一种含氟改性聚酰亚胺及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供了一种含氟改性聚酰亚胺及其制备方法和应用，属于改性聚酰亚胺技术领域。氟原子有着最低的极化率，本发明专利技术在聚酰亚胺分子链中引入含氟基团可以降低聚酰亚胺的极化率，从而降低介电常数；而且，本发明专利技术聚酰亚胺中的二酐链段与二胺链段均含有氟原子，提高了氟原子的含量，且二酐链段和二胺链段为对称结构，有利于获得更低的介电常数；此外，氟甲基空间体积较大，可以使聚酰亚胺分子链变疏松，进一步降低了聚酰亚胺的介电常数。实施例结果表明，本发明专利技术的氟改性聚酰亚胺的介电常数降至2.4。2.4。2.4。

【技术实现步骤摘要】
一种含氟改性聚酰亚胺及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于聚酰亚胺
，具体涉及一种含氟改性聚酰亚胺及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]聚酰亚胺(PI)作为电子工业中最常用的介质材料之一，具有较好的热稳定性、耐溶剂性和可加工性。目前市场上常见的聚酰亚胺介电常数约为3.5～4，而随着5G时代的来临，电子产品的集成化与高速化发展要求介质材料的介电常数应尽可能低，否则会影响信号的稳定性与传输延迟，因此低介电常数的聚酰亚胺是目前聚酰亚胺改性的一大方向。目前改性聚酰亚胺的介电常数只能降低至2.8。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于提供一种含氟改性聚酰亚胺及其制备方法和应用，本专利技术的含氟改性聚酰亚胺介电常数低。
[0004]本专利技术提供了一种含氟改性聚酰亚胺，具有如式I所示的结构：
[0005][0006]本专利技术还提供了上述方案所述含氟改性聚酰亚胺的制备方法，包括以下步骤：
[0007]将2,2
‑
双[4
‑
(4
‑
氨基苯氧基)苯基]六氟丙烷溶解到极性有机溶剂中，然后向所得溶解液中加入4,4'
‑
(六氟异丙烯)二酞酸酐得到混合溶液后进行缩聚反应，得到聚酰胺酸；所述缩聚反应的温度为0～5℃；
[0008]将所述聚酰胺酸进行亚胺化反应，得到具有式1所示结构的含氟改性聚酰亚胺。
[0009]优选的，所述4,4'
‑
(六氟异丙烯)二酞酸酐与2,2r/>‑
双[4
‑
(4
‑
氨基苯氧基)苯基]六氟丙烷的摩尔比为1～1.02：1。
[0010]优选的，所述极性有机溶剂包括N
‑
甲基吡咯烷酮、二甲基亚砜和N,N
‑
二甲基甲酰胺中的一种或多种。
[0011]优选的，所述混合溶液中2,2
‑
双[4
‑
(4
‑
氨基苯氧基)苯基]六氟丙烷和4,4'
‑
(六氟异丙烯)二酞酸酐的总质量含量为5～40％。
[0012]优选的，所述加入4,4'
‑
(六氟异丙烯)二酞酸酐的方式为分批加入。
[0013]优选的，所述分批加入的次数为2～5次。
[0014]优选的，所述亚胺化反应包括第一阶段、第二阶段、第三阶段和第四阶段；所述第一阶段的温度为100～140℃，所述第二阶段的温度为150～180℃；所述第三阶段的温度为
200～250℃，所述第四阶段的温度为300～350℃。
[0015]优选的，所述第一阶段、第二阶段和第三阶段的保温时间独立地为30～120min。
[0016]本专利技术还提供了上述方案所述含氟改性聚酰亚胺或上述方案所述制备方法制备得到的含氟改性聚酰亚胺作为介质材料的应用。
[0017]氟原子有着最低的极化率，本专利技术在聚酰亚胺分子链中引入含氟基团可以降低聚酰亚胺的极化率，从而降低介电常数；而且，本专利技术聚酰亚胺中的二酐链段(4,4'
‑
(六氟异丙烯)二酞酸酐)与二胺链段(2,2
‑
双[4
‑
(4
‑
氨基苯氧基)苯基]六氟丙烷)均含有氟原子，提高了氟原子的含量，且二酐链段和二胺链段均为对称结构，有利于获得更低的介电常数；此外，氟甲基空间体积较大，可以使聚酰亚胺分子链变疏松，进一步降低了聚酰亚胺的介电常数。实施例结果表明，本专利技术的氟改性聚酰亚胺的介电常数降至2.4。
附图说明
[0018]图1为实施例1制备得到的含氟改性聚酰亚胺的红外图谱；
[0019]图2为实施例1制备得到的含氟改性聚酰亚胺的介电频率图谱；
[0020]图3为实施例2制备得到的含氟改性聚酰亚胺的红外图谱；
[0021]图4为实施例2制备得到的含氟改性聚酰亚胺的介电频率图谱；
[0022]图5为实施例3制备得到的含氟改性聚酰亚胺的红外图谱；
[0023]图6为实施例3制备得到的含氟改性聚酰亚胺的介电频率图谱。
具体实施方式
[0024]本专利技术提供了一种含氟改性聚酰亚胺，具有如式I所示的结构：
[0025][0026]氟原子有着最低的极化率，本专利技术在聚酰亚胺分子链中引入含氟基团可以降低聚酰亚胺的极化率，从而降低介电常数；而且，本专利技术聚酰亚胺中的二酐链段(4,4'
‑
(六氟异丙烯)二酞酸酐)与二胺链段(2,2
‑
双[4
‑
(4
‑
氨基苯氧基)苯基]六氟丙烷)均含有氟原子，提高了氟原子的含量，且二酐链段和二胺链段为对称结构，有利于获得更低的介电常数；此外，氟甲基空间体积较大，可以使聚酰亚胺分子链变疏松，进一步降低了聚酰亚胺的介电常数。
[0027]相对于现有的聚酰亚胺，本专利技术提供的含氟改性聚酰亚胺的介电常数得到了大幅度降低，更适应于当下对于低介电常数材料的需求。
[0028]本专利技术还提供了上述技术方案所述含氟改性聚酰亚胺的制备方法，包括以下步骤：
[0029]将2,2
‑
双[4
‑
(4
‑
氨基苯氧基)苯基]六氟丙烷溶解到极性有机溶剂中，然后向所得溶解液中加入4,4'
‑
(六氟异丙烯)二酞酸酐得到混合溶液后进行缩聚反应，得到聚酰胺酸；
所述缩聚反应的温度为0～5℃；
[0030]将所述聚酰胺酸进行亚胺化反应，得到含氟改性聚酰亚胺。
[0031]若无特殊说明，本专利技术的原料均为市售产品。
[0032]本专利技术将2,2
‑
双[4
‑
(4
‑
氨基苯氧基)苯基]六氟丙烷溶解到极性有机溶剂中，然后向所得溶解液中加入4,4'
‑
(六氟异丙烯)二酞酸酐得到混合溶液后进行缩聚反应，得到聚酰胺酸。
[0033]在本专利技术中，所述2,2
‑
双[4
‑
(4
‑
氨基苯氧基)苯基]六氟丙烷和4,4'
‑
(六氟异丙烯)二酞酸酐均含有大量氟原子，且该氟原子由氟甲基引入，且分子链均为对称结构，能够降低含氟改性聚酰亚胺的介电常数。
[0034]在本专利技术中，所述极性有机溶剂优选包括N
‑
甲基吡咯烷酮、二甲基亚砜和N,N
‑
二甲基甲酰胺中的一种或多种。
[0035]在本专利技术中，所述4,4'
‑
(六氟异丙烯)二酞酸酐与2,2
‑
双[4
‑
(4
‑
氨基苯氧基)苯基]六氟丙烷的摩尔比优选为1～1.02：1，更优选为1～1.01：1；所述混合溶液中2,2
‑
双[4
‑
(4
‑
氨基苯氧基)苯基]六氟丙烷和4本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种含氟改性聚酰亚胺，其特征在于，具有如式I所示的结构：2.权利要求1所述含氟改性聚酰亚胺的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将2,2
‑
双[4
‑
(4
‑
氨基苯氧基)苯基]六氟丙烷溶解到极性有机溶剂中，然后向所得溶解液中加入4,4'
‑
(六氟异丙烯)二酞酸酐得到混合溶液后进行缩聚反应，得到聚酰胺酸；所述缩聚反应的温度为0～5℃；将所述聚酰胺酸进行亚胺化反应，得到具有式1所示结构的含氟改性聚酰亚胺。3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述4,4'
‑
(六氟异丙烯)二酞酸酐与2,2
‑
双[4
‑
(4
‑
氨基苯氧基)苯基]六氟丙烷的摩尔比为1～1.02：1。4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述极性有机溶剂包括N
‑
甲基吡咯烷酮、二甲基亚砜和N,N
‑
二甲基甲酰胺中的一种或多种。5.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：李强志，沈杰，陈鹏飞，李加红，周静，陈文，何大平，张嘉翊，吕承睿，
申请(专利权)人：武汉理工大学，
类型：发明
国别省市：