[发明专利]含有聚乙炔链结构的本征型高导热聚酰亚胺及制备方法

摘要

本发明公开了一种含有聚乙炔链结构的本征型高导热聚酰亚胺及制备方法，首先配制聚酰亚胺前体溶液，然后进行溶液热亚胺化，再涂覆成膜与溶剂挥发，最后进行高温热固化；本发明在该聚酰亚胺分子中，聚乙炔链结构形成高有序的类晶体结构，从而提高聚酰亚胺材料的导热性能。本发明中的聚酰亚胺具有高的导热系数、耐高温、模量大、力学性能好，适合于在高密度、高发热量的电子元器件和集成电路中的应用。

主权项

1.一种本征型高导热聚酰亚胺的制备方法，所述的本征型高导热聚酰亚胺的结构式表示如下：式中，R₁基团为H、苯基、C₁‑C₆的烷基中的一种；n为结构单元的重复数目；R₂基团为带有酰亚胺环的分子链段残基，其结构式可表示为：或是式中，y为结构单元的重复数目，可选为1‑10的整数；Ar选自均苯四甲酸二酐的残基、3,3',4,4'‑联苯四甲酸二酐的残基、2,3,3',4'‑联苯四甲酸二酐的残基、3,3',4,4'‑二苯醚四甲酸二酐的残基、3,3',4,4'‑二苯酮二酐的残基、3,3',4,4'‑对三联苯四甲酸二酐的残基、双酚A型二醚二酐的残基；B₁选自对苯二胺的残基、间苯二胺的残基、4,4'‑二氨基二苯醚的残基、3,4'‑二氨基二苯醚的残基、4,4'‑二氨基二苯甲酮的残基、4,4'‑二氨基二苯基甲烷的残基、4,4'‑二氨基苯砜的残基、双(3‑氨基‑4‑羟基苯基)砜的残基、1.3‑双(3‑氨基苯氧基)苯的残基、1.3‑双(4‑氨基苯氧基)苯的残基、4,4'‑双(4‑氨基苯氧基)联苯的残基、4,4'‑双(3‑氨基苯氧基)联苯的残基、2,2‑双[4‑(4‑氨基苯氧基)苯基]丙烷的残基、双[4‑(3‑氨基苯氧基)苯基]砜的残基、4,4'‑二氨基‑2,2'‑二甲基联苯的残基、2‑(4‑氨基苯基)‑5‑氨基苯并咪唑的残基、2‑(4‑氨基苯基)‑6‑氨基苯并噁唑的残基；其特征在于，该制备方法包括以下步骤：(1)聚酰亚胺前体溶液配制：在强极性有机溶剂中，加入含炔基的苯胺类化合物和芳香族二胺类化合物，使溶液中两种物质的总和质量百分数为8％‑12％；然后分三次加入芳香族四甲酸二酐类化合物，芳香族四甲酸二酐类化合物每次加入的重量比例分别为6:3:1；其中，所述含炔基的苯胺类化合物、芳香族二胺类化合物与芳香族四甲酸二酐类化合物的摩尔比为2:y:a(y+1)，y选自0或1‑10的整数，系数a取值在0.95‑1.05的范围内；在氮气气氛下室温搅拌，聚合得到聚酰亚胺前体溶液；其中，芳香族四甲酸二酐类化合物具有下述通式(1)所述的结构式，芳香族二胺类化合物具有下述通式(2)所述的结构式，含炔基的苯胺类化合物具有下述通式(3)所述的结构式；H₂N——B₁——NH₂     (2)其中，所述强极性有机溶剂由N,N‑二甲基乙酰胺(DMAc)、N,N‑二甲基甲酰胺(DMF)、N‑甲基吡咯烷酮(NMP)中的一种或多种按照任意配比混合组成；(2)溶液热亚胺化：将步骤(1)制备的聚酰亚胺前体溶液，在N₂保护的条件下，180‑200℃时反应4‑12h，使聚酰亚胺前体在溶液中完全聚合形成聚酰亚胺，之后降温至室温；(3)涂覆成膜与溶剂挥发：将步骤(2)制备的聚酰亚胺溶液涂覆在玻璃板上，然后在80‑150℃下挥发至形成的聚酰亚胺干膜中，剩余溶剂的质量含量在15‑40％；(4)高温热固化：将涂覆有聚酰亚胺干膜的玻璃板在250‑320℃的温度下处理10‑60min，进行热固化交联，使聚酰亚胺分子中的端基炔基相互交联，形成具有类晶体结构的分子链；冷却后将涂覆有聚酰亚胺薄膜材料的玻璃板在水中煮沸，之后将聚酰亚胺薄膜剥离，即得到所需的聚酰亚胺薄膜材料。