一种可交联含氟聚芳醚及其制备方法和应用技术

本发明专利技术涉及高分子材料技术领域，尤其涉及一种可交联含氟聚芳醚及其制备方法和应用。本发明专利技术提供的可交联含氟聚芳醚中含有大量的氟原子，氟原子的存在会降低分子的极性，使得可交联聚合物的介电常数降低；其中的R基团容易发生自由基加成反应，可在聚合物分子链中形成交联结构，交联结构的加入会提高聚合物的热稳定性及热机械性能。根据实施例的记载，利用本发明专利技术提供的可交联含氟聚芳醚制备得到的高温低介电薄膜具有优异的热稳定性和较低的低介电常数。

【技术实现步骤摘要】
一种可交联含氟聚芳醚及其制备方法和应用
本专利技术涉及高分子材料
，尤其涉及一种可交联含氟聚芳醚及其制备方法和应用。
技术介绍
在信息时代的背景下，微电子器件在现代制造业中占有重要地位，低介电常数和低介电损耗的高分子材料在学术界和工业界引起了广泛的关注。高分子介电材料的介电特性在很大程度上受分子链运动的影响，而聚合物分子链运动又收到温度的影响。因此，近年来报道的大多数研究都集中在耐热性和分子链热运动稳定性的耐高温聚合物介电材料上。含氟聚芳醚作为高性能聚合物材料由于较低的介电常数而广为人知。在后续研究中，大部分的研究都集中在如何进一步降低聚合物材料的介电常数，例如，中国专利CN103159948A将POSS组分接枝于聚合物的侧链，形成具有杂化结构的纳米复合材料，有效降低了含氟聚芳醚酮的介电常数。中国专利CN1252131C通过3-三氟甲基-4-氯苯基对苯二酚单体与4,4’-二氟二苯酮、2,6-二氟苯腈等双卤素单体进行缩聚反应，制备出一系列具有低介电常数的高性能树脂。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种可交联含氟聚芳醚及其制备方法和应用，所述可交联含氟聚芳醚具有优异的热稳定性和较低的低介电常数。为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：本专利技术提供了一种可交联含氟聚芳醚，具有式Ⅰ所示结构：其中，R为n为正整数。本专利技术还提供了上述技术方案所述的可交联含氟聚芳醚的制备方法，包括以下步骤：将六氟双酚A、脱水剂、第一催化剂、十氟联苯和第一有机溶剂混合，进行聚合反应，得到含氟聚芳醚；将所述含氟聚芳醚、交联剂、第二催化剂和第二有机溶剂混合，进行交联反应，得到可交联含氟聚芳醚；所述含氟聚芳醚具有式Ⅱ所示结构：其中，式Ⅱ中的n为正整数；所述交联剂为3-羟基苯乙炔、4-(2-苯基乙炔基)苯酚或4-羟基苯乙烯。优选的，所述六氟双酚A、脱水剂、第一催化剂、十氟联苯和第一有机溶剂的混合包括以下步骤：将六氟双酚A、脱水剂、第一催化剂和第一有机溶剂混合，在90～160℃下共沸回流后，在110～180℃下共沸，得到第一混合液；将所述第一混合液和十氟联苯混合，得到混合液。优选的，所述第一混合液和十氟联苯的混合在搅拌的条件下进行；所述搅拌的时间为0.5～1.5h。优选的，所述六氟双酚A、第一催化剂和十氟联苯的摩尔比为(0.9～1.2)：(0.9～1.2)：(0.9～1.2)；所述脱水剂与所述第一有机溶剂的体积比为(30～50)：100；所述六氟双酚A、脱水剂、第一催化剂、十氟联苯和第一有机溶剂的混合后的混合液的固含量为15％～25％。优选的，所述聚合反应的温度为70～90℃，所述聚合反应的时间为20～35h。优选的，所述含氟聚芳醚、交联剂和第二催化剂的摩尔比为(1～4)：(1～4)：(1.2～4.8)；所述交联反应的温度为80～120℃，所述交联反应的时间为20～30h。本专利技术还提供了上述技术方案所述的可交联含氟聚芳醚或上述技术方案所述的制备方法制备得到的可交联含氟聚芳醚在制备高温低介电薄膜中的应用。优选的，所述应用的方法包括以下步骤：将可交联含氟聚芳醚和第三有机溶剂混合，依次进行浇注和固化，得到高温低介电薄膜。优选的，所述可交联含氟聚芳醚的质量和所述第三有机溶剂的体积比为(0.8～1.5)g：(8～15)mL；所述固化的温度为300～400℃，所述固化的时间为10～60min。本专利技术提供了一种可交联含氟聚芳醚，具有式Ⅰ所示结构：其中，R为n为正整数。本专利技术提供的可交联含氟聚芳醚中含有大量的氟原子，氟原子的存在会降低分子的极性，使得可交联聚合物的介电常数降低；其中的R基团容易发生自由基加成反应，可在聚合物分子链中形成交联结构，交联结构的加入会提高聚合物的热稳定性及热机械性能。根据实施例的记载，利用本专利技术提供的可交联含氟聚芳醚制备得到的高温低介电薄膜具有优异的热稳定性和较低的低介电常数。附图说明图1为实施例1制备得到的可交联含氟聚芳醚的核磁氢谱图；图2为实施例1制备得到的可交联含氟聚芳醚的红外光谱图；图3为实施例6制备得到的高温低介电薄膜的TGA曲线；图4为实施例6制备得到的高温低介电薄膜的DMA曲线；图5为实施例6制备得到的高温低介电薄膜的介电常数及介电损耗测试结果图。具体实施方式本专利技术提供了一种可交联含氟聚芳醚，具有式Ⅰ所示结构：其中，R为n为正整数。本专利技术还提供了上述技术方案所述的可交联含氟聚芳醚的制备方法，包括以下步骤：将六氟双酚A、脱水剂、第一催化剂、十氟联苯和第一有机溶剂混合，进行聚合反应，得到含氟聚芳醚；将所述含氟聚芳醚、交联剂、第二催化剂和第二有机溶剂混合，进行交联反应，得到可交联含氟聚芳醚；所述含氟聚芳醚具有式Ⅱ所示结构：其中，式Ⅱ中的n为正整数；所述交联剂为3-羟基苯乙炔、4-(2-苯基乙炔基)苯酚或4-羟基苯乙烯。在本专利技术中，若无特殊说明，所有原料均为本领域技术人员熟知的市售产品。本专利技术将六氟双酚A、脱水剂、第一催化剂、十氟联苯和第一有机溶剂混合，进行聚合反应，得到含氟聚芳醚。在本专利技术中，所述脱水剂优选为苯、甲苯、二甲苯和环己烷中的一种或几种；当所述脱水剂为上述具体选择中的两种以上时，本专利技术对上述具体物质的配比没有任何特殊的限定，按任意配比进行混合即可。在本专利技术中，所述第一催化剂优选为碳酸钠、碳酸钾、碳酸铯、氢化钙和氟化钾中的一种或几种；当所述第一催化剂为上述具体选择中的两种以上时，本专利技术对上述具体物质的配比没有任何特殊的限定，按任意配比进行混合即可。在本专利技术中，所述第一有机溶剂优选二氧六环、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、二甲基亚砜、环丁砜和N-甲基吡咯烷酮中的一种或几种；当所述第一有机溶剂为上述具体选择中的两种以上时，本专利技术对上述具体物质的配比没有任何特殊的限定，按任意配比进行混合即可。在本专利技术中，所述六氟双酚A、脱水剂、第一催化剂、十氟联苯和第一有机溶剂的混合优选包括以下步骤：将六氟双酚A、脱水剂、第一催化剂和第一有机溶剂混合后，在90～160℃下共沸回流后，在110～180℃下共沸，得到第一混合液；将所述第一混合液和十氟联苯混合，得到混合液。本专利技术将六氟双酚A、脱水剂、第一催化剂和第一有机溶剂混合后，在90～160℃下共沸回流后，在110～180℃下共沸，得到第一混合液。在本专利技术中，所述混合优选在氩气气氛和搅拌的条件下进行，所述混合的时间优选为0.5～1.5h，更优选为0.8～1.2h。在本专利技术中，所述共沸回流的温度优选为100～150℃，更优选为120～130℃；所述共沸回流的时间优选为3～5h，更优选为3.5～4.5h，最优选为3.8～4.2h。在本专利技术中，所述共沸回流的目的是去除碳酸钾与双酚A成盐本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种可交联含氟聚芳醚，其特征在于，具有式Ⅰ所示结构：/n

【技术特征摘要】
1.一种可交联含氟聚芳醚，其特征在于，具有式Ⅰ所示结构：



其中，R为n为正整数。


2.权利要求1所述的可交联含氟聚芳醚的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将六氟双酚A、脱水剂、第一催化剂、十氟联苯和第一有机溶剂混合，进行聚合反应，得到含氟聚芳醚；
将所述含氟聚芳醚、交联剂、第二催化剂和第二有机溶剂混合，进行交联反应，得到可交联含氟聚芳醚；
所述含氟聚芳醚具有式Ⅱ所示结构：



其中，式Ⅱ中的n为正整数；
所述交联剂为3-羟基苯乙炔、4-(2-苯基乙炔基)苯酚或4-羟基苯乙烯。


3.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述六氟双酚A、脱水剂、第一催化剂、十氟联苯和第一有机溶剂的混合包括以下步骤：
将六氟双酚A、脱水剂、第一催化剂和第一有机溶剂混合，在90～160℃下共沸回流后，在110～180℃下共沸，得到第一混合液；
将所述第一混合液和十氟联苯混合，得到混合液。


4.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述第一混合液和十氟联苯的混合在搅拌的条件下进行；所述搅拌的时间为0.5～1.5h。


5.如权利要求2或3所述的制备方法，其特征在于，所述六氟双酚A、第一催化剂和十氟联苯的摩...

【专利技术属性】
技术研发人员：张海博，商嬴双，王兆阳，姜子龙，周晨义，闫琦星，刘新，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：吉林;22