一種可交聯含氟聚醯亞胺及其合成方法
2023-04-30 11:18:51
專利名稱：一種可交聯含氟聚醯亞胺及其合成方法
技術領域：
本發明屬於聚合物材料技術領域，具體涉及一種可交聯的含氟聚醯亞胺及其製備方法。該材料可用於集成電路封裝領域，也可用作耐高溫粘結劑。
背景技術：
聚醯亞胺作為高性能的特種工程塑料，其結構中含有多個五、六元環，鏈段結構規整且剛性大，因而在較寬的溫度範圍內具有穩定而優良的物理性能和化學性能，尤其具有高熱穩定性和玻璃化轉變溫度，作為膠粘劑在航空航天和機械工程領域有著廣泛的應用。 但是聚醯亞胺相對較高的吸溼性限制了其在某些特殊領域的使用。為了克服聚醯亞胺吸溼所引起的部件膨脹的缺點，常採用如下的改性方法，即在聚醯亞胺本體中引入氟元素，利用氟元素的高電負性、低表面能的特性可以賦予聚醯亞胺疏水疏油的性能。但是氟的存在同時也會降低聚醯亞胺的表面自由能，影響其在金屬表面的延展程度，進而降低粘接強度。近年來，隨著聚醯亞胺薄膜所具有優良的電氣性能、耐輻射性、阻燃性能和抗腐蝕性而在電子電氣、液晶定向薄膜、光敏元件、光導波路、太陽能電池的應用不斷被擴展，對其粘接性能和熱膨脹性能的要求也不斷提高，所以必須在聚醯亞胺原有的優異性能的基礎上，進一步平衡表面粘接性能和本體疏水性能的關係。因此，設計一種既具有本體的疏水性，又能保持原有的高粘接性和耐熱性以及低熱膨脹性的含氟聚醯亞胺材料具有非常重要的理論價值和實際意義。
發明內容
本發明旨在克服現有技術的不足而提供一種降低表面氟基團含量的可交聯含氟聚醯亞胺材料及其合成方法，從分子結構設計出發以解決表面因含氟而影響延展性並使粘接強度降低的問題。本發明提供的可交聯含氟聚醯亞胺材料，是一種苯炔基封端的含氟聚醯亞胺。此材料通過高溫下的交聯將含氟基團緊密包裹於本體內部，限制了其向表面遷移運動的能力，從而使聚醯亞胺的表面能升高而易於延展，且同時具有較高的粘接性能以及較好的本體疏水性，此外高溫交聯也提高了聚醯亞胺的耐熱性和降低了熱膨脹係數，拓寬了聚醯亞胺在電子工業封裝材料領域的應用範圍。本發明提供的可交聯含氟聚醯亞胺材料，其原料份數按重量計為；
苯炔基封端劑3-15份
二酐類化合物10-20份
含氟二酐10-25份
4，4- 二氨基二苯醚15-40份
N，N-二甲基乙醯胺150-250份
催化劑50-70份
脫水劑50-70份。
本發明中，所述的苯炔基封端劑為4-苯乙炔苯酐,4-苯乙炔苯胺或3，5-二氨基-4』 -苯乙炔苯甲酮中的一種。本發明中，所述的二酐類化合物為3，3，4，4-聯苯四甲酸二酐或4，4_氧雙鄰苯二甲酸酐中的一種。本發明中，所述的含氟二酐為六氟二酐。本發明中，所述的催化劑為三乙胺或吡啶中的一種。本發明中，所述的脫水劑為乙酸酐、己叔胺或二環己基碳醯亞胺中的一種。本發明提出的可交聯含氟聚醯亞胺的製備方法，具體步驟如下
將計量好的4，4- 二氨基二苯醚和N，N- 二甲基乙醯胺加入裝有攪拌器的三口燒瓶中攪拌5-10分鐘，再將苯炔基封端劑、二酐類化合物和含氟二酐混合均勻加入到上述體系中， 將此反應體系置於冰水混合物中攪拌反應5-6小時。然後加入計量好的催化劑和脫水劑， 於室溫下攪拌反應8-10小時，抽濾，洗滌並烘乾。本發明材料的基本性能如下表
權利要求
1.一種可交聯含氟聚醯亞胺，其特徵在於是一種苯炔基封端的含氟聚醯亞胺，此材料通過高溫下的交聯將含氟基團緊密包裹於本體內部，其原料份數按重量計為
2.如權利要求I所述的可交聯含氟聚醯亞胺，其特徵在於所述的苯炔基封端劑為4-苯乙炔苯酐，4-苯乙炔苯胺或3，5-二氨基-4』 -苯乙炔苯甲酮。
3.如權利要求I所述的可交聯含氟聚醯亞胺，其特徵在於所述的二酐類化合物為 3，3』，4，4』 -聯苯四甲酸二酐、或4，4-氧雙鄰苯二甲酸酐。
4.如權利要求I所述的可交聯含氟聚醯亞胺，其特徵在於所述的催化劑選自三乙胺或吡啶中的一種。
5.如權利要求I所述的可交聯含氟聚醯亞胺，其特徵在於，所述的脫水劑選自乙酸酐、 己叔胺和二環己基碳醯亞胺中的一種。
6.如權利要求I一4之一所述的可交聯含氟聚醯亞胺的製備方法，其特徵在於具體步驟為將計量好的4，4- 二氨基二苯醚和N，N- 二甲基乙醯胺加入裝有攪拌器的三口燒瓶中攪拌5-10分鐘，再將4-苯乙炔苯酐、二酐類化合物和含氟二酐混合均勻加入到上述體系中， 將此反應體系置於冰水混合物中攪拌反應5-6小時；然後加入計量好的催化劑和脫水劑， 於室溫下攪拌反應8-10小時，抽濾，洗滌並烘乾。苯炔基封端劑二酐類化合物含氟二酐.4，4- 二氨基二苯醚 N, N-二甲基乙醯胺催化劑脫水劑.15-40 份 150-250 份.3-15 份 10-20 份.10-25 份.50-70 份 50-70 份。
全文摘要
本發明屬於聚合物材料技術領域，具體為一種可交聯含氟聚醯亞胺及其製備方法。該材料通過縮合聚合及化學亞胺化製備而成，其原料及配方組成為(重量份數計)4-苯乙炔苯酐3-15份，二酐類化合物10-20份，含氟二酐10-25份，二氨基二苯醚15-25份，N,N-二甲基乙醯胺150-250份，催化劑50-70份，脫水劑50-70份。與現有技術相比，本發明得到的材料的表面含氟基團不易富集，其表面具有延展性，本體具有疏水性；此外該材料具有優異的耐熱性能、粘接強度以及較低的熱膨脹係數。該發明材料適用於集成電路封裝領域和高溫粘接劑領域。
文檔編號C08G73/12GK102604094SQ20121000716
公開日2012年7月25日 申請日期2012年1月11日 優先權日2012年1月11日
發明者呂仁國, 李同生, 黃中原 申請人:復旦大學