[发明专利]含氟的芳杂环液晶聚合物及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一类含氟的芳杂环液晶聚合物及其制备方法。

背景技术

随着微电子工业的迅猛发展，对封装基板所用的聚合物材料也提出了更高的要求：高的耐热稳定性能；高玻璃化转变温度；高力学机械性能；高电绝缘性；低吸潮性；低介电常数和介电损耗；低杂质含量等等。为此，合成满足上述要求的新型聚合物材料势在必行。对传统的电子封装材料而言，其自身具备的耐热性、力学性能已开始不能满足电子封装材料料发展所提出的更高要求。

作为美国空军试验室重要科研成果的高性能聚合物-PBO纤维，于上世纪90年代由东洋纺最早对其进行了工业化生产，其商品名为“Zylon”。Zylon的拉伸强度为5.8GPa，拉伸模量为300GPa，分别是PPTA纤维的两倍。此外，Zylon还具有优异的热稳定性(热分解温度高达650℃)和阻燃性(LOI＝68)。因此，Zylon在航空航天、军工国防、交通运输、体育器材、建筑、高温防护等领域有着重要的应用价值，有着其它材料不可替代的作用。

但PBO在常见的有机溶剂中都很难溶解，难以加工成型。因此，需要对PBO的加工性能进行改性。目前，人们在改进聚合物的溶解、熔融等方面进行了卓有成效的工作。针对溶解性方面主要包括在聚合物分子链中引入柔性基团、含氟基团、大侧基等。在熔融性方面主要包括降低分子链刚性、降低分子链间作用力和适当降低分子量等。

发明内容

本发明的目的是提供一种含氟的芳杂环液晶聚合物及其制备方法，以克服现有技术存在的缺陷，满足有关方面的需要。

本发明的含氟的芳杂环液晶聚合物，具有如下的分子结构：

其中：m＝0.9～3.5，n＝60～92，数均分子量为15000～22000。

本发明聚合物的制备方法，包括如下步骤：

(1)将4，6-二氨基间苯二酚盐酸盐(简称DAR，下同)、对苯二甲酸(简称TPA，下同)在惰性气氛中与双(苯甲酸)六氟丙烷(简称BIS-B-AF，下同)在多聚磷酸(简称PPA，下同)中进行共聚反应，反应温度为50～100℃，反应时间为25～35小时；

(2)然后在130℃～150℃下反应3-6小时，再在170-175℃下反应10～14小时，最后在185℃～200℃下反应16～24小时，然后从反应产物中收集含氟的芳杂环液晶聚合物。

在聚合反应中，各个组分的摩尔比为：

DAR∶(TPA+BIS-B-AF)＝1∶1

TPA∶BIS-B-AF＝0.95～0.99∶0.01～0.05。

本发明的含氟的芳杂环液晶聚合物，具有良好介电性能和耐热性能，为先进电子封装材料的制备提供了一种新的材料，本发明得到的聚合物溶液可以经螺杆挤出机，采用干喷湿纺的方法制备高性能纤维或膜材料，可以用于先进电子封装材料行业。

具体实施方式

实施例1

在装配有强力搅拌装置，N₂进出口，容量为1L反应釜中，首先通入高纯N₂置换掉空气，在N₂保护下依次加入40g 4，6-二氨基间苯二酚盐酸盐(DAR)、30.8620g对苯二甲酸(TPA)、0.7366g双(苯甲酸)六氟丙烷(BIS-B-AF)、169.1275g多聚磷酸(P₂O₅浓度为80wt％)和115.1605gP₂O₅，0.2g SnCl₂，密封反应釜。

将反应釜内反应物料升温至50℃，保持1小时，使物料初步混合，再缓慢升温至65℃，保持2小时，使物料进一步溶解。

将反应釜温度升至100℃反应24小时，直至用pH试纸在气体逸出口处检测呈中性色，即表示体系已完全脱除HCl。

升温至130℃反应3小时，150℃反应5小时，再升温至175℃反应10小时，最后在185℃反应24小时，完成聚合反应。

聚合产物的特性粘度[η]＝18.0dL/g，数均分子量为22000，其中m＝0.93，n＝92。