首页 / 专利库 / 表面处理和涂层 / 旋涂机 / 多苯并环丁烯官能化硅烷及其树脂的制备方法

多苯并环丁烯官能化烷及其树脂的制备方法

阅读:244发布:2023-03-06

专利汇可以提供多苯并环丁烯官能化烷及其树脂的制备方法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 属于高分子材料技术领域,具体涉及一类含有多苯并环丁烯官能团的有机 硅 单体 及其合成方法和应用。本发明采用卤代苯并环丁烯与卤代硅烷或烷 氧 基硅烷利用金属有机反应得到目标单体,其步骤为:先由卤代苯并环丁烯转化为格氏 试剂 或者有机锂试剂;卤代硅烷或烷氧基硅烷加入到所述的格氏试剂或者有机锂试剂中反应;反应结束后,经提纯,得到多苯并环丁烯官能化的有机硅单体。这种多苯并环丁烯官能化的有机硅单体可以通过不同形式的加热进行 固化 。固化后得到的 树脂 具有优良的热 稳定性 、机械性能、以及极低的吸湿性,可以用作 电子 封装材料、耐高温阻燃材料、高性能 复合材料 、航空材料等。,下面是多苯并环丁烯官能化烷及其树脂的制备方法专利的具体信息内容。

1. 一种含多苯并环丁烯取代基的有机单体,其特征在于单体结构通式如下所示:

其中,BCB指的是苯并环丁烯取代基,n大于等于2;R基是氢、脂肪取代基、芳香取代基中的一种或者多种。
2. 一种如权利要求1所述的含多苯并环丁烯取代基的有机硅单体的合成方法,其特征在于:采用卤代苯并环丁烯与卤代硅烷或烷基硅烷利用金属有机反应得到目标单体,其步骤为:先由卤代苯并环丁烯转化为格氏试剂或者有机锂试剂;卤代硅烷或烷氧基硅烷加入到所述的格氏试剂或者有机锂试剂中反应;反应结束后,经提纯,得到多苯并环丁烯官能化的有机硅单体。
3. 如权利要求2所述的合成方法,其特征在于:所述卤代苯并环丁烯为:1-氯苯并环丁烯、1-溴苯并环丁烯、4-氯苯并环丁烯、4-溴苯并环丁烯或4-碘苯并环丁烯。
4. 如权利要求2所述的合成方法,其特征在于:所述卤代硅烷是二甲基二氯硅烷、二苯基二氯硅烷、二乙烯基二氯硅烷、甲基乙烯基二氯硅烷、甲基苯基二氯硅烷、苯基乙烯基二氯硅烷、甲基二氯硅烷、苯基二氯硅烷、乙烯基三氯硅烷、三氯硅烷、甲基三氯硅烷、苯基三氯硅烷或四氯硅烷;所述烷氧基硅烷是二甲基二甲氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷、二苯基二甲氧基硅烷、二苯基二乙氧基硅烷、二乙烯基二甲氧基硅烷、二乙烯基二乙氧基硅烷、甲基乙烯基二甲氧基硅烷、甲基乙烯基二乙氧基硅烷、苯基乙烯基二甲氧基硅烷、苯基乙烯基二乙氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、甲基三甲氧基硅烷、三乙氧基硅烷、三甲氧基硅烷、苯基三甲氧基硅烷、苯基三乙氧基硅烷、正硅酸乙酯或正硅酸甲酯。
5. 如权利要求2所述的合成方法,其特征在于:
卤代苯并环丁烯转化为格氏试剂的方法是:在绝对干燥的乙醚或者四氢呋喃,或者甲苯,或者甲基四氢呋喃溶剂中,利用金属镁和卤代苯并环丁烯反应转化为格氏试剂;
卤代苯并环丁烯转化为有机锂试剂的方法是:在绝对干燥的有机溶剂中,利用金属锂或者丁基锂试剂和卤代苯并环丁烯反应转化为有机锂试剂;
上述转化反应的温度为零下150摄氏度到120摄氏度,反应时间为0.5小时到48个小时。
6. 如权利要求2所述的合成方法,其特征在于:所述的卤代硅烷或烷氧基硅烷加入到所述的格氏试剂或者有机锂试剂中反应,反应的温度为零下150摄氏度到120摄氏度,反应时间为0.5小时到48个小时。
7. 如权利要求2所述的合成方法,其特征在于:反应结束后,所述提纯,是将反应液经减压蒸馏进行浓缩,然后通过重结晶或者色谱提纯或者减压蒸馏提纯,得到多苯并环丁烯取代基的有机硅单体。
8. 如权利要求1所述的含多苯并环丁烯取代基的有机硅单体的应用,其特征在于将多苯并环丁烯取代基的有机硅单体通过本体聚合的方法得到材;或者将多苯并环丁烯取代基的有机硅单体通过溶液预聚后,用旋涂或者喷涂方法涂敷,然后固化,制备得薄膜;或者将多苯并环丁烯取代基的有机硅单体与其他含乙烯基的单体共聚,用于聚合物的共聚改性。

说明书全文

多苯并环丁烯官能化烷及其树脂的制备方法

技术领域

[0001] 本发明属于高分子材料技术领域,具体涉及一类多苯并环丁烯官能化的有机硅单体及其合成方法和应用。

背景技术

[0002] 高性能的高分子材料,尤其是高耐热性、低吸率、低介电常数的高分子材料,可以作为层间介质(隔离层)、钝化层、底部填充材料等广泛应用于微电子封装产业,也可以用于制备高性能复合材料,应用于航天航空等领域。
[0003] BCB聚合物具有优良的性能(耐高温、介电常数小、介电损耗小、平整性和机械性能良好),它们在电子封装领域获得了广泛的应用。BCB单体经过加热之后会转变为共轭双烯结构,进一步通过自由基聚合和Diels-Alder 反应而高度交联,对应的聚合物拥有相当高的玻璃化转变温度、热稳定性和尺寸稳定性。
[0004] 陶氏化学公司开发了Cyclotene系列BCB树脂单体1,1,3,3-四甲基-1,3-双[2’-(苯并环丁烯-4’-基)乙烯基]二硅烷(DVS-BCB)。这类树脂表现出很低的介电常数(k=2.65)和介电损耗,并已经在集成电路封装中得到广泛应用。
[0005] 为了进一步提高聚合物材料的交联密度,从而提高材料的机械强度,降低材料的热膨胀系数,本发明合成了一系列含多苯并环丁烯取代的硅烷化合物及其聚合物。合成得到的苯并环丁烯树脂有很好的耐热性,同时多取代的硅烷在聚合物中的空间位阻很大。以多取代的硅烷为构筑基元,以苯并环丁烯为桥连活性官能团,制备出交联密度高、高机械强度、低热膨胀系数以及耐高温的聚合物薄膜

发明内容

[0006] 本发明的目的是提供一类多苯并环丁烯官能团的有机硅烷单体及其合成方法和应用。
[0007] 本发明提供的含多苯并环丁烯官能团的有机硅烷单体经过热固化后具有良好的阻燃性能、高耐热性性能、低介电常数和低介电损耗。同时还可以用于对其它树脂的改性。
[0008] 本发明提供的多苯并环丁烯官能团的有机硅烷单体,其结构如下面的通式所示:其中,BCB指的是苯并环丁烯取代基,n大于等于2;R基可以是氢、脂肪取代基(如甲基、乙基、乙烯基等)、芳香取代基中的一种或者多种。
[0009] 本发明提供的多苯并环丁烯取代基的有机硅单体合成方法,是采用卤代苯并环丁烯与卤代硅烷或烷氧基硅烷,利用金属有机反应得到目标单体;其中:卤代苯并环丁烯可以是:1-氯苯并环丁烯、1-溴苯并环丁烯、4-氯苯并环丁烯、4-溴苯并环丁烯、4-碘苯并环丁烯等;卤代硅烷可以是二甲基二氯硅烷、二苯基二氯硅烷、二乙烯基二氯硅烷、甲基乙烯基二氯硅烷、甲基苯基二氯硅烷、苯基乙烯基二氯硅烷、甲基二氯硅烷、苯基二氯硅烷、乙烯基三氯硅烷、三氯硅烷、甲基三氯硅烷、苯基三氯硅烷、四氯硅烷等;
烷氧基硅烷可以是二甲基二甲氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷、二苯基二甲氧基硅烷、二苯基二乙氧基硅烷、二乙烯基二甲氧基硅烷、二乙烯基二乙氧基硅烷、甲基乙烯基二甲氧基硅烷、甲基乙烯基二乙氧基硅烷、苯基乙烯基二甲氧基硅烷、苯基乙烯基二乙氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、甲基三甲氧基硅烷、三乙氧基硅烷、三甲氧基硅烷、苯基三甲氧基硅烷、苯基三乙氧基硅烷、正硅酸乙酯、正硅酸甲酯等。
[0010] 卤代苯并环丁烯先转化为苯并环丁烯格氏试剂,或者苯并环丁烯有机锂试剂。卤代苯并环丁烯转化为格氏试剂的方法是:在绝对干燥的乙醚或者四氢呋喃,或者甲苯,或者甲基四氢呋喃等溶剂中,利用金属镁和卤代苯并环丁烯反应转化为格氏试剂。卤代苯并环丁烯转化为有机锂试剂的方法是:在绝对干燥的乙醚或者四氢呋喃或者甲基四氢呋喃等溶剂中,利用金属锂或者丁基锂试剂和卤代苯并环丁烯反应转化为有机锂试剂。丁基锂试剂可以是正丁基锂,叔丁基锂或者异丁基锂等。反应的温度为零下150摄氏度到120摄氏度,反应时间为0.5小时到48个小时之间。
[0011] 将上述的卤代硅烷或烷氧基硅烷加入到苯并环丁烯格氏试剂或者有机锂试剂中反应,制备得多苯并环丁烯取代的有机硅单体。反应的温度为零下150摄氏度到120摄氏度,反应时间为0.5小时到48个小时之间。反应结束后,反应液经减压蒸馏后浓缩后,可通过重结晶或者色谱提纯或者减压蒸馏的方法提纯,得到多苯并环丁烯取代基的有机硅单体。
[0012] 本发明的多苯并环丁烯官能化硅烷可通过本体聚合的方法得到材;也可通过溶液预聚后,用旋涂或者喷涂等方法涂敷,然后固化,制备得薄膜。多苯并环丁烯取代硅烷还可与其他含不饱和键的单体共聚,用于聚合物的共聚改性。
[0013] 本发明的多苯并环丁烯官能化硅烷材料可以通过不同形式的加热进行固化。固化后得到的树脂具有优良的热稳定性、机械性能、以及极低的吸湿性,可以用作电子封装材料、耐高温阻燃材料、高性能复合材料、航空材料等。附图说明
[0014] 图1为 四(苯并环丁烯-4-基)硅烷聚合物热失重曲线。
[0015] 图2为 四(苯并环丁烯-4-基)硅烷聚合物热机械性能。

具体实施方式

[0016] 下面通过实施例进一步描述本发明。
[0017] 实施例1 四(苯并环丁烯-4-基)硅烷的合成将 3.355g 4-溴苯并环丁烯溶于无水乙醚中,并在零下78度的丙/浴中冷却,然后逐滴加入1.1当量的正丁基锂(2.2 M, 9.2 mL)。撤去低温浴,搅拌1小时后,溶液再次冷却至-78℃,然后加入四氯化硅0.5 mL,反应液逐渐升至室温反应12小时。反应液经水洗后,旋蒸出去乙醚后,固体在利用石油醚重结晶提纯,产率75%。NMR(500 MHz, CDCl3, δ): 3.17(d,16H),7.04(d, 4H), 7.22(s, 4H),7.40(d, 4H)。
[0018] 实施例2 二苯基二(苯并环丁烯-4-基)硅烷的合成分别将金属镁0.264g和1.83g 4-溴苯并环丁烯加入到无水四氢呋喃中,然后加热回流2个小时后,冷却至室温,缓慢加入1.185g二苯基二氯硅烷,继续搅拌5小时后。反应液经水洗后,固体利用石油醚重结晶提纯,产率78%。NMR(500 MHz, CDCl3, δ): 3.17(d,
8H),7.06~7.59(m, 16H)。
[0019] 实施例3 四(苯并环丁烯-4-基)硅烷本体聚合。将四(苯并环丁烯-4-基)硅烷在模具中加热至熔点以上,同时抽真空脱气后加热固化,得到热固性聚合物。热重分析表明材料的5%热分解温度为475℃。热机械分析得到该热固性聚合物的线膨胀系数为22~25 ppm/℃,玻璃化转变温度为336℃。
高效检索全球专利

专利汇是专利免费检索,专利查询,专利分析-国家发明专利查询检索分析平台,是提供专利分析,专利查询,专利检索等数据服务功能的知识产权数据服务商。

我们的产品包含105个国家的1.26亿组数据,免费查、免费专利分析。

申请试用

分析报告

专利汇分析报告产品可以对行业情报数据进行梳理分析,涉及维度包括行业专利基本状况分析、地域分析、技术分析、发明人分析、申请人分析、专利权人分析、失效分析、核心专利分析、法律分析、研发重点分析、企业专利处境分析、技术处境分析、专利寿命分析、企业定位分析、引证分析等超过60个分析角度,系统通过AI智能系统对图表进行解读,只需1分钟,一键生成行业专利分析报告。

申请试用

QQ群二维码
意见反馈