JPH0747632B2 - Functionalized polyphenylene ether resin composition - Google Patents
Functionalized polyphenylene ether resin compositionInfo
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- JPH0747632B2 JPH0747632B2 JP5204189A JP5204189A JPH0747632B2 JP H0747632 B2 JPH0747632 B2 JP H0747632B2 JP 5204189 A JP5204189 A JP 5204189A JP 5204189 A JP5204189 A JP 5204189A JP H0747632 B2 JPH0747632 B2 JP H0747632B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、官能化ポリフェニレンエーテル樹脂に関し、
より詳しくは、臭素およびアリル基を部分的に導入する
ことにより難燃性と硬化性が同時に付与されたポリフェ
ニレンエーテル樹脂、その製造法および該官能化ポリフ
ェニレンエーテル樹脂を硬化して得られる難燃性、耐薬
品性、耐熱性に優れた官能化ポリフェニレンエーテル樹
脂硬化体に関する。TECHNICAL FIELD The present invention relates to a functionalized polyphenylene ether resin,
More specifically, a polyphenylene ether resin having flame retardancy and curability simultaneously imparted by partially introducing bromine and allyl groups, a method for producing the same, and a flame retardancy obtained by curing the functionalized polyphenylene ether resin. , A functionalized polyphenylene ether resin cured product having excellent chemical resistance and heat resistance.
近年、通信用、民生用、産業用等の電子機器の分野にお
ける実装方法の小型化、高密度化への指向は著しいもの
があり、それに伴って材料の面でもより優れた耐熱性、
寸法安定性、電気特性、難燃性が要求されつつある。例
えばプリント配線基板としては、従来からフェノール樹
脂やエポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂を基材とした銅張
り積層板が用いられてきた。これらは各種の性能をバラ
ンスよく有するものの、電気特性、特に高周波領域での
誘電特性が悪いという欠点を持っている。この問題を解
決する新しい材料としてポリフェニレンエーテルが近年
注目をあび銅張り積層板への応用が試みられている。In recent years, there has been a remarkable trend toward miniaturization and high density of mounting methods in the field of electronic devices for communication, consumer use, industrial use, etc., and accordingly, better heat resistance in terms of materials,
Dimensional stability, electrical characteristics, and flame retardancy are being demanded. For example, as a printed wiring board, a copper-clad laminate having a thermosetting resin such as a phenol resin or an epoxy resin as a base material has been conventionally used. Although these have various performances in a well-balanced manner, they have the drawback of poor electrical characteristics, especially dielectric characteristics in the high frequency region. Polyphenylene ether has recently attracted attention as a new material for solving this problem, and its application to copper-clad laminates has been attempted.
ポリフェニレンエーテルは機械的特性と電気的特性に優
れたエンジニアリングプラスチックであり、耐熱性も比
較的高い。しかしながらプリント基板材料として利用し
ようとした場合、極めて高いハンダ耐熱性が要求される
ため、ポリフェニレンエーテル本来の耐熱性では決して
十分とは言えない。即ち、ポリフェニレンエーテルは20
0℃以上の高温に曝されると変形を起こし、機械的強度
の著しい低下や、樹脂表面に回路用として形成された銅
箔の剥離を引き起こす。またポリフェニレンエーテル
は、酸、アルカリ、熱水に対しては強い抵抗性を有する
ものの芳香族炭化水素化合物やハロゲン置換炭化水素化
合物に対する抵抗性が極めて弱く、これらの溶媒に溶解
する。Polyphenylene ether is an engineering plastic with excellent mechanical and electrical properties, and has relatively high heat resistance. However, when it is intended to be used as a printed circuit board material, extremely high heat resistance of solder is required, so that the heat resistance inherent to polyphenylene ether cannot be said to be sufficient. That is, polyphenylene ether is 20
When it is exposed to a high temperature of 0 ° C or higher, it deforms, causing a significant decrease in mechanical strength and peeling of the copper foil formed on the resin surface for circuits. Further, polyphenylene ether has strong resistance to acids, alkalis and hot water, but has extremely weak resistance to aromatic hydrocarbon compounds and halogen-substituted hydrocarbon compounds and is soluble in these solvents.
難燃性という観点から見てもポリフェニレンエーテルは
プリント基板材料としての要求に耐えうるだけの十分な
難燃性を持つとは言い難い。From the viewpoint of flame retardancy, it is hard to say that polyphenylene ether has sufficient flame retardance to withstand the requirements as a printed circuit board material.
ポリフェニレンエーテルの耐熱性と耐薬品性を改善する
方法の一つとして、ポリフェニレンエーテルの鎖中に架
橋性の官能基を導入しさらに硬化させて硬化ポリフェニ
レンエーテルとして利用する方法が提案されている。As one of methods for improving the heat resistance and chemical resistance of polyphenylene ether, a method of introducing a crosslinkable functional group into the chain of polyphenylene ether and further curing it to use it as a cured polyphenylene ether has been proposed.
具体例を挙げると、2−アリル−6−メチルフェノール
または2,6−ジアリルフェノールの重合体がJournal of
Polymer Science誌、第49巻、267頁(1961)に開示され
ている。米国特許第3281393号および同3422062号には、
2,6−ジメチルフェノールと2−アリル−6−メチルフ
ェノールまたは2,6−ジアリルフェノールとの共重合体
が開示されている。また米国特許第4634742号には、ビ
ニル基置換ポリフェニレンエーテルが開示されている。
さらには本発明者らは、先にプロパルギル基あるいはア
リル基で置換されたポリフェニレンエーテル、ならびに
三重結合あるいは二重結合を含むポリフェニレンエーテ
ルを発明し、これらが硬化可能であること、そして得ら
れる硬化体は芳香族炭化水素溶媒やハロゲン置換炭化水
素溶媒に不溶であり優れた誘電特性を持つことを見い出
した(特願昭62−224146号、同62−224147号、同62−26
9459号、同62−269460号、同63−271983号を参照)。し
かし以上のいずれの硬化性ポリフェニレンエーテルも難
燃性という点ではまったく改良が行われていなかった。Specific examples include polymers of 2-allyl-6-methylphenol or 2,6-diallylphenol.
It is disclosed in Polymer Science, Vol. 49, p. 267 (1961). U.S. Pat.Nos. 3,281,393 and 34,2062 include:
Copolymers of 2,6-dimethylphenol and 2-allyl-6-methylphenol or 2,6-diallylphenol are disclosed. Further, US Pat. No. 4,634,742 discloses vinyl group-substituted polyphenylene ether.
Furthermore, the present inventors have previously invented a polyphenylene ether substituted with a propargyl group or an allyl group, and a polyphenylene ether containing a triple bond or a double bond, and that these are curable, and the resulting cured product is obtained. Was insoluble in aromatic hydrocarbon solvents and halogen-substituted hydrocarbon solvents and had excellent dielectric properties (Japanese Patent Application Nos. 62-224146, 62-224147 and 62-26).
9459, 62-269460, 63-271983). However, none of the above curable polyphenylene ethers has been improved at all in terms of flame retardancy.
一方ポリフェニレンエーテルの難燃性を改善する方法と
しては、ポリフェニレンエーテルの鎖中に臭素を導入し
て臭素化ポリフェニレンエーテルとして利用する方法が
公知であり、ACS Symposium Series No.6,178頁、Amer.
Chem.Soc.,Washington,D.C.,1975に開示されている。し
かし当然のことながら、この臭素化ポリフェニレンエー
テルは溶媒に可溶であり、耐薬品性をまったく持たな
い。On the other hand, as a method for improving the flame retardancy of polyphenylene ether, a method of introducing bromine into the chain of polyphenylene ether and utilizing it as a brominated polyphenylene ether is known, ACS Symposium Series No. 6, page 178, Amer.
Chem. Soc., Washington, DC, 1975. However, as a matter of course, this brominated polyphenylene ether is soluble in a solvent and has no chemical resistance.
以上のようにポリフェニレンエーテルに耐薬品性、耐熱
性、難燃性を同時に付与する技術は、今日までまったく
知られていなかった。As described above, a technique for simultaneously imparting chemical resistance, heat resistance, and flame retardancy to polyphenylene ether has not been known to date.
本発明は以上の事情に鑑みて、ポリフェニレンエーテル
の優れた誘電特性を保持しつつ、耐薬品性、耐熱性、難
燃性を兼備した新規な官能化ポリフェニレンエーテル樹
脂を提供しようとするものである。In view of the above circumstances, the present invention intends to provide a novel functionalized polyphenylene ether resin having chemical resistance, heat resistance, and flame retardancy while maintaining the excellent dielectric properties of polyphenylene ether. .
本発明者らは上述のような課題を解決するため鋭意検討
を重ねた結果、本発明の目的に沿った新規な構造の官能
化ポリフェニレンエーテル樹脂を発明するに至った。本
発明は次に述べる発明より構成される。As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventors have invented a functionalized polyphenylene ether resin having a novel structure in accordance with the object of the present invention. The present invention comprises the following inventions.
すなわち本発明は、 (a) ポリフェニレンエーテル樹脂および (b) アリルブロマイドの反応生成物である官能化ポ
リフェニレンエーテル樹脂であって、以下の構造式で表
される単位(I)および/または(II)と単位(III)
と単位(IV)から構成され、臭素の含有量が1重量%以
上30重量%以下であり、かつ次式で定義されるアリル基
の含有量が0.1モル%以上100モル%以下であることを特
徴とする官能化ポリフェニレンエーテル樹脂、である。That is, the present invention relates to a functionalized polyphenylene ether resin which is a reaction product of (a) a polyphenylene ether resin and (b) an allyl bromide, wherein the units (I) and / or (II) are represented by the following structural formulas. And units (III)
And the unit (IV), the bromine content is 1% by weight or more and 30% by weight or less, and the allyl group content defined by the following formula is 0.1% by mole or more and 100% by mole or less. A functionalized polyphenylene ether resin, which is characterized.
発明について以下に詳しく説明する。 The invention will be described in detail below.
本発明において用いられるポリフェニレンエーテル樹脂
とは、次の一般式で表わされるものである。The polyphenylene ether resin used in the present invention is represented by the following general formula.
QJ−H〕m (V) 式中、mは1または2の整数であり、Jは次の一般式で
表わされる単位から実質的に構成されるポリフェニレン
エーテル鎖であり、 Qは、mが1のとき水素原子を表わし、mが2のときは
一分子中に2個のフェノール性水酸基を持ち、フェノー
ル性水酸基のオルト位およびパラ位に重合不活性な置換
基を有する2官能性フェノール化合物の残基を表わす。
Qの代表的な例としては、次の2種の一般式で表わされ
る化合物群が挙げられる。QJ-H] m (V) In the formula, m is an integer of 1 or 2, and J is a polyphenylene ether chain substantially composed of units represented by the following general formula: Q represents a hydrogen atom when m is 1, has two phenolic hydroxyl groups in one molecule when m is 2, and has a polymerization-inert substituent at the ortho and para positions of the phenolic hydroxyl group. Represents the residue of a bifunctional phenolic compound.
Representative examples of Q include compounds represented by the following two general formulas.
〔式中、A1,A2は同一または異なる炭素数1〜4の直鎖
状アルキル基を表わし、Xは脂肪族炭化水素残基および
それらの置換誘導体、芳香族炭化水素残基およびそれら
の置換誘導体、アラルキル基およびそれらの置換誘導
体、酸素、硫黄、スルホニル基、カルボニル基等を表わ
し、A2と直接結合した2つのフェニル基、A2とXの結合
位置はすべてフェノール性水酸基のオルト位およびパラ
位を示す。〕 具体例として、 等が挙げられる。 [In the formula, A 1 and A 2 represent the same or different linear alkyl groups having 1 to 4 carbon atoms, X represents an aliphatic hydrocarbon residue and a substituted derivative thereof, an aromatic hydrocarbon residue and an aromatic hydrocarbon residue thereof and substituted derivatives, the aralkyl group and the substituted derivatives thereof, oxygen, sulfur, sulfonyl group, a carbonyl group, two phenyl groups attached directly a 2, a 2 and X of the coupling position ortho all the phenolic hydroxyl group And para position. ] As a specific example, Etc.
一般式(V)のポリフェニレンエーテル樹脂の特に好ま
しい例は、2,6−ジメチルフェノールを単独で酸化重合
して得られるポリ(2,6−ジメチル−1,4−フェニレンエ
ーテル)である。また、2,6−ジメチルフェノールと2,
3,6−トリメチルフェノールの共重合から得られるコポ
リマーも好ましい例の一つである。A particularly preferred example of the polyphenylene ether resin of the general formula (V) is poly (2,6-dimethyl-1,4-phenylene ether) obtained by oxidative polymerization of 2,6-dimethylphenol alone. Also, 2,6-dimethylphenol and 2,
A copolymer obtained from the copolymerization of 3,6-trimethylphenol is also a preferred example.
一般式(V)のポリフェニレンエーテル樹脂の分子量に
ついては特に制限されず、低分子量体から高分子量体ま
で使用できるが、特に30℃、0.5g/dlのクロロホルム溶
液で測定した粘度数ηsp/Cが0.2〜1.0の範囲にあるもの
が良好に使用できる。The molecular weight of the polyphenylene ether resin of the general formula (V) is not particularly limited, and it can be used from low molecular weight to high molecular weight, but the viscosity number ηsp / C measured at 30 ° C. in a 0.5 g / dl chloroform solution is particularly high. Those in the range of 0.2 to 1.0 can be used satisfactorily.
本発明において用いられるアリルブロマイドとは、次の
構造式で表わさる化合物である。The allyl bromide used in the present invention is a compound represented by the following structural formula.
CH2=CHCH2Br 本発明の官能化ポリフェニレンエーテル樹脂を製造する
方法は、一般式(V)のポリフェニレンエーテル樹脂を
有機金属でメタル化し、続いてアリルブロマイドで置換
反応する工程より成る。有機金属としては、メチルリチ
ウム、n−ブチルリチウム、sec−ブチルリチウム、ter
t−ブチルリチウム、フェニルリチウム等を挙げること
ができ、特にn−ブチルリチウムが良好に使用できる。CH 2 = CHCH 2 Br The method for producing the functionalized polyphenylene ether resin of the present invention comprises the steps of metallating a polyphenylene ether resin of the general formula (V) with an organometal, followed by substitution reaction with allyl bromide. Examples of organic metals include methyl lithium, n-butyl lithium, sec-butyl lithium, and ter.
Examples thereof include t-butyllithium and phenyllithium, and especially n-butyllithium can be favorably used.
本反応はテトラヒドロフラン(以下THFと略称す
る。)、1,4−ジオキサン、ジメトキシエタン等のエー
テル系溶媒中で行える他、N,N,N′,N′−テトラメチル
エチレンジアミンの共存下にシクロヘキサン、ベンゼ
ン、トルエン、キシレン等の炭化水素系溶媒を用いて行
うこともできる。実際の反応に際してはこれらの溶媒は
精製、脱水等の前処理を施した後に用いることが好まし
く、またこれらを適度な割合で混合しても、反応阻害し
ない上記以外の一種または二種以上の溶媒を共存せしめ
てもよい。本反応は窒素、アルゴン等の不活性ガス雰囲
気下で行うことが特に好ましい。This reaction can be carried out in an ether solvent such as tetrahydrofuran (hereinafter abbreviated as THF), 1,4-dioxane and dimethoxyethane, and cyclohexane in the presence of N, N, N ′, N′-tetramethylethylenediamine, It can also be carried out using a hydrocarbon solvent such as benzene, toluene or xylene. In the actual reaction, these solvents are preferably used after being subjected to pretreatment such as purification and dehydration, and even if they are mixed at an appropriate ratio, one or two or more solvents other than the above which do not inhibit the reaction May coexist. It is particularly preferable to carry out this reaction in an atmosphere of an inert gas such as nitrogen or argon.
本反応を行うにあたっての反応温度および反応時間は特
に限定されるものではないが、メタル化反応について
は、温度が−78℃(凝固するものについては系の凝固
点)〜系の沸点の間、より好ましくは−78℃(凝固する
ものについては系の凝固点)〜50℃の間、時間が1秒〜
5時間の間、より好ましくは1分〜3時間の間で行われ
る。またアリルブロマイドによる置換反応についても、
温度が−78℃(凝固するものについては系の凝固点)〜
系の沸点の間、より好ましくは−78℃(凝固するものに
ついては系の凝固点)〜50℃の間、時間が1秒〜5時間
の間、より好ましくは1分〜3時間の間で行われる。The reaction temperature and reaction time for carrying out this reaction are not particularly limited, but for the metallization reaction, the temperature is more than -78 ° C (the freezing point of the system for solidifying) to the boiling point of the system. Preferably between -78 ° C (the freezing point of the system for those that solidify) and 50 ° C, the time is from 1 second to
It is carried out for 5 hours, more preferably for 1 minute to 3 hours. Regarding the substitution reaction with allyl bromide,
Temperature is -78 ° C (freezing point of system for solidifying) ~
During the boiling point of the system, more preferably between −78 ° C. (the freezing point of the system for those that solidify) and 50 ° C., the time is between 1 second and 5 hours, and more preferably between 1 minute and 3 hours. Be seen.
上述の方法によって得られる本発明の官能化ポリフェニ
レンエーテル樹脂の構造について述べると、核磁気共鳴
(以下NMRと略称する。)スペクトルの測定によれば本
発明の官能化ポリフェニレンエーテル樹脂は、少なくと
も次の3種ないし4種の構造式で表わされる単位より実
質的に構成される。The structure of the functionalized polyphenylene ether resin of the present invention obtained by the above-mentioned method will be described. According to the measurement of nuclear magnetic resonance (hereinafter abbreviated as NMR) spectrum, the functionalized polyphenylene ether resin of the present invention is at least It is substantially composed of units represented by 3 to 4 structural formulas.
また、同じくNMRスペクトルの測定によれば本発明の官
能化ポリフェニレンエーテル樹脂中に含まれるアリル基
および臭素は、共にポリフェニレンエーテル樹脂骨格に
共有的に結合しており、アリル基は実質的に上記(I)
および(II)の構造に由来し、臭素は実質的に上記(II
I)の構造に由来することが判明している。 Also, according to the measurement of the NMR spectrum, the allyl group and bromine contained in the functionalized polyphenylene ether resin of the present invention are both covalently bonded to the polyphenylene ether resin skeleton, and the allyl group is substantially the above ( I)
And (II) structure, bromine is substantially (II
It is known to be derived from the structure of I).
アリル基および臭素がポリフェニレンエーテル樹脂骨格
に共有的に結合していることの傍証としては、NMR以上
にソックスレー抽出や再沈澱による精製結果が挙げられ
る。すなわち、本発明の官能化ポリフェニレンエーテル
樹脂を該樹脂を実質的に溶解させない溶媒、例えばエタ
ノールや水でソックスレー抽出したが、1H−および13C
−NMRの測定においてスペクトルの変化はまったく認め
られず、後述する蛍光X線法による臭素の定量において
も臭素の含量に変化はなかった。また該樹脂をクロロホ
ルム等の溶媒に完全に溶解させた後、メタノール中に投
じて再沈澱させたが、同様にNMRスペクトルおよび臭素
の含量に変化はまったく認められなかった。As a proof that the allyl group and bromine are covalently bonded to the polyphenylene ether resin skeleton, there are purification results by Soxhlet extraction and reprecipitation in addition to NMR. That is, the solvent of the functionalized polyphenylene ether resin of the present invention do not substantially dissolve the resin, for example, ethanol or water was Soxhlet extraction, 1 H- and 13 C
No change in the spectrum was observed in the NMR measurement, and there was no change in the bromine content in the quantification of bromine by the fluorescent X-ray method described later. Further, the resin was completely dissolved in a solvent such as chloroform and then poured into methanol for reprecipitation. Similarly, no change was observed in the NMR spectrum and the content of bromine.
上述の反応において(I)〜(III)で表わされる構造
が生成する機構については、今のところ正確にはわかっ
ていない。しかしながら、例えば次のように説明するこ
とが可能である。The mechanism of formation of the structures represented by (I) to (III) in the above reaction has not been exactly known so far. However, it can be explained as follows, for example.
HayらはJournal of Polymer Science:PART A−1,第7
巻、691頁(1969)においてポリ(2,6−ジメチル−1,4
−フェニレンエーテル)のメタル化について詳細な報告
を行っている。その知見によると、例えばポリ(2,6−
ジメチル−1,4−フェニレンエーテル)とn−ブチルリ
チウムの反応においては、リチウム化はポリフェニレン
エーテル鎖のメチル基と、フェニル基の3.5位の2通り
の位置に起こりうる。その様子を反応式で示すと次のよ
うになる。Hay et al., Journal of Polymer Science: PART A-1, 7th
Vol. 691 (1969). Poly (2,6-dimethyl-1,4
-Detailed reports on metallization of (phenylene ether). According to the findings, for example, poly (2,6-
In the reaction of dimethyl-1,4-phenylene ether) with n-butyllithium, lithiation can occur at two positions, the methyl group of the polyphenylene ether chain and the 3.5-position of the phenyl group. The reaction formula is as follows.
反応の初期の段階においては(VII)が優先的に生成す
るが、反応時間の経過につれて熱力学的により安定な
(VIII)の生成量の方が優勢となる。 Although (VII) is preferentially produced in the early stage of the reaction, the thermodynamically more stable amount of (VIII) is predominant over the reaction time.
本発明の方法に従ってここでアリルブロマイドを反応せ
しめると、(VII)の構造に起因するものとして(I
I)、(III)が、(VIII)の構造に起因するものとして
(I)がそれぞれ生成するものと考えられる。すなわ
ち、(VII)とアリルブロマイドが求核置換反応を起こ
すことにより(II)が生成し、(VII)とアリルブロマ
イドの間で臭素−リチウム交換反応が起こることにより
(III)が生成すると考えられる。また(VIII)とアリ
ルブロマイドが求核置換反応することにより(I)が生
成すると考えられる。The reaction of allyl bromide here according to the method of the invention is attributed to the structure of (VII) (I
I) and (III) are considered to be produced by (I), respectively, due to the structure of (VIII). That is, it is considered that (II) is produced by the nucleophilic substitution reaction of (VII) and allyl bromide, and (III) is produced by the bromine-lithium exchange reaction between (VII) and allyl bromide. . Further, it is considered that (I) is produced by the nucleophilic substitution reaction of (VIII) and allyl bromide.
本反応において臭素およびアリル基の導入量を支配する
因子としは、反応温度、反応時間、溶媒の種類、反応せ
しめる有機金属の量およびアリルブロマイドの量等が挙
げられる。どの因子によっても導入量を制御することは
可能であるが、特に有機金属の量を制御しこれと当量以
上のアリルブロマイドを添加する方法をとることが好ま
しい。ここで用いられる有機金属の量およびアリルブロ
マイドの量は、ポリフェニレンエーテルのフェニル基1
モルに対し0.001モル〜5モルの範囲が好ましい。In the present reaction, factors controlling the introduction amount of bromine and allyl groups include reaction temperature, reaction time, type of solvent, amount of organic metal to be reacted and amount of allyl bromide. Although it is possible to control the introduction amount by any factor, it is particularly preferable to control the amount of the organic metal and add allyl bromide in an amount equal to or more than that. The amount of organic metal and the amount of allyl bromide used here are based on the phenyl group 1 of polyphenylene ether.
The range of 0.001 mol-5 mol is preferable with respect to mol.
また、特に臭素の導入量を支配する因子としては、上述
の反応機構から反応温度および反応時間が重要であると
考えられる。すなわち、反応温度を低く保ち、反応時間
を短くすることによって、(VIII)に対する(VII)の
生成を促し、臭素の導入量を増大させることができる。
より具体的には、所望する臭素およびアリル基の含量が
達成できる範囲内において、上述した反応温度および反
応時間の範囲でできる限り低温かつ短時間で反応を行う
ことによって、臭素含量の高い官能化ポリフェニレンエ
ーテル樹脂を得ることができる。From the above reaction mechanism, it is considered that the reaction temperature and the reaction time are important as factors controlling the amount of bromine introduced. That is, by keeping the reaction temperature low and shortening the reaction time, it is possible to promote the production of (VII) with respect to (VIII) and increase the amount of bromine introduced.
More specifically, within the range where the desired bromine and allyl group contents can be achieved, the functionalization with a high bromine content can be performed by carrying out the reaction at the lowest possible temperature and for the shortest time within the above reaction temperature and reaction time range. A polyphenylene ether resin can be obtained.
本発明の官能化ポリフェニレンエーテル樹脂における臭
素の含量は、該樹脂を基準として1重量%以上30重量%
以下の範囲であり、より好ましくは1重量%以上20重量
%以下の範囲である。また次式によって定義されるアリ
ル基の含量は、0.1モル%以上100モル%以下の範囲、よ
り好ましくは0.5モル%以上5モル%以下の範囲であ
る。The content of bromine in the functionalized polyphenylene ether resin of the present invention is from 1% by weight to 30% by weight based on the resin.
It is in the following range, and more preferably in the range of 1% by weight to 20% by weight. The content of the allyl group defined by the following formula is 0.1 mol% or more and 100 mol% or less, more preferably 0.5 mol% or more and 5 mol% or less.
臭素の含量が1重量%を下まわると難燃性の改善が不十
分であり好ましくない。逆に30重量%を越えると熱安定
性が低下するので好ましくない。またアリル基の含量が
0.1モル%を下まわると硬化後の耐薬品性の改善が不十
分となるので好ましくない。逆に100モル%を越えると
硬化後において非常に脆くなるので好ましくない。 When the content of bromine is less than 1% by weight, the improvement of flame retardancy is insufficient, which is not preferable. On the other hand, if it exceeds 30% by weight, the thermal stability decreases, which is not preferable. In addition, the content of allyl groups
When it is less than 0.1 mol%, the chemical resistance after curing is insufficiently improved, which is not preferable. On the contrary, if it exceeds 100 mol%, it becomes very brittle after curing, which is not preferable.
本発明の官能化ポリフェニレンエーテル樹脂中の臭素の
含量を求める方法としては、例えば蛍光X線法が挙げら
れる。また該樹脂を熱、酸等で分解した後、滴定やイオ
ンクロマトグラフ等の手法を用いて定量することも可能
である。一方、アリル基の含量を求める方法としては、
NMRスペクトル法や赤外吸収(以下IRと略称する。)ス
ペクトル法等が挙げられる。Examples of the method for determining the content of bromine in the functionalized polyphenylene ether resin of the present invention include a fluorescent X-ray method. It is also possible to decompose the resin with heat, an acid or the like and then quantify it using a technique such as titration or ion chromatography. On the other hand, as a method for determining the content of the allyl group,
Examples thereof include NMR spectrum method and infrared absorption (hereinafter abbreviated as IR) spectrum method.
本発明の官能化ポリフェニレンエーテル樹脂の分子量に
ついては特に制限されず、低分子量体から高分子量体ま
で使用できるが、特に30℃、0.5g/dlのクロロホルム溶
液で測定した粘度数ηsp/Cが0.2〜1.0の範囲にあるもの
が良好に使用できる。The molecular weight of the functionalized polyphenylene ether resin of the present invention is not particularly limited, it can be used from low molecular weight to high molecular weight, especially at 30 ℃, viscosity number ηsp / C measured in a chloroform solution of 0.5g / dl is 0.2. Those in the range of to 1.0 can be used satisfactorily.
本発明の官能化ポリフェニレンエーテル樹脂を硬化させ
る方法は任意であり、熱、光、電子線等による方法を採
用することができる。加熱による場合、特に限定するも
のではないが、温度240℃〜350℃、より好ましくは260
〜300℃の範囲であり、時間は1分〜5時間、より好ま
しくは1分〜3時間の範囲である。The method of curing the functionalized polyphenylene ether resin of the present invention is optional, and methods such as heat, light, and electron beam can be used. When heated, the temperature is not particularly limited, but the temperature is 240 ° C to 350 ° C, and more preferably 260.
To 300 ° C., and the time is 1 minute to 5 hours, more preferably 1 minute to 3 hours.
また硬化の際の温度を低くしたり、硬化反応を促進する
目的で触媒としてラジカル開始剤を併用することもでき
る。開始剤の好ましい量は該樹脂100重量部に対して0.1
〜10重量部の範囲であり、より好ましくは0.1〜5重量
部の範囲である。開始剤が0.1重量%未満では開始剤の
効果が十分現われないので好ましくない。逆に10重量%
を越えると開始剤が残存して誘電特性を低下させたり、
脆い材料となるので好ましくない。ラジカル開始剤の代
表的な例を挙げると、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
ド等の過酸化物があるが、これらに限定されない。また
過酸化物ではないが2,3−ジメチル−2,3−ジフェニルブ
タンもラジカル開始剤として利用できる。これらの開始
剤を用いて加熱により硬化を行う場合、温度は100〜350
℃、より好ましくは150〜300℃での範囲であり、開始剤
の分解温度に応じて選ばれる。時間は1分〜5時間、よ
り好ましくは1分〜3時間である。Further, a radical initiator may be used in combination as a catalyst for the purpose of lowering the temperature during curing or promoting the curing reaction. The preferred amount of initiator is 0.1 based on 100 parts by weight of the resin.
To 10 parts by weight, more preferably 0.1 to 5 parts by weight. If the amount of the initiator is less than 0.1% by weight, the effect of the initiator is not sufficiently exhibited, which is not preferable. Conversely, 10% by weight
If it exceeds the limit, the initiator remains and the dielectric properties deteriorate,
It is not preferable because it becomes a brittle material. Representative examples of radical initiators include benzoyl peroxide, cumene hydroperoxide, and 2,5-dimethylhexane-
2,5-dihydroperoxide, 2,5-dimethyl 2,5-
Di (t-butylperoxy) hexyne-3, di-t-butylperoxide, t-butylcumylperoxide, α, α'-bis (t-butylperoxy-m-isopropyl) benzene, 2,5- Dimethyl-2,5-di (t-butylperoxy) hexane, dicumyl peroxide,
Di-t-butylperoxyisophthalate, t-butylperoxybenzoate, 2,2-bis (t-butylperoxy) butane, 2,2-bis (t-butylperoxy)
There are peroxides such as, but not limited to, octane, 2,5-dimethyl-2,5-di (benzoylperoxy) hexane, di (trimethylsilyl) peroxide, and trimethylsilyltriphenylsilylperoxide. Although not a peroxide, 2,3-dimethyl-2,3-diphenylbutane can also be used as a radical initiator. When curing by heating using these initiators, the temperature is 100-350.
C., more preferably in the range of 150 to 300.degree. C. and selected depending on the decomposition temperature of the initiator. The time is 1 minute to 5 hours, more preferably 1 minute to 3 hours.
以上述べた硬化反応の程度は、示差走査熱量計やIRスペ
クトル法により追跡することが可能である。The degree of the curing reaction described above can be traced by a differential scanning calorimeter or an IR spectrum method.
本発明の官能化ポリフェニレンエーテル樹脂は、上記の
開始剤の他に、その用途に応じて所望の性能を付与する
目的で本来の性能を損わない範囲の量の充填材や添加剤
を配合して用いることができる。充填材は維持状であっ
ても粉末状であってもよく、ガラス繊維、アラミド繊
維、カーボン繊維、ボロン繊維、セラミック繊維、アス
ベスト繊維、カーボンブラック、シリカ、アルミナ、タ
ルク、雲母、ガラスビース,ガラス中空球などを挙げる
ことができる。添加剤としては、酸化防止剤、熱安定
剤、帯電防止剤、可塑剤、顔料、染料、着色剤などが挙
げられる。また難燃性の一層の向上を図る目的で難燃剤
や難燃助剤を併用することもできる。さらには架橋性の
モノマーや他の熱可塑性および熱硬化性樹脂を一種また
は二種以上配合することも可能である。The functionalized polyphenylene ether resin of the present invention contains, in addition to the above-mentioned initiator, an amount of a filler or an additive in a range that does not impair the original performance for the purpose of imparting desired performance depending on its use. Can be used. The filler may be maintained or powdered, and may be glass fiber, aramid fiber, carbon fiber, boron fiber, ceramic fiber, asbestos fiber, carbon black, silica, alumina, talc, mica, glass beads, glass. A hollow sphere etc. can be mentioned. Examples of the additives include antioxidants, heat stabilizers, antistatic agents, plasticizers, pigments, dyes, colorants and the like. Further, a flame retardant or a flame retardant auxiliary may be used in combination for the purpose of further improving the flame retardancy. Further, it is possible to blend one or more kinds of crosslinkable monomers and other thermoplastic and thermosetting resins.
本発明の官能化ポリフェニレンエーテル樹脂を単独で、
あるいは上記の成分と配合して賦形する方法としては、
例えば溶媒キャスティング法や加熱溶融法を挙げること
ができる、キャスティングに用いられる溶媒としては、
ジクロロメタン、クロロホルム、トリクロロエチレンな
どのハロゲン置換炭化水素やベンゼン、トルエン、キシ
レンなどの芳香族炭化水素などのうちから選んだ単独ま
たは混合溶媒が挙げられる。また加熱溶融による方法と
しては、インジェクション成形、トランスファー成形、
押出成形、プレス成形等の方法が利用できる。加熱溶融
の際の温度は、該樹脂のガラス転移温度以上硬化開始温
度以下の範囲で選ばれる。本発明の官能化ポリフェニレ
ンエーテル樹脂の場合、鎖中に導入された臭素およびア
リル基の効果により、これらの官能基を持たないポリフ
ェニレンエーテルと比較してガラス転移温度が約140〜2
00℃と大旨低く、熱成形に有利である。The functionalized polyphenylene ether resin of the present invention alone,
Alternatively, as a method of blending with the above components and shaping,
For example, a solvent casting method and a heat melting method can be mentioned. As the solvent used for casting,
Specific examples thereof include halogen-substituted hydrocarbons such as dichloromethane, chloroform and trichloroethylene, aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene and xylene, and a single solvent or a mixed solvent thereof. Further, as a method by heating and melting, injection molding, transfer molding,
Methods such as extrusion molding and press molding can be used. The temperature at the time of heating and melting is selected in the range from the glass transition temperature of the resin to the curing start temperature. In the case of the functionalized polyphenylene ether resin of the present invention, due to the effect of the bromine and allyl groups introduced in the chain, the glass transition temperature is about 140 to 2 as compared to polyphenylene ether without these functional groups.
It is as low as 00 ℃, which is advantageous for thermoforming.
以上述べてきた本発明の官能化ポリフェニレンエーテル
樹脂の特徴をまとめると、第1に臭素の導入によって得
られる難燃性が挙げられる。また特徴の第2は、キャス
ティング法による成膜法に優れている点である。通常の
ポリフェニレンエーテルでは溶媒成膜法がほとんど認め
られないのに対し、本発明の樹脂では平滑で強度の十分
なフィルムが得られ、取り扱いが容易であった。特徴の
第3は、貯蔵安定性に優れている点であり、溶液状また
はフィルム状でゲル化することなく長期間保存可能であ
った。そして特徴の第4は、通常のポリフェニレンエー
テルよりもガラス転移温度が低く熱成形が行いやすい点
である。すなわち、臭素およびアリル基の導入の効果に
よって、これらの含量が増大するにつれてガラス転移温
度が低下する現象を示した。Summarizing the features of the functionalized polyphenylene ether resin of the present invention described above, firstly, the flame retardancy obtained by introducing bromine can be mentioned. The second characteristic is that it is superior to the film forming method by the casting method. Almost no solvent film formation method was observed with ordinary polyphenylene ether, whereas with the resin of the present invention, a smooth and sufficiently strong film was obtained and handling was easy. The third feature is that it is excellent in storage stability and can be stored for a long period of time in the form of a solution or a film without gelling. And the fourth characteristic is that the glass transition temperature is lower than that of ordinary polyphenylene ether and thermoforming is easier to perform. That is, there was a phenomenon that the glass transition temperature was lowered as the content of bromine and allyl groups was increased due to the effect of the introduction of bromine and allyl groups.
上記官能化ポリフェニレンエーテル樹脂の製造法の特徴
を述べると、工業的に安価な原料を用い、低温かつ短時
間のうちに、一般の反応により、既存のポリフェニレン
エーテルに対して難燃性と硬化性を同時に付与できると
いう点である。The characteristics of the method for producing the above-mentioned functionalized polyphenylene ether resin are as follows: using industrially inexpensive raw materials, at low temperature and in a short time, by general reaction, flame retardancy and curability with respect to existing polyphenylene ether. Can be added at the same time.
次に官能化ポリフェニレンエーテル樹脂硬化体について
説明する。この官能化ポリフェニレンエーテル樹脂硬化
体は、本発明の官能化ポリフェニレンエーテル樹脂を加
熱等の方法により硬化することによって得られるもので
ある。このことは、例えばIRスペクトル法、固体の高分
解能NMRスペクトル法(いわゆるCP−MAS)、熱分解ガス
クロマトグラフィー等の分析手法により実証することが
できる。Next, the functionalized polyphenylene ether resin cured product will be described. This functionalized polyphenylene ether resin cured product is obtained by curing the functionalized polyphenylene ether resin of the present invention by a method such as heating. This can be verified by analytical methods such as IR spectroscopy, solid high resolution NMR spectroscopy (so-called CP-MAS), and pyrolysis gas chromatography.
また硬化体は臭素を含有しており、その含量は該硬化体
を基準として1重量%以上30重量%以下の範囲であり、
より好ましくは1重量%以上20重量%以下の範囲であ
る。臭素含量が1重量%未満であると難燃性に劣り好ま
しくない。逆に30重量%を越えると熱安定性に劣り好ま
しくない。この臭素はポリフェニレンエーテル骨格に共
有的に結合した臭素であり、前記の構造式(III)の構
造に実質的に由来するものである。このことは後述する
クロロホルム抽出物の解析により実証できる。Further, the cured product contains bromine, and the content thereof is in the range of 1% by weight or more and 30% by weight or less based on the cured product,
More preferably, it is in the range of 1% by weight to 20% by weight. When the bromine content is less than 1% by weight, the flame retardancy is poor, which is not preferable. On the other hand, if it exceeds 30% by weight, the thermal stability becomes poor, which is not preferable. The bromine is bromine covalently bonded to the polyphenylene ether skeleton, and is substantially derived from the structure of the above structural formula (III). This can be verified by the analysis of the chloroform extract described below.
硬化体に含有せられる臭素を定量する方法としては、例
えば蛍光X線法が挙げられる。また該硬化体を熱、酸等
で分解した後、滴定やイオンクロマトグラフ等の手法を
用いて定量することも可能である。As a method for quantifying the bromine contained in the cured product, for example, a fluorescent X-ray method can be mentioned. It is also possible to decompose the cured product with heat, an acid or the like and then quantify it using a technique such as titration or ion chromatography.
硬化体のクロロホルム抽出率は、0.01重量%以上20重量
%以下の範囲であり、より好ましくは0.01重量%以上10
重量%以下の範囲である。抽出率が0.01重量%未満の場
合は硬化体が脆くなり好ましくない。逆に20重量%を越
えると耐薬品性の改善が不十分でありやはり好ましくな
い。ここで言うクロロホルム抽出率とは、該硬化体をク
ロロホルム中に23℃で12時間浸漬して得られる値であ
り、該硬化体のクロロホルム浸漬前の重さを基準として
次式に従って計算される。The chloroform extraction rate of the cured product is in the range of 0.01% by weight to 20% by weight, more preferably 0.01% by weight to 10% by weight.
It is within the range of weight% or less. If the extraction rate is less than 0.01% by weight, the cured product becomes brittle, which is not preferable. On the other hand, if it exceeds 20% by weight, the improvement in chemical resistance is insufficient, which is also not preferable. The chloroform extraction rate here is a value obtained by immersing the cured product in chloroform at 23 ° C. for 12 hours, and is calculated according to the following formula based on the weight of the cured product before immersion in chloroform.
クロロホルムに浸漬される硬化体の形状としてはクロロ
ホルムの除去しやすさ考慮してフィルム状または粉末状
が最も好ましい。 The shape of the cured product immersed in chloroform is most preferably a film or powder in consideration of the ease of removing chloroform.
クロロホルム抽出率の測定は、クロロホルムの代りに重
クロロホルムを用いて行うこともできるが、この場合抽
出物の重クロロホルム溶液のNMRスペクトルを測定する
ことにより、抽出物の成分およびその構造を知ることが
できる。この抽出物は、本発明の官能化ポリフェニレン
エーテル樹脂のうち硬化過程において硬化反応に十分寄
与できなかった成分が抽出されたものである。従って該
抽出物中には、本発明の官能化ポリフェニレンエーテル
樹脂の場合と同様、前述の式(I)および/または(I
I)、および(III)で表わされる構造が確認される。Chloroform extraction rate can be measured by using deuterated chloroform instead of chloroform. In this case, it is possible to know the components of the extract and its structure by measuring the NMR spectrum of the deuterated chloroform solution of the extract. it can. This extract was obtained by extracting components of the functionalized polyphenylene ether resin of the present invention that could not sufficiently contribute to the curing reaction during the curing process. Therefore, in the extract, as in the case of the functionalized polyphenylene ether resin of the present invention, the above formula (I) and / or (I
The structures represented by I) and (III) are confirmed.
抽出物の構造確認の手段としては、前述の通りNMRスペ
クトル法が有効であるが、その中でも特に1H−NMRが有
効である。またIRスペクトル法も利用できる。As a means for confirming the structure of the extract, the NMR spectrum method is effective as described above, and of these, 1 H-NMR is particularly effective. The IR spectrum method can also be used.
以上に述べてきた官能化ポリフェニレンエーテル樹脂硬
化体の特徴をまとめると、第1の特徴は硬化によって得
られる耐薬品性と耐熱性である。すなわち、ハロゲン置
換炭化水素溶媒や芳香族炭化水素溶媒に対する抵抗性が
著しく増大し、260℃のハンダ浴で加熱しても外観に変
化は認められなかった。第2の特徴は、臭素の効果によ
る難燃性である。また第3の特徴は、ポリフェニレンエ
ーテルの優れた誘電特性(低誘電率、低誘電正接)が損
われていないことである。さらに硬化反応は、官能化ポ
リフェニレンエーテル樹脂中のアリル基の付加反応によ
って起こるため、エポキシ樹脂やポリイミド樹脂の様に
縮合反応に起因する水、ガス等の副生物が生成せず、均
一でボイドのない硬化体となるという特徴も有する。Summarizing the features of the functionalized polyphenylene ether resin cured product described above, the first feature is the chemical resistance and heat resistance obtained by curing. That is, the resistance to a halogen-substituted hydrocarbon solvent or an aromatic hydrocarbon solvent was remarkably increased, and no change in appearance was observed even when heated in a solder bath at 260 ° C. The second feature is flame retardancy due to the effect of bromine. The third feature is that the excellent dielectric properties (low dielectric constant, low dielectric loss tangent) of polyphenylene ether are not impaired. Furthermore, since the curing reaction occurs by the addition reaction of the allyl group in the functionalized polyphenylene ether resin, byproducts such as water and gas due to the condensation reaction unlike the epoxy resin and the polyimide resin are not generated, and a uniform void It also has the feature that it becomes a cured product.
以下、本発明を一層明確にするために実施例を挙げて説
明するが、本発明の範囲をこれらの実施例に限定するも
のではない。Hereinafter, the present invention will be described with reference to examples in order to further clarify the present invention, but the scope of the present invention is not limited to these examples.
実施例1 官能化ポリフェニレンエーテル樹脂 30℃、0.5g/dlのクロロホルム溶液で測定した粘度数ηs
p/Cが0.55であるポリ(2,6−ジメチル−1,4−フェニレ
ンエーテル)10.0gをTHF200mlに溶解させ、n−ブチル
リチウム(1.5モル/、ヘキサン溶液)11.1mlを加え
て窒素雰囲気下、25℃で5分間反応させた。続いてアリ
ルブロマイド1.5gを加え、25℃のままさらに30分間撹拌
した。最後に水80ml、メタノール88mlの混合溶液を加
え、ポリマーを析出させた。濾過とメタノール洗浄を5
回繰り返した後、80℃で14時間真空乾燥させ、白色粉末
状のポリマーを得た。このポリマーの分析値を第1表に
まとめた。各値は次の方法により求めた。Example 1 Functionalized polyphenylene ether resin Viscosity number ηs measured with a 0.5 g / dl chloroform solution at 30 ° C.
Dissolve 10.0 g of poly (2,6-dimethyl-1,4-phenylene ether) with a p / C of 0.55 in 200 ml of THF, add 11.1 ml of n-butyllithium (1.5 mol / hexane solution), and add nitrogen atmosphere. The mixture was reacted at 25 ° C for 5 minutes. Subsequently, 1.5 g of allyl bromide was added, and the mixture was stirred at 25 ° C for another 30 minutes. Finally, a mixed solution of 80 ml of water and 88 ml of methanol was added to precipitate a polymer. 5 filtration and washing with methanol
After repeating the process once, it was vacuum dried at 80 ° C. for 14 hours to obtain a white powdery polymer. The analytical values of this polymer are summarized in Table 1. Each value was obtained by the following method.
1.粘度数ηsp/C:30℃、0.5g/dl、クロロホルム溶液 2.臭素含量:蛍光X線法 3.アリル基含量:1H−NMR 次にこのポリマーをトリクロロエチレンに溶解させ、キ
ャスティング法により成膜した。得られたフィルムの厚
みは約100μmで、表面の平滑性に優れ、強度も十分で
あった。フィルムの一部を切り出し、熱機械的分析装置
(以下TMAと略称する。)で測定したところ、ガラス転
移温度は190℃であった。またこのフィルムは、室温で
3ケ月間放置してもゲル化は起こらず、長期保存性に優
れたものであった。1. Viscosity number ηsp / C: 30 ° C, 0.5g / dl, chloroform solution 2. Bromine content: fluorescent X-ray method 3. Allyl group content: 1 H-NMR Next, this polymer is dissolved in trichlorethylene and then cast. A film was formed. The obtained film had a thickness of about 100 μm and had excellent surface smoothness and sufficient strength. When a part of the film was cut out and measured by a thermomechanical analyzer (hereinafter abbreviated as TMA), the glass transition temperature was 190 ° C. Further, this film did not cause gelation even if left at room temperature for 3 months, and was excellent in long-term storage stability.
官能化ポリフェニレンエーテル樹脂硬化体 上記の方法で得られたフィルムを18枚重ね合わせ真空プ
レスにより室温から280℃まで加熱圧縮し、280℃で30分
間保持後、冷却して厚さ約1.5mmのシート状硬化体を得
た。この硬化体の物性を表にまとめた。各物性の測定は
次に述べる方法により行った。Functionalized polyphenylene ether resin cured product 18 films obtained by the above method are stacked and compressed by heating from room temperature to 280 ° C by a vacuum press, held at 280 ° C for 30 minutes, and then cooled to a thickness of about 1.5 mm. A hardened body was obtained. The physical properties of this cured product are summarized in the table. The measurement of each physical property was performed by the method described below.
1.クロロホルム抽出率 シート状硬化体の一部をヤスリで削って微粉末化し、ク
ロロホルム中に23℃で12時間浸漬して、その前後の重さ
から次式に従って求めた。1. Chloroform extraction rate A part of the sheet-shaped cured product was ground with a file to make a fine powder, immersed in chloroform at 23 ° C for 12 hours, and the weight before and after that was calculated according to the following formula.
2.燃焼性 長さ127mm、幅12.7mmの試験片を切り出し、UL−94の試
験法に準じて行った。 2. Flammability A test piece with a length of 127 mm and a width of 12.7 mm was cut out and tested according to the UL-94 test method.
3.ハンダ耐熱性 10mm角の試験片を260℃のハンダ浴中に120秒間浮かべ、
外観の変化を目視により観察した。3. Solder heat resistance A 10 mm square test piece is floated in a solder bath at 260 ° C for 120 seconds,
The change in appearance was visually observed.
4.誘電率、誘電正接 1MHzで測定を行った。4. Dielectric constant and dielectric loss tangent were measured at 1MHz.
一方この硬化体の構造を確認するため以下のような解析
を行った。まず微粉末化した硬化体のFT−IR(拡散反射
法)を測定し、ポリフェニレンエーテルの骨格を確認し
た。その主要なピークの帰属は次の通りであった。On the other hand, the following analysis was performed to confirm the structure of this cured product. First, the FT-IR (diffuse reflection method) of the finely powdered cured product was measured to confirm the skeleton of polyphenylene ether. The attribution of the main peak was as follows.
νs,νas CH3,CH2(3027〜2862cm-1) νsC=C(1603cm-1) δsCH3(1381cm-1) νasO−C(1190cm-1) また、熱分解ガスクロマトグラフィーの測定では(熱分
解条件:590℃、4秒)、ポリフェニレンエーテル特有の
熱分解生成物である2−メチルフェノール、2,6−ジメ
チルフェノール、2,4−ジメチルフェノールおよび2,4,6
−トリメチルフェノールが確認された。なおガスクロマ
トグラフのピークの同定は、市販の試薬を標準として用
い、保持時間、質量スペクトル、およびFT−IRスペクト
ルを比較することにより行った。νs, νas CH 3 , CH 2 (3027〜2862cm -1 ) νsC = C (1603cm -1 ) δsCH 3 (1381cm -1 ) νasO-C (1190cm -1 ) In the measurement of pyrolysis gas chromatography (pyrolysis condition: 590 ° C, 4 seconds), 2-methyl which is a pyrolysis product specific to polyphenylene ether. Phenol, 2,6-dimethylphenol, 2,4-dimethylphenol and 2,4,6
-Trimethylphenol was confirmed. The peak of the gas chromatograph was identified by using a commercially available reagent as a standard and comparing the retention time, the mass spectrum, and the FT-IR spectrum.
次に硬化体の微粉末を重クロロホルム(CDCl3)中に23
℃で12時間浸漬し、抽出を行った。この重クロロホルム
溶液をNMRサンプル管に移し1H−NMRを測定したところ、
前述の構造(I)〜(III)に特徴的ピークが確認され
た。主要なピークの帰属は次の通りである。Then, the fine powder of the hardened material was added to deuterated chloroform (CDCl 3 ) to remove the powder.
Extraction was performed by immersing at 12 ° C for 12 hours. When this deuterated chloroform solution was transferred to an NMR sample tube and 1 H-NMR was measured,
Characteristic peaks were confirmed in the above structures (I) to (III). The attributions of the main peaks are as follows.
1.9〜2.4ppm((I)〜(III)のメチル基) 4.8〜5.1ppm((I)および(II)の−CH2CH=CH2 *) 5.65〜5.85ppm((I)の−CH2CH*=CH2) 5.95〜6.1ppm((II)の−CH2CH*=CH2) 6.3〜6.7ppm((I)および(II)のフエニル基) 実施例2 官能化ポリフェニレンエーテル樹脂 実施例1において、n−ブチルリチウムの反応条件を25
℃、5分から25℃、15分に変えて、他はまったく同様に
反応を行った。得られたポリマーの分析値を第1表に示
した。1.9 to 2.4 ppm ((I) to (III) methyl group) 4.8 to 5.1 ppm ((I) and (II) —CH 2 CH = CH 2 * ) 5.65 to 5.85 ppm ((I) —CH 2 CH * = CH 2) 5.95~6.1ppm -CH 2 CH * = CH 2 of ((II)) 6.3 to 6.7 ppm (phenyl groups of (I) and (II)) Example 2 Functionalized polyphenylene ether resin In Example 1, the reaction condition of n-butyllithium was 25.
The reaction was carried out in exactly the same manner except that the temperature was changed from 5 minutes to 25 ° C for 15 minutes. The analytical values of the obtained polymer are shown in Table 1.
次にこのポリマー100重量部と,開始剤として2,5−ジメ
チル−2,5−ジ(t−ブチルパーオキシ)ヘキシン−3
(日本油脂(株))製パーヘキシン25B)3重量部をト
リクロロエチレンに溶解させ、キャスティング法により
成膜した。得られたフィルムの厚みは約100μmで、表
面の平滑性に優れ、強度も十分であった。またこのフィ
ルムは、室温で3ケ月間放置してもゲル化は起こらず、
長期保存性に優れたものであった。Then 100 parts by weight of this polymer and 2,5-dimethyl-2,5-di (t-butylperoxy) hexyne-3 as an initiator
3 parts by weight of Perhexin 25B (Nippon Oil & Fats Co., Ltd.) was dissolved in trichlorethylene, and a film was formed by a casting method. The obtained film had a thickness of about 100 μm and had excellent surface smoothness and sufficient strength. Also, this film does not gel when left at room temperature for 3 months,
It was excellent in long-term storability.
官能化ポリフェニレンエーテル樹脂硬化体 上記の方法で得たフィルムを18枚重ね合わせ真空プレス
により室温から240℃まで加熱圧縮し、240℃で30分間保
持後、冷却して厚さ約1.5mmのシート状硬化体を得た。
この硬化体の物性を表にまとめた。各物性の測定は実施
例1と同様に行った。Functionalized polyphenylene ether resin cured product 18 films obtained by the above method are stacked and compressed by heating from room temperature to 240 ° C by a vacuum press, held at 240 ° C for 30 minutes, and then cooled to form a sheet with a thickness of about 1.5 mm. A cured product was obtained.
The physical properties of this cured product are summarized in the table. The physical properties were measured in the same manner as in Example 1.
硬化体の構造解析についても実施例1と同様に行った。
すなわち、FT−IRおよび熱分解ガスクロマトグラフィー
を用いてポリフェニレンエーテル骨格を確認した。さら
に重クロロホルム抽出物の1H−NMRを測定し、前述の構
造式(I)〜(III)に特徴的なピークを確認した。The structural analysis of the cured product was performed in the same manner as in Example 1.
That is, the polyphenylene ether skeleton was confirmed using FT-IR and pyrolysis gas chromatography. Further, 1 H-NMR of the deuterated chloroform extract was measured, and the characteristic peaks in the above structural formulas (I) to (III) were confirmed.
実施例3 官能化ポリフェニレンエーテル樹脂 実施例1で用いたものと同じポリ(2.6−ジメチル−1,4
−フェニレンエーテル)8.0gをTHF400mlに溶解させ、n
−ブチルリチウム(1.5モル/、ヘキサン溶液)88.9m
lを加えて窒素雰囲気下、25℃で20分間反応させた。続
いてアリルブロマイド11.5mlを加え、25℃のままさらに
30分間撹拌した。最後にこの反応混合物をメタノール1.
0中に注ぎ、ポリマーを析出させた。濾過とメタノー
ル洗浄を3回繰り返した後、80℃で14時間真空乾燥さ
せ、白色粉末状のポリマーを得た。このポリマーの分析
値を第1表にまとめた。Example 3 Functionalized Polyphenylene Ether Resin The same poly (2.6-dimethyl-1,4 as used in Example 1
-Phenylene ether) 8.0 g is dissolved in THF 400 ml,
-Butyllithium (1.5mol /, hexane solution) 88.9m
l was added thereto and reacted at 25 ° C. for 20 minutes under a nitrogen atmosphere. Then, add 11.5 ml of allyl bromide and keep at 25 ℃.
Stir for 30 minutes. Finally add the reaction mixture to methanol 1.
It was poured into 0 to precipitate a polymer. After repeating filtration and methanol washing three times, vacuum drying was carried out at 80 ° C. for 14 hours to obtain a white powdery polymer. The analytical values of this polymer are summarized in Table 1.
またこのポリマーをトリクロロエチレンに溶解させ、キ
ャスティング法により成膜したところ、表面の平滑な十
分な強度を持ったフィルムが得られた。さらにこのフィ
ルムは、室温で3ケ月間放置してもゲル化は起こらず、
長期保存性に優れたものであった。When this polymer was dissolved in trichlorethylene and formed into a film by the casting method, a film having a smooth surface and sufficient strength was obtained. Furthermore, this film does not gel even if left at room temperature for 3 months,
It was excellent in long-term storability.
官能化ポリフェニレンエーテル樹脂硬化体 上記の方法で得たフィルムを用い、実施例1とまったく
同様にしてシート状硬化体を作製し、物性を測定した。
結果を第1表にまとめた。Functionalized polyphenylene ether resin cured product Using the film obtained by the above method, a sheet-shaped cured product was prepared in exactly the same manner as in Example 1 and its physical properties were measured.
The results are summarized in Table 1.
硬化体の構造解析についても実施例1と同様に行った。
すなわち、FT−IRおよび熱分解ガスクロマトグラフィー
を用いてポリフェニレンエーテル骨格を確認した。さら
に重クロロホルム抽出物の1H−NMRを測定し、前述の構
造を(I)〜(III)に特徴的なピークを確認した。The structural analysis of the cured product was performed in the same manner as in Example 1.
That is, the polyphenylene ether skeleton was confirmed using FT-IR and pyrolysis gas chromatography. Further, 1 H-NMR of the deuterated chloroform extract was measured, and the characteristic peaks in the above structures (I) to (III) were confirmed.
実施例1においてn−ブチルリチウムの反応条件を25
℃、5分から40℃、1時間に変えて、他はまったく同様
に反応を行った。得られたポリマーの分析値を第1表に
示した。蛍光X線法による測定では、このポリマー中に
は臭素は検出されなかった。In Example 1, the reaction conditions for n-butyllithium were set to 25
The reaction was conducted in exactly the same manner except that the temperature was changed from 5 minutes to 40 ° C. for 1 hour. The analytical values of the obtained polymer are shown in Table 1. No bromine was detected in this polymer as determined by fluorescent X-ray method.
このポリマーを用いて実施例1と同様にシート状硬化体
を作製し、物性を測定した。結果を第1表にまとめた。
臭素の効果がまったくないため難燃性に劣るものであっ
た。A sheet-shaped cured product was produced in the same manner as in Example 1 using this polymer, and its physical properties were measured. The results are summarized in Table 1.
It was inferior in flame retardance because it had no effect of bromine.
〔発明の効果〕 本発明の官能化ポリフェニレンエーテル樹脂の特徴は、
第1に臭素の導入によって得られる難燃性である。また
特徴の第2は、キャスティング法による成膜性に優れて
いる点である。通常のポリフェニレンエーテルでは溶媒
成膜性がほとんど認められないのに対し、本発明の樹脂
では平滑で強度の十分なフィルムが得られ、取り扱いが
容易であった。特徴の第3は、貯蔵安定性に優れている
点であり、溶液状またはフィルム状でゲル化することな
く長期間保存可能であった。そして特徴の第4は、通常
のポリフェニレンエーテルよりもガラス転移温度が低く
熱成形が行いやすい点である。すなわち、臭素およびア
リル基の導入の効果によって、これらの含量が増大する
につれてガラス転移温度が低下する現象を示した。 [Effects of the Invention] The features of the functionalized polyphenylene ether resin of the present invention are:
First, it is flame retardant obtained by introducing bromine. The second characteristic is that the film forming property by the casting method is excellent. Almost no ordinary polyphenylene ether was found to have a solvent film-forming property, whereas the resin of the present invention provided a smooth and sufficiently strong film and was easy to handle. The third feature is that it is excellent in storage stability and can be stored for a long period of time in the form of a solution or a film without gelling. And the fourth characteristic is that the glass transition temperature is lower than that of ordinary polyphenylene ether and thermoforming is easier to perform. That is, there was a phenomenon that the glass transition temperature was lowered as the content of bromine and allyl groups was increased due to the effect of the introduction of bromine and allyl groups.
上記官能化ポリフェニレンエーテル樹脂の製造法の特徴
は、工業的に安価な原料を用い、低温かつ短時間のうち
に、一段の反応により、既存のポリフェニレンエーテル
に対し難燃性と硬化性を同時に付与できるという点であ
る。The feature of the method for producing the above-mentioned functionalized polyphenylene ether resin is that industrially inexpensive raw materials are used, and at a low temperature and in a short time, a one-step reaction simultaneously imparts flame retardancy and curability to existing polyphenylene ether. The point is that you can.
官能化ポリフェニレンエーテル樹脂硬化体の特徴は、第
1に硬化によって得られる耐薬品性と耐熱性である。す
なわち、ハロゲン置換炭化水素溶媒や芳香族炭化水素溶
媒に対する抵抗性が著しく増大し、260℃のハンダ浴で
加熱しても外観に変化は認められなかった。第2の特徴
は、臭素の効果による難燃性である。また第3の特徴
は、ポリフェニレンエーテルの優れた誘電特性(低誘電
率、低誘電正接)が損われていないことである。さらに
本発明における硬化反応は、官能化ポリフェニレンエー
テル樹脂中のアリル基の付加反応によって起こるため、
エポキシ樹脂の様に縮合反応に起因する水、ガス等の副
生成物が生成せず、均一でボイドのない硬化体となると
いう特徴も有する。The characteristics of the functionalized polyphenylene ether resin cured product are firstly chemical resistance and heat resistance obtained by curing. That is, the resistance to a halogen-substituted hydrocarbon solvent or an aromatic hydrocarbon solvent was remarkably increased, and no change in appearance was observed even when heated in a solder bath at 260 ° C. The second feature is flame retardancy due to the effect of bromine. The third feature is that the excellent dielectric properties (low dielectric constant, low dielectric loss tangent) of polyphenylene ether are not impaired. Furthermore, since the curing reaction in the present invention occurs by the addition reaction of the allyl group in the functionalized polyphenylene ether resin,
Unlike epoxy resins, water and gas by-products due to the condensation reaction are not generated, and the resulting cured product is uniform and has no voids.
以上述べてきた本発明の特徴はいずれも、本発明が難燃
性低誘電率プリント基板材料として有利に使用できるこ
とを示している。すなわち、片面または両面銅張積層
板、多層基板用プリプレグ、フレキシブル基板、射出成
形による三次元プリント基板等の材料として有用であ
る。これら以外の用途としては、半導体封止材料、衛星
放送用アンテナ基材、VLSI用絶縁膜、電子レンジ用材
料、耐熱性接着剤等が挙げられる。All of the features of the present invention described above indicate that the present invention can be advantageously used as a flame retardant low dielectric constant printed circuit board material. That is, it is useful as a material for a single-sided or double-sided copper clad laminate, a prepreg for a multilayer board, a flexible board, a three-dimensional printed board by injection molding, and the like. Other applications include semiconductor encapsulation materials, satellite broadcast antenna substrates, VLSI insulating films, microwave oven materials, heat-resistant adhesives, and the like.
Claims (1)
フェニレンエーテル樹脂であって、以下の構造式で表さ
れる単位(I)および/または(II)と単位(III)と
単位(IV)から構成され、臭素の含有量が1重量%以上
30重量%以下であり、かつ次式で定義されるアリル基の
含有量が0.1モル%以上100モル%以下であることを特徴
とする官能化ポリフェニレンエーテル樹脂。 1. A functionalized polyphenylene ether resin which is a reaction product of (a) a polyphenylene ether resin and (b) an allyl bromide, wherein units (I) and / or (II) are represented by the following structural formulas. And unit (III) and unit (IV), the bromine content is 1% by weight or more
A functionalized polyphenylene ether resin, which is 30% by weight or less and the content of allyl groups defined by the following formula is 0.1 mol% or more and 100 mol% or less.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5204189A JPH0747632B2 (en) | 1989-03-06 | 1989-03-06 | Functionalized polyphenylene ether resin composition |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5204189A JPH0747632B2 (en) | 1989-03-06 | 1989-03-06 | Functionalized polyphenylene ether resin composition |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02232260A JPH02232260A (en) | 1990-09-14 |
| JPH0747632B2 true JPH0747632B2 (en) | 1995-05-24 |
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|---|---|---|---|---|
| CN1295268C (en) * | 2004-03-23 | 2007-01-17 | 华东理工大学 | Preparing thermosetting phlyphenylether through Geliya reagent in polyphenylether halide and allyl group type |
-
1989
- 1989-03-06 JP JP5204189A patent/JPH0747632B2/en not_active Expired - Fee Related
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| JPH02232260A (en) | 1990-09-14 |
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