一種環(huán)硼氮烷芳炔樹脂及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種環(huán)硼氮烷芳炔樹脂及其制備方法。本發(fā)明所述環(huán)硼氮烷芳炔樹脂的結(jié)構(gòu)特征是在聚合物分子鏈中含有環(huán)硼氮烷和芳炔基結(jié)構(gòu)。該樹脂的制備方法是以二乙炔基苯、三鹵化硼和氯化銨或有機伯胺為原料，在隋性氣體保護下分三步反應(yīng)合成環(huán)硼氮烷芳炔樹脂。本發(fā)明工藝簡單，操作方便，反應(yīng)時間短，工藝條件容易控制，后處理過程簡單；本發(fā)明的環(huán)硼氮烷芳炔樹脂為紅棕色粘稠液體或淡黃色固體，可通過光、熱聚合固化；環(huán)硼氮烷芳炔樹脂具有優(yōu)良的耐熱性能和低介電性能，可用于制備先進樹脂基復(fù)合材料，也可以作為低介電材料，在航空航天、電子信息領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用。
【專利說明】一種環(huán)硼氮烷芳炔樹脂及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及特種功能高分子材料，具體地說，是一種環(huán)硼氮烷芳炔樹脂及其制備方法。 【背景技術(shù)】
[0002]隨著信息技術(shù)的發(fā)展，超大規(guī)模集成電路(ULSI)的特征尺寸按摩爾定律在不斷縮小，對低介電常數(shù)材料的需求受到人們的重視；另外，航空航天技術(shù)的快速發(fā)展，對耐高溫透波材料的性能提出了更高的要求。而傳統(tǒng)有機樹脂的介電性能和耐高溫性能已不能滿足高超音速飛行器、超大規(guī)模集成電路和芯片的需求。
[0003]聚芳基乙炔樹脂具有良好的成型工藝性能、優(yōu)良的介電性能和優(yōu)異的耐高溫性能，聚芳基乙炔樹脂作為耐高溫透波材料在航空航天領(lǐng)域得到應(yīng)用。環(huán)硼氮烷具有穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)、含環(huán)硼氮烷環(huán)骨架的化合物具有低的分子極化率和低的介電常數(shù)。G.R.Dennis通過分子軌道方法模擬環(huán)硼氮烷(B3N3H6)的介電常數(shù)為1.9，而苯環(huán)的介電常數(shù)為2.2，研究表明含環(huán)硼氮燒的化合物具有高的熱穩(wěn)定性和低的介電常數(shù)。Hiroshi Matsutani等人利用乙炔基環(huán)硼氮烷與含氫硅氧烷進行硅氫加成反應(yīng)，制備了低介電常數(shù)的材料應(yīng)用于超級集成電路，有效地降低了超大規(guī)模集成電路(ULSI)的信號延遲和功率損耗。
[0004]本發(fā)明將環(huán)硼氮烷骨架引入到聚芳基乙炔樹脂結(jié)構(gòu)中，制備含環(huán)硼氮烷和芳炔基的環(huán)硼氮烷芳炔樹脂，在熱和催化劑的作用下通過碳碳三鍵發(fā)生交聯(lián)固化，形成高度交聯(lián)的環(huán)硼氮烷雜化聚芳環(huán)結(jié)構(gòu)，賦予材料很低的介電常數(shù)和優(yōu)異耐熱性能，以滿足航空航天和電子信息的領(lǐng)域發(fā)展的需求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的之一是提供一種具有耐高溫低介電常數(shù)的環(huán)硼氮烷芳炔樹脂。
[0006]本發(fā)明的目的之二是提供所述環(huán)硼氮烷芳炔樹脂的制備方法，通過芳炔基格氏試劑與三齒環(huán)硼氮烷縮合聚合反應(yīng)制備所述環(huán)硼氮烷芳炔樹脂。
[0007]本發(fā)明的技術(shù)方案具體如下:
[0008]一種環(huán)硼氮烷芳炔樹脂，所述環(huán)硼氮烷芳炔樹脂具有如下結(jié)構(gòu)式:
[0009]
【權(quán)利要求】
1.一種環(huán)硼氮烷芳炔樹脂，其特征在于，所述環(huán)硼氮烷芳炔樹脂具有如下結(jié)構(gòu)式
2.權(quán)利要求1所述環(huán)硼氮烷芳炔樹脂的制備方法，其特征在于，包括如下制備步驟:(1)將氯化銨或有機伯胺在溶劑中與三鹵化硼混合，然后在100~150°C下反應(yīng)2~20小時，生成三鹵環(huán)硼氮烷；(2)在隋性氣體保護下，在無水溶劑中，將鹵代烴與鎂粉反應(yīng)生成烴基格氏試劑，然后與二乙炔基苯反應(yīng)生成芳炔基格氏試劑；(3)將步驟(2)的芳炔基格氏試劑加入步驟(1)的三鹵環(huán)硼氮烷中，在-20~30V下聚合反應(yīng)0.5~6小時，得到所述環(huán)硼氮烷芳炔樹脂。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于，步驟(1)中所述有機伯胺為CH3NH2、CH3CH2NH2' CH2=CHCH2NH2 或 C6H5NH215
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于，步驟(1)中所述溶劑為苯、甲苯、氯苯中的一種或幾種的混合物。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于，步驟(1)中所述三鹵化硼為三氯化硼或三溴化硼。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于，步驟(1)的反應(yīng)溫度為110~130°C，反應(yīng)時間為5~12小時。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于，步驟(2)中所述鹵代烴為C2~C12的烷基或芳基鹵代物。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于，步驟(2)中所述無水溶劑為四氫呋喃、甲苯、乙醚和二氧六環(huán)中的一種或幾種的混合物。
【文檔編號】C08G79/08GK103524746SQ201310487472
【公開日】2014年1月22日 申請日期:2013年10月17日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月17日
【發(fā)明者】齊會民, 王帆, 朱亞平, 郭康康, 周超 申請人:華東理工大學(xué)