氟化聚(亚芳基醚)热固性材料制造技术

本发明专利技术涉及改性的氟化聚(亚芳基醚酮)，其可以被交联以产生可用于具有低介电常数的半导体应用的高性能热固性材料。本发明专利技术还涉及一种用于制造经由氟化聚(亚芳基醚酮)与氟苯乙烯的缩聚制备的所述改性的氟化聚(亚芳基醚酮)的方法。

Fluorinated poly (arylene ether) thermosetting materials

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】氟化聚(亚芳基醚)热固性材料相关申请的交叉引用本申请要求于2017年9月04日提交的印度临时专利申请号201721031305以及2017年10月31日提交的欧洲申请号17199300.9的优先权，出于所有目的将这些申请的全部内容通过援引方式并入本申请。
本专利技术涉及改性的氟化聚(亚芳基醚酮)，其可以被交联以产生可用于具有低介电常数的半导体应用的高性能热固性材料。本专利技术还涉及一种用于制造经由氟化聚(亚芳基醚酮)与氟苯乙烯的缩聚制备的所述改性的氟化聚(亚芳基醚酮)的方法。
技术介绍
电子工业近来已寻求用于如在电子设备中的具有低介电常数和介电损耗的材料。相当多的研究已经致力于聚合物介电材料，由于它们易于制造、具有高击穿强度、低损耗以及自动清洁能力。文献中可以找到几种减小聚合物材料的介电常数的方法。在那些方法之中，在材料中引入氟和自由体积以增强电子特性是本领域中已知的方法。特别地，氟因为其可以降低偶极子的强度而被广泛用于降低材料的介电常数。在另一方面，已知交联提供体系中的自由体积，并且增加体系中的自由体积意指减少偶极子的数量以使介电常数最小化。US2004/0127632(ZENPHOTONICSCO.LTD.)01/07/2004披露了氟化聚合物化合物，该氟化聚合物化合物具有在其末端引入的五氟苯乙烯，用于制造可以被UV固化或热固化以获得光学波导装置的薄膜。为了达到所希望的固化密度，建议与光引发剂和丙烯酸酯化合物混合使用所述氟化化合物。氟化聚(亚芳基醚)(氟化PAEK)是用于电子工业中许多应用的选择介电材料，因为它们的低介电常数、在高频下的低电流损耗因数、低水分吸收、低固化温度、良好的热稳定性、优异的耐化学性以及与各种金属化体系的良好的相容性。它们主要用于电子装置的电子包装中。它们还在微电子学中作为绝缘材料得到应用。这些聚合物中的大多数是通过相应的氟取代单体(是要使用的相当昂贵的单体)的溶液缩聚合成的。专利文件US2004198906(加拿大国家研究院(NATIONALRESEARCHCOUNCILOFCANADA))04/12/2003披露了高度交联的氟化聚(亚芳基醚)，其包含氟苯乙烯残基作为端基或侧基，所述氟化聚(亚芳基醚)是通过使双(五氟苯基)化合物与双酚或对苯二酚反应制备的。所述化合物被描述为可用作用于电信应用的无源光聚合物波导材料。披露了在聚合物主链结构中存在氟原子提供了改进的光学特性。本领域中已知的氟化PAEK的缺点是可能在流延薄膜时引起问题的低缠结分子量。获得可以通过简单的方法制备的具有改进的熔体粘度、改进的热特性和机械特性以及低介电常数的聚(亚芳基醚)聚合物将是有利的。
技术实现思路
本申请人现在已经出乎意料地发现，某些带有氟苯乙烯端基的氟化聚(亚芳基醚酮)聚合物可以被交联以产生固化膜，这些固化膜特别适用于介电公用设施中的许多应用，因为其提供了低介电常数并且易于制备。因此，在第一方面，本专利技术涉及一种具有式(I)的带有氟苯乙烯基团的氟化聚(亚芳基醚酮)[F-PAEK-PFS]：其中n是从1至200的整数；Ar和Ar’，彼此相同或不同，是选自亚苯基或亚萘基的芳香族基团；每个Q是氟原子或-CF3基团，并且每个m是从1至4的整数；其中X是具有下式的双酚部分：其中Y是氢或氟，并且Z是烷基属或芳香族氟化部分。本专利技术进一步涉及一种用于制造如上详述的具有式(I)的F-PAEK-PFS的方法，所述方法包括：(i)提供具有式(II)的氟化聚(亚芳基醚酮)[F-PAEK]其中n、Ar、Ar’和X是如上定义的；以及(ii)使在步骤(i)中获得的该F-PAEK与具有下式的氟苯乙烯反应：其中Q是氟原子或-CF3基团，并且m是从1至4的整数。本申请人发现，有利地，该F-PAEK-PFS可以被UV固化或热固化，以得到具有改进的热稳定性、机械稳定性和化学稳定性以及低介电常数的热固性材料。因此，在另一方面，本专利技术涉及一种通过使该F-PAEK-PFS交联可获得的热固性材料[热固性材料(T)]，以及包含所述热固性材料(T)的制品。具体实施方式在本专利技术的上下文中，在标识式或式的部分的符号或数字之前和之后的圆括号“(…)”的使用具有仅仅相对于该文本的剩余部分更好区分该符号或数字的目的；因此，所述圆括号还可以被省略。F-PAEK出于本专利技术的目的，术语“氟化聚(亚芳基醚酮)[F-PAEK]”旨在表示包含具有下式的重复单元(RF-PAEK)的聚合物：其中Ar和Ar’，彼此相同或不同，是选自亚苯基或亚萘基的芳香族基团；并且X是具有下式的双酚部分：其中Y是氢或氟，并且Z是烷基属或芳香族氟化部分。术语“烷基属氟化基团”旨在是指其中部分或全部的氢原子被氟原子替代的直链、支链或环状的烃链，其中所述链可以任选地是不饱和的并且其中一个或多个碳原子可以被一个或多个杂原子(诸如O或S、优选O)替代。该烷基属氟化基团优选地选自下组，该组由以下各项组成：以及术语“芳香族氟化基团”是指衍生自具有6至18个碳原子的芳香族体系的基团，该芳香族体系包括但不限于苯基、联苯基、萘基、蒽基等，其中部分或全部的氢原子被氟原子和-CF3基团中的一个或多个替代。该芳香族氟化基团优选地选自下组，该组由以下各项组成：以及Ar和Ar’，彼此相同或不同，是选自亚苯基或亚萘基的芳香族基团该芳香族基团可以任选地被至少一个选自下组的取代基取代，该组由以下各项组成：烷基、烯基、炔基、芳基、醚、硫醚、羧酸、酯、酰胺、酰亚胺、碱金属或碱土金属磺酸盐、烷基磺酸酯、碱金属或碱土金属膦酸盐、烷基膦酸酯、胺和季铵；该至少一个取代基可以任选地含有一个或多个氟原子。适用于本专利技术的F-PAEK聚合物可以是均聚物，因此基本上包含单一的重复单元(RF-PAEK)，或共聚物，诸如无规、交替或嵌段共聚物。当F-PAEK聚合物是共聚物时，其可以值得注意地含有至少两种在以上定义的重复单元中具有不同含义的包含X部分的不同的重复单元(RF-PAEK)。优选地，F-PAEK聚合物是均聚物。F-PAEK可以通过具有式(A)的双酚与具有式F-Ar-C(O)-Ar’-F的化合物的缩聚来制备：其中Y是氢或氟，并且Z是烷基属或芳香族氟化部分，其中Ar和Ar’是如上定义的。在优选的实施例中，本专利技术中使用的F-PAEK具有包括在1000与30000之间、优选在1500与10000之间、更优选8000的数均分子量(Mn)。本专利技术中使用的F-PAEK总体上具有小于5、优选小于4、更优选小于3.5的多分散性指数(PDI)。这种相对窄的分子量分布是具有类似分子量的分子链的整体的代表。在优选的实施例中，F-PAEK本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有式(I)的带有氟苯乙烯基团的氟化聚(亚芳基醚酮)[F-PAEK-PFS]/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20171031 EP 17199300.9;20170904 IN 2017210313051.一种具有式(I)的带有氟苯乙烯基团的氟化聚(亚芳基醚酮)[F-PAEK-PFS]



其中n是从1至200的整数；
Ar和Ar’，彼此相同或不同，是选自亚苯基或亚萘基的芳香族基团；
每个Q是氟原子或-CF3基团，并且每个m是从1至4的整数；
其中X是具有下式的双酚部分：



其中Y是氢或氟，并且Z是烷基属或芳香族氟化部分。


2.根据权利要求1所述的F-PAEK-PFS，其中，Z是选自下组的烷基属氟化部分，该组由以下各项组成：

以及





3.根据权利要求1所述的F-PAEK-PFS，其中，Z是选自下组的芳香族氟化部分，该组由以下各项组成：

以及





4.根据前述权利要求中任一项所述的F-PAEK-PFS，其具有包括在1000与30000之间的数均分子量，以及至少100℃、优选140℃、更优选至少150℃的玻璃化转变温度，其中该数均分子量是通过GPC测定的，并且该玻璃化转变温度被确定为根据ASTMD3418通过DSC测量的中点温度。


5.根据前述权利要求中任一项所述的F-PAEK-PFS，其呈膜的形式。


6.根据前述权利要求中任一项所述的F-PAEK-PFS，其是具有下式的化合物：



其中n是从1至200的整数。


7.一种用于制造根据权利要求1至6中任一项所述的F-PAEK-P...

【专利技术属性】
技术研发人员：R阿胡贾，V卡佩尤斯科，E密斯瑞，S米勒范蒂，M巴西，
申请(专利权)人：索尔维特殊聚合物意大利有限公司，
类型：发明
国别省市：意大利;IT