一種高固含量低粘度聚酰亞胺材料的制備方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及一種高固含量、低粘度聚酰亞胺預(yù)聚體的制備方法，所述的制備方法包括以下步驟：在惰性氣體保護(hù)下，將芳香二胺溶于適量的有機(jī)溶劑中，機(jī)械攪拌，待芳香二胺全部溶解后，加入芳香二酸酐、助粘劑和封端劑，在室溫下反應(yīng)得聚酰胺酸溶液，其中所述的芳香二胺與芳香四二酸酐物質(zhì)的量比例為1:1～1:1.1。該制備方法可以制備固含量為30%～35%的聚酰胺酸溶液，粘度范圍為：500～10000cp。該制備方法反應(yīng)步驟簡(jiǎn)潔，產(chǎn)率高，接近100%。該方法所制備的聚酰亞胺薄膜力學(xué)、熱學(xué)、電學(xué)等性能優(yōu)異，可廣泛用于微電子及其它領(lǐng)域。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種高固含量低粘度聚酰亞胺材料的制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及聚酰亞胺材料【技術(shù)領(lǐng)域】，具體地說(shuō)，是一種高固含量、低粘度聚酰亞胺 預(yù)聚體的制備方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 聚酰亞胺（polyimide，PI)是指主鏈上含有酰亞胺環(huán)的一類(lèi)聚合物，一般由芳香二 胺和脂肪二酐或者芳香二酐縮聚而成。由于其半梯形和梯形的主鏈結(jié)構(gòu)、芳環(huán)的共振作用， 使其具有優(yōu)秀的熱穩(wěn)定性、化學(xué)穩(wěn)定性、電絕緣性以及高的機(jī)械強(qiáng)度，成為具有廣泛應(yīng)用的 高性能材料。此外，它還具有與基板良好的粘附性，以及與半導(dǎo)體工藝良好的匹配性等特 點(diǎn)，因此近些年來(lái)被廣泛應(yīng)用于微電子領(lǐng)域，作為微電子器件的絕緣層、鈍化層或者應(yīng)力緩 沖層。
[0003] 由于溶解度的限制，現(xiàn)有的聚酰亞胺預(yù)聚體溶液的固含量一般在10?20%，進(jìn)一 步提高固含量會(huì)引起聚合物溶液凝膠。但是，眾多電子器件用戶(hù)提出高厚度聚酰亞胺涂層 的要求，因此亟需一種反應(yīng)步驟簡(jiǎn)單、固含量高、粘度低、適于產(chǎn)業(yè)化的制備方法。本發(fā)明提 供一種目前還未見(jiàn)報(bào)道的高固含量、低粘度聚酰亞胺預(yù)聚體的制備方法。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種高固含量、低粘度聚酰亞胺預(yù) 聚體的制備方法。
[0005] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案是：一種高固含量、低粘度聚酰亞胺預(yù)聚 體的制備方法，所述的制備方法包括以下步驟：在惰性氣體保護(hù)下，將芳香二胺溶于有機(jī)溶 劑中，機(jī)械攪拌，待芳香二胺全部溶解后，加入芳香二酸酐、助粘劑和封端劑，在室溫下反應(yīng) 得聚酰胺酸溶液，即聚酰亞胺預(yù)聚體。
[0006] 反應(yīng)體系固含量為30%?35%。
[0007] 體系粘度為500?lOOOOcp。
[0008] 所述的芳香二胺與芳香四二酸酐物質(zhì)的量比例為1:1?1:1. 1。
[0009] 所述的助粘劑和芳香二胺的摩爾比為1%?10%。
[0010] 所述的封端劑和芳香二酐摩爾比為1%?20%。
[0011] 所述的芳香二胺選自4, 4' -二氨基二苯醚、3, 4' -二氨基二苯醚、3, 3' -二氨基二 苯醚、2, 3'-二氨基二苯醚、2, 4'-二氨基二苯醚、4, 4'-二氨基二苯甲燒、3, 4'-二氨基二苯 甲烷、3, 3' -二氨基二苯甲烷、2, 3' -二氨基二苯甲烷、2, 4' -二氨基二苯甲烷、4, 4' -二氨 基_3, 3'-二甲基二苯甲燒、4, 4'-二氛基_3, 3'-二乙基二苯甲燒、4, 4'-二氛基_3, 3'-二 甲基聯(lián)苯、1，3_雙（4' -氨基酚基）苯、1，3_雙（3' -氨基酚基）苯、1，4-雙（4' -氨基酚基） 苯、1，4-雙（3' -氨基酚基）苯、4, 4' -二氨基二苯甲酮、3, 4' -二氨基二苯甲酮、3, 3' -二 氨基二苯甲酮、2, 3' -二氨基二苯甲酮、2, 4' -二氨基二苯甲酮或上述芳香二胺的衍生物。
[0012] 所述的芳香四二酸酐選自3, 3'，4, 4' -聯(lián)苯四羧酸二酐、均苯四甲酸酐、 3, 3'，4, 4' -二苯酮四酸二酐、4, 4' -氧雙鄰苯二甲酸酐、3, 4, 3'，4' -二苯砜二酐、3, 6-二 (甲氧基）苯二酐、六氟二酐或上述芳香四二酸酐的衍生物。
[0013] 所述的助粘劑選自1，3雙（3-氨基丙基)-1，1，3, 3-四甲基二硅氧烷、1，3雙（3-氨 基丙基）_1，1，3, 3-四苯基二硅氧烷、雙（3-氨基丙基）-四甲基聚硅氧烷、雙（3-氨基丙 基）-四苯基聚硅氧烷或上述助粘劑的衍生物。
[0014] 所述的封端劑選自馬來(lái)酸酐、氰酸酯、苯并環(huán)丁烯、馬來(lái)酰亞胺、三氟乙烯氧、乙 炔、苯乙炔、苯并馬來(lái)酰亞胺、降冰片烯亞胺、雙聯(lián)苯、氰基或上述封端劑的衍生物。
[0015] 所述的有機(jī)溶劑選自N-甲基吡咯烷酮、N，N-二甲基乙酰胺、N，N-二甲基甲酰胺、 二甲基亞砜、四氫呋喃/甲醇、苯甲酸或水楊酸。
[0016] 本發(fā)明優(yōu)點(diǎn)在于： 1、本發(fā)明以芳香四酸二酐和芳香二胺為原料進(jìn)行聚合，控制芳香四酸二酐和芳香二胺 的相對(duì)比例或者控制芳香四酸二酐和封端劑的相對(duì)比例，可以調(diào)節(jié)反應(yīng)體系的粘度，最終 得到高固含量、低粘度聚酰亞胺預(yù)聚體，該方法反應(yīng)步驟簡(jiǎn)單，產(chǎn)率相當(dāng)高，接近100%，生產(chǎn) 過(guò)程高度可控，適于產(chǎn)業(yè)化。
[0017] 2、本發(fā)明在反應(yīng)過(guò)程中將固含量控制在30%到35%之間，能夠滿(mǎn)足電子器件用戶(hù) 高厚度聚酰亞胺涂層的要求，能夠提高電子器件的耐擊穿性及其他方面性能。
[0018] 3、本發(fā)明在反應(yīng)過(guò)程中將固含量控制在30%到35%之間，能夠有效的降低溶劑的 使用量，降低產(chǎn)品的生產(chǎn)和運(yùn)輸成本，減少有機(jī)試劑對(duì)環(huán)境的污染。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0019] 附圖1是本發(fā)明的聚酰亞胺薄膜紅外譜圖。
[0020] 附圖2是本發(fā)明的聚酰亞胺薄膜TGA圖。
[0021] 附圖3是本發(fā)明的聚酰亞胺薄膜頻率和介電常數(shù)關(guān)系圖。
[0022] 附圖4是本發(fā)明的聚酰亞胺薄膜頻率和介電損耗關(guān)系圖。

【具體實(shí)施方式】
[0023] 下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明提供的【具體實(shí)施方式】作詳細(xì)說(shuō)明。
[0024] 本發(fā)明制備的聚酰胺酸具有下述化學(xué)結(jié)構(gòu)：

【權(quán)利要求】
1. 一種高固含量、低粘度聚酰亞胺預(yù)聚體的制備方法，其特征在于，所述的制備方法包 括以下步驟：在惰性氣體保護(hù)下，將芳香二胺溶于有機(jī)溶劑中，機(jī)械攪拌，待芳香二胺全部 溶解后，加入芳香二酸酐、助粘劑和封端劑，在室溫下反應(yīng)得聚酰胺酸溶液，即聚酰亞胺預(yù) 聚體。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，反應(yīng)體系固含量為30%?35%，體系 粘度為500?lOOOOcp。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述的芳香二胺與芳香四二酸酐物 質(zhì)的量比例為1:1?1:1. 1。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述的助粘劑和芳香二胺的摩爾比 為1%?10%。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述的封端劑和芳香二酐摩爾比為 1% ?20%。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述的芳香二胺選自4, 4' -二氨基 二苯醚、3, 4' -二氨基二苯醚、3, 3' -二氨基二苯醚、2, 3' -二氨基二苯醚、2, 4' -二氨基二 苯醚、4,4' -二氨基二苯甲燒、3,4' -二氨基二苯甲燒、3,3' -二氨基二苯甲燒、2,3' -二 氨基二苯甲燒、2, 4' -二氨基二苯甲燒、4, 4' -二氨基-3, 3' -二甲基二苯甲燒、4, 4' -二 氨基-3, 3' -二乙基二苯甲燒、4, 4' -二氨基-3, 3' -二甲基聯(lián)苯、1，3-雙（4' -氨基酌·基） 苯、1，3-雙（3' -氨基酚基）苯、1，4-雙（4' -氨基酚基）苯、1，4-雙（3' -氨基酚基）苯、 4, 4' -二氨基二苯甲酮、3, 4' -二氨基二苯甲酮、3, 3' -二氨基二苯甲酮、2, 3' -二氨基二 苯甲酮、2, 4' -二氨基二苯甲酮或上述芳香二胺的衍生物。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述的芳香四二酸酐選自 3, 3'，4, 4' -聯(lián)苯四羧酸二酐、均苯四甲酸酐、3, 3'，4, 4' -二苯酮四酸二酐、4, 4' -氧雙鄰 苯二甲酸酐、3, 4, 3'，4' -二苯砜二酐、3, 6-二（甲氧基）苯二酐、六氟二酐或上述芳香四二 酸酐的衍生物。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述的助粘劑選自1，3雙（3-氨基丙 基)-1，1，3, 3-四甲基二硅氧烷、1，3雙（3-氨基丙基)-1，1，3, 3-四苯基二硅氧烷、雙（3-氨 基丙基）-四甲基聚硅氧烷、雙（3-氨基丙基）-四苯基聚硅氧烷或上述助粘劑的衍生物。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述的封端劑選自馬來(lái)酸酐、氰酸 酯、苯并環(huán)丁烯、馬來(lái)酰亞胺、三氟乙烯氧、乙炔、苯乙炔、苯并馬來(lái)酰亞胺、降冰片烯亞胺、 雙聯(lián)苯、氰基或上述封端劑的衍生物。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述的有機(jī)溶劑選自N-甲基吡咯 烷酮、N，N-二甲基乙酰胺、N，N-二甲基甲酰胺、二甲基亞砜、四氫呋喃/甲醇、苯甲酸或水楊 酸。
【文檔編號(hào)】C09D179/08GK104292459SQ201410557628
【公開(kāi)日】2015年1月21日 申請(qǐng)日期:2014年10月21日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月21日
【發(fā)明者】路慶華, 張洪興 申請(qǐng)人:倚頓新材料（蘇州）有限公司