[发明专利]苯并环丁烯聚硅氧烷聚合单体或树脂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于有机硅单体或树脂及其制备方法，涉及一种苯并环丁烯聚硅氧烷聚合单体或树脂及其制备方法。制备的聚硅氧烷型苯并环丁烯树脂性能优异，适用于微电子工业、航空航天和国防等领域中作高性能介电薄膜材料或封装材料等。

背景技术

苯并环丁烯（BCB）类材料由于具有优异的耐高低温性能，耐候，气密性好，耐辐照，特别是具有优异的成膜性能和抗潮性能等特点，已被国外广泛应用到了军用、民用多个领域。常见的有机硅高分子聚合物具有耐高低温，耐候，电绝缘，耐辐照，阻燃，气密性好，耐腐蚀等优良特性，广泛用于航空航天等多个重要领域，但是一般的有机硅材料成膜性能差，需要通过特定功能基团的修饰才能制备出成膜性能较好的高分子材料。现有技术中，已有报道（U.S. Pat. 5882836, 1999年）将BCB基团引入有机硅分子当中，例如：四甲基二乙烯基硅氧烷桥联的苯并环丁烯（DVSBCB）单体，该单体聚合后可得到综合性能优异的有机硅树脂，在微电子工业等领域应用前景广阔。本申请发明人合成了新的苯并环丁烯单体（4-(1’,1’-二甲基-1’-氢)硅基苯并环丁烯（4-DMHSBCB）），见中国发明专利申请号：200810044584.7，2011年。申请发明人合成的这个单体含硅原子，且有易反应的氢硅烷，容易发生氢硅加成反应或阴离子聚合或Heck等合成反应，在构建新型高性能有机硅材料方面显示了重要应用前景。同时该单体通过阴离子均聚或共聚形成一类新的聚碳硅烷聚合物（Journal of Polymer Science, Part A: Polymer Chemistry, 2011, 49, 381-391），显示了优异的热稳定性、化学稳定性和电学性能，在微电子工业显示了广阔的应用前景。中国发明专利（ZL200710111698.4，2009.7）合成了一类苯并环丁烯有机硅树脂，显示了优异的热学性能和力学性能，但该有机硅树脂制备较为繁琐，难以批量化规模生产，限制了材料的广泛应用。

发明内容

本发明的目的旨在克服现有技术中的不足，提供一种苯并环丁烯聚硅氧烷聚合单体或树脂及其制备方法。制备的聚硅氧烷型苯并环丁烯树脂性能优良，在微电子工业、航空航天和国防等领域有广阔的发展和应用前景。

本发明的内容是：二甲基-4-苯并环丁烯硅基乙基甲基环四体，其特征是该聚硅氧烷聚合单体具有式（Ⅲ）所示的化学结构式：

   

                                       （Ⅲ）

该聚硅氧烷聚合单体（Ⅲ）的基本特征：乳白色膏状物，结构表征如下：红外光谱IR（KBr涂膜，cm^-1）：2963 , 1597 , 1445, 1405, 1260, 1090, 1021, 864，798, 702；¹H NMR(400MHz，CDCl₃)δ: 0.078-0.145(-SiCH₃，36 H), 3.05(-CH₂-，16 H), 1.47 (-SiCH₂-，16 H), 6.82-7.20 (-ArH，12 H). ESI-MS (m/z, %): 844 (100)；该聚硅氧烷聚合单体（Ⅲ）的分子量为1万－30万。

本发明内容所述的二甲基-4-苯并环丁烯硅基乙基甲基环四体的制备方法，其特征是包括下列步骤：

a、配料：取原料四甲基四乙烯基环硅氧烷（简称D⁴V）、加成单体II、含铂（Pt）催化剂；

所述加成单体II为4-（1-氢-1,1-甲基）硅苯并环丁烯(简称4-DMHSBCB)，所述含铂催化剂是氯铂酸；

按四甲基四乙烯基环硅氧烷中的一个双键：加成单体II：铂为1：1～3：6.5×10^-3～9.5×10^-3的摩尔比例取各原料组分（最佳摩尔比例为1： 1.5：7.8×10^-3）；

按四甲基四乙烯基环硅氧烷：溶剂甲苯（也可以替换为四氢呋喃）为1：4～10的体积比（最佳体积比为1：5）取溶剂甲苯，将四甲基四乙烯基环硅氧烷与溶剂甲苯混合，配成溶剂甲苯稀释的四甲基四乙烯基环硅氧烷溶液；

按含铂催化剂：有机溶剂为1：20的质量比取有机溶剂，将含铂催化剂与有机溶剂混合、配成含铂催化剂的溶液，所述有机溶剂为四氢呋喃、甲苯或异丙醇中的任一种；