化合物、および下記一般式(6)
And the alkali metal salt thereof represented by the following general formula (5)
And a dihalide compound represented by the following general formula (6)
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