JP7008561B2 - 特定のフェノールユニットを含む変性ポリフェニレンエーテル及びその製造方法。 - Google Patents

特定のフェノールユニットを含む変性ポリフェニレンエーテル及びその製造方法。 Download PDF

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Description

本発明は、特定のフェノールユニットを含む新規な変性ポリフェニレンエーテルであって電気・電子機器用の材料として好適に利用できるポリフェニレンエーテル、及びその製造方法に関する。
電気・電子用途の材料には、高度情報化社会での大量データを高速で処理するための低誘電特性を有する材料が求められている。中でもポリフェニレンエーテルは、誘電率や誘電正接等の誘電特性が優れ、MHz帯からGHz帯という高周波数帯(高周波領域)においても誘電特性が優れていることが知られているため、ポリフェニレンエーテル系ポリマーは、高周波用成形材料として、高周波数帯を利用する電子機器に備えられるプリント配線板の基材を構成するための基板材料等として使用されている。
一方、基板材料等の成形材料として利用する際には、誘電特性に優れるだけではなく、耐熱性や成形性等に優れていることも求められる。この点、従来のポリフェニレンエーテルは、熱可塑性であり、充分な耐熱性を得ることができない場合があった。このため、ポリフェニレンエーテルに、エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂を添加したものを用いることや、ポリフェニレンエーテルを変性させたものを用いること等が提案されてきた(特許文献1)。
特許文献1には、所定のポリフェニレンエーテル部分を分子構造内に有し、かつ、この分子末端に、p-エテニルベンジル基やm-エテニルベンジル基等を少なくとも1つ以上有してなる変性ポリフェニレンエーテル化合物が記載されている。
また、ポリフェニレンエーテルを変性させたものを含有する樹脂組成物としては、例えば、特許文献2に記載のポリフェニレンエーテル樹脂組成物が挙げられる。特許文献2には、ポリフェニレンエーテル部分を分子構造内に有し、かつ、この分子末端に、p-エテニルベンジル基やm-エテニルベンジル基等を有し、且つ数平均分子量が1000~7000であるポリフェニレンエーテルと架橋型硬化剤とを含むポリフェニレンエーテル樹脂組成物が記載されている。
また、特許文献3にはポリフェニレンエーテル部分を分子構造内に有し、かつ、この分子末端に、メタクリル基を有した変性ポリマーについて記載されている。
ポリフェニレンエーテルの有するもう一つの問題として、一般的に比較的高分子量であり、軟化点が高いため、粘度が高く、流動性が低いという傾向があるということがある。このようなポリフェニレンエーテルを用いて、多層プリント配線板等を製造するために使用されるプリプレグを形成し、形成されたプリプレグを用いてプリント配線板を製造すると、製造時、例えば、多層成形時にボイドが発生する等の成形不良が発生し、信頼性の高いプリント配線板が得られにくいという成形性の問題が生じるおそれがある。
そこで、このような問題の発生を抑制するためには、比較的低分子量のポリフェニレンエーテルを用いることが考えられる。このような比較的低分子のポリフェニレンエーテルの合成法としては、テトラメチルビスフェノール等の低分子フェノール存在下に2,6-キシレノール等のモノマーを重合する方法(重合法)か、高分子量のポリフェニレンエーテルをラジカル開始剤と低分子フェノール存在下に再分配反応を行うことにより分子量を低下させたポリフェニレンエーテルを合成する方法(再分配法)がある。
一般に重合法においてポリフェニレンエーテルを製造において低分子量体が生成するような状況の場合には、副生成物の選択率が高くなることや、収率が低下することが知られている。
比較的低分子量のポリフェニレンエーテルの製造方法として、2,4,6-トリメチルフェノールを加えることでその添加量に応じ得られるポリフェニレンエーテルの分子量を変化させる製法(例えば、特許文献4 参照)が提案されており、また同明細書中には、溶媒としてポリフェニレンエーテルの良溶媒(例えばベンゼン、トルエン、キシレン)とポリフェニレンエーテルの貧溶媒(例えばケトン、エーテル、アルコール)の混合溶媒を用い、良溶媒/貧溶媒の比を変えることにより種々の分子量のポリマーが得られる旨の提案がされている。しかしこの方法は不正確で要求する分子量のポリマーを得る方法としては適当なものではないと述べられている。
また、同様にポリフェニレンエーテルの良溶媒として芳香族炭化水素(例えばベンゼン、トルエン、キシレン等)、ポリフェニレンエーテルの貧溶媒として脂肪族炭化水素(例えばn-ヘキサン、イソヘキサン、n-ヘプタン等)の混合溶媒中で実施された方法が開示されている(例えば、特許文献5 参照)。しかし、同公報明細書中並びに比較例中には生成水やアミン類が反応系内に均一に存在した状態で反応を進めると、オリゴポリフェニレンエーテルが粒子を不均一状態に生じた場合に反応容器などに付着しやすくなる欠点があると記載されており、満足のいくものではなかった。

一方、再分配法の場合、上記の重合法に比べ、比較的容易に低分子量体を得ることが出来るが、低分子量体の生成量の制御が困難であり、極低分子量な成分や開始剤由来の副生物が多量に生成するなどの問題がある。これらの極低分子量体や開始剤由来の副生物は、変性反応を行う際に、反応を阻害することがあるため、重合または再分配反応において極力生成量を抑える必要がある。
特開2004-339328号公報 国際公開第2004/067634号パンフレット 特許第5147397号公報 米国特許第3440217号明細書 特公昭50-6520号公報
本発明は、誘電特性に加え、耐熱性と成形性も兼ね備えた変性ポリフェニレンエーテルを提供することを目的とする。
また、本発明は、このような変性ポリフェニレンエーテルを、開始剤由来副生物や極低分子量体を生成することなく、高純度で製造することを目的とする。
本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、分子内に特定の構造を有する新規な変性ポリフェニレンエーテルが耐熱性に優れていることを見出した。
そして、このようなポリフェニレンエーテルを、開始剤由来副生物や極低分子量の成分を大量に生成することなく製造する方法を検討したところ分子内に前記特定構造と同じ構造を有する低分子フェノール化合物を用いて再分配反応を行った場合には、開始剤由来副生物や極低分子量体を多量に生成させることなく、前記変性ポリフェニレンエーテルが低分子量で得られることが判明し、本発明の完成に至った。
すなわち、本発明は、以下の通りである。
[1]
下記式(1)~(6)のいずれかの構造を有するポリフェニレンエーテル。
Figure 0007008561000001
式(1)-(6)中、
n、mは、繰り返し単位を表し、0~100の整数であって、同時に0になることはなく、
Xは、任意の2価の連結基である。
Yは、各々独立に、水素原子、又は、炭素-炭素2重結合及び/又はエポキシ結合を含む置換基であって、Yが共に水素原子であることはない。
1、R2は、各々独立に水素原子、C1~C6の炭化水素基、又は式(7)で表される炭化水素基を含む置換基であり、R1のうち少なくとも1つは式(7)で表される炭化水素基を含む。
3は、各々独立にC1-6の飽和又は不飽和の炭化水素基,R4、各々独立には水素原子或いはC1-6の飽和又は不飽和の炭化水素基であって、前記飽和又は不飽和の炭化水素基は、C1-6の条件を満たす限度で置換基を有していてもよい。
Figure 0007008561000002
式(7)中
bは、各々独立に0又は1であり、
11は、各々独立にC1-8のアルキル基であり、
12は、各々独立にC1-8のアルキレン基であり、
13は、水素原子、C1-8のアルキル基又はフェニル基のいずれかを示し、
前記アルキル基、アルキレン基及びフェニル基は、C1-8の条件を満たす限度で置換基を有していてもよい。
[2]
前記式(1)中のYが、下記式(8)~(11)で表される基からなる群から選択される、[1]記載のポリフェニレンエーテルポリマー。
Figure 0007008561000003
式(8)~(11)中、
5~R7は、水素原子、或いは、C1~C30の炭化水素基、アリール基、アルコキシ基、アリロキシ基、アミノ基、又はヒドロキシアルキル基である。
8及びR9は、C1~C30の炭化水素基である。
10は、各々独立に水素原子、水酸基、或いは、C1~C30の炭化水素基、アリール基、アルコキシ基、アリロキシ基、アミノ基、ヒドロキシアルキル基、ビニル基、又はイソプロペニル基であり、R10のうち少なくとも一つは、ビニル基又はイソプロペニル基であり、s及びtは0~5の整数である。
[3]
式(7)で表される炭化水素基が,式(1)~(6)においてR1が結合しているベンゼン環と直接結合している,[1]又は[2]記載のポリフェニレンエーテル。
[4]
式(7)におけるR11及びR13がメチル基である,[1]から[3]のいずれかに記載のポリフェニレンエーテル。
[5]
式(7)で表される炭化水素基が,t-Bu基である,[1]から[4]のいずれかに記載のポリフェニレンエーテル。
[6]
式(7)で表される炭化水素基が,式(1)~(6)においてR1が結合しているベンゼン環の2位および/又は6位に結合している,[1]から[5]のいずれかに記載のポリフェニレンエーテル。
[7]
Yが、各々独立して、ビニル基、アリル基、メタアクリル基、アクリル基、イソプロペニルベンジル基又はビニルベンジル基である、[1]から[7]のいずれかに記載のポリフェニレンエーテル。
[8]
ポリスチレン換算の数平均分子量が,500-30000である,[1]から[8]のいずれかに記載のポリフェニレンエーテル
[9]
[1]から[8]のいずれかに記載のポリフェニレンエーテルを0.5~95質量%含む,ポリフェニレンエーテル組成物。
[10]
下記式(12)で表されるポリフェニレンエーテルと、下記式(1’)~(6’)のいずれかで表されるフェノール化合物とを反応させる工程と、
得られたポリフェニレンエーテルの末端の少なくとも一部に、炭素-炭素2重結合及び/又はエポキシ結合を含む置換基を導入する工程、
を含む、ポリフェニレンエーテルの製造方法。
Figure 0007008561000004
式(12)中、
3は、C1-6のアルキル基,R4は水素原子またはC1-6のアルキル基であって、前記アルキル基は、C1-6の条件を満たす限度で置換基を有していてもよい。pは1~100の整数である。
Figure 0007008561000005
式(1’)―式(6’)中、
Xは、任意の2価の連結基であり、
1、R2は、各々独立に水素原子、C1~C6の炭化水素基、又は式(7)で表される炭化水素基を含む置換基であり、R1のうち少なくとも1つは式(7)で表される炭化水素基を含む。
Figure 0007008561000006
式(7)中
bは、各々独立に0又は1であり、
11は、各々独立にC1-8のアルキル基であり、
12は、各々独立にC1-8のアルキレン基であり、
13は、水素原子、C1-8のアルキル基又はフェニル基のいずれかを示し、
前記アルキル基、アルキレン基及びフェニル基は、C1-8の条件を満たす限度で置換基を有していてもよい。
[11]
[1]から[8]のいずれかに記載のポリフェニレンエーテルと、その末端フェノールと反応しうる多官能硬化剤を含む硬化剤組成物。
本発明の変性ポリフェニレンエーテルは、プリプレグ形成等の成形時には適切な流動性を有し、しかも、硬化時には、十分な硬化反応性を有するので、耐熱性の高い硬化物を得ることが出来る。
製造例1で得られた、変性前のポリフェニレンエーテル1の1H-NMR測定結果である。
以下、本発明を実施するための形態(以下、単に「本実施形態」という。)について詳細に説明する。なお、本発明は、以下の本実施形態に限定されるものではなく、その要旨の範囲内で種々変形して実施することができる。
本実施形態のポリフェニレンエーテルは、式(1)-(6)のいずれかの構造を有するポリフェニレンエーテルである。
Figure 0007008561000007
式(1)-(6)中、
n、mは、繰り返し単位を表し、0~100の整数であって、同時に0になることはなく、 Xは、任意の2価の連結基であり、
Yは、各々独立に、水素原子、又は、炭素-炭素2重結合及び/又はエポキシ結合を含有する置換基であるが、Yが共に水素原子であることはない。
1、R2は、各々独立に水素原子、C1~C6の炭化水素基、又は式(7)で表される炭化水素基を含む置換基であり、R1のうち少なくとも1つは式(7)で表される炭化水素基を含む。
3は、各々独立にC1-6の飽和又は不飽和の炭化水素基,R4は、各々独立に水素原子或いはC1-6の飽和又は不飽和の炭化水素基であって、前記飽和又は不飽和の炭化水素基は、C1-6の条件を満たす限度で置換基を有していてもよい。
Figure 0007008561000008
式(7)中
bは、各々独立に0又は1であり、
11は、各々独立にC1-8のアルキル基であり、
12は、各々独立にC1-8のアルキレン基であり、
13は、水素原子、C1-8のアルキル基又はフェニル基のいずれかを示し、
前記アルキル基、アルキレン基及びフェニル基は、C1-8の条件を満たす限度で置換基を有していてもよい。
Xの例としては以下の構造が挙げられる。
Figure 0007008561000009
また、Xの別の例としては、窒素、リン、ケイ素等の原子又はこれらを含む基も挙げられ、その場合の例としては以下のような構造が挙げられる。
Figure 0007008561000010
上記式において、R31~R35は同じでも異なっていてもよく、水素原子又はC1~C8の炭化水素基を示す。k及びlは同じでも異なっていてもよく、0~4の整数である。
31~R35の具体例としては、水素原子、メチル、エチル、n-プロピル、イソプロピルn-ブチル、イソブチル、t-ブチル、n-ペンチル、2-ペンチル、3-ペンチル、シクロペンチル、n-ヘキシル、2-ヘキシル、3-ヘキシル、シクロヘキシル、n-ヘプチル、2-ヘプチル、3-ヘプチル、n-オクチル、2-エチルヘキシルが挙げられる。
Yの具体例としては、下記の式(8)~(11)で表される基が挙げられる。
Figure 0007008561000011
式(8)~(11)中、
5~R7は、水素原子、或いは、C1~C30の炭化水素基、アリール基、アルコキシ基、アリロキシ基、アミノ基、又はヒドロキシアルキル基である。
8及びR9は、C1~C30の炭化水素基である。
10は、各々独立に水素原子、水酸基、或いは、C1~C30の炭化水素基、アリール基、アルコキシ基、アリロキシ基、アミノ基、ヒドロキシアルキル基、ビニル基、又はイソプロペニル基であり、R10のうち少なくとも一つは、ビニル基又はイソプロペニル基であり、s及びtは0~5の整数である。
5~R7及びR10の炭化水素基の具体例としては、メチル、エチル、n-プロピル、2-プロピル、n―ブチル、イソブチル、t-ブチル、n-ペンチル、1-エチルプロピル、1-メチルブチル、2-メチルブチル、3-メチルブチル、アミル、シクロペンチル、2,2-ジメチルプロピル、1,1-ジメチルプロピル、n-へキシル、シクロヘキシル、1-エチルブチル、2-エチルブチル、3-エチルブチル、1-メチルペンチル、2-メチルペンチル、3-メチルペンチレン、4-メチルペンチレン、1,1-ジメチルブチレン、2,2-ジメチルブチレン、3,3-ジメチルブチル、1,2-ジメチルブチル、1,3-ジメチルブチル、2,3-ジメチルブチル、n-ヘプチル、1-メチルへキシル、2-メチルへキシル、3-メチルへキシル、4-メチルへキシル、5-メチルへキシル、1-エチルペンチル、2-エチルペンチル、3-エチルペンチル、1,1-ジメチルペンチル、2,2-ジメチルペンチル、3,3-ジメチルペンチル、4,4-ジメチルペンチル、1,2-ジメチルペンチル、1,3-ジメチルペンチル、1,4-ジメチルペンチル、2,3-ジメチルペンチル、2,4-ジメチルペンチル、3,4-ジメチルペンチル、2-メチル―3,3-ジメチルブチル、1-メチル―3,3-ジメチルブチル、1,2,3-トリメチルブチル、1,3-ジメチル―2-ペンチル、2-イソプロピルブチル、2-メチルシクロヘキシル、3-メチルシクロヘキシル、4-メチルシクロヘキシル、1-シクロヘキシルメチル、2-エチルシクロペンチル、3-エチルシクロペンチル、2,3-ジメチルシクロペンチル、2,4-ジメチルシクロペンチル、2-メチルシクロペンチルメチル、2-シクロペンチルエチル、1-シクロペンチルエチル、n-オクチル、2-オクチル、3-オクチル、4-オクチル、2-メチルヘプチル、3-メチルヘプチル、4-メチルヘプチル、5-メチルヘプチル、6-メチルヘプチル、2-エチルへキシル、3-エチルへキシル、4-エチルへキシル、5-エチルへキシル、1,1-ジメチルへキシル、2,2-ジメチルへキシル、3,3-ジメチルへキシル、4,4-ジメチルへキシル、5,5-ジメチルへキシル、1,2-ジメチルへキシル、1,3-ジメチルへキシル、1,4-ジメチルへキシル、1,5-ジメチルへキシル、2,3-ジメチルへキシル、2,4-ジメチルへキシル、2,5-ジメチルへキシル、1,1-エチルメチルペンチル、2,2-エチルメチルペンチル、3,3-エチルメチルペンチル、4,4-エチルメチルペンチル、1-エチル―2-メチルペンチル、1-エチル―3-メチルペンチル、1-エチル―4-メチルペンチル、2-エチル―1-メチルペンチル、3-エチル―1-メチルペンチル、4-エチル―1-メチルペンチル、2-エチル―3-メチルペンチル、2-エチル―4-メチルペンチル、3-エチル―2-メチルペンチル、4-エチル―3-メチルペンチル、3-エチル―4-メチルペンチル、4-エチル―3-メチルペンチル、1-(2-メチルプロピル)ブチル、1-(2-メチルプロピル)―2-メチルブチル、1,1-(2-メチルプロピル)エチル、1,1-(2-メチルプロピル)エチルプロピル、1,1-ジエチルプロピル、2,2-ジエチルプロピル、1,1-エチルメチル―2,2-ジメチルプロピル、2,2-エチルメチル―1,1-ジメチルプロピル、2-エチル―1,1-ジメチルブチル、2,3-ジメチルシクロヘキシル、2,3-ジメチルシクロヘキシル、2,5-ジメチルシクロヘキシル、2,6-ジメチルシクロヘキシル、3,5-ジメチルシクロヘキシル、2-メチルシクロヘキシルメチル、3-メチルシクロヘキシルメチル、4-メチルシクロヘキシルメチル、2-エチルシクロヘキシル、3-エチルシクロヘキシル、4-エチルシクロヘキシル、2-シクロヘキシルエチル、1-シクロヘキシルエチル、1-シクロヘキシル-2-エチレン、ノニル、イソノニル、デシル、イソデシル、ウンデシル、ドデシル、ベンジル、2-フェニルエチル等が挙げられ、好ましくは、例えばメチル、エチル、n-プロピル、2-プロピル、n―ブチル、イソブチル、t-ブチル、n-ペンチル、1-エチルプロピル、1-メチルブチル、2-メチルブチル、3-メチルブチル、アミル、シクロペンチル、n-へキシルル、シクロヘキシル、1-エチルブチル、2-エチルブチル、3-エチルブチル、1-メチルペンチル、2-メチルペンチル、3-メチルペンチル、4-メチルペンチル、n-ヘプチル、1-メチルへキシル、2-メチルへキシル、3-メチルへキシル、4-メチルへキシル、5-メチルへキシル、1-エチルペンチル、2-エチルペンチル、3-エチルペンチル、2-メチルシクロヘキシル、3-メチルシクロヘキシル、4-メチルシクロヘキシル、n-オクチル、2-オクチル、3-オクチル、4-オクチル、2-メチルヘプチル、3-メチルヘプチル、4-メチルヘプチル、5-メチルヘプチル、6-メチルヘプチル、2-エチルへキシル、3-エチルへキシル、4-エチルへキシル、5-エチルへキシル、ノニル、イソノニル、デシル、イソデシル、ウンデシル、ドデシル、ベンジル等であり、より好ましくは、例えばメチル、エチル、n-プロピル、2-プロピル、n―ブチル、イソブチル、t-ブチル、n-ペンチル、1-エチルプロピル、1-メチルブチル、2-メチルブチル、3-メチルブチル、アミル、シクロペンチル、n-へキシル、シクロヘキシル、n-ヘプチル、n-オクチル、2-オクチル、3-オクチル、4-オクチル、2-メチルヘプチル、3-メチルヘプチル、4-メチルヘプチル、5-メチルヘプチル、6-メチルヘプチル、2-エチルへキシル、3-エチルへキシル、4-エチルへキシル、5-エチルへキシル、ノニル、イソノニル、デシル、イソデシル、ウンデシル、ドデシル、ベンジル等であり、さらに好ましくは、例えばメチル、エチル、n-プロピル、2-プロピル、n―ブチル、イソブチル、t-ブチル、n-ペンチル、アミル、シクロペンチル、n-へキシル、シクロヘキシル、n-ヘプチル、n-オクチル、2-オクチル、3-オクチル、4-オクチル、2-メチルヘプチル、3-メチルヘプチル、4-メチルヘプチル、5-メチルヘプチル、6-メチルヘプチル、2-エチルへキシル、3-エチルへキシル、4-エチルへキシル、5-エチルへキシル、ノニル、イソノニル、デシル、イソデシル、ウンデシル、ドデシル、ベンジル等である。
8、R9の炭化水素基の具体例としては、例えばメチレン、エチレン、トリメチレン、1,2-プロピレン、テトラメチレン、2-メチル-1,3-トリメチレン、1,1-ジメチルエチレン、ペンタメチレン、1-エチル-1,3-プロピレン、1-メチル―1,4-ブチレン、2-メチル-1,4-ブチルレン、3-メチル-1,4-ブチレン、2,2-ジメチル-1,3-プロピレン、1,2-シクロペンチレン、1,3-シクロペンチレン、2,2-ジメチル-1,3-プロピレン、1,1-ジメチル-1,3-プロピレン、3,3-ジメチル-1,3-プロピレン、ヘキサメチレン、1,2-シクロヘキシレン、1,3-シクロヘキシレン、1,4-シクロヘキシレン、1-エチル―1,4-ブチレン、2-エチル-1,4-ブチレン、3-エチル-1,4-ブチレン、1-メチル-1,5-ペンチレン、2-メチル-1,5-ペンチレン、3-メチル-1,5-ペンチレン、4-メチルペンチレン、1,1-ジメチル-1,4-ブチレン、2,2-ジメチル-1,4-ブチレン、3,3-ジメチル-1,4-ブチレン、1,2-ジメチル-1,4-ブチレン、1,3-ジメチル-1,4-ブチレン、2,3-ジメチル-1,4-ブチレン、ヘプタメチレン、1-メチル-1,6-へキシレン、2-メチル-1,6-ヘキシレン、3-メチル-1,6-ヘキシレン、4-メチル-1,6-ヘキシレン、5-メチル-1,6-ヘキシレン、1-エチル-1,5-ペンチレン、2-エチル-1,5-ペンチレン、3-エチル-1,5-ペンチレン、1,1-ジメチル-1,5-ペンチレン、2,2-ジメチル-1,5-ペンチレン、3,3-ジメチル-1,5-ペンチレン、4,4-ジメチル-1,5-ペンチレン、1,2-ジメチル-1,5-ペンチレン、1,3-ジメチル-1,5-ペンチレン、1,4-ジメチル-1,5-ペンチレン、2,3-ジメチル-1,5-ペンチレン、2,4-ジメチル-1,5-ペンチレン、3,4-ジメチル-1,5-ペンチレン、2-メチル―3,3-ジメチル-1,4-ブチレン、1-メチル―3,3-ジメチル-1,4-ブチレン、1,2,3-トリメチルー1,4-ブチレン、1,3-ジメチル-1,4-ペンチレン、2-イソプロピル-1,4-ブチレン、2-メチル-1,4-シクロヘキシレン、3-メチル-1,4-シクロヘキシレン、4-メチル-1,4-シクロヘキシレン、1-シクロヘキシルメチレン、2-エチル―1,3-シクロペンチレン、3-エチル―1,3-シクロペンチレン、2,3-ジメチル―1,3-シクロペンチレン、2,4-ジメチル―1,3-シクロペンチレン、2-メチル―1,3-シクロペンチルメチレン、2-シクロペンチルエチレン、1-シクロペンチルエチレン、オクタメチレン、1メチル-1,7-ヘプチレン、1-エチル1,6-へキシレン、1-プロピル―1,5-ペンチレン、2-メチル-1,7-ヘプチレン、3-メチル-1,7-ヘプチレン、4-メチル-1,7-ヘプチレン、5-メチル-1,7-ヘプチレン、6-メチル-1,7-ヘプチレン、2-エチル-1,6-ヘキシレン、3-エチル-1,6-ヘキシレン、4-エチル-1,6-ヘキシレン、5-エチル-1,6-ヘキシレン、1,1-ジメチル-1,6-ヘキシレン、2,2-ジメチル-1,6-ヘキシレン、3,3-ジメチル-1,6-ヘキシレン、4,4-ジメチル-1,6-ヘキシレン、5,5-ジメチル-1,6-ヘキシレン、1,2-ジメチル-1,6-ヘキシレン、1,3-ジメチル-1,6-ヘキシレン、1,4-ジメチル-1,6-ヘキシレン、1,5-ジメチル-1,6-ヘキシレン、2,3-ジメチル-1,6-ヘキシレン、2,4-ジメチル-1,6-ヘキシレン、2,5-ジメチル-1,6-ヘキシレン、1,1-エチルメチル―1,5-ペンチレン、2,2-エチルメチル―1,5-ペンチレン、3,3-エチルメチル―1,5-ペンチレン、4,4-エチルメチル―1,5-ペンチレン、1-エチル―2-メチル―1,5-ペンチレン、1-エチル―3-メチル―1,5-ペンチレン、1-エチル―4-メチル―1,5-ペンチレン、2-エチル―1-メチル―1,5-ペンチレン、3-エチル―1-メチル―1,5-ペンチレン、4-エチル―1-メチル―1,5-ペンチレン、2-エチル―3-メチル―1,5-ペンチレン、2-エチル―4-メチル―1,5-ペンチレン、3-エチル―2-メチル―1,5-ペンチレン、4-エチル―3-メチル―1,5-ペンチレン、3-エチル―4-メチル―1,5-ペンチレン、4-エチル―3-メチル―1,5-ペンチレン、1-(2-メチルプロピル)―1,4-ブチレン、1-(2-メチルプロピル)―2-メチル―1,4-ブチレン、1,1-(2-メチルプロピル)エチレン、1,1-(2-メチルプロピル)エチル―1,3-プロピレン、1,1-ジエチル―1,3-プロピレン、2,2-ジエチル―1,3-プロピレン、1,1-エチルメチル―2,2-ジメチル―1,3-プロピレン、2,2-エチルメチル―1,1-ジメチル―1,3-プロピレン、2-エチル―1,1-ジメチル―1,4-ブチレン、2,3-ジメチル―1,4-シクロヘキシレン、2,3-ジメチル―1,4-シクロヘキシレン、2,5-ジメチル―1,4-シクロヘキシレン、2,6-ジメチル―1,4-シクロヘキシレン、3,5-ジメチル―1,4-シクロヘキシレン、2-メチル―1,4-シクロヘキシル-1-メチレン、3-メチル―1,4-シクロヘキシル-1-メチレン、4-メチル―1,4-シクロヘキシル-1-メチレン、2-エチル―1,4-シクロヘキシレン、3-エチル―1,4-シクロヘキシレン、4-エチル―1,4-シクロヘキシレン、2-シクロヘキシルエチレン、1-シクロヘキシルエチレン、1-シクロヘキシル-2-エチレン、ノニルメチレン、1-メチル-1,8-オクチレン、デシルメチレン、1-メチル-1,8-ノニレン、ウンデシルメチレン、ドデシルメチレン、1,4-フェニレン、1,3-フェニレン、1,2-フェニレン、メチレン-1,4-フェニレン-メチレン、エチレン-1,4-フェニレン-エチレン等が挙げられ、好ましくは、例えばメチレン、エチレン、トリメチレン、1,2-プロピレン、テトラメチレン、2-メチル-1,2-プロピレン、1,1-ジメチルエチレン、ペンタメチレン、1-エチル-1,3-プロピレン、1-メチル-1,4-ブチレン、2-メチル―1,4-ブチレン、3-メチル―1,4-ブチレン、―2,2-ジメチル―1,3-プロピレン、1,3-シクロペンチレン、1,6-へキサメチレン、1,4-シクロヘキシレン、1-エチル―1,4-ブチレン、2-エチル―1,4-ブチレン、3-エチル―1,4-ブチレン、1-メチル―1,5-ペンチレン、2-メチル―1,5-ペンチレン、3-メチル―1,5-ペンチレン、4-メチル―1,5-ペンチレン、ヘプタメチチレン、1-メチル-1,6-ヘキシレン、2-メチル-1,6-ヘキシレン、3-メチル-1,6-ヘキシレン、4-メチル-1,6-ヘキシレン、5-メチル-1,6-ヘキシレン、1-エチル―1,5-ペンチレン、2-エチル―1,5-ペンチレン、3-エチル―1,5-ペンチレン、2-メチル―1,4-シクロヘキシレン、3-メチル―1,4-シクロヘキシレン、4-メチル―1,4-シクロヘキシレン、オクタメチレン、1-メチル―1,7-ヘプチレン、3-メチル―1,7-ヘプチレン、4-メチル―1,7-ヘプチレン、2-メチル―1,7-ヘプチレン、5-メチル―1,7-ヘプチレン、6-メチル―1,7-ヘプチレン、2-エチル-1,6-ヘキシレン、3-エチル-1,6-ヘキシレン、4-エチル-1,6-ヘキシレン、5-エチル-1,6-ヘキシレン、ノニルメチレン、デシルメチレン、ウンデシルメチレン、ドデシルメチレン等であり、より好ましくは、例えばメチレン、エチレン、トリメチレン、1,2-プロピレン、テトラメチレン、2-メチル-1,2-プロピレン、1,1-ジメチルエチレン、ペンタメチレン、1-エチル-1,3-プロピレン、1-メチル-1,4-ブチレン、2-メチル―1,4-ブチレン、3-メチル―1,4-ブチレン、2,2-ジメチル―1,3-プロピレン、1,3-シクロペンチレン、1,6-へキサメチレン、1,4-シクロヘキシレン、ヘプタメチチレン、オクタメチレン、1-メチル―1,7-ヘプチレン、3-メチル―1,7-ヘプチレン、4-メチル―1,7-ヘプチレン、2-メチル―1,7-ヘプチレン、5-メチル―1,7-ヘプチレン、6-メチル―1,7-ヘプチレン、2-エチル-1,6-ヘキシレン、3-エチル-1,6-ヘキシレン、4-エチル-1,6-ヘキシレン、5-エチル-1,6-ヘキシレン、ノニルメチレン、デシルメチレン、ウンデシルメチレン、ドデシルメチレン等であり、さらに好ましくは、例えばメチレン、エチレン、トリメチレン、1,2-プロピレン、テトラメチレン、2-メチル-1,2-プロピレン、1,1-ジメチルエチレン、ペンタメチレン、2,2-ジメチル―1,3-プロピレン、1,3-シクロペンチレン、1,6-へキサメチレン、1,4-シクロヘキシレン、ヘプタメチレン、オクタメチレン、1-メチル―1,7-ヘプチレン、3-メチル―1,7-ヘプチレン、4-メチル―1,7-ヘプチレン、2-メチル―1,7-ヘプチレン、5-メチル―1,7-ヘプチレン、6-メチル―1,7-ヘプチレン、2-エチル-1,6-ヘキシレン、3-エチル-1,6-ヘキシレン、4-エチル-1,6-ヘキシレン、5-エチル-1,6-ヘキシレン、ノニルメチレン、デシルメチレン、ウンデシルメチレン、ドデシルメチレン等である。
Yの炭素-炭素2重結合を含む置換基の具体例としては、ビニル基、アリル基、イソプロペニル基、1-ブテニル基、1-ペンテニル基、p-ビニルフェニル基、p-イソプロペニルフェニル基、m-ビニルフェニル基、m-イソプロペニルフェニル基、o-ビニルフェニル基、o-イソプロペニルフェニル基、p-ビニルベンジル基、p-イソプロペニルベンジル基、m-ビニルベンジル基、m-イソプロペニルベンジル基、o-ビニルベンジル基、o-イソプロペニルベンジル基、p-ビニルフェニルエテニル基、p-ビニルフェニルプロペニル基、p-ビニルフェニルブテニル基、m-ビニルフェニルエテニル基、m-ビニルフェニルプロペニル基、m-ビニルフェニルブテニル基、o-ビニルフェニルエテニル基、o-ビニルフェニルプロペニル基、o-ビニルフェニルブテニル基、メタクリル基、アクリル基、2―エチルアクリル基、2-ヒドロキシメチルアクリル基等が挙げられる。
本実施形態におけるポリフェニレンエーテルの好ましい分子量範囲に限定はなく、プリント基板の製造に用いる場合には、その際に用いる溶媒に溶解する範囲であれば、どの分子量範囲でも構わないが、良好な成形性を得るためには、GPCを用いたポリスチレン換算分子量において数平均分子量(Mn)で500~30000の範囲であることが好ましく、より好ましくは700~15000、さらに好ましくは700~10000である。
また、分子量分布は、Mw(重量平均分子量)/Mnで1.1~5であることが好ましく、好ましくは、Mw/Mnは、より1.4~4、さらに好ましくは、1.5~3の範囲である。
本実施形態の変性ポリフェニレンエーテルは高い硬化反応性を有し、耐熱性の高い硬化物を得ることが出来る。その理由は明らかではないが、その中心に含まれる特定構造、すなわち式(7)で表される炭化水素基を有するフェノール化合物由来の構造、により溶媒親和性等が高くなっているためと推測される。ただし、機序はこれによらない。
本実施形態の変性ポリフェニレンエーテルの製造方法に限定はないが、例えば、式(7)で表される炭化水素基を有するフェノール化合物を用いて、公知の再分配反応法を行い、ポリフェニレンエーテルを得た後に、その末端を変性する(Yを導入する)ことにより製造することができる。ポリフェニレンエーテル骨格を式(7)の炭化水素基を有するフェノール化合物を用いた再分配反応法により製造すると、開始剤由来副生成物や低分子量成分を多量に生成させることなくポリフェニレンエーテル骨格を製造でき、引き続き行う変性を効率よく進めることが可能になる。
再分配反応によるポリフェニレンエーテルの製造は、公知の反応条件に定められた条件に従い製造することが可能である。この場合、得られるポリマーは、原料となるポリフェニレンエーテルよりも分子量が低くなるため、目的の分子量に合わせ、原料ポリフェニレンエーテルと低分子フェノール化合物の比率を調製する必要がある。
本実施形態において、反応は、不活性ガス雰囲気下、反応溶媒中に、式(7)で表される炭化水素基とXを含むフェノール化合物(以下、「低分子フェノール」ということがある。)と、原料ポリフェニレンエーテルを溶媒に所定の比率で溶解させ、反応所定温度に昇温した後、反応溶媒に希釈したラジカル開始剤を反応系内にフィードすることにより、進行させることが出来る。再分配反応に使用する反応溶媒は、原料を溶解可能で、ラジカル開始剤との反応性が低く、ラジカル開始剤を分解しうる温度まで加熱可能な沸点を有することが好ましい。通常、反応は、常圧下沸点以下の温度で行えるが、還流条件下で行ってもかまわない。また、用いる反応溶媒の沸点が低すぎる場合は、オートクレーブ等の加圧反応器中で行うこともできる。
上記低分子フェノールとしては、例えば、下記の式(1’)-(6’)で表されるような、ビスフェノール化合物が挙げられる。なお、下記式中、X、R1及びR2は、各々、式(1)のX、R1及びR2と同一である。
Figure 0007008561000012
ポリフェニレンエーテルの製造方法に用いる低分子フェノールの具体例としては、例えば、6-t-ブチル-3-メチルカテコール、4,6-ジ-t-ブチルベンゼンー1,2,3-トリオール、2,5-ジ-t-アミルハイドロキノン、3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシベンジルアルコール、1,4-ジヒドロキシ-2-t-ブチルベンゼン、1,5-ジヒドロキシ-2-t-ブチルベンゼン、1,6-ジヒドロキシ-2-t-ブチルベンゼン、1,4-ジヒドロキシ-2、5-ジ-t-ブチルベンゼン、1,4-ジヒドロキシ-2,6-ジ-t-ブチルベンゼン、4,4-メチレンビス(2,6-ジ-t-ブチルフェノール)、4,4’-ブチリデンビス(6-tert-ブチル-m-クレゾール)、2,5-ビス-(1,1,3,3-テトラメチル-ブチル)-ベンゼン-1,4-ジオール、2,2-エチリデンビス-(4,6-ジ-t-ブチルフェノール)、2,2-メチレンビス(6-t-ブチル-4-エチルフェノール)、2,2-ブチリデンビス(4,6-ジ-t-ブチルフェノール)、α2、α2-(2,3,5,6-テトラメチルビス(6-t-ブチル-2,4-キシレノール)、2,6-ジ-t-ブチル{[(3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシベンジル)スルファニル]メチル}フェノール、6,6-ジ-t-ブチル-4,4-ビ-オルソクレゾール、3-t-ブチル-2-ヒドロキシ-5-メチルフェニルスルフィド、3,3,5,5-テトラーt-ブチル(1,1-ビフェニル)-4,4、-ジオール、トリエチレングリコールビス(3-t-ブチル-4-ヒドロキシ-5-メチルフェニル)プロピオネート、2,2-(1,3-フェニレン)ビス(3-(3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシフェニルアクリロニトリル、2,6-ジ-t-ブチル-4- 3,9-ビス[1,1-ジメチル-2-[β-(3-t-ブチル-4-ヒドロキシ-5-メチルフィエニル)プロピオニルオキシ]エチル]2,4,8,10-テトラオキサスピロ[5,5]-ウンデカン, 2,2’-メチレンビス[6-(ベンゾトリアゾール-2-イル)-4-tert-オクチルフェノール]、4,4’-イソプロピリデンビス(2-tert-ブチルフェノール)、プロブコール、ビス(3,5-ジ-t-ブチル-4-メトキシフェニル)ホスフィン等が挙げられ、好ましくは、例えば6-t-ブチル-3-メチルカテコール、4,6-ジ-t-ブチルベンゼンー1,2,3-トリオール、2,5-ジ-t-アミルハイドロキノン、3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシベンジルアルコール、1,4-ジヒドロキシ-2-t-ブチルベンゼン、1,5-ジヒドロキシ-2-t-ブチルベンゼン、1,6-ジヒドロキシ-2-t-ブチルベンゼン、1,4-ジヒドロキシ-2、5-ジ-t-ブチルベンゼン、1,4-ジヒドロキシ-2,6-ジ-t-ブチルベンゼン、4,4-メチレンビス(2,6-ジ-t-ブチルフェノール)、4,4’-ブチリデンビス(6-tert-ブチル-m-クレゾール)、2,5-ビス-(1,1,3,3-テトラメチル-ブチル)-ベンゼン-1,4-ジオール、2,2-エチリデンビス-(4,6-ジ-t-ブチルフェノール)、2,2-メチレンビス(6-t-ブチル-4-エチルフェノール)、2,2-ブチリデンビス(4,6-ジ-t-ブチルフェノール)、α2、α2-(2,3,5,6-テトラメチルビス(6-t-ブチル-2,4-キシレノール)、6,6-ジ-t-ブチル-4,4-ビ-オルソクレゾール、3,3,5,5-テトラーt-ブチル(1,1-ビフェニル)-4,4-ジオール、トリエチレングリコールビス(3-t-ブチル-4-ヒドロキシ-5-メチルフェニル)プロピオネート、2,6-ジ-t-ブチル-4- 3,9-ビス[1,1-ジメチル-2-[β-(3-t-ブチル-4-ヒドロキシ-5-メチルフィエニル)プロピオニルオキシ]エチル]2,4,8,10-テトラオキサスピロ[5,5]-ウンデカン、2,2’-メチレンビス[6-(ベンゾトリアゾール-2-イル)-4-tert-オクチルフェノール]、4,4’-イソプロピリデンビス(2-tert-ブチルフェノール)、プロブコールである。
より好ましくは、例えば6-t-ブチル-3-メチルカテコール、2,5-ジ-t-アミルハイドロキノン、3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシベンジルアルコール、1,4-ジヒドロキシ-2-t-ブチルベンゼン、1,5-ジヒドロキシ-2-t-ブチルベンゼン、1,6-ジヒドロキシ-2-t-ブチルベンゼン、1,4-ジヒドロキシ-2、5-ジ-t-ブチルベンゼン、1,4-ジヒドロキシ-2,6-ジ-t-ブチルベンゼン、4,4-メチレンビス(2,6-ジ-t-ブチルフェノール)、4,4’-ブチリデンビス(6-tert-ブチル-m-クレゾール)、2,5-ビス-(1,1,3,3-テトラメチル-ブチル)-ベンゼン-1,4-ジオール、2,2-エチリデンビス-(4,6-ジ-t-ブチルフェノール)、2,2-メチレンビス(6-t-ブチル-4-エチルフェノール)、2,2-ブチリデンビス(4,6-ジ-t-ブチルフェノール)、6,6-ジ-t-ブチル-4,4-ビ-オルソクレゾール、3,3,5,5-テトラーt-ブチル(1,1-ビフェニル)-4,4、-ジオール等が挙げられる。
また、原料ポリフェニレンエーテルとしては、例えば、以下式(12)の構造を有するものが挙げられる。なお、下記式(12)中、R3及びR4は、各々、式(1)~(6)のR3及びR4と同一であり、pは1~100の整数である。
Figure 0007008561000013
反応溶媒としては、例えば、ベンゼン、m-キシレン、o-キシレン、p-キシレン、トルエン、クメン、エチルベンゼン、n-プロピルベンゼン、アニソール、テトラヒドロフラン、ジオキサン、エチレングリコールジメチルエーテル、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、アセトフェノン、ジエチルケトン、メチル-n-ブチルケトン、シクロペンタノン、シクロヘキサノン、テトラヒドロフラン、シクロヘキサン、オクタン、ヘキサン、シクロペンタン、酢酸エチル、酢酸ブチル、クロロホルム等が挙げられ、好ましくは、ベンゼン、m-キシレン、o-キシレン、p-キシレン、トルエン、エチルベンゼン、n-プロピルベンゼン、アニソール、テトラヒドロフラン、ジオキサン、エチレングリコールジメチルエーテル、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、アセトフェノン、メチル-n-ブチルケトン、シクロペンタノン、シクロヘキサノン、テトラヒドロフラン、シクロヘキサン、オクタン、酢酸エチル、酢酸ブチル、クロロホルム等が、より好ましくはベンゼン、m-キシレン、o-キシレン、p-キシレン、トルエン、エチルベンゼン、n-プロピルベンゼン、アニソール、テトラヒドロフラン、ジオキサン、エチレングリコールジメチルエーテル、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、アセトフェノン、メチル-n-ブチルケトン、シクロヘキサノン、テトラヒドロフラン、酢酸エチル、酢酸ブチル、クロロホルム等とこれらの混合溶媒系が挙げられる。
反応時に用いる原料ポリフェニレンエーテルの分子量に限定はないが、例えば、Mn=100000~5000、好ましくはMn=50000~5000、より好ましくはMn=30000~5000の範囲のものを用いることが出来る。
反応時のポリフェニレンエーテルの濃度は、ポリフェニレンエーテルが溶解し、撹拌可能な濃度であれば構わない。具体的には、例えば、0.5~70wt%、好ましくは5~65wt%、より好ましくは10~60wt%の範囲である。
低分子フェノールと原料ポリフェニレンエーテルの比は、目的とするポリフェニレンエーテルの分子量によって決定されるため、目的分子量に応じて任意の比に設定することが出来る。
本実施形態において反応時の仕込み比率は、例えば、低分子フェノールと原料ポリフェニレンエーテルの水酸基の比率で示すことが出来る。低分子フェノールの一モルあたりの水酸基量は、その分子構造から求めることが出来、原料ポリフェニレンエーテルの一モルあたりの水酸基量は、その数平均分子量をベースとして算出できる。また、重合方法により、原料ポリフェニレンエーテルに片末端水酸基のポリマーと、両末端水酸基のポリマーが混在する場合は、NMR等の測定により、補正を行ってもよい。反応時の低分子フェノールと原料ポリフェニレンエーテルの水酸基の好ましい比率としては、例えば、低分子フェノールの水酸基/原料フェノールの水酸基=0.5/100~80/100であり、好ましくは低分子フェノールの水酸基/原料フェノールの水酸基=1/100~50/100であり、より好ましくは低分子フェノールの水酸基/原料フェノールの水酸基=5/100~30/100である。
低分子フェノールと原料ポリフェニレンエーテルの仕込み方法に限定はなく、通常あらかじめ全量を反応開始前に反応器に仕込むのが一般的であるが、目的に応じて、分割して反応系に添加してもかまわない。また、あらかじめ溶解させた低分子フェノール又は原料ポリフェニレンエーテル溶液を、反応開始後も反応系中に添加し続けてもかまわない。
溶媒とともに、反応に用いる開始剤としては、例えば、ラジカルを発生することが出来る任意の過酸化物を用いることが出来る。
本実施形態において用いることが出来る過酸化物としては、例えば、p-メンタンハイドロペルオキシド、過酸化ベンゾイル、過酸化ジラウロイル、ジ(3,5,5-トリメチルヘキサノイル)ペルオキシド、過酸化ジスクシニック酸、ジイソブチリルペルオキシド、ジ-n-プロピルペルオキシジカーボネート、ジイソプロピルペルオキシジカーボネート、ジ-2-エチルヘキシルペルオキシジカーボネート、ビス(4-t-ブチルシクロヘキシル)ペルオキシジカーボネート、ジ-sec-ブチルペルオキシジカーボネート、t-ブチルペルオキシイソプロピルモノカーボネート、t-ブチルペルオキシネオデカノエート、t-ブチルペルオキシ-2-エチルヘキサノエート、t-ブチルペルオキシピバレート、t-ブチルペルオキシベンゾエート、t-ブチルペルオキシ-3―メチルベンゾエート、t-ブチルペルオキシ-2―エチルヘキシルモノカーボネート、t-ブチルペルオキシ-3,5,5―トリメチルヘキサノエート、t-ブチルペルオキシラウレート、t-ブチルペルオキシアセテート、2,5-ジメチル-2,5-ジ(t-ブチルペルオキシ)ヘキサン、ベンゾイルm-メチルベンゾイルペルオキシド、m-トルイルペルオキシド、1,1,3,3-テトラメチルブチルヒドロペルオキシド、1,1,3,3-テトラメチルブチルヒドロペルオキシネオデカノエート、1,1,3,3-テトラメチルブチルヒドロペルオキシ-2-エチルヘキサノエート、キュメンハイドロペルオキシド、クミルペルオキシネオデカノエート、ジイソブチルベンゼンハイドロペルオキシド、2,2-ビス(4,4-ジ-t-ブチルペルオキシシクロヘキシル)プロパン、t-ブチルクミルペルオキシド、ジ-t-ブチルペルオキシド、t-ブチルヒドロペルオキシド、2,2-ジ(t-ブチルペルオキシ)ブタン、2,5-ジメチル-2,5-ジ(ベンジルペルオキシ)ヘキサン、2,5-ジメチル-2,5-ジ(2-エチルヒドロキシペルオキシ)ヘキサン、1,1-ジ(t-ブチルペルオキシ)シクロヘキサン、1,1-ジ(t―ヘキシルペルオキシ)シクロヘキサン、n-ブチル4,4-ジ(t-ブチルペルオキシ)バレレート、ジ-t-ヘキシルペルオキシド、t-ヘキシルペルオキシイソブチルモノカーボネート、t-ヘキシルペルオキシネオダカノエート、t-ヘキシルペルオキシ-2-エチルヘキサノエート、t-ヘキシルペルオキシピバレート、t-ヘキシルペルオキシベンゾエート等とこれらの混合物が挙げられる。
より好ましくは、例えば、p-メンタンハイドロペルオキシド、過酸化ベンゾイル、過酸化ジラウロイル、ジ(3,5,5-トリメチルヘキサノイル)ペルオキシド、過酸化ジスクシニック酸、t-ブチルペルオキシイソプロピルモノカーボネート、t-ブチルペルオキシ-2-エチルヘキサノエート、t-ブチルペルオキシピバレート、t-ブチルペルオキシベンゾエート、t-ブチルペルオキシ-3―メチルベンゾエート、t-ブチルペルオキシ-2―エチルヘキシルモノカーボネート、t-ブチルペルオキシ-3,5,5―トリメチルヘキサノエート、t-ブチルペルオキシラウレート、t-ブチルペルオキシアセテート、2,5-ジメチル-2,5-ジ(t-ブチルペルオキシ)ヘキサン、ベンゾイルm-メチルベンゾイルペルオキシド、m-トルイルペルオキシド、1,1,3,3-テトラメチルブチルヒドロペルオキシ-2-エチルヘキサノエート、2,2-ビス(4,4-ジ-t-ブチルペルオキシシクロヘキシル)プロパン、t-ブチルクミルペルオキシド、ジ-t-ブチルペルオキシド、2,2-ジ(t-ブチルペルオキシ)ブタン、2,5-ジメチル-2,5-ジ(ベンジルペルオキシ)ヘキサン、2,5-ジメチル-2,5-ジ(2-エチルヒドロキシペルオキシ)ヘキサン、1,1-ジ(t-ブチルペルオキシ)シクロヘキサン、1,1-ジ(t―ヘキシルペルオキシ)シクロヘキサン、n-ブチル4,4-ジ(t-ブチルペルオキシ)バレレート、ジ-t-ヘキシルペルオキシド、t-ヘキシルペルオキシイソブチルモノカーボネート、t-ヘキシルペルオキシネオデカノエート、t-ヘキシルペルオキシ-2-エチルヘキサノエート、t-ヘキシルペルオキシピバレート、t-ヘキシルペルオキシベンゾエートである。
また、反応時にナフテン酸コバルト等の金属触媒を共存させてもかまわない。
反応温度は、原料ポリフェニレンエーテルと低分子フェノールが溶解する温度でかつ、反応時開始剤ラジカルを発生できる温度であれば構わない。目安として、使用する開始剤の一時間半半減期温度の±20℃の範囲で実施することが好ましい。
また、開始剤添加後、反応を完結させる目的で、加熱条件で撹拌を継続し、反応を継続してもかまわない。
開始剤の添加方法は、反応開始時に一括で添加する方法、反応途中に数回分割して添加する方法、反応開始時から連続でもしくは断続的に添加する方法等があり、目的とするポリマー、開始剤の性質、反応条件のコントロール等の目的に応じて、いずれの方法を取ってもかまわない。また、必要に応じて、事前に、低分子フェノールもしくは低分子フェノールの一部と開始剤を反応させ、これを原料ポリフェニレンエーテルもしくは原料ポリフェニレンエーテルと低分子フェノールを溶解させた反応系中に添加する方法を採用してもよい。或いは、原料ポリフェニレンエーテルもしくは原料ポリフェニレンエーテルの一部と開始剤を反応させ、その後、低分子フェノールもしくは原料ポリフェニレンエーテルと低分子フェノールを溶解させた反応系中に添加する方法を採用することもできる。
反応時間は、反応温度、基質、原料濃度にもよるが、通常、0.5~6時間程度で反応させることが出来る。
反応後のポリフェニレンエーテル溶液(以下、「ポリマー溶液」ということがある。)の処理方法に限定はなく、例えば、ポリマー溶液を、アルコール等の貧溶媒中に、添加し、再沈殿によりポリマーを析出させ、その後溶媒との分別後乾燥させることができる。再沈殿に用いることが出来る貧溶媒としては、例えば、メタノール、エタノール、1-プロパノール、2-プロパノール、1-ブタノール、2-ブタノール、2-メチル-1-プロパノール、2-メチル-2-プロパノール、n-ヘキサン等が挙げられ、好ましくはメタノール、エタノール、1-プロパノール、2-プロパノール、1-ブタノール、2-ブタノール、2-メチル-1-プロパノール、2-メチル-2-プロパノール等が挙げられる。
また、その他の方法としては、反応後、減圧下に溶媒を留去する方法がある。この場合、必要に応じて溶媒留去前に重合禁止剤等のラジカル安定化剤を添加してもかまわない。
また、ポリフェニレンエーテル回収前に、開始剤由来化合物、反応副生物を除く目的で、ポリマー溶液を洗浄することもできる。ポリマー溶液の洗浄時は、水、もしくは水/アルコール混合溶媒系が好適に用いることが出来る。また必要に応じて、洗浄溶媒に水酸化ナトリウム、炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸カリウム、炭酸水素カリウム等のアルカリを添加してもかまわない。
得られたポリフェニレンエーテルの同定は、NMR,IR,GPC等によって行うことが出来る。必要に応じて、反応後に、未反応ポリマー、溶媒に不溶な副生物等が生じた場合は、濾過等の操作を実施後、上記操作を行ってもかまわない。
本実施形態の変性ポリフェニレンエーテルは、低誘電特性を有し、耐熱性に優れるので、各種電気・電子機器用の材料として好適に使用できる。特に、本実施形態の変性ポリフェニレンエーテルは、良好な流動性・成形性も兼ね備えているので、電気・電子部品(プリント配線板基材等)用のプリプレグの製造に好適に使用できる。
本実施形態の変性ポリフェニレンエーテルは、単独で熱可塑性樹脂として使用してもよいし、公知の各種添加剤と組み合わせてポリフェニレンエーテル組成物として使用することもできる。この場合、組成物中のポリフェニレンエーテルの含有量は、例えば、0.5~95質量%とすることができる。
さらに、本実施形態の変性ポリフェニレンエーテルは、その末端フェノールと反応しうる多官能硬化剤と組み合わせ、硬化剤組成物として使用することもできる。このような多官能硬化剤としては、例えば、エポキシ化合物が挙げられる。このような硬化剤組成物中のポリフェニレンエーテルの含有量に限定はないが、例えば、10~60質量%とすることができる。硬化剤組成物には、その他、Br系難燃剤やシリカ、熱可塑性エラストマー等の公知の添加剤を添加することもできる。
本実施形態の変性ポリフェニレンエーテルは高い硬化反応性を有するので、耐熱性の高い硬化物を得ることができる。
Yのポリフェニレンエーテル末端への導入方法は、官能基の種類に応じて様々な方法を取ることが出来る。
例えば、Yが(8)の構造を有する官能基である場合、その導入は、一般的には、Williamson合成法によるエーテル結合の形成により導入することが出来る。
具体的には、ポリフェニレンエーテル末端の水酸基を、塩基等によりアルカリ金属塩にしたのち、ハロゲン化アルキル末端(導入基の原料の末端)と反応させる。水酸基のアルカリ金属塩への反応は、例えば、アルカリ金属、アルカリ金属水素化物、アルカリ金属アミド、アルカリ金属水酸化物等とポリフェニレンエーテル末端の水酸基との反応により得ることが出来る。反応系は反応に対して不活性でポリフェニレンエーテルを溶解させることが出来る溶媒を選択することが一般的であるが、たとえば、アルカリ金属塩の合成時に、アルカリ金属水酸化物等を用いる場合は、ポリフェニレンエーテルを溶解させた有機相とアルカリ金属水酸化物等を溶解させた水相の2層系で行ってもかまわない。またこのような反応系の場合には、反応時に、必要に応じて、4級アミン塩のような塩を共存させて、相間移動触媒として利用してもかまわない。
反応後は、副生物のアルカリ塩や、反応に用いたアミン塩等を除くために、水、酸性、もしくはアルカリ性の水溶液で洗浄してもかまわないし、ポリフェニレンエーテル溶液をアルコール類のような貧溶媒中に滴下し、再沈殿により、目的物を回収してもかまわない。またポリフェニレンエーテル溶液を洗浄後、減圧下に溶媒を留去し、ポリフェニレンエーテルを回収してもかまわない。
また、Yが(10)(tが1以上)の構造を有する官能基である場合は、あらかじめ、上記の方法でヒドロキシアルキル基をポリフェニレンエーテル末端に導入した後、下記の方法でエステル結合を形成させてもかまわない。
Yが(9)の構造を有する官能基である場合、その導入は、ポリフェニレンエーテル末端の水酸基と、炭素-炭素2重結合を有するカルボン酸(以下カルボン酸)とのエステル結合の形成反応になる。エステル結合の形成法は、公知の様々な方法を利用することが出来る。たとえば、a.カルボン酸ハロゲン化物とポリフェニレンエーテル末端の水酸基との反応、b.カルボン酸無水物との反応によるエステル結合の形成、c.カルボン酸との直接反応、d.エステル交換反応による方法、等があげられる。
a.のカルボン酸ハロゲン化物との反応は最も一般的な方法の一つである。カルボン酸ハロゲン化物としては、塩化物、臭化物が一般的に用いられるが、他のハロゲンを利用してもかまわない。反応は、水酸基との直接反応、水酸基のアルカリ金属塩との反応いずれでも構わない。カルボン酸ハロゲン化物と水酸基との直接反応ではハロゲン化水素等の酸が発生するため、酸をトラップする目的でアミン等の弱塩基を共存させてもよい。
b.のカルボン酸無水物との反応やc.のカルボン酸との直接反応では、反応点を活性化し、反応を促進するために、例えばカルボジイミド類やジメチルアミノピリジン等の化合物を共存させてもかまわない。
d.のエステル交換反応の場合は、必要に応じて、生成したアルコール類の除去を行うことが望ましい。また、反応を促進させるために公知の金属触媒類を共存させてもかまわない。
反応後の副生物の除去は、エーテル反応合成時の方法と同様の方法で生成することが可能である。
以下に、実施例を挙げて、本実施形態を詳細に説明していくが、本実施形態は下記の実施例に何ら限定されるものではない。
(再分配反応によるポリフェニレンエーテルの合成反応)
反応は、すべて、基本的に不活性ガス雰囲気下で実施した。反応に使用する溶媒は、市販の試薬をそのまま利用した。使用した原料、試薬類は以下のとおりである。
1.溶媒
トルエン:和光純薬製試薬特級品をそのまま使用した。
メチルイソブチルケトン:和光純薬製試薬特級品をそのまま使用した。
メチルエチルケトン:和光純薬製試薬特級品をそのまま使用した。
エチレングリコールジメチルエーテル:和光純薬製試薬特級品をそのまま使用した。
メタノール:和光純薬製試薬特級品をそのまま使用した。
イソプロパノール:和光純薬製試薬特級品をそのまま使用した。
エタノール:和光純薬製試薬特級品をそのまま使用した。

2.開始剤:
ナイパーBMT:日本油脂株式会社製製品をそのまま使用した。

3.原料ポリフェニレンエーテル
S202A(ポリスチレン換算数平均分子量16000):旭化成株式会社製製品をそのまま使用した。
S203(ポリスチレン換算数平均分子量10000)A:旭化成株式会社製製品をそのまま使用した。
S202A及びS203Aは、いずれも下記の構造を有する。
Figure 0007008561000014
4.低分子フェノール
4,4’-ブチリデンビス(6-tert-ブチル-m-クレゾール):株式会社ADEKA製製品品(AO-40)をそのまま使用した。
4,4’-イソプロピリデンビス(2-tert-ブチルフェノール):アルドリッチ試薬品をそのまま使用した。
4,4-メチレンビス(2,6-ジ-t-ブチルフェノール):アルドリッチ試薬品をそのまま使用した。
テトラメチルビスフェノールA:旭有機材株式会社製製品をそのまま使用した。
ビスフェノールA:アルドリッチ試薬品をそのまま使用した。
5.変性基原料
無水メタクリル酸:アルドリッチ試薬品をそのまま使用した。
ジメチルアミノピリジン:アルドリッチ試薬品をそのまま使用した。
塩化メタクロイル:アルドリッチ試薬品をそのまま使用した。
トリエチルアミン:アルドリッチ試薬品をそのまま使用した。
クロロメチルスチレン(p-クロロメチルスチレンとm-クロロメチルスチレンとの比が50/50):東京化成工業株式会社製製品をそのまま使用した。
テトラ-n-ブチルアンモニウムブロマイド:アルドリッチ試薬品をそのまま使用した。
アリルブロマイド:アルドリッチ試薬品をそのまま使用した。
(ポリフェニレンエーテルの同定、分析)
1.数平均分子量測定
分子量は、クロロホルム溶媒下、GPCにて測定を行った。分子量は、標準ポリスチレンを用いた検量線をベースにポリスチレン換算法で求めた。
ポリマー中に含まれる低分子量分は、GPC測定結果を積分分子量に換算し、全体の分子量分布のうちの低分子領域の面積分として算出した。
2.NMR測定
重クロロホルムに、5質量%濃度となるように試料を溶解し、NMR測定を実施した。反応(ポリフェニレンエーテル1~6の合成反応)の進行は、低分子フェノールユニットの芳香族のピークと、水酸基のプロトンピークから、低分子フェノールの水酸基のピークが消失することを確認することにより確認した。
生成物のうち8.0ppmと8.2ppm付近に開始剤由来の副生物のピークが存在する。開始剤由来の副生物は、主鎖の2,6位のメチル基のピークを1としたときの8.0ppmと8.2ppm付近に開始剤由来の副生物のピーク面積で算出した。
3.溶液粘度測定
各サンプルの20質量%メチルエチルケトン溶液200mlをビーカーに入れ,B型回転粘度計を用いて25℃で回転数30rpmで粘度を測定した。
(製造例1)
ポリフェニレンエーテル1の合成
500ml3つ口フラスコに、3方コックをつけた、ジムロート、等圧滴下ロートを設置した。フラスコ内を窒素に置換した後、原料ポリフェニレンエーテルS202A100g、トルエン150g、メチルエチルケトン50gを入れ、低分子フェノールとして4,4'-ブチリデンビス(6-tert-ブチル-m-クレゾール)10.2gを加えた。フラスコに温度計を設置し、マグネチックスターラーにて撹拌しながら、オイルバスにてフラスコを90℃に加熱し、原料ポリフェニレンエーテルを溶解させた。開始剤として、ベンゾイルペルオキシド、ベンゾイルm-メチルベンゾイルペルオキシド、m-トルイルペルオキシドの混合物の40質量%メタキシレン溶液(日油製:ナイパーBMT)の37.5gをトルエン87.5gに希釈し、等圧滴下ロートに仕込んだ。開始剤溶液を、フラスコ内へ滴下開始した時点を反応開始とした。開始剤を2時間かけて滴下し、滴下後、80℃で4時間撹拌を継続した。反応後、ポリマー溶液をメタノール中に滴下し、再沈させた後、溶液と濾別し、ポリフェニレンエーテル1を回収した。その後、これを真空下100℃で3時間ポリマーを乾燥させた。乾燥させたポリマーの1H-NMRの測定結果を図1に示す。
1H-NMRにより、反応進行をモニターし、反応進行とともに4.5ppm付近にある、4,4'-ブチリデンビス(6-tert-ブチル-m-クレゾール)の水酸基のピークが減少し最終的には消失していることを確認した。また、生成物は、2.1ppm付近に、ポリフェニレンエーテルユニットのメチル基に相当するピークが確認され、6.5ppm付近に、ポリフェニレンエーテルユニットのメタ位のプロトンのピークが確認された。4,4'-ブチリデンビス(6-tert-ブチル-m-クレゾール)ユニットに相当するピークは、4.1ppm付近のブチリデン炭素のメチンプロトンと、7.1ppm付近と6.5ppm付近のフェノールユニットの水酸基に対してメタ位、オルト位に相当するプロトンの高磁場側へのシフトが確認された。さらに、1.3ppm付近の水酸基に対してオルト位のt-ブチル基のプロトンがわずかながらシフトし、分裂していることを確認した。これにより原料の4,4'-ブチリデンビス(6-tert-ブチル-m-クレゾール)がポリマー中に取り込まれていることを確認した。以上の1H-NMRの結果から、生成物は以下の構造であると推定された。
Figure 0007008561000015
GPC測定の結果、ポリスチレン換算での分子量はMn=1700であった。
GPC測定の結果におけるMn<500の成分は約10質量%であった。1H-NMRで測定した主鎖のメチル基に対する開始剤由来副生物のピーク面積比は13.1x10-3であった。
また、20質量%メチルエチルケトン溶媒中での溶液粘度は126cPoisであった。
(製造例2)
ポリフェニレンエーテル2の合成
500ml3つ口フラスコに、3方コックをつけた、ジムロート、等圧滴下ロートを設置した。フラスコ内を窒素に置換した後、原料ポリフェニレンエーテルS203A100g、トルエン200gを入れ、低分子フェノールとして4,4’-イソプロピリデンビス(2-tert-ブチルフェノール)9.8gを加えた。フラスコに温度計を設置し、マグネチックスターラーにて撹拌しながら、オイルバスにてフラスコを90℃に加熱し、原料ポリフェニレンエーテルを溶解させた。開始剤として、ベンゾイルペルオキシド、ベンゾイルm-メチルベンゾイルペルオキシド、m-トルイルペルオキシドの混合物の40質量%メタキシレン溶液(日油製:ナイパーBMT)の37.5gをトルエン87.5gに希釈し、等圧滴下ロートに仕込んだ。開始剤溶液を、フラスコ内へ滴下開始した時点を反応開始とした。開始剤を2時間かけて滴下し、滴下後、80℃で4時間撹拌を継続した。反応後、ポリマー溶液をメタノール中に滴下し、再沈させた後、溶液と濾別し、ポリフェニレンエーテル2を回収。その後、これを真空下100℃で3時間乾燥させた。
1H-NMRにより、低分子フェノール水酸基のピークが消失しており、また、製造例1と同様に低分子フェノール芳香族ピークのシフトから、低分子フェノールがポリマー中に取り込まれていることを確認した。GPC測定の結果、ポリスチレン換算での分子量はMn=1900であった。
GPC測定の結果におけるMn<500の成分は9.7質量%であった。1H-NMRで測定した主鎖のメチル基に対する開始剤由来副生物のピーク面積比は12.8x10-3であった。
また、20質量%メチルエチルケトン溶媒中での溶液粘度は151cPoisであった。
(製造例3)
ポリフェニレンエーテル3の合成
500ml3つ口フラスコに、3方コックをつけた、ジムロート、等圧滴下ロートを設置した。フラスコ内を窒素に置換した後、原料ポリフェニレンエーテルS202A100g、メシチレン200gを入れ、低分子フェノールとして4,4-メチレンビス(2,6-ジ-t-ブチルフェノール)9.8gを加えた。フラスコに温度計を設置し、マグネチックスターラーにて撹拌しながら、オイルバスにてフラスコを150℃に加熱し、原料ポリフェニレンエーテルを溶解させた。開始剤として、ベンゾイルペルオキシド、ベンゾイルm-メチルベンゾイルペルオキシド、m-トルイルペルオキシドの混合物の40質量%メタキシレン溶液(日油製:ナイパーBMT)の37.5gをトルエン87.5gに希釈し、等圧滴下ロートに仕込んだ。開始剤溶液を、フラスコ内へ滴下開始した時点を反応開始とした。開始剤を1時間かけて滴下し、滴下後、150℃で1時間撹拌を継続した。反応後、ポリマー溶液をメタノール中に滴下し、再沈させた後、溶液と濾別し、ポリふぇにれねーテル3を回収した。その後、これを真空下100℃で3時間を乾燥させた。
1H-NMRにより、低分子フェノールの水酸基のピークが消失しており、また、製造例1と同様に低分子フェノールの芳香族ピークのシフトから、低分子フェノールがポリマー中に取り込まれていることを確認した。GPC測定の結果、ポリスチレン換算での分子量はMn=1700であった。
GPC測定の結果におけるMn<500の成分は11.2質量%であった。1H-NMRで測定した主鎖のメチル基に対する開始剤由来副生物のピーク面積比は13.1x10-3であった。
また、20質量%メチルエチルケトン溶媒中での溶液粘度は138cPoisであった。
(製造例4)
ポリフェニレンエーテル4の合成
低分子フェノールにとして、4,4’-ブチリデンビス(6-tert-ブチル-m-クレゾール)10.2gを用いた以外は製造例3と同様の方法で、ポリフェニレンエーテル4を製造した。
1H-NMRにより、低分子フェノールの水酸基のピークが消失しており、また、製造例1と同様に低分子フェノールの芳香族ピークのシフトから、低分子フェノールがポリマー中に取り込まれていることを確認した。GPC測定の結果、ポリスチレン換算での分子量はMn=1600であった。
GPC測定の結果におけるMn<500の成分は11.5質量%であった。
1H-NMRで測定した主鎖のメチル基に対する開始剤由来副生物のピーク面積比は13.0x10-3であった。
また、20質量%メチルエチルケトン溶媒中での溶液粘度は132cPoisであった。
(比較製造例1)
ポリフェニレンエーテル5の合成
低分子フェノールとしてテトラメチルビスフェノールAを用いた以外は製造例1と同様の方法でポリフェニレンエーテル5を製造した。
1H-NMRにより、低分子フェノールの水酸基のピークが消失しており、低分子フェノールがポリマー中に取り込まれていることを確認した。
GPC測定の結果、ポリスチレン換算での分子量はMn=1700であった。
GPC測定の結果におけるMn<500の成分は16.2質量%であった。
1H-NMRで測定した主鎖のメチル基に対する開始剤由来副生物のピーク面積比は16.4x10-3であった。
また、20質量%メチルエチルケトン溶媒中での溶液粘度は138cPoisであった。
(比較製造例2)
ポリフェニレンエーテル6の合成
低分子フェノールとしてビスフェノールAを用いた以外は製造例2と同様の方法でポリフェニレンエーテル6を製造した。
1H-NMRにより、低分子フェノールの水酸基のピークが消失しており、低分子フェノールがポリマー中に取り込まれていることを確認した。GPC測定の結果、ポリスチレン換算での分子量はMn=1600であった。
GPC測定の結果におけるMn<500の成分は17.4質量%であった。
1H-NMRで測定した主鎖のメチル基に対する開始剤由来副生物のピーク面積比は16.8x10-3であった。
また、20質量%メチルエチルケトン溶媒中での溶液粘度は132cPoisであった。
(実施例1)
トルエン80g及び製造例1で合成したポリフェニレンエーテル1を40g混合して約85℃に加熱した。ジメチルアミノピリジン0.55gを添加した。固体がすべて溶解したと思われる時点で、無水メタクリル酸4.9gを徐々に添加した。得られた溶液を連続混合しながら85℃に3時間維持した。次いで、溶液を室温に冷却して、メタクリレート変性ポリフェニレンエーテルのトルエン溶液を得た。
溶液の一部を採取し、乾燥後1H-NMR測定を実施した。無水メタクリル酸由来のピークがシフトし、メタクリル酸由来のピークが生じ、ポリフェニレンエーテルの水酸基由来のピークが消失していたことから、反応が進行しているものと判断し、精製操作に移った。上記、メタクリレート変性ポリフェニレンエーテル溶液120gを、1Lビーカー中マグネチックスターラーで激しく撹拌したメタノール360g中に30分かけて滴下した。得られた沈殿物を、メンブランフィルターで減圧濾過後乾燥し、38gのポリマーを得た。
1H-NMR測定
を行い、ポリフェニレンエーテル由来の水酸基のピークの消失と、メタクリル基のオレフィン由来のプロトンピークを確認した。また、GC測定により、ジメチルアミノピリジン、無水メタクリル酸、メタクリル酸由来のピークがほぼ消失していることから、NMRのメタクリル基由来のピークは、ポリフェニレンエーテル末端に結合しているものと判断した。この結果から、得られたポリマーは以下のような構造を有する変性ポリフェニレンエーテルであると確認できた。
Figure 0007008561000016
GPC測定の結果、ポリスチレン換算での分子量はMn=1600であった。
(実施例2)
製造例2で合成したポリフェニレンエーテル2を40g用い、無水メタクリル酸5.1gを使用した以外は、実施例1と同様の方法で合成した。精製時は、ポリマー溶液120gに対しエタノール400g使用した以外は、実施例1と同様の方法で精製した。
1H-NMR測定を行い、無水メタクリル酸由来のピークがシフトし、メタクリル酸由来のピークが生じ、ポリフェニレンエーテルの水酸基由来のピークが消失していたことから、ポリフェニレンエーテル由来の水酸基のピークの消失と、メタクリル基のオレフィン由来のプロトンピークを確認した。また、GC測定により、ジメチルアミノピリジン、無水メタクリル酸、メタクリル酸由来のピークがほぼ消失していることから、NMRのメタクリル基由来のピークは、ポリフェニレンエーテル末端に結合しているものと判断した。
GPC測定の結果、ポリスチレン換算での分子量はMn=1820であった。
(実施例3)
製造例3で合成したポリフェニレンエーテル3を用いた以外は、実施例2と同様の方法で合成、精製した。
1H-NMR測定を行い、無水メタクリル酸由来のピークがシフトし、メタクリル酸由来のピークが生じ、ポリフェニレンエーテル由来の水酸基のピークの消失と、メタクリル基のオレフィン由来のプロトンピークを確認した。また、GC測定により、ジメチルアミノピリジン、無水メタクリル酸、メタクリル酸由来のピークがほぼ消失していることから、NMRのメタクリル基由来のピークは、ポリフェニレンエーテル末端に結合しているものと判断した。
GPC測定の結果、ポリスチレン換算での分子量はMn=1900であった。
(実施例4)
トルエン80g及び製造例4で合成したポリフェニレンエーテル4を40g混合した。トリエチルアミン4gを添加し固体がすべて溶解したと思われる時点で、0℃で塩化メタクロイル3.9gを徐々に添加した。得られた溶液を連続混合しながら25℃で12時間反応し、メタクリレート変性ポリフェニレンエーテルのトルエン溶液を得た。トルエン溶液を水120gで水洗後、実施例2と同様の方法で精製した。
1H-NMR測定を行い、ポリフェニレンエーテル由来の水酸基のピークの消失と、メタクリル基のオレフィン由来のプロトンピークを確認した。また、GC測定により、塩化メタクロイル由来のピーク(すなわち、メタクリル酸のピーク)
がほぼ消失していることから、NMRのメタクリル基由来のピークは、ポリフェニレンエーテル末端に結合しているものと判断した。
GPC測定の結果、ポリスチレン換算での分子量はMn=1900であった。
(実施例5)
製造例2で合成したポリフェニレンエーテル2を用いた以外は、実施例4と同様の方法で合成、精製した。
1H-NMR測定を行い、ポリフェニレンエーテル由来の水酸基のピークの消失と、メタクリル基のオレフィン由来のプロトンピークを確認した。また、GC測定により、塩化メタクロイル由来のピーク(すなわち、メタクリル酸のピーク)がほぼ消失していることから、NMRのメタクリル基由来のピークは、ポリフェニレンエーテル末端に結合しているものと判断した。
GPC測定の結果、ポリスチレン換算での分子量はMn=1500であった。
(実施例6)
温度調節器、撹拌装置、冷却設備及び滴下ロートを備えた300mlの3つ口フラスコに、製造例1で合成したポリフェニレンエーテル1を40g、クロロメチルスチレン(p-クロロメチルスチレンとm-クロロメチルスチレンとの比が50/50,東京化成工業株式会社製)4.4g、テトラ-n-ブチルアンモニウムブロマイド0.2g、トルエン80gを投入した。混合物を撹拌溶解し、液温を75℃とした。当該混合液に、水酸化ナトリウム水溶液(水酸化ナトリウム2.2g/水3g)を20分間で滴下し、さらに75℃で4時間撹拌を続けた。次に、10%塩酸水溶液でフラスコ内容物を中和した後、ポリマー溶液120gを、1Lビーカー中マグネチックスターラーで激しく撹拌したメタノール360g中に30分かけて滴下した。得られた沈殿物を、メンブランフィルターで減圧濾過後乾燥し、39gのポリマーを得た。
1H-NMR測定を行い、ポリフェニレンエーテル由来の水酸基のピークの消失と、スチリル基のオレフィン由来のプロトンピークを確認した。また、GC測定により、クロロメチルスチレン類のピークがほぼ消失していることから、NMRのスチリル基由来のピークは、ポリフェニレンエーテル末端に結合しているものと判断した。
GPC測定の結果、ポリスチレン換算での分子量はMn=1590であった。
(実施例7)
製造例2で合成したポリフェニレンエーテル2を使用した以外は実施例6と同様の方法で合成した。
1H-NMR測定を行い、ポリフェニレンエーテル由来の水酸基のピークの消失と、スチリル基のオレフィン由来のプロトンピークを確認した。また、GC測定により、クロロメチルスチレン類のピークがほぼ消失していることから、NMRのスチリル基由来のピークは、ポリフェニレンエーテル末端に結合しているものと判断した。
GPC測定の結果、ポリスチレン換算での分子量はMn=1900であった。
(実施例8)
製造例3で合成したポリフェニレンエーテル3を使用した以外は実施例6と同様の方法で合成した。
1H-NMR測定を行い、ポリフェニレンエーテル由来の水酸基のピークの消失と、スチリル基のオレフィン由来のプロトンピークを確認した。また、GC測定により、クロロメチルスチレン類のピークがほぼ消失していることから、NMRのスチリル基由来のピークは、ポリフェニレンエーテル末端に結合しているものと判断した。
GPC測定の結果、ポリスチレン換算での分子量はMn=1890であった。
(実施例9)
製造例4で合成したポリフェニレンエーテル4のポリマーを使用した以外は実施例6と同様の方法で合成した。
1H-NMR測定を行い、ポリフェニレンエーテル由来の水酸基のピークの消失と、スチリル基のオレフィン由来のプロトンピークを確認した。また、GC測定により、クロロメチルスチレン類のピークがほぼ消失していることから、NMRのスチリル基由来のピークは、ポリフェニレンエーテル末端に結合しているものと判断した。
GPC測定の結果、ポリスチレン換算での分子量はMn=1880であった。
(実施例10)
製造例4で合成したポリフェニレンエーテル4のポリマーを使用し、クロルメチルスチレンの代わりに、アリルブロマイドを使用した以外は実施例6と同様の方法で合成した。
1H-NMR測定を行い、ポリフェニレンエーテル由来の水酸基のピークの消失と、アリル基のオレフィン由来のプロトンピークを確認した。また、GC測定により、アリルブロマイド由来のピークがほぼ消失していることから、NMRのアリル基由来のピークは、ポリフェニレンエーテル末端に結合しているものと判断した。
GPC測定の結果、ポリスチレン換算での分子量はMn=1500であった。
(比較例1)
比較製造例2で合成したポリフェニレンエーテルを用いた以外は、実施例1と同様の方法で合成した。反応途中から、無水メタクリル酸はすべて消費されたものの原料ポリマーに由来する水酸基のピークが減少せず、反応が進行しなかった。
1H-NMR測定の結果、メタクリル酸と開始剤由来の副生物との反応物が確認され、主反応と同時に、開始剤由来副生物もしくはその分解物との反応が進行したものと推定された。NMRからみた、主反応の進行率は60%程度であった。
(比較例2)
比較製造例1で合成したポリフェニレンエーテルを用いた以外は、実施例4と同様の方法で合成した。反応途中から、塩化メタクロイル酸はすべて消費されたものの、原料ポリマーに由来する水酸基のピークが減少せず、反応が進行しなかった。
IR測定の結果、酸無水物に由来するカルボニルのピークが確認され、主反応と同時に、塩化メタクロイルと開始剤由来副生物もしくはその分解物との反応が進行したものと推定された。NMRからみた、主反応の進行率は60%程度であった。
(比較例3)
比較製造例2で合成したポリフェニレンエーテルを用いた以外は、実施例10と同様の方法で合成した。反応途中から、アリルブロマイドはすべて消費されたものの、原料ポリマーに由来する水酸基のピークが減少せず、反応が進行しなかった。
IR測定の結果、エステルに由来するカルボニルのピークが確認され、主反応と同時に、アリルブロマイドと開始剤由来副生物もしくはその分解物との反応が進行したものと推定された。NMRからみた、主反応の進行率は60%程度であった。
本発明の変性ポリフェニレンエーテルは流動性に優れるので、各種用途に利用することができる。とりわけ、本発明のポリフェニレンエーテルは、ボイド等の少ないプリプレグを形成することができるので、電気・電子機器等の部品用の材料(具体的には、高度情報化社会での大量データを高速で処理するための低誘電特性を有する材料等)として有用である。

Claims (11)

  1. 下記式(1)~(6)のいずれかの構造を有するポリフェニレンエーテル。
    Figure 0007008561000017
    式(1)(6)中、
    n、mは、繰り返し単位を表し、0~100の整数であって、同時に0になることはなく、
    Xは、下記の式(i)~(xii)のいずれかの2価の連結基である。
    Figure 0007008561000018
    (式(i)~(xii)中、R 31 ~R 35 は、各々独立に、水素原子又はC1~C8の炭化水素基を示し、k及びlは、各々独立に、1~4の整数である。)。
    Yは、各々独立に、水素原子、又は、炭素-炭素2重結合及び/又はエポキシ結合を含む置換基であって、Yが共に水素原子であることはない。
    1、R2は、各々独立に水素原子、C1~C6の炭化水素基、又は式(7)で表される炭化水素基を含む置換基であり、R1のうち少なくとも1つは式(7)で表される炭化水素基を含む。
    3は、各々独立にC16の飽和又は不飽和の炭化水素基4 、各々独立に水素原子或いはC16の飽和又は不飽和の炭化水素基であって、前記飽和又は不飽和の炭化水素基は、C16の条件を満たす限度で置換基を有していてもよい。
    Figure 0007008561000019
    式(7)中
    bは、各々独立に0又は1であり、
    11は、各々独立にC18のアルキル基であり、
    12は、各々独立にC18のアルキレン基であり、
    13は、水素原子、C18のアルキル基又はフェニル基のいずれかを示し、
    前記アルキル基、前記アルキレン基及び前記フェニル基は、C18の条件を満たす限度で置換基を有していてもよい。
  2. 前記式(1)中のYが、下記式(8)~(11)で表される基からなる群から選択される、請求項1記載のポリフェニレンエーテル。
    Figure 0007008561000020
    式(8)~(11)中、
    5~R7は、水素原子、或いは、C1~C30の炭化水素基、アリール基、アルコキシ基、アリロキシ基、アミノ基、又はヒドロキシアルキル基である。
    8及びR9は、C1~C30の炭化水素基である。
    10は、各々独立に水素原子、水酸基、或いは、C1~C30の炭化水素基、アリール基、アルコキシ基、アリロキシ基、アミノ基、ヒドロキシアルキル基、ビニル基、又はイソプロペニル基であり、R10のうち少なくとも一つは、ビニル基又はイソプロペニル基であり、s及びtは0~5の整数である。
  3. 式(7)で表される炭化水素基が式(1)~(6)においてR1が結合しているベンゼン環と直接結合している請求項1又は2記載のポリフェニレンエーテル。
  4. 式(7)におけるR11及びR13がメチル基である請求項1から3のいずれか一項に記載のポリフェニレンエーテル。
  5. 式(7)で表される炭化水素基がt-Bu基である請求項1から4のいずれか一項に記載のポリフェニレンエーテル。
  6. 式(7)で表される炭化水素基が式(1)~(6)においてR1が結合しているベンゼン環の2位および/又は6位に結合している請求項1から5のいずれか一項に記載のポリフェニレンエーテル。
  7. Yが、各々独立して、ビニル基、アリル基、メタアクリル基、アクリル基、イソプロペニルベンジル基又はビニルベンジル基である、請求項1から6のいずれか一項に記載のポリフェニレンエーテル。
  8. ポリスチレン換算の数平均分子量が50030000である請求項1から7のいずれか一項に記載のポリフェニレンエーテル
  9. 請求項1から8のいずれか一項に記載のポリフェニレンエーテルを0.5~95質量%含むポリフェニレンエーテル組成物。
  10. 下記式(12)で表されるポリフェニレンエーテルと、下記式(1')~(6')のいずれかで表されるフェノール化合物とを反応させる工程と、
    得られたポリフェニレンエーテルの末端の少なくとも一部に、炭素-炭素2重結合及び/又はエポキシ結合を含む置換基を導入する工程
    を含む、ポリフェニレンエーテルの製造方法。
    Figure 0007008561000021
    式(12)中、
    3は、C16のアルキル基4は水素原子またはC16のアルキル基であって、前記アルキル基は、C16の条件を満たす限度で置換基を有していてもよい。pは1~100の整数である。
    Figure 0007008561000022
    式(1')式(6')中、
    Xは、下記の式(i)~(xii)のいずれかの2価の連結基であり、
    Figure 0007008561000023
    (式(i)~(xii)中、R 31 ~R 35 は、各々独立に、水素原子又はC1~C8の炭化水素基を示し、k及びlは、各々独立に、1~4の整数である。)。
    1、R2は、各々独立に水素原子、C1~C6の炭化水素基、又は式(7)で表される炭化水素基を含む置換基であり、R1のうち少なくとも1つは式(7)で表される炭化水素基を含む。
    Figure 0007008561000024
    式(7)中
    bは、各々独立に0又は1であり、
    11は、各々独立にC18のアルキル基であり、
    12は、各々独立にC18のアルキレン基であり、
    13は、水素原子、C18のアルキル基又はフェニル基のいずれかを示し、
    前記アルキル基、前記アルキレン基及び前記フェニル基は、C18の条件を満たす限度で置換基を有していてもよい。
  11. 請求項1から8のいずれか一項に記載のポリフェニレンエーテルと、その末端フェノールと反応しうる多官能硬化剤を含む硬化剤組成物。
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