JP2021109944A - ポリフェニレンエーテル、ポリフェニレンエーテルを含む硬化性組成物、ドライフィルム、プリプレグ、硬化物、積層板、および電子部品 - Google Patents
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Landscapes
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Abstract
Description
ポリフェニレンエーテルの末端水酸基の一部又は全部が硬化性官能基に変性されている末端変性ポリフェニレンエーテルであって、
前記ポリフェニレンエーテルは、少なくとも条件1を満たすフェノール類と、少なくとも条件Zを満たすフェノール類と、を含む原料フェノール類から得られ、
コンフォメーションプロットで算出された傾きが0.6未満であり、
前記硬化性官能基が、不飽和炭素結合を含む官能基、カルボキシル基、環状(チオ)エーテル基、酸無水物基、マレイミド基から選択されるいずれか少なくとも1種であることを特徴とする末端変性ポリフェニレンエーテル。
(条件1)
オルト位およびパラ位に水素原子を有する
(条件Z)
不飽和炭素結合を含む官能基を有する
ポリフェニレンエーテルの末端水酸基の一部又は全部が硬化性官能基に変性されている末端変性ポリフェニレンエーテルであって、
前記ポリフェニレンエーテルは、少なくとも条件1を満たすフェノール類を含み、条件Zを満たすフェノール類を含まない原料フェノール類から得られ、
コンフォメーションプロットで算出された傾きが0.6未満であり、
前記硬化性官能基が、不飽和炭素結合を含む官能基、カルボキシル基、環状(チオ)エーテル基、酸無水物基、マレイミド基から選択されるいずれか少なくとも1種であることを特徴とする末端変性ポリフェニレンエーテルである。
(条件1)
オルト位およびパラ位に水素原子を有する
(条件Z)
不飽和炭素結合を含む官能基を有する
前記発明(1)または(2)に記載のポリフェニレンエーテルを含む硬化性組成物である。
前記発明(3)の硬化性組成物を基材に塗布または含侵して得られることを特徴とするドライフィルムまたはプリプレグである。
前記発明(3)の硬化性組成物を硬化して得られることを特徴とする硬化物である。
前記発明(5)の硬化物を含むことを特徴とする積層板である。
前記発明(5)の硬化物を有することを特徴とする電子部品である。
本発明における末端変性前のポリフェニレンエーテルは、少なくとも条件1を満たすフェノール類を含む原料フェノール類から得られ、分岐構造を有するポリフェニレンエーテルである。このようなポリフェニレンエーテルを、所定ポリフェニレンエーテルとする。
(条件1)
オルト位およびパラ位に水素原子を有する
(条件Z)
不飽和炭素結合を含む官能基を有する
第1の所定ポリフェニレンエーテルは、少なくとも条件1を満たすフェノール類と、条件Zを満たすフェノール類とを含む原料フェノール類から得られる。
(条件1)
オルト位およびパラ位に水素原子を有する
(条件Z)
不飽和炭素結合を含む官能基を有する
少なくとも、下記条件1および下記条件2をいずれも満たすフェノール類(A)を必須成分として含む原料フェノール類(形態1)、または、
少なくとも、下記条件1を満たし下記条件2を満たさないフェノール類(B)と下記条件1を満たさず下記条件2を満たすフェノール類(C)との混合物を必須成分として含む原料フェノール類(形態2)、
を重合させて得られるものである。
(条件1)
オルト位およびパラ位に水素原子を有する
(条件2)
パラ位に水素原子を有し、不飽和炭素結合を含む官能基を有する
このような不飽和炭素結合を含む官能基としては、特に限定されないが、アルケニル基(例えば、ビニル基、アリル基)、アルキニル基(例えば、エチニル基)、または、(メタ)アクリルロイル基であることが好ましく、硬化性に優れる観点からビニル基、アリル基、(メタ)アクリルロイル基であることがより好ましく、低誘電特性に優れる観点からアリル基であることがさらに好ましい。これらの不飽和炭素結合を有する官能基は、炭素数を、例えば15以下、10以下、8以下、5以下、3以下等とすることができる。
第2の所定ポリフェニレンエーテルは、少なくとも条件1を満たすフェノール類を含み、条件Zを満たすフェノール類を含まない原料フェノール類から得られる。
(条件1)
オルト位およびパラ位に水素原子を有する
(条件Z)
不飽和炭素結合を含む官能基を有する
所定フェノール類の原料フェノール類である、フェノール類(A)〜(D)について、より詳細に説明する。なお、原料フェノール類は、その他のフェノール類として、パラ位に水素原子を有しないフェノール類等を含んでいてもよい。
フェノール類(A)は、上述のように、条件1および条件2のいずれも満たすフェノール類、即ち、オルト位およびパラ位に水素原子を有し、不飽和炭素結合を含む官能基を有するフェノール類であり、好ましくは下記式(1)で示されるフェノール類(a)である。
フェノール類(B)は、上述のように、条件1を満たし、条件2を満たさないフェノール類、即ち、オルト位およびパラ位に水素原子を有し、不飽和炭素結合を含む官能基を有しないフェノール類であり、好ましくは下記式(2)で示されるフェノール類(b)である。
フェノール類(C)は、上述のように、条件1を満たさず、条件2を満たすフェノール類、即ち、パラ位に水素原子を有し、オルト位に水素原子を有せず、不飽和炭素結合を含む官能基を有するフェノール類であり、好ましくは下記式(3)で示されるフェノール類(c)である。
フェノール類(D)は、上述のように、パラ位に水素原子を有し、オルト位に水素原子を有せず、不飽和炭素結合を含む官能基を有しないフェノール類であり、好ましくは下記式(4)で示されるフェノール類(d)である。
末端変性ポリフェニレンエーテルは、変性用化合物を用いて所定ポリフェニレンエーテルの末端水酸基を硬化性官能基に変性させて得られる。
第1の末端変性ポリフェニレンエーテルは、第1の所定ポリフェニレンエーテルの末端水酸基が硬化性官能基に変性されたものである。
第2の末端変性ポリフェニレンエーテルは、第1の末端変性ポリフェニレンエーテルと同様、第2の所定ポリフェニレンエーテルの末端水酸基が、所定の硬化性官能基、即ち(メタ)アクリロイル基等の不飽和炭素結合を含む官能基、エポキシ基、エピスルフィド基、オキセタニル基等を含む環状(チオ)エーテル基、無水マレイン酸基等の酸無水物基、カルボキシル基、マレイミド基から選ばれるいずれか少なくとも1種に変性されたものである。
<<<分岐度>>>
末端変性ポリフェニレンエーテルの分岐構造(分岐の度合い)は、以下の分析手順に基づいて確認することができる。
ポリフェニレンエーテルのクロロホルム溶液を、0.1、0.15、0.2、0.25mg/mLの間隔で調製後、0.5mL/minで送液しながら屈折率差と濃度のグラフを作成し、傾きから屈折率増分dn/dcを計算する。次に、下記装置運転条件にて、絶対分子量を測定する。RI検出器のクロマトグラムとMALS検出器のクロマトグラムを参考に、分子量と回転半径の対数グラフ(コンフォメーションプロット)から、最小二乗法による回帰直線を求め、その傾きを算出する。
装置名 :HLC8320GPC
移動相 :クロロホルム
カラム :TOSOH TSKguardcolumnHHR−H
+TSKgelGMHHR−H(2本)
+TSKgelG2500HHR
流速 :0.6mL/min.
検出器 :DAWN HELEOS(MALS検出器)
+Optilab rEX(RI検出器、波長254nm)
試料濃度 :0.5mg/mL
試料溶媒 :移動相と同じ。試料5mgを移動相10mLで溶解
注入量 :200μL
フィルター :0.45μm
STD試薬 :標準ポリスチレン Mw 37,900
STD濃度 :1.5mg/mL
STD溶媒 :移動相と同じ。試料15mgを移動相10mLで溶解
分析時間 :100min
末端変性ポリフェニレンエーテルは、数平均分子量が2,000〜30,000であることが好ましく、5,000〜30,000であることがより好ましく、8,000〜30,000であることが更に好ましく、8,000〜25,000であることが特に好ましい。分子量をこのような範囲とすることで、溶媒への溶解性を維持しつつも、硬化性樹脂組成物の製膜性を向上させることができる。さらに、ポリフェニレンエーテルは、多分散指数(PDI:重量平均分子量/数平均分子量)が、1.5〜20であることが好ましい。
所定ポリフェニレンエーテルの水酸基価は、数平均分子量(Mn)が2,000〜30,000の範囲において、15.0以下であることが好ましく、より好ましくは2以上10以下、さらに好ましくは3以上8以下である。
OH量(μmol/g)=[(10×Abs)/(ε×OPL×12)]×106
ここで、εは、吸光係数を示し、4700L/mol・cmである。また、OPLは、セル光路長であり、1cmである。
本発明の硬化性組成物を構成する末端変性ポリフェニレンエーテル1gは、25℃で、好ましくは100gのシクロヘキサノンに対して(より好ましくは、100gの、シクロヘキサノン、NMP、THF、DMFおよびPMAに対して)可溶である。なお、ポリフェニレンエーテル1gが100gの溶媒(例えば、シクロヘキサノン)に対して可溶とは、ポリフェニレンエーテル1gと溶媒100gとを混合したときに、濁りおよび沈殿が目視で確認できないことを示す。末端変性ポリフェニレンエーテルは、25℃で、100gのシクロヘキサノンに対して、1g以上可溶であることがより好ましい。
末端変性ポリフェニレンエーテルの原料となる所定ポリフェニレンエーテルは、原料フェノール類として特定のものを使用すること以外は、従来公知のポリフェニレンエーテルの合成方法(重合条件、触媒の有無および触媒の種類等)を適用して製造することが可能である。
重合溶液調製工程は、後述する重合工程において重合されるフェノール類を含む各原料を混合し、重合溶液を調製する工程である。重合溶液の原料としては、原料フェノール類、触媒、溶媒が挙げられる。
第1の所定ポリフェニレンエーテルを製造する場合には、上述の通り、少なくとも条件1を満たすフェノール類と、条件Zを満たすフェノール類と、を含む原料フェノール類を使用すればよい。
触媒は特に限定されず、ポリフェニレンエーテルの酸化重合において使用される適宜の触媒とすればよい。
溶媒は特に限定されず、ポリフェニレンエーテルの酸化重合において使用される適宜の溶媒とすればよい。溶媒は、フェノール性化合物および触媒を溶解または分散可能なものを用いることが好ましい。
重合溶液は、本発明の効果を阻害しない範囲でその他の原料を含んでいてもよい。
酸素供給工程は、重合溶液中に酸素含有ガスを通気させる工程である。
重合工程は、重合溶液中に酸素が供給された状況下、重合溶液中のフェノール類を酸化重合させる工程である。
変性工程では、上述した変性用化合物を使用して、重合工程で得られた所定ポリフェニレンエーテルの末端水酸基を変性させる。
本発明の硬化性組成物は、末端変性ポリフェニレンエーテルを含む。また、硬化性組成物は、本発明の効果を阻害しない範囲で、その他の成分を含んでいてもよい。
本発明の硬化性組成物を構成する末端変性ポリフェニレンエーテルは、上述の通りのものを使用できる。
その他の成分としては、公知の成分、例えば、フィラー(無機フィラーの他、PTFEパウダー等の有機フィラー)、難燃性向上剤(リン系化合物等)、セルロースナノファイバー、シアネートエステル樹脂、エポキシ樹脂、フェノ−ルノボラック樹脂、エラストマー、分散剤、硬化促進剤、架橋型硬化剤(架橋剤)、重合開始剤、密着性付与剤、溶媒等の成分を含んでもよい。
上述した無機フィラーの中でも、シリカは組成物の製膜性を向上させ、硬化物に難燃性を付与することができ、さらに、低誘電正接化や低熱膨張化を高いレベルで実現することができる。
本発明の硬化性組成物は、末端変性ポリフェニレンエーテルが不飽和炭素結合を有する場合、重合開始剤を含むことが好ましい。重合開始剤は、熱又は紫外線などの光照射によって、ラジカルを発生させる作用を有する化合物である。このような重合開始剤としては、硬化性組成物の用途に応じて、熱によりラジカルを発生する熱重合開始剤(熱ラジカル開始剤)、又は、光照射によってラジカルを発生する光重合開始剤(光ラジカル開始剤)のいずれを用いてもよい。
熱重合開始剤としては、過酸化物が挙げられる。
過酸化物としては、メチルエチルケトンパーオキサイド、メチルアセトアセテートパーオキサイド、アセチルアセトパーオキサイド、1,1−ビス(t−ブチルパーオキシ)シクロヘキサン、2,2−ビス(t−ブチルパーオキシ)ブタン、t−ブチルハイドロパーオキサイド、キュメンハイドロパーオキサイド、ジイソプロピルベンゼンハイドロパーオキサイド、2,5−ジメチルヘキサン−2,5−ジヒドロパーオキサイド、1,1,3,3−テトラメチルブチルハイドロパーオキサイド、ジ−t−ブチルハイドロパーオキサイド、t−ブチルハイドロパーオキサイド、ジクミルパーオキサイド、2,5−ジメチル−2,5−ジ(t−ブチルパーオキシ)ヘキサン、2,5−ジメチル−2,5−ジ(t−ブチルパーオキシ)ヘキシン、2,5−ジメチル−2,5−ジ(t−ブチルパーオキシ)−3−ブテン、アセチルパーオキサイド、オクタノイルパーオキサイド、ラウロイルパーオキサイド、ベンゾイルパーオキサイド、m−トルイルパーオキサイド、ジイソプロピルパーオキシジカーボネート、t−ブチレンパーオキシベンゾエート、ジ−t−ブチルパーオキサイド、t−ブチルペルオキシイソプロピルモノカーボネート、α,α’−ビス(t−ブチルパーオキシ−m−イソプロピル)ベンゼン、等が挙げられる。
光重合開始剤としては、例えば、
2,2−ジメトキシ−1,2−ジフェニルエタン−1−オンなどのベンゾインケタール;
1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニルプロパン−1−オン、1−[4−(2−ヒドロキシエトキシ)フェニル]−2−ヒドロキシ−2−メチル−1−プロパン−1−オンなどのα−ヒドロキシケトン;
2−ベンジル−2−ジメチルアミノ−1−(4−モルフォリノフェニル)−ブタン−1−オン、1,2−メチル−1−[4−(メチルチオ)フェニル]−2−モルフォリノプロパン−1−オンなどのα−アミノケトン;
1−[4−(フェニルチオ)フェニル]−1,2−オクタジオン−2−(ベンゾイル)オキシムなどのオキシムエステル;
ビス(2,4,6−トリメチルベンゾイル)フェニルホスフィンオキシド、ビス(2,6−ジメトキシベンゾイル)−2,4,4−トリメチルペンチルホスフィンオキシド、2,4,6−トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキシドなどのホスフィンオキシド;
2−(o−クロロフェニル)−4,5−ジフェニルイミダゾール二量体、2−(o−クロロフェニル)−4,5−ジ(メトキシフェニル)イミダゾール二量体、2−(o−フルオロフェニル)−4,5−ジフェニルイミダゾール二量体、2−(o−メトキシフェニル)−4,5−ジフェニルイミダゾール二量体、2−(p−メトキシフェニル)−4,5−ジフェニルイミダゾール二量体などの2,4,5−トリアリールイミダゾール二量体;
ベンゾフェノン、N,N,N’,N’−テトラメチル−4,4’−ジアミノベンゾフェノン、N,N,N’,N’−テトラエチル−4,4’−ジアミノベンゾフェノン、4−メトキシ−4’−ジメチルアミノベンゾフェノンなどのベンゾフェノン化合物;
2−エチルアントラキノン、フェナントレンキノン、2−tert−ブチルアントラキノン、オクタメチルアントラキノン、1,2−ベンズアントラキノン、2,3−ベンズアントラキノン、2−フェニルアントラキノン、2,3−ジフェニルアントラキノン、1−クロロアントラキノン、2−メチルアントラキノン、1,4−ナフトキノン、9,10−フェナントラキノン、2−メチル−1,4−ナフトキノン、2,3−ジメチルアントラキノンなどのキノン化合物;
ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインフェニルエーテルなどのベンゾインエーテル;
ベンゾイン、メチルベンゾイン、エチルベンゾインなどのベンゾイン化合物;
ベンジルジメチルケタールなどのベンジル化合物;
9−フェニルアクリジン、1,7−ビス(9、9’−アクリジニルヘプタン)などのアクリジン化合物;
N−フェニルグリシン;
クマリン;
等を挙げることができる。
硬化促進剤は、従来公知のものを使用することができる。硬化促進剤としては、例えば、イミダゾール誘導体、リン系硬化促進剤、アミン化合物、ヒドラジン化合物、S−トリアジン誘導体等が挙げられる。
本発明の硬化性組成物は、末端変性ポリフェニレンエーテルが不飽和炭素結合を有する場合、架橋型硬化剤を含むことでポリフェニレンエーテルに含まれる不飽和炭素結合と反応し、3次元架橋を形成するものである。
本発明の硬化性組成物は、通常、末端変性ポリフェニレンエーテルが溶媒(溶剤)に溶解した状態で提供または使用される。本発明の末端変性ポリフェニレンエーテルや所定ポリフェニレンエーテルは、従来のポリフェニレンエーテルに比べて溶媒に対する溶解性が高いため、硬化性組成物の用途に応じて、使用する溶媒の選択肢を幅広いものとすることができる。
本発明のドライフィルムまたはプリプレグは、上述した硬化性組成物を基材に塗布又は含浸して得られるものである。
硬化物は、上述した硬化性組成物を硬化することで得られる。
本発明においては、上述のプリプレグを用いて積層板を作製することができる。
上述した硬化物は、優れた誘電特性や耐熱性を有するため、電子部品用等に使用可能である。
以下に各組成物(実施例1〜11、および比較例1〜2の組成物)の作製手順を説明する。
<無変性PPE−1:不飽和炭素結合含有:分岐型>
3Lの二つ口ナスフラスコに、ジ−μ−ヒドロキソ−ビス[(N,N,N’,N’−テトラメチルエチレンジアミン)銅(II)]クロリド(Cu/TMEDA)5.3gと、テトラメチルエチレンジアミン(TMEDA)5.7mLを加えて十分に溶解させ酸素を供給した。о−クレゾール19.90g、2−アリル−6−メチルフェノール13.7g、2,6−ジメチルフェノール78.7gをトルエン1.5Lに溶解させ、フラスコに滴下し、攪拌しながら40℃で6時間反応させた。反応終了後、メタノール20L:濃塩酸22mLの混合液で2回再沈殿させてろ過にて取り出し、80℃で24時間乾燥させ、無変性PPE−1を得た。
3Lの二つ口ナスフラスコに、ジ−μ−ヒドロキソ−ビス[(N,N,N’,N’−テトラメチルエチレンジアミン)銅(II)]クロリド(Cu/TMEDA)2.6gと、テトラメチルエチレンジアミン(TMEDA)3.18mL を加えて十分に溶解させ酸素を供給した。原料フェノール類である2,6−ジメチルフェノール105gとo―クレゾールと23gとをトルエン1.5Lに溶解させ原料溶液を調製した。この原料溶液をフラスコに滴下し、攪拌しながら40℃で6時間反応させた。反応終了後、メタノール20L:濃塩酸22mLの混合液で再沈殿させてろ過にて取り出し、80℃で24時間乾燥させ無変性PPE−2を得た。
3Lの二つ口ナスフラスコに、ジ−μ−ヒドロキソ−ビス[(N,N,N’,N’−テトラメチルエチレンジアミン)銅(II)]クロリド(Cu/TMEDA)2.6gと、テトラメチルエチレンジアミン(TMEDA)3.18mLを加えて十分に溶解させ酸素を供給した。原料フェノール類である2,6−ジメチルフェノール105gと2−アリルフェノールと28.8gとをトルエン1.5Lに溶解させ原料溶液を調製した。この原料溶液をフラスコに滴下し、攪拌しながら40℃で6時間反応させた。反応終了後、メタノール20L:濃塩酸22mLの混合液で再沈殿させてろ過にて取り出し、80℃で24時間乾燥させ無変性PPE−3を得た。
原料フェノール類として2−アリル−6−メチルフェノール4.5g、2,6−ジメチルフェノール33g、溶媒としてトルエン0.23 Lを用いた以外は無変性PPE−1と同様の手順で合成した。
<<末端アクリレート変性>>
<変性PPE−1:分岐型>
攪拌子、滴下ロート、還流管を備えたナスフラスコに無変性PPE−1を25g、トリエチルアミン5.2g、THF400mlを加え、アクリル酸クロライド4.6g、THF50mlを滴下漏斗に仕込んだ。ナスフラスコを0℃まで冷却後、攪拌状態でアクリル酸クロライドのTHF溶液を滴下した後、室温に戻し、終夜攪拌した。反応溶液をメタノール1000mlに再沈殿し、ろ過にて取り出し、80℃で24時間乾燥させ、変性PPE−1を得た。
無変性PPE−2を用いた以外は変性PPE−1と同様の手順で合成した。
無変性PPE−4、トルエンを用いた以外は変性PPE−1と同様の手順で合成した。
<変性PPE−3:分岐型>
攪拌子、滴下ロート、温度計を備えたナスフラスコに無変性PPE−3を25g、トリエチルアミン5.2g、THF400mlを加え、メタクリル酸クロライド4.6g、THF50mlを滴下漏斗に仕込んだ。ナスフラスコを0℃まで冷却後、攪拌状態でアクリル酸クロライドのTHF溶液を滴下した後、室温に戻し、終夜攪拌した。反応溶液をメタノール1000mlに再沈殿し、ろ過にて取り出し、80℃で24時間乾燥させ、変性PPE−3を得た。
無変性PPE−2を用いた以外は変性PPE−3と同様の手順で合成した。
<変性PPE−5:分岐型>
攪拌子、還流管を備えたナスフラスコに、無変性PPE−1を25g、トルエン50ml、p−アミノフェノール0.85gを加え、90℃で撹拌した。t−ブチルペルオキシイソプロピルモノカーボネート(パーブチルI)1.25g、ナフテン酸マンガン0.1gを加え、溶液温度90℃で4時間反応させた後、70℃に冷却した。続いて、反応溶液に、3,3’−ジメチル−5,5’−ジエチル−4,4’−ジフェニルメタンビスマレイミド(BIM5100)3.45g、プロピレングリコールモノメチルエーテル7.5gを加え、撹拌し、120℃でまで昇温し4時間加熱攪拌した。反応溶液をメタノール/ベンゼン1:1溶液1000mlに再沈殿し、ろ過にて取り出し、80℃で24時間乾燥させ、変性PPE−5を得た。
無変性PPE−2を用いた以外は変性PPE−5と同様の手順で合成した。
無変性PPE−4を用いた以外は変性PPE−5と同様の手順で合成した。
<変性PPE−7:分岐型>
攪拌子、Dean−Starkトラップ、還流管、窒素ラインを備えたナスフラスコに無変性PPE−3を20g加え、窒素置換した後、ジメチルスルホキシド125ml、トルエン113ml、50%水酸化ナトリウム水溶液3.23gを仕込み、窒素下で6時間加熱還流し、水を留去した。その後、40分かけてトルエン71mlを留去し、反応液温度が145℃となったところで室温まで放冷した。続いてN−フェニル−4−ニトロフタルイミド27g加え60℃、3時間加熱攪拌した。反応器を放冷し、酢酸3.75mlを加えた後、水250mlを加え、攪拌した。析出した固形物をろ過した後、アセトニトリル30mlにて3回洗浄し、固体(変性PPE−7´)を回収した。攪拌装置、温度計を備えたフラスコにTHF100ml、水20ml、50%水酸化ナトリウム水溶液 2.96g、変性PPE−7´18.gを仕込んで40−44℃に加熱撹拌した。6時間後加熱を止め、一晩放置した。反応液を希塩酸(35%塩酸:水=10:45、165ml)に注ぎ、析出した固形物をろ過、水洗、風乾後、アセトニトリル30mlで洗浄し、固体(変性PPE−7´´)を回収した。
攪拌装置、温度計、還流管を備えたナスフラスコに酢酸300ml、無水酢酸5.3gを仕込み90℃で加熱攪拌した。続いて、変性PPE−7´´10gを加えた後、20分間加熱還流し、室温まで冷却した。析出物をろ別し変性PPE−7を得た。
平均分子量は15,000、重量平均分子量は55,000であった。
無変性PPE−2を用いた以外は変性PPE−7と同様の手順で合成した。
<変性PPE−9:分岐型>
攪拌子、還流管を備えた反応器に、無変性PPE−2を20g、NMP200mlを加え、攪拌した後、THPA1.12g、トリエチルアミン0.8gを加え80℃で終夜攪拌した。反応溶液をメタノールに再沈殿させてろ過にて取り出し、80℃で24時間乾燥させ、無変性PPE−9を得た。
<変性PPE−10:分岐型>
攪拌子、還流管、滴下漏斗を備えた反応器に、無変性PPE−2を20g、エピクロロヒドリン7.4g、トルエン100mlを加え、滴下漏斗にNaOEt1.6g、エタノール5gを仕込んだ。100℃で加熱攪拌しながら、NaOEtのエタノール溶液を25分かけて滴下し、5時間加熱攪拌した。続いて、反応溶液に1Mの塩酸を加え、攪拌した後、メタノール600mlに再沈殿させて濾過にて取り出し、80℃で24時間乾燥させ、変性PPE−10を得た。
<2−クロロメチルエチレンスルフィドの合成>
還流管を備えたフラスコにエピクロロヒドリン9.25g、チオシアン酸アンモニウム7.61gを加え90℃、5時間加熱攪拌した。反応溶液を水に注ぎ、酢酸エチルで抽出した後、乾燥させた。続いて、ヘキサン/酢酸エチル=20/1の溶離液にてカラム精製を行った後、エバポレーターにて溶媒を除去し、2−クロロメチルエチレンスルフィドを9.1g得た。
<変性PPE−11:分岐型>
攪拌子、還流管、滴下漏斗を備えた反応器に、無変性PPE−2を20g、2−クロロメチルエチレンスルフィド7.4g、トルエン100mlを加え、滴下漏斗にNaOEt1.6g、エタノール5gを仕込んだ。100℃で加熱攪拌しながら、NaOEtのエタノール溶液を25分かけて滴下し、5時間加熱攪拌した。続いて、反応溶液に1Mの塩酸を加え、攪拌した後、メタノール600mlに再沈殿させて濾過にて取り出し、80℃で24時間乾燥させ、変性PPE−11を得た。
変性PPEのコンフォメーションプロットの傾きを測定したところ、各々、変性前PPEのコンフォメーションプロットの傾きと同程度であることが確認された。
各変性PPEの溶媒溶解性を確認した。この溶媒溶解性の評価は、前述した通りである。
表に示す配合量となるように、変性PPEと、架橋型硬化剤(TAIC:三菱ケミカル株式会社製)と、硬化促進剤と、溶媒と、を配合し、分散および攪拌して、各実施例および各比較例に係る樹脂組成物を得た。
各実施例及び各比較例に係る樹脂組成物について、以下の評価を行った。
溶媒としてシクロヘキサノンが用いられた樹脂組成物を「〇」、溶媒としてクロロホルムが用いられた樹脂組成物を「×」とした。上述の通り、非分岐の変性PPEはシクロヘキサノンに溶解しないが、分岐型の変性PPEはシクロヘキサノンに可溶である。
厚さ18μm銅箔のシャイン面に、得られた樹脂組成物を、硬化物の厚みが50μmになるようにアプリケーターで塗布した後、熱風式循環式乾燥炉で90℃30分乾燥させた。
次いで、実施例2及び5においては、紫外線露光装置((株)オーク製作所製、型式HMW−680GW)を用いて紫外線を照射(露光量2000mJ/cm2)し、その後130℃で3分間の熱処理を行った。実施例2及び5を除く実施例及び比較例においては、上記乾燥後にイナートオーブンを用いて窒素を完全に充満させて200℃まで昇温後、60分間の熱処理を行った。
その後、銅箔をエッチングにより除去し、各樹脂組成物の硬化物(硬化膜)を得た。
誘電特性である比誘電率Dkおよび誘電正接Dfは、以下の方法に従って測定した。
硬化膜を長さ80mm、幅45mm、厚み50μmに切断したものを試験片としてSPDR(Split Post Dielectric Resonator)共振器法により測定した。測定器には、キーサイトテクノロジー合同会社製のベクトル型ネットワークアナライザE5071C、SPDR共振器、計算プログラムはQWED社製のものを用いた。条件は、周波数10GHz、測定温度25℃とした。
Dfが0.001未満のものを「◎」、Dfが0.001以上のものを「×」とした。
PCT前の硬化膜として、上記の硬化膜を準備した。
試験装置:ESPEC EHS−411MD
温度:121℃
湿度:100%RH
圧力:2atm
[測定条件]
試験機:引張試験機EZ−SX(株式会社島津製作所製)
チャック間距離:50mm
試験速度:1mm/min
伸び計算:(引張移動量/チャック間距離)×100
[PCT前の引張破断伸び−PCT後の引張破断伸び]が、1%未満ものを「○」、1%以上のものを「×」と評価した。
Claims (7)
- ポリフェニレンエーテルの末端水酸基の一部又は全部が硬化性官能基に変性されている末端変性ポリフェニレンエーテルであって、
前記ポリフェニレンエーテルは、少なくとも条件1を満たすフェノール類と、少なくとも条件Zを満たすフェノール類と、を含む原料フェノール類から得られ、
コンフォメーションプロットで算出された傾きが0.6未満であり、
前記硬化性官能基が、不飽和炭素結合を含む官能基、カルボキシル基、環状(チオ)エーテル基、酸無水物基、マレイミド基から選択されるいずれか少なくとも1種である
ことを特徴とする末端変性ポリフェニレンエーテル。
(条件1)
オルト位およびパラ位に水素原子を有する
(条件Z)
不飽和炭素結合を含む官能基を有する - ポリフェニレンエーテルの末端水酸基の一部又は全部が硬化性官能基に変性されている末端変性ポリフェニレンエーテルであって、
前記ポリフェニレンエーテルは、少なくとも条件1を満たすフェノール類を含み、条件Zを満たすフェノール類を含まない原料フェノール類から得られ、
コンフォメーションプロットで算出された傾きが0.6未満であり、
前記硬化性官能基が、不飽和炭素結合を含む官能基、カルボキシル基、環状(チオ)エーテル基、酸無水物基、マレイミド基から選択されるいずれか少なくとも1種である
ことを特徴とする末端変性ポリフェニレンエーテル。
(条件1)
オルト位およびパラ位に水素原子を有する
(条件Z)
不飽和炭素結合を含む官能基を有する - 請求項1又は2に記載のポリフェニレンエーテルを含むことを特徴とする硬化性組成物。
- 請求項3に記載の硬化性組成物を基材に塗布または含侵して得られることを特徴とするドライフィルムまたはプリプレグ。
- 請求項3に記載の硬化性組成物を硬化して得られることを特徴とする硬化物。
- 請求項5に記載の硬化物を含むことを特徴とする積層板。
- 請求項5に記載の硬化物を有することを特徴とする電子部品。
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