[发明专利]一种含氟硅芳炔基树脂及其制备方法

说明书

本发明涉及一种含氟硅芳炔基树脂及其制备方法。所述含氟硅芳炔基树脂的分子结构特征在于含有氟硅烷和芳炔基团，其制备方法是以二乙炔基苯、含氟氯硅烷为原料，在惰性气体保护下分三步反应合成含氟硅芳炔基树脂，简化了工艺流程，反应时间短，工艺条件易于控制，后处理过程简单。含氟硅芳炔基树脂具有优异的耐热性能、低介电常数和介电损耗，既可以用于制备先进树脂基复合材料，也可为低介电常数材料，在航天航空、电子信息领域拥有广泛的应用。

技术领域

本发明属于低介电常数树脂及其制备技术领域，具体明涉及一种低介电常数的含氟硅芳炔基树脂，也涉及到该含氟硅芳炔基树脂的制备方法。

背景技术

随着电子信息技术的迅速发展，电子产品的发展方向为轻量薄型化、高性能化和多功能化，特别是超大规模集成电路(ULSI)的特征尺寸按摩尔定律在不断缩小，对材料的耐高温性能和低介电常数性能提出了更高的要求；另一方面，航空航天技术的快速发展对耐高温透波材料的性能也提出了更高的要求。

高性能树脂，如环氧树脂、双马来酰亚胺树脂、氰酸酯树脂和聚酰亚胺树脂等，因具有优良的耐热性能，较高的力学强度和较低的介电常数和介电损耗，而广泛应用于电子信息、航空航天领域。随着技术进步，这些传统有机树脂的介电性能和耐高温性能已不能满足高超音速飞行器、超大规模集成电路和芯片的需求。

聚芳基乙炔树脂是由芳炔基单体预聚合制备的树脂体系，可通过炔基交联固化，形成高度交联结构，具有良好的工艺性能、低介电性能和优异的耐高温性能，聚芳基乙炔树脂作为耐高温透波材料在航空航天领域得到应用。含硅芳炔树脂是在聚芳基乙炔树脂结构中引入硅烷结构，改善了聚芳基乙炔树脂的耐热性能和力学性能，具有良好的加工性能、突出的耐热性能、优异的介电性能和高温陶瓷化性能。含氟原子的化合物具有低的分子极化率和低的介电常数，在树脂分子结构中引入氟元素，可以改善树脂的介电性能。如美国专利US6451436公开了一种含氟硅氧烷涂层，其介电常数达到3以下，最低可到1.9。国际专利WO2017/192682公开了一种可交联的含氟硅酮树脂，具有低折光指数和低介电常数。房强等人合成含联萘单元和双(三氟甲基)苯单元的单体进行缩聚反应，制备了低介电常数的材料应用于印刷电路板，有效的降低电路板的信号延迟与功率损耗。日本专利JP2016166347公开了一种采用含氟树脂作填料，得到低介电的环氧树脂组合物，用于高频印刷线路板。但以上报道的低介电材料中，其耐热性能还比较低。中国发明专利CN103772981公开了一种采用氟化石墨烯改性环氧树脂或聚酰亚胺树脂，得到一种低介电常数复合材料胶液，脱除溶剂固化后，具有较好的热稳定性和低介电常数，但该胶液需溶液状态浇模，工艺性需要改善。

本发明的含氟硅芳炔基聚合物是用含氟氯硅烷与芳炔基格氏试剂反应，将含氟硅烷链段引入到芳基乙炔树脂结构中，合成的一种新颖结构的含氟硅烷链段和芳炔基的含氟硅芳炔聚合物。该聚合物的侧链结构中含有氟元素，主链结构含硅烷芳炔基，室温下为粘稠状液体，具有良好的工艺性能，在热和催化剂的作用下通过碳碳三键发生交联固化，形成高度交联的含氟硅链段的芳环结构，赋予材料低介电常数和优异耐热性能，以满足航空航天和电子信息的领域发展的需求。。

发明内容

本发明的目的之一是提供一种具有优良工艺性能的耐高温低介电常数的含氟硅芳炔基树脂。

本发明的目的之二是提供所述含氟硅芳炔基树脂的制备方法，通过芳炔基格氏试剂与含氟氯硅烷进行缩合反应，制备得到所述含氟硅芳炔基树脂。

为了达到所述发明目的，采用技术方案具体如下：

一种含氟硅芳炔基树脂，具有如下结构式：

其中R₁、R₂、R₃代表氢、含碳1-15的烷基、芳基、含碳1-20的含氟烷基、含氟芳基、烯烃基，且R₁、R₂、R₃至少一个是含氟烷基或含氟芳基；n、m为0～15的整数且不同时为0。