JPH05179132A - ポリマー組成物およびその製法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】優れた機械的特性、電気的特性等を有する相溶
性の良好なポリマー組成物とその製造法を提供する。 【構成】一般式Ａのポリエーテルイミド、一般式Ｂのポ
リフェニレンエーテル、および一般式Ｃのジビニル系化
合物が緊密に混合されているポリマー組成物であり、こ
れらを加熱溶融して製造する。 【化１】

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ＩＣ基盤、プリント配
線基板等の電気絶縁材料として好適に利用することがで
きる優れた耐熱性、電気絶縁性、誘電特性等を有するポ
リマー組成物およびその製法に関する。

【０００２】

【技術背景】ポリエーテルイミドは、耐熱性、電気絶縁
性、機械的特性等において優れた性質を有することか
ら、エンジニアリングプラスチックとして多くの用途に
利用されている。さらに、その優れた耐熱性、電気絶縁
性により、ＩＣ基盤、プリント配線基板等の電気絶縁材
料として利用されている例も多い。

【０００３】しかしながら、ポリエーテルイミドのよう
な縮合系の芳香族系耐熱性高分子においては、一般にそ
の誘電率が比較的高いため、高密度・多層集積、あるい
は高速度・高周波回路用の絶縁材料としては、その性能
に限界がある。

【０００４】一方、ポリフェニレンエーテルは、機械的
強度、成形加工性および耐熱性には劣るが、誘電率が低
く、電気的特性は比較的優れている。

【０００５】これら性質の異なる２種、もしくはそれ以
上のポリマーをブレンドすることにより、それぞれのポ
リマーの特性を合わせ持ったポリマーブレンドの設計が
盛んに行われているが、多くのポリマーは非相溶系であ
り、非相溶系ポリマーブレンドの場合、特性、特に機械
的特性において問題があった。

【０００６】従来、上記したような特性を有するポリエ
ーテルイミドに、上記したような特性を有するポリフェ
ニレンエーテルを加熱溶融混合したポリマーブレンド
は、知られている。しかし、このポリマーブレンドは、
相溶性の面で問題があり、機械的特性も満足するもので
はなかった。

【０００７】

【発明の目的】本発明は、上記のポリエーテルイミドと
ポリフェニレンエーテルとのポリマーブレンドにおける
相溶性の問題を解決し、耐熱性や機械的性質等に優れる
とともに、電気絶縁性や誘電特性等にも優れたポリマー
ブレンド（組成物）と、その製造法とを提供することを
目的とする。

【０００８】

【目的を達成するための手段】本発明者らは、上記課題
を解決するため、鋭意検討した結果、耐熱性や機械的強
度等に優れたポリエーテルイミドと、比較的低い誘電率
を有する電気的特性に優れたポリフェニレンエーテルと
を、第３成分とも言えるジビニル系化合物とともにブレ
ンドしたところ、ポリエーテルイミドとポリフェニレン
エーテルとが本来有している優れた耐熱性、機械的性
質、電気絶縁性、誘電特性、成形性等をそのまま保持
し、しかも相溶性に優れたポリマー組成物が得られるこ
とを見い出し、本発明のポリマー組成物とその製法とを
提案するに至った。

【０００９】すなわち、本発明のポリマー組成物は、一
般式Ａで表されるポリエーテルイミド、一般式Ｂで表さ
れるポリフェニレンエーテル、および一般式Ｃで表され
るジビニル系化合物を緊密に混合してなるものであるこ
とを特徴とする。

【００１０】

【化４】

【００１１】

【化５】

【００１２】

【化６】

【００１３】また、本発明のポリマー組成物の製法は、
上記一般式Ａで表されるポリエーテルイミドと、上記一
般式Ｂで表されるポリフェニレンエーテルと、上記一般
式Ｃで表されるジビニル系化合物を加熱溶融混合させる
ことを特徴とする。

【００１４】本発明のポリマー組成物に使用される一般
式Ａのポリエーテルイミドの性能、ポリエーテルイミド
の製造、あるいはコスト等の面で好ましい具体例として
は、次の構造式で示されるものが挙げられる。

【００１５】

【化７】

【００１６】また、一般式Ｂのポリフェニレンエーテル
の性能、ポリフェニレンエーテルの製造、あるいはコス
ト等の面で好ましい具体例として、次の構造式で示され
るものが挙げられる。

【００１７】

【化８】

【００１８】さらに、一般式Ｃのジビニル系化合物の性
能、製造、コスト等の面で好ましい具体例として、化９
の構造式で示される２，６−ナフタレンジカルボン酸ジ
アリル、化１０の構造式で示される２，６−ナフタレン
ジメタクリレート等が挙げられる。

【００１９】

【化９】

【００２０】

【化１０】

【００２１】本発明をさらに詳しく説明すると、前述の
構造式を含め一般式Ａで表されるポリエーテルイミド約
１〜９８．９重量部、好ましくは約５〜９５重量部と、
前述の構造式を含め一般式Ｂで表されるポリフェニレン
エーテル約１〜９８．９重量部、好ましくは約５〜９５
重量部、および前述の構造式等で表されるジビニル系化
合物約０．１〜５０重量部、好ましくは約１〜２０重量
部を、ブレンドすることによって得られるポリマー組成
物である。

【００２２】この組成物において、ポリエーテルイミド
の量が少ないと、機械的強度、成形加工性、耐熱性等は
低下するが、誘電率が低くなり、電気的特性は向上す
る。逆にポリエーテルイミドの量が多いと、機械的強
度、成形加工性、耐熱性等は向上するが、誘電率が高く
なり、電気的特性は劣化する。これに対し、ポリフェニ
レンエーテルの量が少ないと、機械的強度、成形加工
性、耐熱性等は向上するが、誘電率が高くなり、電気的
特性は劣化する。逆にポリフェニレンエーテルの量が多
いと、機械的強度、成形加工性、耐熱性等は低下する
が、誘電率が低くなり、電気的特性は向上する。

【００２３】このように、ポリエーテルイミドとポリフ
ェニレンエーテルは、相反する性質を有するため、これ
ら両者の混合比率を、上記した範囲内において、適宜調
節することにより、任意の誘電率や機械的強度等を有す
る本発明のポリマー組成物を得ることができる。

【００２４】そして、第３成分とも言うべきジビニル系
化合物の配合量は、少な過ぎると、相溶性が低下して、
機械的強度が低下してしまい、逆に多過ぎても、相溶性
が低下することがあるため、本発明のポリマー組成物で
は、上記した範囲とするものである。

【００２５】本発明のポリマー組成物は、上記３成分以
外の任意の成分、例えば、充填剤、熱安定化剤、難燃
剤、着色剤、補強剤等を添加することができる。

【００２６】本発明のポリマー組成物の製造法は、溶融
ブレンド法、溶液ブレンド法等を採用することができ
る。溶液ブレンド法は、低温でブレンドでき、複雑な設
備を必要としない反面、多量の溶媒を必要とし、しかも
工程が複雑で、収率が低い等の問題がある。それに対
し、溶融ブレンド法は、高温が必要で、押出機等の設備
が必要となるが、工程が単純で、ほぼ１００％の収率が
得られる等、生産性、経済性に優れるため、本発明のポ
リマー組成物の製造法は、溶融ブレンド法によることが
好ましい。

【００２７】上記したポリエーテルイミド、ポリフェニ
レンエーテルおよびジビニル系化合物の３つの成分は、
これら３つの成分を一度に混練してもよいが、任意の順
序組合せで混練することもできる。具体的に言えば、ポ
リエーテルイミドとジビニル系化合物を混練し、その後
ポリフェニレンエーテルを混練するか、ポリフェニレン
エーテルとジビニル系化合物を混練し、その後ポリエー
テルイミドを混練するか、あるいはポリエーテルイミド
とポリフェニレンエーテルを混練し、その後ジビニル系
化合物を混練するかである。このとき、上記の充填剤、
熱安定化剤、難燃剤、着色剤、補強剤等の任意成分は、
ポリエーテルイミド、ポリフェニレンエーテル、および
ジビニル系化合物と同時に混練してもよいが、上記の順
序組み合わせの任意の時点で混練することもできる。

【００２８】上記の成分をブレンドするのに使用される
混合機としては、加熱機能と混合機能を備えた従来の混
練ミキサーや一軸あるいは二軸のスクリュー押出機等を
挙げることができる。

【００２９】好ましいブレンド条件は、例えば、混練ミ
キサーを使用する場合においては、ローター回転数約１
０〜２００ｒｐｍ、好ましくは約３０〜１００ｒｐｍ、
ブレンド温度約２００〜４００℃、好ましくは約２５０
〜３５０℃、ブレンド時間約１〜６０分、好ましくは約
２〜１０分である。ローター回転数が約１０ｒｐｍ未満
であっても、約２００ｒｐｍを超えても、良好なブレン
ド物は得られない。ブレンド温度が約２００℃未満では
ポリエーテルイミドが溶融せず、約４００℃を超えると
成分の分解を引き起こすので好ましくない。ブレンド時
間が約１分未満では十分な混合が行われず、約６０分を
超えてブレンドを続けてもそれ以上の効果は得られな
い。

【００３０】さらに、上記の各成分の酸化による劣化を
防ぐために、ブレンドは、不活性ガス雰囲気下で行うこ
とが好ましい。不活性ガスの好ましい具体例としては、
窒素ガス、アルゴンガス、ヘリウムガス等が挙げられ
る。

【００３１】上記のようにして混練したポリマー組成物
は、目的に応じて、成形機により、ペレット、フィル
ム、その他の適宜の形状に成形できる。

【００３２】

【作用】本発明においては、本来、相溶性の悪いポリエ
ーテルイミドとポリフェニレンエーテルとが、第３成分
とも言うべき単量体であるジビニル系化合物の介在によ
り、良好な相溶性を示し、緊密な混合状態の、従って機
械的特性に優れたポリマーブレンドとなる。しかも、こ
のジビニル系化合物は、ポリエーテルイミドおよびポリ
フェニレンエーテルのそれぞれが本来有している耐熱
性、成形加工性、電気的特性、機械的特性等を阻害しな
い。以上により、本発明によれば、これら両ポリマーが
本来有している優れた諸特性をそのまま保持し、しかも
緊密なポリマーブレンドとなっているために、近年のエ
ンジニアリングプラスチックに要求される様々な特性を
備えたポリマー組成物が提供される。

【００３３】

【実施例】以下に実施例、および比較例を示して本発明
をさらに具体的に説明するが、本発明はこれらに限定さ
れるものではない。先ず、比較のために、ポリエーテル
イミドおよびポリフェニレンエーテルの物性値を表１に
示す。

【００３４】

【表１】

【００３５】実施例１〜６および比較例１ （実施例１）ポリエーテルイミド〔米国ゼネラル・エレ
クトリック社製商品名“Ｕｌｔｅｍ１０００”〕１０
ｇ、ポリフェニレンエーテル〔ポリ（２，６−ジメチル
−ｐ−フェニレンオキサイド）〕１０ｇ、および２，６
−ナフタレンジカルボン酸ジアリル１ｇを、ラボプラス
トミルミキサー〔東洋精機（株）製商品名“ラボプラス
トミル３０Ｃ１５０型”〕を用いて窒素雰囲気下、３０
０℃、５０ｒｐｍで３分間加熱溶融ブレンドを行った。

【００３６】（実施例２）ポリエーテルイミド１０ｇを
１６ｇに、ポリフェニレンエーテル１０ｇを４ｇに変え
た以外は、実施例１と同様の方法により加熱溶融ブレン
ドを行った。

【００３７】（実施例３）ポリエーテルイミド１０ｇを
４ｇに、ポリフェニレンエーテル１０ｇを１６ｇに変え
た以外は、実施例１と同様の方法により加熱溶融ブレン
ドを行った。

【００３８】（実施例４）２，６−ナフタレンジカルボ
ン酸ジアリル１ｇを２ｇに変えた以外は、実施例１と同
様の方法により加熱溶融ブレンドを行った。

【００３９】（実施例５）２，６−ナフタレンジカルボ
ン酸ジアリル１ｇを４ｇに変えた以外は、実施例１と同
様の方法により加熱溶融ブレンドを行った。

【００４０】（実施例６）２，６−ナフタレンジカルボ
ン酸ジアリルを２，６−ナフタレンジメタクリレートに
変えた以外は、実施例１と同様の方法により加熱溶融ブ
レンドを行った。

【００４１】（比較例１）ポリエーテルイミド〔“Ｕｌ
ｔｅｍ １０００”〕１０ｇ、ポリフェニレンエーテル
〔ポリ（２，６−ジメチル−ｐ−フェニレンオキサイ
ド）〕１０ｇを、ラボプラストミルミキサー（“ラボプ
ラストミル３０Ｃ１５０型”）を用いて窒素雰囲気下、
３００℃、５０ｒｐｍで３分間加熱溶融ブレンドを行っ
た。

【００４２】実施例１〜６および比較例１において得ら
れたポリマーブレンド組成物について、示差走査熱量計
〔セイコー電子工業社製商品名“ＤＳＣ−１００”〕お
よび熱重量測定装置〔セイコー電子工業社製商品名“Ｔ
Ｇ／ＤＴＡ−２００”〕によりガラス転移温度（Ｔ
ｇ）、および１０％重量減少温度を測定した。また、得
られたポリマーブレンド組成物を真空プレス〔柴山科学
器械製作所社製商品名“真空プレスＶＰ−５０”〕によ
り、２５０〜３００℃で、直径約４０ｍｍ、厚さ約１ｍ
ｍの円盤状に成形し、得られた成形品について１ＭＨｚ
の周波数において、誘電率、誘電正接の測定を行った。
さらに、得られたポリマーブレンド組成物を、小型射出
成形機を用いて、２５０〜３５０℃の温度で、長さ２０
ｍｍ、大径４ｍｍφ、小径１ｍｍφのダンベル状に成形
し、米国Ｃｕｓｔｏｍ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ Ｉｎｓ
ｔｒｕｍｅｎｔｓ社製商品名“ＭＩＮＩ ＭＡＸ ＴＥ
ＮＳＩＬＥ ＴＥＳＴＥＲ ＣＳ−１８３”を用いて、
引張弾性率、引張強度、伸びを測定した。以上の結果を
表２および表３に示す。また、得られたポリマーブレン
ド組成物の相溶性を、走査型電子顕微鏡〔日本電子社製
商品名“ＪＳＭ−８４０”〕により評価したところ、い
ずれの場合もドメインの直径が１〜３μｍ以下で均一に
分散しており、相溶性は極めて良好であった。

【００４３】

【表２】

【００４４】

【表３】

【００４５】

【発明の効果】本発明により得られるポリマーブレンド
組成物は、各種ポリマー成分の相溶性に優れたブレンド
物であり、ポリエーテルイミドの優れた耐熱性を保持
し、さらにポリエーテルイミドよりも優れた誘電特性を
有するものである。すなわち、本発明で得られるポリマ
ー組成物は、ポリエーテルイミドとポリフェニルエーテ
ルとの２成分のポリマー組成物より相溶性が格段に優
れ、それに伴い、機械的特性が向上しているものであ
る。また、本発明で得られるポリマー組成物は、約２．
５〜３．０の範囲の誘電率を示し、ポリエーテルイミド
単独の誘電率３．６８と比べて非常に良好な値を示す。
さらに、耐熱性に関しては、本発明で得られるポリマー
ブレンド組成物のガラス転移温度は約１９５〜２２０℃
の範囲にあり、ポリエーテルイミド単独の耐熱性をその
まま保持することができる。

【００４６】加えて、本発明によればポリエーテルイミ
ドとポリフェニレンエーテルおよびジビニル系化合物を
任意の割合でブレンドすることができ、目的に応じて所
定の誘電特性等を有する耐熱性、相溶性に優れたポリマ
ーブレンド組成物を得ることができる。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一般式Ａで表されるポリエーテルイミ
   ド、一般式Ｂで表されるポリフェニレンエーテル、およ
   び一般式Ｃで表されるジビニル系化合物からなることを
   特徴とするポリマー組成物。 【化１】 【化２】 【化３】
2. 【請求項２】ポリエーテルイミド、ポリフェニレンエー
   テル、およびジビニル系化合物を加熱溶融混合させるこ
   とを特徴とする請求項１記載のポリマー組成物の製法。