JP7042691B2 - ビニルベンジルエーテル樹脂、当該ビニルベンジルエーテル樹脂の製造方法、硬化性樹脂組成物、当該硬化性樹脂組成物の硬化物、およびシールド部材 - Google Patents

ビニルベンジルエーテル樹脂、当該ビニルベンジルエーテル樹脂の製造方法、硬化性樹脂組成物、当該硬化性樹脂組成物の硬化物、およびシールド部材 Download PDF

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Description

本発明は、硬化性樹脂組成物の成分として有用なビニルベンジルエーテル樹脂、そのビニルベンジルエーテル樹脂の製造方法、上記のビニルベンジルエーテル樹脂を含有する硬化性樹脂組成物、当該硬化性樹脂組成物の硬化物、およびシールド部材に関する。
近年の情報通信機器の高機能化、高密度化などの性能向上に従い、機器に実装される複数の電子部品がそれぞれ小型化し、互いに近接配置されるようになってきている。このため、各電子部品が放出する電磁波が他の電子部品に影響を及ぼしやすくなっている。また、通信用無線や放送用電波、さらには雷などの外部からの電磁波に対する耐性も高いレベルで有することが求められている。こうした電気的ストレスに耐えうる能力(イミュニティ)を機器として有するための手段の一例として、電子機器内に電磁波を遮蔽することができる部材(シールド部材)を設けることが挙げられる。
上記のとおり情報通信機器は高機能化、高密度化が進んでいるため、シールド部材を例えばシート状にして設ける場合には、そのシートが小型化した電子部品群に追随して配置できるようにシールド部材は優れた柔軟性(変形容易性)を有することが好ましい。そこで、シールド部材を構成する材料として、樹脂系材料からなるマトリックスに導電性材料の粉体を分散させた複合材料が用いられる場合がある。この複合材料におけるマトリックスとなる樹脂系材料は、柔軟性を有するとともに、誘電率および誘電損失が低い(本明細書において「誘電特性に優れる」という。)ことが好ましい。また、機器内において電子部品が高密度実装されるため、熱分解温度が高いことなど耐熱性に優れることも当該樹脂系材料には求められる。
誘電特性に優れる観点、特に低い誘電正接を有する観点から、例えば特許文献1に記載されるようなビニルベンジルエーテル樹脂を含有する硬化性組成物が提案されている。ビニルベンジルエーテル樹脂は、ナフトールザイロック樹脂のようなナフトールアラルキル樹脂の水酸基にビニルベンジルハライドを反応させることにより得られる。
樹脂系材料の誘電特性を高める観点からは、樹脂系材料が分子量の大きい脂肪族炭化水素骨格を有することが有利である。分子量の大きい脂肪族炭化水素骨格を導入するための手法として、特許文献2から特許文献4に記載されるように、水酸基末端の炭化水素樹脂とポリイソシアネート化合物とを反応させて、ウレタン結合を骨格内に有することで分子量を高める方法が知られている。
特許第6277134号公報 特許第4953027号公報 特許第4929623号公報 特許第4016226号公報
特許文献1に記載されるようなナフトールザイロックベースのビニルベンジルエーテル樹脂は熱分解温度が非常に高いが、このような樹脂は硬くて脆いため、柔軟性を有することが求められるシート状の電磁シールド部材のマトリックスを構成する樹脂系材料としては適切ではない。また、上記ビニルベンジルエーテル樹脂の欠点を補いつつ、誘電特性を向上させるために炭化水素系の熱可塑性樹脂を配合する手法が取られているが、熱可塑性の炭化水素樹脂は熱分解温度が低く、熱硬化後でも耐熱性が高い熱硬化性樹脂との間で結合が形成されるわけではないため、硬化物の熱分解温度が著しく低下する懸念がある。
特許文献2から特許文献4に記載されるような水酸基末端の炭化水素樹脂とポリイソシアネート化合物を反応させる技術によれば、誘電特性、柔軟性に優れる樹脂が得られるが、上記のとおりウレタン結合を形成して分子量を増やす構成のため、耐熱性に乏しいものとなってしまう。また、硬化物の誘電特性を特に高める観点から、分極の程度が大きいウレタン結合を骨格構造に有することは有利とは言えない。
本発明は、優れた誘電特性(誘電率、誘電正接)および優れた機械特性(柔軟性)を備え、さらに耐熱性(耐熱分解性)も優れる硬化物を形成可能な硬化性樹脂組成物の成分として有用なビニルベンジルエーテル樹脂、そのビニルベンジルエーテル樹脂の製造方法、上記のビニルベンジルエーテル樹脂を含有する硬化性樹脂組成物、当該硬化性樹脂組成物の硬化物、および当該硬化性樹脂組成物を用いてなるシールド部材を提供することを課題とする。
上記の課題を解決するために提供される本発明は次のとおりである。
[1]下記一般式(1)に示されるビニルベンジルエーテル樹脂。
Figure 0007042691000001

(上記一般式(1)中、Aは下記一般式(2)で示されるビニルベンジル基であり、Zは下記一般式(3)で示される2官能フェノール類の残基であり、Yは下記一般式(4)で示されるアルキレン基であり、平均繰り返し数nは0.3以上2.0以下である。)
Figure 0007042691000002

(上記一般式(2)中、RからRは同一または異なってもよく、水素またはメチル基である。)
Figure 0007042691000003

(上記一般式(3)中、Rは直接結合、-CH-、-CH(CH)-、-C(CH-、または下記式(5)であり、mおよびlはそれぞれ0以上の整数であり、m+lは2以上30以下である。)
Figure 0007042691000004

(上記一般式(4)中、RおよびR11はいずれも-CH-CH-であり、Rは-CH-CH-CH-CH-であり、Rは-CH-CH(C)-であり、R10は-CH-CH(CH)-CH-CH-であり、aおよびeはそれぞれ0または1であり、b,c,およびdはそれぞれ0以上100以下の整数であり、a+b+c+d+eは1以上である。)
Figure 0007042691000005

[2]数平均分子量が2000以上10000以下である、上記[1]に記載のビニルベンジルエーテル樹脂。
[3]前記一般式(4)で示されるアルキル基の数平均分子量が1000以上4000以下である、上記[2]に記載のビニルベンジルエーテル樹脂。
[4]前記一般式(3)で示される2官能フェノール類の残基の数平均分子量が500以上2500以下である、上記[2]および[3]に記載のビニルベンジルエーテル樹脂。
[5]上記[1]から[4]のいずれかに記載されるビニルベンジルエーテル樹脂と、ラジカル重合開始剤とを含有する硬化性樹脂組成物。
[6]上記[5]に記載される硬化性樹脂組成物の硬化物。
[7]上記[6]に記載される硬化物を含むシールド部材。
[8]下記一般式(6)に示されるアルキレンジオールと、ハロメチル芳香族酸ハライドとを反応させて、下記一般式(7)に示されるエステル化合物を得る第1ステップと、前記第1ステップで得られた前記エステル化合物と、下記一般式(8)に示される2官能フェノール類と、下記一般式(9)に示されるビニルベンジルハライド化合物とを反応させて、上記[1]に記載されるビニルベンジルエーテル樹脂を得る第2ステップとを備えることを特徴とするビニルベンジルエーテル樹脂の製造方法。
Figure 0007042691000006

(上記一般式(6)におけるYは上記[1]に定義されるとおりである。)
Figure 0007042691000007

(上記一般式(7)におけるXはハロゲン元素であり、Yは上記[1]に定義されるとおりである。)
Figure 0007042691000008

(上記一般式(8)におけるRならびにmおよびlは上記[1]に定義されるとおりである。)
Figure 0007042691000009

(上記一般式(9)におけるRからRは上記[1]に定義されるとおりであり、Xはハロゲン元素である。)
本発明によれば、優れた誘電特性(誘電率、誘電正接)および優れた機械特性(柔軟性)を備え、さらに耐熱性(耐熱分解性)も優れる硬化物を形成可能な硬化性樹脂組成物の成分として有用なビニルベンジルエーテル樹脂、そのビニルベンジルエーテル樹脂の製造方法、上記のビニルベンジルエーテル樹脂を含有する硬化性樹脂組成物、当該硬化性樹脂組成物の硬化物、および当該硬化性樹脂組成物を用いてなるシールド部材が提供される。
実施例1により作製したビニルベンジルエーテル樹脂溶液(A-1)のGPCチャートである。 実施例2により作製したビニルベンジルエーテル樹脂溶液(A-2)のGPCチャートである。 実施例3により作製したビニルベンジルエーテル樹脂溶液(A-3)のGPCチャートである。
以下、本発明の実施形態を説明する。本発明の一実施形態に係るビニルベンジルエーテル樹脂(a)は、下記一般式(1)で示される。
Figure 0007042691000010
上記一般式(1)中、Aは下記一般式(2)で示されるビニルベンジル基であり、Zは下記一般式(3)で示される2官能フェノール類の残基であり、Yは下記一般式(4)で示されるアルキレン基(2価の炭化水素基)であり、平均繰り返し数nは0.3以上2.0以下である。なお、平均繰り返し数nが非整数となるのは、ビニルベンジルエーテル樹脂(a)は、上記一般式(1)のカッコ内に示される構造部位の連結数が異なる複数種類の化合物を含む組成物からなるためである。
Figure 0007042691000011
上記一般式(2)中、RからRは同一または異なってもよく、水素またはメチル基である。
Figure 0007042691000012
上記一般式(3)中、Rは直接結合、-CH-、-CH(CH)-、-C(CH-、または下記式(5)であり、mおよびlはそれぞれ0以上の整数であり、m+lは2以上30以下である。
Figure 0007042691000013
上記一般式(4)中、RおよびR11はいずれも-CH-CH-であり、Rは-CH-CH-CH-CH-であり、Rは-CH-CH(C)-であり、R10は-CH-CH(CH)-CH-CH-であり、aおよびeはそれぞれ0または1であり、b,c,およびdはそれぞれ0以上100以下の整数であり、a+b+c+d+eは1以上である。ビニルベンジルエーテル樹脂(a)を含む硬化性樹脂組成物の硬化物の柔軟性を高める観点から、上記一般式(4)で示されるアルキレン基(-C2r-)の炭素数r(=2a+4b+4c+5d+2e)は、50以上であることが好ましく、70以上であることがより好ましい。上記の炭素数の上限は設定されないが、原料の取り扱い性や入手容易性を考慮すると、400以下である。
Figure 0007042691000014
ビニルベンジルエーテル樹脂(a)は、エステル結合やエーテル結合を有し、相対的に分子内分極が大きいアミド結合やウレタン結合を有しないため、ビニルベンジルエーテル樹脂(a)を含む硬化性樹脂組成物の硬化物は誘電特性に優れる。具体的には、誘電率が2.5以下となることが容易であり、しかも誘電正接が0.004以下となることが容易である。また、上記一般式(4)で示されるアルキレン基を有するため、樹脂全体における炭化水素の割合が高くなりやすいことも、上記の硬化物の誘電特性が優れる一因である。上記のアルキレン基を有することは、ビニルベンジルエーテル樹脂(a)の分子運動を容易にし、上記の硬化物の柔軟性を高めることにも寄与する。さらに、上記一般式(3)で示される2官能フェノール類に基づく構造部位を有することや、骨格内にウレタン結合有しないことから、ビニルベンジルエーテル樹脂(a)を含む硬化性樹脂組成物の硬化物は耐熱性(耐熱分解性)に優れる。
ビニルベンジルエーテル樹脂(a)を含む硬化性樹脂組成物の硬化物が優れた誘電特性、優れた機械特性、および優れた耐熱性を適切に兼ね備えることを容易にする観点から、ビニルベンジルエーテル樹脂(a)の数平均分子量は、2000以上10000以下であることが好ましく、2500以上8000以下であることがより好ましい。同様の観点から、上記一般式(4)で示されるアルキレン基の数平均分子量は1000以上4000以下であることが好ましく、上記一般式(3)で示される2官能フェノール類の残基の数平均分子量は500以上2500以下であることが好ましい。なお、ビニルベンジルエーテル樹脂(a)などの数平均分子量は、GPC(ゲル浸透クロマトグラフィ)などの測定方法により測定することができる。
次に、ビニルベンジルエーテル樹脂(a)の製造方法について説明する。本実施形態に係るビニルベンジルエーテル樹脂(a)は、例えば次のような、第1ステップおよび第2ステップを有する方法により製造することができる。
まず、第1ステップでは、下記一般式(6)に示されるアルキレンジオール(α)と、ハロメチル芳香族酸ハライド(β)とを反応させて、下記一般式(7)に示されるエステル化合物(A)を得る。
Figure 0007042691000015

Figure 0007042691000016
上記一般式(6)および上記一般式(7)におけるYならびにYにおいて用いられるa,b,c,d,およびeは上記一般式(1)に定義されるとおりである。上記一般式(7)におけるXはハロゲン元素である。
アルキレンジオール(α)の例として末端に水酸基を有するポリオレフィンが挙げられ、具体例として、末端水酸基水添ポリブタジエン「GI-1000」(数平均分子量:約1500)、「GI-2000」(数平均分子量:約2000)、「GI-3000」(数平均分子量:約3000)(以上日本曹達社製)、「ポリテールH」(三菱ケミカル社製、数平均分子量:約2000);末端水酸基水添ポリイソプレン(出光興産社製、数平均分子量:約2000~2500)などが挙げられる。
ハロメチル芳香族酸ハライド(β)の具体例として、4-(クロロメチル)ベンゾイルクロリド、3-(クロロメチル)ベンゾイルクロリドなどが挙げられる。
原料物質であるアルキレンジオール(α)およびハロメチル芳香族酸ハライド(β)を、トルエンなどの双方を溶解可能な溶媒に溶解して、反応液を撹拌しながら70℃から130℃の範囲で加熱保持することにより、原料物質の脱塩化水素反応を進行させることができる。双方の原料物質の当量比(α/β)は0.8/1から1.2/1の範囲で設定することが好ましく、1/1に近いことがより好ましい。加熱保持時間は反応が適切に終了するように設定すればよく、限定されない例示として、5時間から20時間が挙げられる。
反応の際に、塩基性化合物を添加しなくてもよいが、必要に応じて、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウムなどのアルカリ化合物を塩基として用いることもできる。
第2ステップでは、第1ステップで得られた上記一般式(7)に示されるエステル化合物(A)と、下記一般式(8)に示される2官能フェノール類(B)と、下記一般式(9)に示されるビニルベンジルハライド化合物(C)とを反応させて、ビニルベンジルエーテル樹脂(a)を得る。
Figure 0007042691000017
上記一般式(8)におけるRならびにmおよびlは上記一般式(1)に定義されるとおりである。2官能フェノール類(B)の具体例として、下記一般式(8-1)に示されるポリフェニレンエーテルオリゴマー(SABICイノベーティブプラスチックス社製「NORYL PPO SA90」、数平均分子量:約1700)、下記一般式(8-2)に示されるポリフェニレンエーテルオリゴマー(三菱ガス化学社製「OPE1000」、数平均分子量:約900~約1000)などが挙げられる。
Figure 0007042691000018

Figure 0007042691000019
上記一般式(8-1)におけるmおよびlはそれぞれ0以上の整数であり、m+lは2以上30以下である。上記一般式(8-2)におけるpおよびqはそれぞれ1以上の整数であり、p+qは15以下である。上記のようにポリフェニレンエーテルオリゴマーの主鎖を構成するフェニル基に複数のメチル基が設けられていることにより、2官能フェノール類(B)は主鎖方向を回転軸とする回転が生じにくい。それゆえ、2官能フェノール類(B)のフェノール残基を骨格内に有するビニルベンジルエーテル樹脂(a)を含む硬化性樹脂組成物の硬化物は耐熱性(耐熱分解性)に優れる。
Figure 0007042691000020
上記一般式(9)におけるRからRは上記一般式(1)に定義されるとおりであり、Xはハロゲン元素である。ビニルベンジルハライド化合物(C)は、芳香核にビニル基およびハロゲン化メチル基が結合していればよく、ビニル基とハロゲン化メチル基との位置関係は限定されない。ビニルベンジルハライド化合物(C)の具体例として、p-ビニルベンジルクロライドとm-ビニルベンジルクロライドの約50/50の混合体(AGCセイミケミカル社製「CMS-P」)、p-ビニルベンジルクロライドとm-ビニルベンジルクロライドの約95/5の混合体(AGCセイミケミカル社製「CMS-14」)などが挙げられる。
エステル化合物(A)と2官能フェノール類(B)とビニルベンジルハライド化合物(C)との反応条件は例えば次のように設定することが好ましい。エステル化合物(A)は前述のとおり、アルキレンジオール(α)とハロメチル芳香族酸ハライド(β)との脱ハロゲン化水素反応により得られる。反応生成物に対して原料のハロメチル芳香族酸ハライド(β)と当量程度のアルカリを用いて中和し、中和後の反応液(エステル化合物(A)を含む。)と2官能フェノール類(B)とビニルベンジルハライド化合物(C)とを、アルカリ条件で、トルエンなどを溶媒として撹拌しながら加熱保持する。
2官能フェノール類(B)の仕込み量は、エステル化合物(A)の原料物質であるアルキレンジオール(α)に対する当量比(B/α)で、1.5/1~3/1の範囲とすることが好ましい場合があり、1.7/1~2.5/1の範囲とすることがより好ましい場合がある。また、ビニルベンジルハライド化合物(C)の仕込み量は、2官能フェノール(B)の当量からアルキレンジオール(α)の当量を引いた当量の0.95倍から1.10倍が好ましい。
反応温度は50℃から120℃の範囲が例示され、反応温度を60℃から95℃の範囲で適切に撹拌することが、ビニルベンジルエーテル樹脂(a)を含む硬化性樹脂組成物の硬化物の柔軟性を高める観点から好ましい。加熱保持時間は反応が適切に終了するように設定すればよく、限定されない例示として、5時間から40時間が挙げられる。所定の時間の加熱保持が終了したら、冷却・静置して、分液された水分を除去し、アルカリで中和して、再び冷却・静置して、水分を除去し、濃縮して溶媒を除去することにより、ビニルベンジルエーテル樹脂(a)が得られる。
本発明の一実施形態に係る硬化性樹脂組成物は、本発明の一実施形態に係るビニルベンジルエーテル樹脂(a)およびラジカル重合開始剤(b)を含有する。
ラジカル重合開始剤(b)は公知のものを使用することができる。具体例として、ベンゾイルパーオキサイド、クメンハイドロパーオキサイド、2,5-ジメチルヘキサン-2,5-ジハイドロパーオキサイド、2,5-ジメチル-2,5-ジ(t-ブチルパーオキシ)ヘキシン-3、ジ-t-ブチルパーオキサイド、t-ブチルクミルパーオキサイド、α,α’-ビス(t-ブチルパーオキシ-m-イソプロピル)ベンゼン、2,5-ジメチル-2,5-ジ(t-ブチルパーオキシ)ヘキサン、ジクミルパーオキサイド、ジ-t-ブチルパーオキシイソフタレート、t-ブチルパーオキシベンゾエート、2,2-ビス(t-ブチルパーオキシ)ブタン、2,2-ビス(t-ブチルパーオキシ)オクタン、2,5-ジメチル-2,5-ジ(ベンゾイルパーオキシ)ヘキサン、ジ(トリメチルシリル)パーオキサイド、トリメチルシリルトリフェニルシリルパーオキサイド等の過酸化物が挙げることができる。これらの物質は単独でも2種類以上を併用してもよい。
硬化性樹脂組成物におけるラジカル重合開始剤(b)の含有量は、硬化性樹脂組成物全体に対して、0.1質量%以上10質量%以下であることが、硬化性樹脂組成物の硬化反応を適切に進行させる観点や硬化物の物性、特に誘電特性および耐熱性を適切に確保する観点から好ましい。
本発明の一実施形態に係る熱硬化性樹脂組成物には、さらに必要に応じて、溶剤、カップリング剤、離型剤、着色剤、難燃剤、低応力剤、増粘剤などを添加、あるいは予め反応させて用いることができる。
本発明の一実施形態に係る硬化性樹脂組成物を例えば加熱することにより、硬化物を得ることができる。かかる本発明の一実施形態に係る硬化物は、ビニルベンジルエーテル樹脂(a)に由来するアルキル基やエステル基に基づく構造部位を有するため、本実施形態に係る硬化物は、誘電率が低い、誘電正接が低い、など誘電特性に優れる。また、ビニルベンジルエーテル樹脂(a)に由来するに基づく構造部位を有することは、硬化物が優れた柔軟性を有することにも寄与する。さらに、2官能フェノール類(B)に由来する芳香環に基づく構造部位を有するため、硬化物は耐熱分解性に優れる。
本発明の一実施形態に係る硬化性樹脂組成物を加熱により硬化させる場合には、その加熱温度は、その硬化物の組成に応じて適宜設定される。限定されない例示として、100~250℃の温度範囲で加熱することが挙げられる。
硬化のための具体的な作業は限定されない。例えば、本発明の一実施形態に係る熱硬化性樹脂組成物を必要に応じて溶媒で希釈し、得られた希釈溶液を基材に塗工して、加熱により乾燥、硬化させる。得られた硬化塗膜を基材から剥すことにより、本発明の一実施形態に係る硬化物(硬化物フィルム)を得ることができる。
本発明の一実施形態に係るシールド部材は、上記の本実施形態に係る硬化性樹脂組成物からなるマトリックスと、導電性材料からなる部材(導電部材)とを含有し、導電部材からなる粉体がマトリックス内に分散する複合構造が具体例となる。導電性材料は、アルミニウムなどの金属系材料であってもよいし、グラファイトなどの無機系導電性材料であってもよい。
本発明の一実施形態に係るシールド部材が含有する導電部材の含有量は適宜設定される。限定されない例として、導電部材の配合量を硬化性樹脂組成物全体の60質量%~90質量%とすることが挙げられる。
以上説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって、本発明を限定するために記載されたものではない。したがって、上記実施形態に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨である。
以下、実施例等により本発明をさらに具体的に説明するが、本発明の範囲はこれらの実施例等に限定されるものではない。
<GPC分析条件>
(1)使用機器:東ソー社製「HLC-8320 GPC」
(2)カラム:いずれも東ソー社製、「TSKgel superHZ4000」(1本)+「TSKgel superHZ3000」(1本)+「TSKgel superHZ2000」(2本)+「TSKgel superHZ1000」(1本)(各々6.0mm×15cmのカラムを接続)
(3)溶媒:テトラヒドロフラン
(4)流量:0.6ml/min
(5)温度:40℃
(6)検出器:示唆屈折率(RI)計(測定装置「HLC-8320 GPC」内蔵RI検出器)
(7)検量線用標準物質:東ソー社製 ポリスチレン
分子量 1.90×E5、9.64×E4、3.79×E4、1.81×E4、1.02×E4、2.63×E3、5.0×E2
(実施例1)
窒素ガス導入管、温度計、撹拌機を備えた四口の500mLフラスコに、末端水酸基含有水添ポリブタジエン(日本曹達社製「GI-3000」、水酸基価29.3mgKOH/g)57.4g、トルエン28.7gを仕込み、室温で溶解した。次いで、4-クロロメチルベンゾイルクロライド5.7g、トルエン6.1gを仕込み、100~110℃まで昇温して10時間反応させ、室温まで冷却した。反応の際に生成する塩化水素ガスは系外に追い出して、水酸化ナトリウム水溶液のトラップに吸収させた。さらに、ポリフェニレンエーテルオリゴマー(SABICイノベーティブプラスチックス社製「NORYL SA90」、水酸基当量792g/eq)53.5g、クロロメチルスチレン(AGCセイミケミカル社製「CMS-P」)5.9g、テトラn-ブチルアンモニウムブロマイド0.52g、トルエン186.8gを仕込み、室温で溶解させた。次いで、15%水酸化ナトリウム水溶液23.8gを仕込み、75℃に昇温して、その温度で20時間反応させ、室温まで冷却した。さらに20%リン酸二水素ナトリウム水溶液12.5gを仕込み中和した。次いで、純水でトルエン層を洗浄し、減圧下でトルエンを留去し濃縮した。固形分53.0%のビニルベンジルエーテル樹脂溶液(A-1)を179.6g得た。数平均分子量は6300であった。
(実施例2)
窒素ガス導入管、温度計、撹拌機を備えた四口の500mLフラスコに、末端水酸基含有水添ポリイソプレン(出光興産社製「エポール」、水酸基価52.2gKOH/g)43.0g、トルエン21.6gを仕込み、室温で溶解した。次いで、4-クロロメチルベンゾイルクロライド7.6g、トルエン8.3gを仕込み、100~110℃まで昇温して10時間反応させ、室温まで冷却した。反応の際に生成する塩化水素ガスは系外に追い出して、水酸化ナトリウム水溶液のトラップに吸収させた。さらに、ポリフェニレンエーテルオリゴマー(SABICイノベーティブプラスチックス社製「NORYL SA90」、水酸基当量792g/eq)63.4g、クロロメチルスチレン(AGCセイミケミカル社製「CMS-P」)6.3g、テトラn-ブチルアンモニウムブロマイド0.52g、トルエン186.6gを仕込み、室温で溶解させた。次いで、15%水酸化ナトリウム水溶液28.3gを仕込み、75℃に昇温して、その温度で20時間反応させ、室温まで冷却した。さらに20%リン酸二水素ナトリウム水溶液14.7gを仕込み中和した。次いで、純水でトルエン層を洗浄し、減圧下でトルエンを留去し濃縮した。固形分35.2%のビニルベンジルエーテル樹脂溶液(A-2)を258.8g得た。数平均分子量は7400であった。
(実施例3)
窒素ガス導入管、温度計、撹拌機を備えた四口の500mLフラスコに、末端水酸基含有水添ポリブタジエン(日本曹達社製「GI-2000」、水酸基価49.1gKOH/g)40.1g、トルエン20.0gを仕込み、室温で溶解した。次いで、4-クロロメチルベンゾイルクロライド6.7g、トルエン7.2gを仕込み、100~110℃まで昇温して10時間反応させ、室温まで冷却した。反応の際に生成する塩化水素ガスは系外に追い出して、水酸化ナトリウム水溶液のトラップに吸収させた。さらに、ポリフェニレンエーテルオリゴマー(三菱ガス化学社製「OPE1000」、水酸基当量435g/eq、固形分49.2%のトルエン溶液)69.6g、クロロメチルスチレン(AGCセイミケミカル社製「CMS-P」)6.9g、テトラn-ブチルアンモニウムブロマイド0.38g、トルエン93.4gを仕込み、室温で溶解させた。次いで、15%水酸化ナトリウム水溶液27.7gを仕込み、75℃に昇温して、その温度で20時間反応させ、室温まで冷却した。さらに20%リン酸二水素ナトリウム水溶液14.4gを仕込み中和した。次いで、純水でトルエン層を洗浄し、減圧下でトルエンを留去し濃縮した。固形分65.7%のビニルベンジルエーテル樹脂溶液(A-3)を118.7g得た。数平均分子量は2800であった。
(比較例1)
窒素ガス導入管、温度計、撹拌機を備えた四口の1Lフラスコに、ダイマージオール(クローダジャパン社製「プリポール2033」、水酸基価211mgKOH/g)53.2g、トルエン91.4gを仕込み、室温で溶解した。次いで、4-クロロメチルベンゾイルクロライド38.2gを仕込み、100~110℃まで昇温して10時間反応させ、室温まで冷却した。反応の際に生成する塩化水素ガスは系外に追い出して、水酸化ナトリウム水溶液のトラップに吸収させた。さらに、α,α'-ビス(4-ヒドロキシ-3,5-ジメチルフェニル)-1,4-ジイソプロピルベンゼン(水酸基当量201g/eq)80.5g、クロロメチルスチレン(AGCセイミケミカル社製「CMS-P」)30.5g、テトラn-ブチルアンモニウムブロマイド0.59g、トルエン111.0gを仕込み、室温で溶解させた。次いで、15%水酸化ナトリウム水溶液139.4gを仕込み、75℃に昇温して、その温度で20時間反応させ、室温まで冷却した。さらに20%リン酸二水素ナトリウム水溶液72.4gを仕込み中和した。次いで、純水でトルエン層を洗浄し、減圧下でトルエンを留去し濃縮した。固形分63.6%のビニルベンジルエーテル樹脂溶液(A-4)を234.0g得た。数平均分子量は1900であった。
(比較例2)
窒素ガス導入管、温度計、撹拌機を備えた四口の500mLフラスコに、ポリフェニレンエーテルオリゴマー(SABICイノベーティブプラスチックス社製「NORYL SA90」、水酸基当量792g/eq)79.2g、クロロメチルスチレン(AGCセイミケミカル社製「CMS-P」)15.4g、テトラn-ブチルアンモニウムブロマイド0.39g、トルエン212.4gを仕込み、室温で溶解させた。次いで、15%水酸化ナトリウム水溶液35.2gを仕込み、75℃に昇温して、その温度で20時間反応させ、室温まで冷却した。さらに20%リン酸二水素ナトリウム水溶液18.3gを仕込み中和した。次いで、純水でトルエン層を洗浄し、減圧下でトルエンを留去し濃縮した。固形分51.2%のビニルベンジルエーテル樹脂溶液(A-5)を175.8g得た。数平均分子量は1800であった。
(実施例4~6、比較例3、4)
実施例1~3および比較例1および2において作製した各ビニルベンジルエーテル樹脂溶液(A-1~A-5)を固形分として15質量部に対しジクミルパーオキサイド(DCP)0.15質量部を混合・溶解し、樹脂組成物ワニスを作製した。さらに、銅箔光沢面に樹脂組成物ワニスを塗工し、80℃で5分間乾燥し、実施例4~6および比較例3は170℃にて1時間真空下で硬化させた。比較例4は230℃にて2時間真空化で硬化させた。硬化後、銅箔から引き剥がして膜厚約100μmの硬化物フィルム(硬化物)を得た。
(耐熱分解性の測定)
実施例4~6および比較例3、4で得られた硬化物フィルムを、測定容器に入る大きさにカット(切り出)して耐熱分解性のサンプルとした。以下の条件にてサンプルの重量が1%したときの温度(1%重量減少温度)および5%減少したときの温度(5%重量減少温度)を測定し、この温度により耐熱分解性を評価した。
測定機器:日立ハイテクサイエンス社製 熱機械分析装置「TG/DTA7220」
雰囲気:空気中
測定温度:25~450℃
昇温速度:10℃/分
(機械特性の評価)
実施例4~6および比較例3,4で得られた硬化物フィルムを、所定の大きさにカット(切り出)して柔軟性評価のサンプルとした。以下の条件にてサンプルの機械特性を測定した。
測定機器:島津製作所社製万能試験機「オートグラフAG-Xplus」
サンプル寸法:幅10mm×長さ(掴み具間距離)100mm×厚さ0.1mm(100μm)
測定項目:引張弾性率(単位:GPa)、引張強度(単位:MPa)、伸び率(単位:%)いずれも5回の測定の平均値
(誘電特性の評価)
実施例4~6および比較例3、4で得られた硬化物フィルムで得られた硬化物フィルムを所定の大きさに切り出して、測定用のサンプルとした。下記の測定機器を用いて、以下の条件にてサンプルの誘電特性を測定した。
測定機器:キーサイトテクノロジー社製ネットワークアナライザー「E5071C」
関東電子応用開発社製摂動法空洞共振器「CP-521」
周波数:5.8GHz
サンプル寸法:幅2mm×長さ70mm×厚さ0.1mm(100μm)
評価結果を表1に示す。
Figure 0007042691000021
表1に示されるように、分子量1000以上のアルキレン基と分子量500以上の2官能フェノールで構成させるビニルベンジルエーテル樹脂を硬化させた実施例4~6において、誘電特性および柔軟性に優れることが判る。分子量1000未満の脂肪族構造および分子量500未満の2官能フェノールで構成される比較例3は誘電特性および柔軟性に劣ることが判る。アルキレン基で変性されていない比較例4は、耐熱性(5%重量減少温度)は高いものの、柔軟性が全くなく誘電特性も劣る。

Claims (8)

  1. 下記一般式(1)に示されるビニルベンジルエーテル樹脂。
    Figure 0007042691000022

    (上記一般式(1)中、Aは下記一般式(2)で示されるビニルベンジル基であり、Zは下記一般式(3)で示される2官能フェノール類の残基であり、Yは下記一般式(4)で示されるアルキレン基であり、平均繰り返し数nは0.3以上2.0以下である。)
    Figure 0007042691000023

    (上記一般式(2)中、RからRは同一または異なってもよく、水素またはメチル基である。)
    Figure 0007042691000024

    (上記一般式(3)中、Rは直接結合、-CH-、-CH(CH)-、-C(CH-、または下記式(5)であり、mおよびlはそれぞれ0以上の整数であり、m+lは2以上30以下である。)
    Figure 0007042691000025

    (上記一般式(4)中、RおよびR11はいずれも-CH-CH-であり、Rは-CH-CH-CH-CH-であり、Rは-CH-CH(C)-であり、R10は-CH-CH(CH)-CH-CH-であり、aおよびeはそれぞれ0または1であり、b,c,およびdはそれぞれ0以上100以下の整数であり、a+b+c+d+eは1以上である。)
    Figure 0007042691000026
  2. 数平均分子量が2000以上10000以下である、請求項1に記載のビニルベンジルエーテル樹脂。
  3. 前記一般式(4)で示されるアルキル基の数平均分子量が1000以上4000以下である、請求項2に記載のビニルベンジルエーテル樹脂。
  4. 前記一般式(3)で示される2官能フェノール類の残基の数平均分子量が500以上2500以下である、請求項2および3に記載のビニルベンジルエーテル樹脂。
  5. 請求項1から4のいずれかに記載されるビニルベンジルエーテル樹脂と、ラジカル重合開始剤とを含有する硬化性樹脂組成物。
  6. 請求項5に記載される硬化性樹脂組成物の硬化物。
  7. 請求項6に記載される硬化物を含むシールド部材。
  8. 下記一般式(6)に示されるアルキレンジオールと、ハロメチル芳香族酸ハライドとを反応させて、下記一般式(7)に示されるエステル化合物を得る第1ステップと、
    前記第1ステップで得られた前記エステル化合物と、下記一般式(8)に示される2官能フェノール類と、下記一般式(9)に示されるビニルベンジルハライド化合物とを反応させて、請求項1に記載されるビニルベンジルエーテル樹脂を得る第2ステップと
    を備えることを特徴とするビニルベンジルエーテル樹脂の製造方法。
    Figure 0007042691000027

    (上記一般式(6)におけるYは請求項1に定義されるとおりである。)
    Figure 0007042691000028

    (上記一般式(7)におけるXはハロゲン元素であり、Yは請求項1に定義されるとおりである。)
    Figure 0007042691000029

    (上記一般式(8)におけるRならびにmおよびlは請求項1に定義されるとおりである。)
    Figure 0007042691000030

    (上記一般式(9)におけるRからRは請求項1に定義されるとおりであり、Xはハロゲン元素である。)
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