一种苯并环丁烯官能化的有机硅化合物及其制备方法技术

本发明专利技术涉及化学材料技术领域，具体涉及一种含苯并环丁烯官能化的有机硅化合物及其制备方法。所述其结构如式(I)所示：其中，n等于2

【技术实现步骤摘要】
一种苯并环丁烯官能化的有机硅化合物及其制备方法


[0001]本专利技术涉及化学材料
，具体涉及一种苯并环丁烯官能化的有机硅化合物及其制备方法。

技术介绍

[0002]苯并环丁烯(简称BCB)类材料由于具有优异的耐高低温性能，低介电，低损耗，气密性好，耐辐照，特别是具有优异的成膜性能和抗潮性能等特点，在电子封装领域获得了广泛应用。BCB单体经过加热后转变为共轭双烯结构，通过自由基聚合和Diels
‑
Alder反应而得到高度交联聚合物。陶氏化学公司开发的四甲基二乙烯基硅氧烷桥联的苯并环丁烯(简称DVSBCB)(US5882836)，如下式所示。
[0003][0004]其化学结构式如式所示：这类树脂具有低的介电常数和介电损耗，已经在集成电路封装中广泛应用。由于半导体工业高频高速的快速发展，DVSBCB树脂已很难满足下一代电子元器件对介电绝缘材料的要求。
[0005]现有技术中，国内外关于苯并环丁烯树脂的报道很多，例如：US5882836,US5217568，US5136069；Journal of Polymer Science,Part A:Polymer Chemistry,2011,49,381
‑
391；中国专利CNL200710111698.4等，利用BCB中间体通过硅氢、HECK或者格氏反应制备的苯并环丁烯树脂，显示出了较好的电学性能和热性性能，但是随着高频高速的发展需求，目前5G/6G需要介电损耗在10
‑4这个量级的低介电材料，现有国外商业化的DVSBCB树脂的介电常数是2.65、介电损耗10
‑3‑
10
‑2，高频高速条件下，限制了材料在半导体工业的应用。故本领域迫切需要开发一种在高频条件下介电损耗在10
‑4这个量级的高性能低介电材料。

技术实现思路

[0006]本专利技术主要目的在于提供一种含苯并环丁烯官能化的有机硅化合物及其制备方法。
[0007]为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0008]本专利技术提供一种含苯并环丁烯官能化的有机硅化合物，其结构如式(I)所示：
[0009][0010]其中，n等于2
‑
8的整数；R为以下情况之一：
[0011](a)取代或未取代C1～C6的烷基；
[0012](b)取代或未取代的芳基。
[0013]进一步地，所述的取代指基团上的一个或多个氢原子被选自下组的取代基取代：C1～C4的烷基，未取代的苯基。
[0014]本专利技术还提供以上所述化合物的制备方法，其包括以下原料：乙烯基硅烷，4
‑
(1,1
‑
二甲基
‑1‑
氢基)硅基苯并环丁烯，氯铂酸，甲苯；
[0015]其中，乙烯基硅烷，4
‑
(1,1
‑
二甲基
‑1‑
氢基)硅基苯并环丁烯(4
‑
DMHSBCB)，氯铂酸的摩尔比为：1:3.5～6:3
×
10
‑3～1
×
10
‑2。
[0016]进一步地，所述方法具体包括以下步骤：
[0017]将所述原料依次投入到反应器中，通入氮气保护10～30min后，持续进行搅拌，60～90℃温度条件下续反应18～60h，反应结束之后，冷至室温；在压力
‑
0.09～
‑
0.095MPa、温度30～40℃的条件下除去溶剂，进行柱层析或结晶方法进行提纯，即得。
[0018]本专利技术还提供以上所述化合物的聚合物的制备方法，其包括：所述化合物或含所述化合物的预聚物加热至165～200℃进行固化反应2～24h。
[0019]进一步地，含所述化合物的预聚物的制备方法：将所述化合物或含所述化合物的混合物与三甲苯加入厌氧瓶中，通氮气10～30分钟后，加热至温度155～165℃下预聚反应15～55h，冷却至室温；在压力
‑
0.09～
‑
0.095MPa、温度85～90℃的条件下除去三甲苯，得到预聚物。
[0020]更进一步地，将所得预聚物进行固化反应，具体步骤为：将所得预聚物配成0.5～1％的甲苯溶液，在2000～3000r/min均质成膜；在50～60℃温度条件下加热8～12h，在170～180℃温度条件下加热3～4h；在200～210℃温度条件下加热2～4h；在220
‑
230℃温度条件下加热2～5h；在240～250℃保持1～3h，即得。
[0021]进一步地，含所述化合物的预聚物的制备方法，还可采用以下方法：将含所述化合物的混合物在温度50～80℃下混合搅拌均匀，在压力
‑
0.09～
‑
0.095MPa、温度120～160℃下保温3～20h。
[0022]更进一步地，将所得预聚物进行固化反应，具体步骤为：将所得预聚物分多个阶段加热进行固化反应：
[0023]更进一步地，分4个阶段进行固化反应：第一阶段：升温至150～160℃保持3～4h；第二阶段：升温至180～200℃保持3～5h；第三阶段：升温至210～220℃保持1～2h；第四阶段：升温至240～250℃保持1～2h。
[0024]本专利技术还提供以上所述化合物，以上所述方法制备得到的预聚物在5G/6G的高频
PCB板以及芯片的加工中的应用。
[0025]与现有技术相比，本专利技术具有以下优势：
[0026]本专利技术提供了一种含苯并环丁烯官能化的有机硅化合物，其结构如式(I)所示，所述化合物或者与其它含有不饱和键化合物共聚得到的聚合物具有优良的热稳定性、力学性能和介电性能，可以用作耐高温材料，高性能复合材料，电子封装材料和航空材料等；应用于5G/6G的高频PCB板以及芯片的层间封装等。
[0027]本专利技术所述制备方法简单，原料廉价易得，产率高，成本低，易于大规模生产应用。
具体实施方式
[0028]应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本专利技术提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本专利技术所属
的普通技术人员通常理解的相同含义。
[0029]需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本专利技术的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作和/或它们的组合。
[0030]为了使得本领域技术人员能够更加清楚地了解本专利技术的技术方案，以下将结合具体的实施例详细说明本专利技术的技术方案。
[0031]4‑
(1,1
‑
二甲基
‑1‑
氢基)硅基苯并环丁烯购于四川省北川瑞辉科技有限公司。
[0032]实施例1：
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种含苯并环丁烯官能化的有机硅化合物，其特征在于，结构如式(I)所示：其中，n等于2
‑
8的整数；R为以下情况之一：(a)取代或未取代C1～C6的烷基；(b)取代或未取代的芳基。2.根据权利要求1所述的化合物，其特征在于，所述的取代指基团上的一个或多个氢原子被选自下组的取代基取代：C1～C4的烷基，未取代的苯基。3.权利要求1或2所述化合物的制备方法，其特征在于，包括以下原料：乙烯基硅烷，4
‑
(1,1
‑
二甲基
‑1‑
氢基)硅基苯并环丁烯，氯铂酸，甲苯；其中，乙烯基硅烷，4
‑
(1,1
‑
二甲基
‑1‑
氢基)硅基苯并环丁烯，氯铂酸的摩尔比为：1:3.5～6:3
×
10
‑3～1
×
10
‑2。4.根据权利要求1所述化合物的制备方法，其特征在于，具体包括以下步骤：将所述原料依次投入到反应器中，通入氮气保护10～30min后，持续进行搅拌，60～90℃温度条件下续反应18～60h，反应结束之后，冷至室温；在压力
‑
0.09～
‑
0.095MPa、温度30～40℃的条件下除去溶剂，进行柱层析或结晶方法进行提纯，即得。5.权利要求1或2所述化合物的聚合物的制备方法，其特征在于，将所述化合物或含所述化合物的预聚物加热至165～200℃进行固化反应2～24h。6.权利要求5所述化合物的聚合物的制备方法，其特征在于，含所述化合物的预聚物的制备方法：将所述化合物或含所述化合物...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱焰焰，胡欢，王超，郑杰，
申请(专利权)人：天诺光电材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：