【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于高分子合成制备和功能材料，涉及一种倍半硅氧烷改性耐低温低介电有机硅橡胶及其制备方法和应用。通过化学共聚修饰的方式在聚二甲基硅氧烷中引入倍半硅氧烷基团，同时提高有机硅橡胶的耐低温性能、降低了有机硅橡胶的介电常数。所得有机硅橡胶在集成电路、电子封装、高端装备等领域具有广泛的应用价值。
技术介绍
0、技术背景
1、当集成电路的特征尺寸减小至180nm或更小时，互连寄生的电阻，电容引起的延迟，串扰和能耗已成为发展高速、高密度、低功耗和多功能集成电路需解决的瓶颈问题。高分子电介质材料方面，鉴于具有低介电常数(low-dk)与低介电损耗(low-df)特征的介质材料在高频信号传输、手机天线、毫米波雷达天线等原因领域中重要的应用前景，目前针对5g通讯应用需求的组件设计与制造过程中大量采用了这类材料。有机硅材料在上述领域具有广泛应用，但是有机硅材料的介电常数和介电损耗在很多情况下并不能满足应用需求，需要降低有机硅介电常数。通常降低有机硅弹性体介电常数的方法分为物理共混和化学改性。其中物理共混通常加入低介电填料，比如mq树脂等实现，但是该方法无法抑制聚硅氧烷链段结晶(-40℃)，从而低温性能不佳。
技术实现思路
1、为解决上述技术问题，本专利技术提供如下的技术方案：
2、一种poss改性聚硅氧烷，其通过如下方式制备获得：
3、s1.将单乙烯基官能化poss与式i-1所示单体进行硅氢加成反应得到式i所示单体；式i所示单体进一步与式i-2所示单体共水解，
4、s2.式ii所示的混合环体与式iii-1和/或iii-2所示环硅氧烷单体进行开环聚合反应，并以式iv所示结构进行封端得到式v所示poss改性聚硅氧烷；
5、
6、其中，r1、r3相同或不同，彼此独立地选自卤素或者c1-6烷氧基；
7、r2为c1-6烷基；
8、r4、r5相同或不同，彼此独立地选自h或者c1-6烷基，条件是两者不同时为h；
9、x+y为3到10的任意整数；
10、式iii-1和iii-2独立地代表一种环状硅氧烷单体，两种环状硅氧烷单体或更多种环状硅氧烷单体；
11、其中，r6选自c1-6烷基或c2-6烯基；
12、r8、r8’不同，彼此独立地选自h、c1-6烷基、c2-6烯基、卤代c1-6烷基或者c6-14芳基；z1、z2相同或不同，彼此独立地为3或者4；
13、r7、r7’、r9相同或不同，彼此独立地选自h、c1-6烷基、c2-6烯基、-(ch2)3oc(＝o)c(ch3)＝ch2，-(ch2)3oc(＝o)ch＝ch2或-och2(chch2o)，条件是r7、r7’、r9不同时为h；
14、m＝1～20中的任意整数，n＝1～1000中的任意整数，p是0～200中的任意整数。
15、根据本专利技术的实施方案，其中，r1、r3相同或不同，彼此独立地选自氯或者c1-3烷氧基；
16、r2为c1-3烷基；
17、r4、r5相同或不同，彼此独立地选自h或者c1-3烷基，条件是两者不同时为h；
18、x+y为3到10的任意整数；
19、式iii-1和iii-2独立地代表一种环状硅氧烷单体，两种环状硅氧烷单体，或更多种环状硅氧烷单体；
20、其中，r6选自c1-3烷基；
21、其中，r8、r8’不同，彼此独立地选自h、c1-3烷基、卤代c1-3烷基或苯基；z1、z2相同或不同，彼此独立地为3或者4；
22、r7、r7’、r9相同或不同，彼此独立地选自为h、c1-3烷基或乙烯基，条件是r7、r7’、r9不同时为h；
23、m＝1～10中的任意整数，n＝1～800中的任意整数，p是0～100中的任意整数。
24、根据本专利技术的实施方案，式i-1所示单体选自甲基氢二氯硅烷、甲基氢二甲氧基硅烷、甲基氢二乙氧基硅烷；
25、根据本专利技术的实施方案，式i-2所示单体选自二甲基二氯硅烷。
26、根据本专利技术的实施方案，式iii-1所示单体选自八甲基环四硅氧烷、六乙基环三硅氧烷。
27、根据本专利技术的实施方案，式iii-2所示单体选自四甲基四苯基环四硅氧烷、三氟丙基甲基环三硅氧烷、四甲基环四硅氧烷中的一种或其混合物。
28、根据本专利技术的实施方案，式iv所示封端剂选自二乙烯基四甲基二硅氧烷、四甲基二硅氧烷、六甲基二硅氧烷中的一种或其混合物。
29、根据本专利技术的实施方案，步骤s1单官能化poss与式i所示单体反应完成后进行分馏。
30、根据本专利技术的实施方案，步骤s1中硅氢加成反应的溶剂是四氢呋喃、己烷、石油醚、甲苯、乙酸乙酯等。
31、根据本专利技术的实施方案，步骤s1中硅氢加成反应所用催化剂是pt催化剂，包括卡斯特催化剂、斯皮尔催化剂、氯铂酸等。
32、根据本专利技术的实施方案，步骤s1中硅氢加成反应的温度从0到120℃可选，优选的，反应温度为80～100℃。
33、根据本专利技术的实施方案，步骤s1中水解反应在0～40℃下进行，例如0～30℃下进行。
34、根据本专利技术的实施方案，步骤s1中水解反应在水和thf的混合溶剂中进行。
35、根据本专利技术的实施方案，步骤s1中水解反应还使用缚酸剂，所述缚酸剂选自碱性无机盐，例如碳酸氢钠。
36、根据本专利技术的实施方案，步骤s1所得式ⅱ中x+y＝3到10中任意整数，式ⅱ中poss链节的摩尔含量从0.1～100％可调控；优选的，poss链节的含量控制在5％～50％。
37、根据本专利技术的实施方案，步骤s1所得式ⅱ中x和y的摩尔比为1：(1～1000)，如1：(1～100)，例如1:5、1:10、1:20、1:40、1:60、1:80或1:100。
38、根据本专利技术的实施方案，步骤s2聚合反应温度从0到140℃，优选50～110℃。
39、根据本专利技术的实施方案，步骤s2聚合反应在碱性催化剂或酸性催化剂存在下进行，所用到的碱性催化剂为koh、naoh、四甲基氢氧化铵、四乙基氢氧化铵、四丁基氢氧化磷、苄基三甲基铵基双(邻苯二酚)苯基硅醇盐、正丁基锂、叔丁醇钾、氢氧化锂、二乙胺、硅醇锂、硅醇钾中的一种或几种。所用到的酸催化剂可为浓h2so4、hclo4、lewis酸、三氟甲基磺酸、二(三氟甲基磺酰)亚胺中的一种或几种。
40、根据本专利技术的实施方案，步骤s2聚合反应所得式v中poss链节含量从0.1到50％可调，例如为3～40％。
41、本专利技术还提供如上所述poss改性聚硅氧烷在集成电路、电子封装、高端装备中的应用。
42、有益效果
43、本专利技术所制备的poss改性聚硅氧烷聚合物具有优异的耐低温性能和低介电常数。本专利技术通过化学改性在聚二甲基硅氧烷侧链本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种POSS改性聚硅氧烷，其特征在于，通过如下方式制备获得：
2.根据权利要求1所述的POSS改性聚硅氧烷，其特征在于，R1、R3相同或不同，彼此独立地选自氯或者C1-3烷氧基；
3.根据权利要求1或2所述的POSS改性聚硅氧烷，其特征在于，式I-1所示单体选自甲基氢二氯硅烷、甲基氢二甲氧基硅烷、甲基氢二乙氧基硅烷；
4.根据权利要求1-3任一项所述的POSS改性聚硅氧烷，其特征在于，步骤S1单官能化POSS与式I所示单体反应完成后进行分馏。
5.根据权利要求1-4任一项所述的POSS改性聚硅氧烷，其特征在于，步骤S1中硅氢加成反应所用催化剂是Pt催化剂，包括卡斯特催化剂、斯皮尔催化剂、氯铂酸。
6.根据权利要求1-5任一项所述的POSS改性聚硅氧烷，其特征在于，步骤S1中硅氢加成反应的温度从0到120℃可选。
7.根据权利要求1-6任一项所述的POSS改性聚硅氧烷，其特征在于，步骤S2聚合反应温度从0到140℃。
8.根据权利要求1-7任一项所述的POSS改性聚硅氧烷，其特征在于，步骤S2聚
9.根据权利要求1-8任一项所述的POSS改性聚硅氧烷，其特征在于，步骤S2聚合反应所得式Ⅴ中POSS链节含量从0.1到50％可调。
10.权利要求1-9任一项所述的POSS改性聚硅氧烷在集成电路、电子封装、高端装备中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种poss改性聚硅氧烷，其特征在于，通过如下方式制备获得：
2.根据权利要求1所述的poss改性聚硅氧烷，其特征在于，r1、r3相同或不同，彼此独立地选自氯或者c1-3烷氧基；
3.根据权利要求1或2所述的poss改性聚硅氧烷，其特征在于，式i-1所示单体选自甲基氢二氯硅烷、甲基氢二甲氧基硅烷、甲基氢二乙氧基硅烷；
4.根据权利要求1-3任一项所述的poss改性聚硅氧烷，其特征在于，步骤s1单官能化poss与式i所示单体反应完成后进行分馏。
5.根据权利要求1-4任一项所述的poss改性聚硅氧烷，其特征在于，步骤s1中硅氢加成反应所用催化剂是pt催化剂，包括卡斯特催化剂、斯皮尔催化剂、氯铂酸。
6.根据权利要求1-5任一项所述的poss改性聚硅氧烷，其特征在于，步骤s...
【专利技术属性】
技术研发人员：张志杰，费华峰，黄彬，戴丽娜，
申请(专利权)人：中国科学院化学研究所，
类型：发明
国别省市：
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