[發明專利]一種熱塑性聚苯并噁唑酰亞胺及其制備方法

有效

• 申請號: 201711049621.9
• 申請日: 2017-10-31
• 公開（公告）號: CN107892745B
• 公開（公告）日: 2020-12-01
• 發明（設計）人: 方省眾;李青璇
• 申請（專利權）人: 寧波惠璞新材料有限公司
• 主分類號: C08G73/22
• 分類號: C08G73/22;C08G73/10
• 代理公司: 浙江千克知識產權代理有限公司 33246
• 代理人: 王曉普

本發明提供了一種熱塑性聚苯并噁唑酰亞胺及其制備方法，其結構式如下圖所示，其中，m為1～1000的整數，n為0～1000的整數，Ar₁是二胺類化合物的殘基，Ar₂是二酐類化合物的殘基，該熱塑性聚苯并噁唑酰亞胺采用苯并噁唑二胺和三苯二醚二酐均聚或與其他常見的二酐和二胺共聚的方式，經縮聚反應制備。具有機械性能好、耐熱性高、加工性好等特點，適合注塑、擠出、模壓、溶解涂膜、熔融紡絲和溶液紡絲加工，在耐高溫的工程塑料、薄膜、纖維、膠粘劑、涂料以及先進復合材料等相關領域有良好的應用前景。

技術領域

本發明屬于聚酰亞胺及相關的制備方法技術領域，具體涉及一種熱塑性聚苯并噁唑酰亞胺及其制備方法。

背景技術

聚酰亞胺是一類綜合性能優異的樹脂材料，具有良好的熱穩定性、優異的機械性能、較好的尺寸穩定性、優良的化學穩定性、高擊穿電壓、低介電常數、高阻燃性、低膨脹系數等優點，被廣泛應用于電子電器、航空航天、汽車、化工機械等高科技領域。但是，大多數聚酰亞胺樹脂由于分子鏈剛性較強，使其很難進行熔融或溶解加工，通過引入柔性的醚鍵可以得到容易加工的聚酰亞胺樹脂，如作為世界上最常見的熱塑性聚酰亞胺，美國GE公司開發的Ultem樹脂，其Tg為217℃，由日本三井東壓公司開發的結晶性熱塑性聚酰亞胺Aurum，其Tg為250℃，但是，過多的引入柔性基團又會使其玻璃化轉變溫度(Tg)下降較多，很難找到既滿足高Tg又容易加工的聚酰亞胺樹脂。

聚苯并噁唑是一類綜合性能優異的高性能工程塑料,尤其是其耐熱性和機械性能突出,被廣泛用于航空航天、電子電器、燃料電池質子交換膜等領域,現己成為國民經濟、尖端技術和高新技術產業的重要材料。

隨著電子封裝領域綠色化的發展，目前封裝基板中使用的基體樹脂的耐熱性受到極大挑戰。封裝工藝中回流焊的峰值溫度達到260℃，而熱塑性材料在Tg以上時，其抵抗形變的能力會迅速下降，使得封裝基板的可靠性受到影響，所以，亟待開發具有高Tg(Tg260℃)、易加工的聚酰亞胺樹脂。目前，眾多研究機構開展了有關苯并噁唑單元與酰亞胺單元相結合得到聚苯并噁唑酰亞胺材料的研究，如美國陶氏化學公司US005919892A、日本東洋紡織株式會社US20070272124A1、韓國漢陽大學US8087064B2、日本東洋紡織株式會社US008314203B2、美國國家航空航天局US005317078A、美國陶氏化學公司US005233821A、日本東洋紡織株式會社EP2380732A1、日本東洋紡織株式會社EP1707590B1等專利中報道了一些含苯并噁唑單元的聚酰亞胺材料。但是，這些以苯并噁唑為二胺單元合成的聚噁唑酰亞胺主要用于高強、高模的纖維或薄膜領域，并未通過引入柔性基團來改善其加工性能，因此其加工性能仍有待于進一步改善。

發明內容

本發明的目的是提供一種高Tg(Tg260℃)、易加工的熱塑性聚苯并噁唑酰亞胺，該聚苯并噁唑酰亞胺材料結合剛性較強的噁唑結構單元及相對柔性的三苯二醚二酐結構單元，兼具高玻璃化轉變溫度(Tg)和易加工的特性。

本發明實現上述技術目的所采用的技術方案為：一種聚苯并噁唑酰亞胺，其結構式為：

其中，Ar₁是二胺類化合物的殘基，Ar2是二酐類化合物的殘基，m為1～1000的整數，n為0～1000的整數；

n為0時，所述聚苯并噁唑酰亞胺的結構式如下所示：

分子鏈中三苯二醚二酐部分的氧原子存在于苯環的3-位或4-位，具體結構如下：

分子鏈中苯并噁唑部分的氧原子存在于苯環的5-位或6-位，具體結構如下：

所述的Ar₁可以是下列基團中的一種：