[发明专利]一种改性聚苯醚及制备方法和在高频电路板中的应用

说明书

本发明提供一种改性聚苯醚及制备方法和在和在高频电路板中的应用，涉及高分子材料技术领域。本发明的改性聚苯醚的结构如式I所示，其数均分子量Mn为2800～3050，重均分子量Mw为4200～4400。本发明的改性聚苯醚通过聚苯醚和含有刚性的苯环芳香型可交联端基的卤化物进行单分子取代醚化反应得到。本发明的聚苯醚可应用于制备树脂组合物和覆铜积层板，具有玻璃化转变温度高、介电常数和损耗因子低等特点，可应用于5G高频电路板中。

技术领域

本发明涉及高分子材料技术领域，特别是涉及一种改性聚苯醚及制备方法和在高频电路板中的应用。

背景技术

电子信息的快速发展依赖具有高稳定性、低介电常数(Dk)和损耗因子(Df)的覆铜层压板(CCL)。热固性聚合物，例如酚醛和环氧树脂，已被广泛用作CCL的基础材料，但是它们的介电性能不能满足高频应用的要求。PTFE树脂(聚四氟乙烯树脂)由于其出色的介电性能而成为高频CCL的常用的聚合物基质，然而其缺点也很明显，例如玻璃化转变温度低，热膨胀系数(CTE)高，难加工性，刚性较差，成本高。因此，需要开发新材料以满足高频CCL应用的要求。

聚苯醚(PPO)树脂因其具有低Df而著称，聚苯醚还具有玻璃化转变温度高、热膨胀系数低、机械性能好、耐受性好的优点，因此聚苯醚树脂具有应用于高频覆铜板的潜力。然而，目前端羟基类聚苯醚中含有芳香烃和卤代烃等取代基，存在溶剂性差，耐锡焊性差、成膜性差等缺陷，因此需要对聚苯醚进行改性使其能形成交联固化的热固性树脂。

目前，热塑性聚苯醚树脂热固性改性的途径主要包括：1、化学接枝改性，在聚苯醚分子结构中引入可交联的活性基团，如环氧基、不饱烯烃等，使之成为热固性聚合物；2、共混改性或互穿网络改性，引入其他高性能热固性树脂，形成兼容共混的热固性树脂体系，如环氧树脂(EP)、氰酸树脂(CE)、双马来酰亚胺树脂(BMI)等。但是，目前的热塑性聚苯醚树脂的玻璃化转变温度不够高，仍不能满足在5G高频电路板中的应用。

发明内容

基于此，有必要针对上述问题，提供一种改性聚苯醚，具有玻璃化转变温度高、介电常数和损耗因子低的特点，可应用于如5G等高频电路板中。

一种改性聚苯醚，其结构如下式I所示：

其中，n＝5～10,数均分子量Mn为2800～3050，重均分子量Mw为4200～4400。

上述改性聚苯醚，玻璃化转变温度高达250℃以上，介电常数和损耗因子低，而且能够通过加热进行自固化交联，可应用于5G高频电路板中。

在其中一个实施例中，所述改性聚苯醚的分子量分布系数为1.4～1.5。本发明的改性聚苯醚分子量分布窄，交联反应的可控性和均一性能好，固化交联后的玻璃化温度高。

本发明还提供一种上述改性聚苯醚的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

将碱性pH调节剂、催化剂、非质子极性溶剂以及具有式II所示结构的聚苯醚混合，加入乙烯基苄基氯，进行醚化反应，得到改性聚苯醚；

其中，n＝5～10，数均分子量Mn为2750～2900。

上述制备方法中的反应式如式III所示：

在聚苯醚链段引入烯丙基、丁烯丙基等烷烃烯基，虽然可以实现自固化，但是烷烃烯基具有柔性，导致聚苯醚的性能不足。而本发明的上述制备方法，向聚苯醚链段引入包含刚性的苯环芳香型可交联端基(如苄基苯乙烯基、苄基苯丙烯基、乙基苯乙烯基等)，提高了聚苯醚的玻璃化转变温度Tg以及介电性能。

在其中一个实施例中，所述碱性pH调节剂选自：碳酸钠、碳酸钾、氢氧化钠、氢氧化钾中的一种或两种以上。