JPH0344567B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

〔産業上の利用分野〕 本発明は改質ポリシアノアリールエーテルの製
造方法に関するものである。さらに詳しくいえ
ば、本発明は、主原料としてジハロゲノベンゾニ
トリルとレゾルシノールを用い、電気・電子機器
や機械部品などの素材として好適な、機械的強
度、特に引張強度および耐衝撃強度に優れたポリ
シアノアリールエーテルを効果的に製造する方法
に関するものである。 〔従来の技術〕 従来、優れた機械特性および熱特性を有するポ
リマーとして、式 で示されるポリアリールエーテルケトンが知られ
ている。 しかしながら、このポリアリールエーテルケト
ンは、従来フツ化水素酸溶媒中において、三フツ
化ホウ素触媒の存在下、４−フエノキシベンゾイ
ルクロリドを重合させることによつて得られてい
るように、製造が困難である上に、高価で有害か
つ極めて取り扱いにくいフツ化水素酸を用いなけ
ればならないという問題があつた。 したがつて、フツ化水素酸を使用しないでポリ
アリールエーテルケトンを製造する他の方法の開
発や、このポリアリールエーテルケトンの特性に
匹敵する特性をもつ他のポリマー、例えばポリシ
アノアリールエーテルなどの開発が試みられてい
る。 このポリシアノアリールエーテルとしては、こ
れまで種々の構造のものが開発されており、例え
ば双極性中性溶媒中において、ジニトロベンゾニ
トリルとシヒドロキシ芳香族化合物のアルカリ金
属塩とを、またはこれらとジハロゲノ芳香族化合
物とを反応させてなるもの（特開昭47−14270号
公報）、あるいは特定の溶媒中において、ｐ−位
に２個の水酸基をもつジヒドロキシ芳香族化合物
と２個のハロゲン原子やニトロ基を有するベンゾ
ニトリルとを、アルカリ金属炭酸塩の存在下に反
応させてなるもの（特開昭59−206433号公報）な
どが開示されている。 このようなポリシアノアリールエーテルは、容
易に製造しうる上に、機械特性や熱特性が良好で
あることから、注目されているポリマーである。 ところが、ジハロゲノベンゾニトリルとレゾル
シノールとから得られるポリマーはこれまで知ら
れていなかつた。 そこで、本発明者らは研究を重ね、先にジハロ
ゲノベンゾニトリルとレゾルシノールとからポリ
シアノアリールエーテルを製造することに成功し
たが、この重合体は、従来公知のポリシアノアリ
ールエーテルに比べて、結晶化速度が極めて早
く、成形材料としては有用ではあるものの、引張
強度や耐衝撃強度については必ずしも満足しうる
ものではなかつた。 〔発明が解決しようとする問題点〕 本発明の目的は、このような事情のもとで、ジ
ハロゲノベンゾニトリルとレゾルシノールとか
ら、機械的強度、特に引張強度および耐衝撃強度
に優れたポリシアノアリールエーテルを提供する
ことにある。 〔問題点を解決するための手段〕 本発明者らは、前記の優れた特性を有するポリ
シアノアリールエーテルを開発するために鋭意研
究を重ねた結果、原料としてジハロゲノベンゾニ
トリルとレゾルシノールとを用いてまずオリゴマ
ーを生成させ、次いでこれに特定の多官能性化合
物を添加して重合させることにより、その目的を
達成しうることを見出し、この知見に基づいて本
発明を完成するに至つた。 すなわち、本発明は、溶媒中において、ジハロ
ゲノベンゾニトリルとレゾルシノールのアルカリ
金属塩とを反応させてまずオリゴマーを生成し、
次いでこれに塩化シアヌル、塩素原子又は臭素原
子を３個以上有するアルキルハライド及び電子吸
引性置換基をもつ芳香環に塩素原子又はフツ素原
子を３個以上有するハロゲノ芳香族化合物から選
ばれるレゾルシノールの水酸基に対して反応性を
有する多官能性化合物或いはジハロゲノベンゾニ
トリルのハロゲン原子に対して反応性を有する水
酸基を３個以上有する化合物から選ばれるジハロ
ゲノベンゾニトリルのハロゲン原子に対して反応
性を有する多官能性化合物を添加して重合反応を
行うに際し、多官能性化合物がレゾルシノールの
水酸基に対して反応性を有するものである場合は
レゾルシノール１モルに対し、ジハロゲノベンゾ
ニトリルを0.95モル以上１モル未満の割合で反応
させ、多官能性化合物がジハロゲノベンゾニトリ
ルのハロゲン原子に対して反応性を有するもので
ある場合はレゾルシノール１モルに対し、ジハロ
ゲノベンゾニトリルを１モルより多く1.05モル以
下の割合で用いることを特徴とする改質ポリシア
ノアリールエーテルの製造方法を提供するもので
ある。 本発明方法において、一方の原料として用いら
れるジハロゲノベンゾニトリルは、一般式 （式中のX₁およびX₂はそれぞれハロゲン原子
であり、それらは同じであつてもよいし、互いに
異なつていてもよい） で示される化合物であり、X₁，X₂としては塩素
原子およびフツ素原子が好ましい。 このジハロゲノベンゾニトリルの具体例として
は、２，６−ジクロロベンゾニトリル、２，４−
ジクロロベンゾニトリル、２，６−ジフルオロベ
ンゾニトリル、２，４−ジフルオロベンゾニトリ
ル、２−クロロ−６−フルオロベンゾニトリル、
２−クロロ−４−フルオロベンゾニトリル、２−
フルオロ−４−クロロベンゾニトリルなどが好ま
しく挙げられるが、特に２，６−ジクロロベンゾ
ニトリルが好適である。 本発明において用いられる溶媒としては、例え
ばＮ−メチルピロリドン、Ｎ−エチルピロリド
ン、ジメチルホルムアミド、ジエチルホルムアミ
ド、ジメチルアセトアミド、ジエチルアセトアミ
ド、ジメチルイミダゾリジノン、ジメチルスルホ
キシド、ヘキサメチルホスホルアミドなどの中性
極性溶媒が好ましい。また反応中に水が生成する
場合には、この生成を系外に除去することが望ま
しいので、水と共沸体を形成しうるもの、例えば
ベンゼン、トルエン、キシレン、エチルベンゼ
ン、クロロベンゼン、ジクロロベンゼンなどの芳
香族炭化水素を前記の中性極性溶媒に添加するこ
とが好ましい。 本発明方法においては、前記溶媒中において、
該ジハロゲノベンゾニトリルとレゾルシノールの
アルカリ金属塩と反応させて、まずオリゴマーを
生成させる。 前記レゾルシノールのアルカリ金属塩は、溶媒
中においてリチウム、ナトリウム、カリウム、ル
ビジウム、セシウムなどのアルカリ金属の水酸化
物、炭酸塩、炭酸水素塩などの少なくとも１種と
レゾルシノールとを化学量論的な割合で反応させ
ることによつて製造することができる。前記のア
ルカリ金属化合物の中では、ナトリウムおよびカ
リウムの水酸化物、炭酸塩、炭酸水素塩が好適で
ある。 このようにして得られたレゾルシノールのアル
カリ金属塩は単離して重合反応の原料として用い
てもよいし、溶媒として重合反応に使用する溶媒
を用いて、金属塩を得、これを単離せずにそのま
ま重合反応に使用してもよい。 また、レゾルシノールのアルカリ金属塩を形成
しうるアルカリ金属化合物の存在下、該ジハロゲ
ノベンゾニトリルとレゾルシノールとを反応させ
て反応時にレゾルシノールのアルカリ金属塩を生
成させ、ジハロゲノベンゾニトリルと反応させて
もよい。 レゾルシノールのアルカリ金属塩を形成しうる
アルカリ金属化合物として、前記の化合物を挙げ
ることができるが、特にナトリウムおよびカリウ
ムの水酸化物、炭酸塩、炭酸水素塩が好適であ
る。これらのアルカリ金属化合物はそれぞれ単独
で用いてもよいし、２種以上組み合わせて用いて
もよく、また、レゾルシノールに対して少なくと
も化学量論的な割合で用いることが好ましい。 オリゴマーを生成させるための反応条件につい
ては、反応温度は150〜350℃、好ましくは170〜
320℃の範囲で選ばれ、反応時間は反応温度やそ
の他の条件によつて左右されるが、通常10分〜３
時間、好ましくは30分〜２時間の範囲である。ま
た、溶媒は、生成したオリゴマーの濃度が溶媒
100mlに対し５〜30ｇの範囲になるような割合で
用いることが好ましい このようにして得られたオリゴマーは、通常ｐ
−クロロフエノールを溶媒とする00.2ｇ／dl濃度
の溶液の温度60℃における還元粘度〔ηsp／ｃ〕
が0.3〜0.5dl／ｇの範囲にある。 本発明方法においては、次にこのオリゴマーに
対し、多官能性化合物を添加して高分子化反応を
行う。該多官能性化合物には、レゾルシノールの
水酸基に対して反応性を有する官能性を３個以上
有する化合物およびジハロゲノベンゾニトリルの
ハロゲン原子に対して反応性を有する官能基を３
個以上有する化合物があり、前者の多官能性化合
物としては、塩化シアヌル、塩素原子又は臭素原
子を３個以上有するアルキルハライド、ペンタフ
ルオロベンゾニトリルなどの電子吸引性置換基を
もつ芳香環に塩素原子又はフツ素原子を３個以上
有するハロゲノ芳香族化合物がある。 一方後者の多官能性化合物としては、フロログ
ルシノール、ピロガロールなどのフエノール性水
酸基を３個以上有する化合物がある。このような
フエノール性水酸基を有する多官能性化合物はア
ルカリ塩の形で用いてもよいし、遊離の形で用い
てもよいが、この場合には、反応系に、前記のア
ルカリ金属化合物が、該多官能性化合物に対して
少なくとも化学量論的な量存在していることが望
ましい。 多官能性化合物として、前者のレゾルシノール
と反応しうる化合物を用いる場合には、レゾルシ
ノール１モルに対し、ジハロゲノベンゾニトリル
0.95モル以上１モル未満の割合で用い、かつ該多
官能性化合物を、 多官能性化合物の使用量（モル） ＝（１−Ａ／Ｂ）×２／Ｃ （Ａ：ジハロゲノベンゾニトリルのモル数 Ｂ：レゾルシノールのモル数 Ｃ：多官能性化合物の官能基数） により計算される量を目安として用いることが望
ましい。 レゾルシノールとジハロゲノベンゾニトリルの
配合割合が前記範囲を逸脱すると得られる重合体
の結晶性が悪くなる。 一方、多官能性化合物として、後者のジハロゲ
ノベンゾニトリルと反応しうる化合物を用いる場
合には、レゾルシノール１モルに対して、ジハロ
ゲノベンゾニトリルを１モルより多く1.05モル以
下の割合で用い、かつ該多官能性化合物を、式 多官能性化合物の使用量（モル） ＝（Ａ／Ｂ−１）×２／Ｃ （Ａ、ＢおよびＣは前記と同じ意味をもつ） により計算される量を目安として用いることが望
ましい。 この高分子化反応の条件については、反応温度
は180〜350℃、好ましくは200〜320℃の範囲で選
ばれ、反応時間は反応温度やその他の条件によつ
て左右されるが、通常１分〜３時間、好ましくは
５分〜２時間の範囲である。 オリゴマー生成反応オリゴマー高分子量化反応
は、窒素やアルゴンなどの不活性ガス雰囲気下で
行うことが好ましく、また反応圧力については特
に制限がなく、減圧、大気圧、加圧のいずれでも
よいが、通常大気圧下で反応が行われる。 また、該アルカル金属化合物の存在下に反応を
行う方法においては、反応中に水が生成するが、
この生成水は反応をスムースに進行させるため
に、系外へ除去することが望ましい。除去方法と
しては、例えば反応溶媒中に、前記したような水
と共沸体を形成しうる化合物を添加して反応を行
い、該生成水を共沸体として除去する方法が好ま
しく用いられる。 生成した重合体は、凝析、固化、粒状化、抽
出、溶媒留去など、通常用いられている方法に従
つて回収することができる。 このようにして得られた重合体は、通常ｐ−ク
ロロフエノールを溶媒とする0.2ｇ／dl濃度溶液
の温度60℃における還元粘度〔ηsp／ｃ〕が
0.6dl／ｇ以上の、機械的強度、特に引張強度お
よび耐衝撃強度に優れたものである。 〔実施例〕 次に実施例によつて本発明をさらに詳細に説明
するが、本発明はこれらの例によつてなんら限定
されるものではない。 実施例 １ 内容積１のセパラブルフラスコに、２，６−
ジクロロベンゾニトリル47.55ｇ（276.4ミリモ
ル）、レゾルシノール30.828ｇ（280.0ミリモル）、
炭酸カリウム40.632ｇ（294.0ミリモル）、溶媒と
してＮ−メチルピロリドン400mlとトルエン
200mlを入れ、室温において１時間アルゴンガス
で脱気した。次いで40分間を要して195℃まで昇
温し、195℃で１時間反応させた。反応によつて
生成した水は、トルエンとの共沸により系外へ除
去した。 この結果、ｐ−クロロフエノールを溶媒とする
0.2ｇ／dl濃度溶液の60℃において測定（以下同
様）した還元粘度〔ηsp／ｃ〕が0.45dl／ｇのオ
リゴマーを得た。 次に、多官能性化合物としてペンタフルオロベ
ンゾニトリル772mg（4.0ミリモル）をＮ−メチル
ピロリドン3ml溶解させた溶液を加え、195℃に
おいて１時間重合反応を行つた。反応終了後、室
温に冷却して、生成重合体をワーニング社製ブレ
ンダーで粉砕し、シユウ酸500mgを含む水１で
１回、水１で３回、さらにメタノール１で１
回洗浄したのち、乾燥した。 この結果、重合体54ｇ（収率94％）を得た。こ
の重合体の還元粘度〔ηsp／ｃ〕は1.10dl／ｇで
あつた。この重合体の性質を別表に示す。 実施例 ２ 実施例１と同じ反応容器に、２，６−ジクロロ
ベンゾニトリル11.978ｇ（69.6ミリモル）、レゾ
ルシノール7.707ｇ（70.0ミリモル）、炭酸カリウ
ム10.158ｇ（73.5ミリモル）および炭酸リチウム
2.6ｇ（35ミリモル）、溶媒としてＮ−メチルピロ
リドン100mlとトルエン50mlを仕込み、実施例１
と同様にして還元粘度0.38dl／ｇのオリゴマーを
得た。 次に、このオリゴマー溶液にペンタフルオロベ
ンゾニトリル135mg（0.699ミリモル）を加えて、
195℃で１時間重合反応を行い、後処理すること
によつて、重合体14.0ｇ（収率96％）を得た。 この重合体の還元粘度〔ηsp／ｃ〕は1.21dl／
ｇであつた。重合体の性質を別表に示す。 実施例 ３ 実施例１におい、２，６−ジクロロベンゾニト
リルの使用量を47.33ｇ（275.2ミリモル）とし、
かつペンタフルオロベンゾニトリルの使用量を
0.972ｇ（5.0ミリモル）とした以外は、実施例１
と全く同様にして重合体を得た。重合体の収量は
55ｇ（収率96％）であり、還元粘度〔ηsp／ｃ〕
は1.63dl／ｇであつた。この重合体の性質を別表
に示す。 実施例 ４ 実施例１において、多官能性化合物として、塩
化シアヌル737mg（4.0ミリモル）を用いた以外
は、実施例１と全く同様にして重合体を得た。重
合体の収量は53ｇ／（収率93％）であり、還元粘
度〔ηsp／ｃ〕は0.95dl／ｇであつた。この重合
体の性質を別表に示す。 比較例 実施例１において、２，６−ジクロロベンゾニ
トリルの使用量を12.161ｇ（70.7ミリモル）、レ
ゾルシノールの使用量を7.707ｇ（70.0ミリモ
ル）、炭酸カリウムの使用量を10.158ｇ（73.5ミ
リモル）とし、かつオリゴマー生成段階で多官能
性化合物を添加しなかつた以外は、実施例１と同
様にして重合体を得た。重合体の収量は13.7ｇ
（収率94％）であり、還元粘度〔ηsp／ｃ〕は
0.58dl／ｇであつた。この重合体の性質を別表に
示す。

〔発明の効果〕

本発明方法によると、２，６−ジハロゲノベン
ゾニトリルおよびレゾルシノールを主原料とし
て、機械的強度、特に引張強度および耐衝撃強度
に優れたポリシアノアリールエーテルを容易に製
造することができる。 このポリシアノアリールエーテルは、例えば電
気、電子機器や機械部品などの素材として好適に
用いられる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 溶媒中において、ジハロゲノベンゾニトリル
   とレゾルシノールのアルカリ金属塩とを反応させ
   てまずオリゴマーを生成し、次いでこれに塩化シ
   アヌル、塩素原子又は臭素原子を３個以上有する
   アルキルハライド及び電子吸引性置換基をもつ芳
   香環に塩素原子又はフツ素原子を３個以上有する
   ハロゲノ芳香族化合物から選ばれるレゾルシノー
   ルの水酸基に対して反応性を有する多官能性化合
   物或いはジハロゲノベンゾニトリルのハロゲン原
   子に対して反応性を有する水酸基を３個以上有す
   る化合物から選ばれるジハロゲノベンゾニトリル
   のハロゲン原子に対して反応性を有する多官能性
   化合物を添加して重合反応を行うに際し、多官能
   性化合物がレゾルシノールの水酸基に対して反応
   性を有するものである場合はレゾルシノール１モ
   ルに対し、ジハロゲノベンゾニトリルを0.95モル
   以上１モル未満の割合で反応させ、多官能性化合
   物がジハロゲノベンゾニトリルのハロゲン原子に
   対して反応性を有するものである場合はレゾルシ
   ノール１モルに対し、ジハロゲノベンゾニトリル
   を１モルより多く1.05モル以下の割合で用いるこ
   とを特徴とする改質ポリシアノアリールエーテル
   の製造方法。 ２ レゾルシノールの水酸基に対して反応を有す
   る多官能性化合物がペンタフルオロベンゾニトリ
   ルである特許請求の範囲第１項記載の改質ポリシ
   アノアリールエーテルの製造方法。 ３ レゾルシノールの水酸基に対して反応を有す
   る多官能性化合物が塩化シアヌルである特許請求
   の範囲第１項記載の改質ポリシアノアリールエー
   テルの製造方法。