[发明专利]一种低介电全有机交联聚酰亚胺薄膜的制备方法

权利要求书

1.一种低介电全有机交联聚酰亚胺薄膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)有机框架材料COF的合成及改性：

将1,3,5-三甲酰基苯和1,4-二氨基苯称量在安瓿中并溶解在1,4-二恶烷中，加入乙酸水溶液，将其在液氮中冷冻，然后抽真空；然后将安瓿放入烘箱中干燥，所得有机框架材料COF经洗涤，真空干燥后备用；然后用多氨基笼形倍半硅氧烷改性COF，使COF表面接枝上多氨基笼形倍半硅氧烷POSS，得到改性后的COF@POSS填料；

(2)聚酰胺酸溶液的制备：

在保护气氛下，将芳香族二酐单体及二胺单体加入有机溶剂形成混合液，搅拌该混合液使二酐单体及二胺单体在该有机溶剂中溶解后，在冰水浴中充分反应，聚合生成聚酰胺酸溶液；

(3)COF@POSS/PI薄膜的制备：

在保护气氛及冰水浴下，将不同质量分数的COF@POSS加入到聚酰胺酸溶液中，持续搅拌；然后将混合溶液涂敷在玻璃板上，进行热亚胺化，得到COF@POSS/PI低介电全有机交联复合材料，即所述低介电全有机交联聚酰亚胺薄膜。

2.根据权利要求1所述的一种低介电全有机交联聚酰亚胺薄膜的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述改性后的COF@POSS填料的制备方法包括以下步骤：

(a)硅烷偶联剂预处理COF：将COF分散在乙醇中，超声处理；随后将硅烷偶联剂滴加到混合溶液中回流，经过老化，水洗，过滤干燥得到硅烷偶联剂预处理后的COF；

(b)COF@POSS制备：将硅烷偶联剂预处理后的COF和多氨基笼形倍半硅氧烷POSS混合在四氢呋喃中，将混合物保持搅拌并回流；将获得的COF@POSS过滤，并分别用THF和DI水洗涤，将所得粉末进行真空干燥，即得到改性后的COF@POSS填料。

3.根据权利要求2所述的一种低介电全有机交联聚酰亚胺薄膜的制备方法，其特征在于，步骤(a)所述硅烷偶联剂为二乙氧基(3-缩水甘油基氧基丙基)甲基硅烷、3-缩水甘油基氧基丙基三甲氧基硅烷、三乙氧基(3-环氧丙基氧丙基)硅烷中的一种；步骤(b)所述多氨基笼形倍半硅氧烷POSS为四氨基POSS、八氨基POSS中的一种。

4.根据权利要求2所述的一种低介电全有机交联聚酰亚胺薄膜的制备方法，其特征在于，步骤(a)所述超声处理的时间为1-1.5h；步骤(a)所述回流的温度为83-85℃，时间为3.5-4小时；步骤(b)所述回流的温度为68-70℃，时间为3.5-4小时；步骤(b)所述真空干燥的时间为11-12小时。

5.根据权利要求1所述的一种低介电全有机交联聚酰亚胺薄膜的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述烘箱中干燥的温度为120-122℃，时间为70-72小时；步骤(1)所述真空干燥的温度为78-80℃，时间为11-12小时；步骤(3)所述持续搅拌时间为1-2h。

6.根据权利要求1所述的一种低介电全有机交联聚酰亚胺薄膜的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，保护气氛为氮气，有机溶液为N-甲基吡咯烷酮、N,N-二甲基乙酰胺、N,N-二甲基甲酰胺中的一种；步骤(2)所述二胺单体总摩尔数与二酐单体总摩尔数的比例为1:1～1:1.1；步骤(2)所述聚酰胺酸溶液为四元共聚物。

7.根据权利要求1所述的一种低介电全有机交联聚酰亚胺薄膜的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述二胺单体包括：4,4'-二氨基-2,2’-双三氟甲基联苯、9,9'-双(4-氨基苯基)芴、4,4'-二氨基二苯醚、1,3-双(4-氨基苯氧基苯)中的一种以上。

8.根据权利要求1所述的一种低介电全有机交联聚酰亚胺薄膜的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述二酐单体包括：3,3',4,4'-二苯甲酮四酸二酐、3,3',4,4'-二苯醚四甲酸二酐、2,2'-双[4-(3,4-二羧苯氧基)苯基]丙烷四酸二酐、2,2-双(3,4-二羧苯基)六氟丙烷四酸二酐、2,3,3',4'-联苯四甲酸二酐、3,3',4,4'-联苯四羧酸二酐中的一种以上。