[發明專利]一種低介電常數聚酰亞胺薄膜及其制備方法

在審

• 申請號: 202011595028.6
• 申請日: 2020-12-28
• 公開（公告）號: CN112679954A
• 公開（公告）日: 2021-04-20
• 發明（設計）人: 惠振京;石亞東
• 申請（專利權）人: 安徽省長榮新材料科技有限公司
• 主分類號: C08L79/08
• 分類號: C08L79/08;C08L27/18;C08K9/06;C08K7/26;C08J5/18
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種低介電常數聚酰亞胺薄膜，其特征在于，包括芳香二胺、非質子極性溶劑、芳香二酐、納米二氧化硅空心球粉末、硅烷偶聯劑、含氟聚合物粉末、催化劑、脫水劑；

將所述的芳香二胺在氮氣環境下溶解于非質子極性溶劑中；

所述的納米二氧化硅空心球粉末的制備方法：室溫下在500mL單口圓底燒瓶內分別加入240mL濃度為5mol/L的鹽酸溶液、20g 1,3,5-三甲苯和20g Pluronic F127表面活性劑，攪拌10h后得到白色乳液，加入20g正硅酸四乙酯，繼續攪拌10h，然后再加入10g二甲基二甲氧基硅烷，繼續攪拌48h。將反應液倒入截留分子量14000的透析袋中，放入蒸餾水中滲析48h，每3h更換一次蒸餾水。袋中溶液用旋轉蒸發儀去除溶劑，并放入80℃的真空干燥箱內干燥。得到的固體放入350℃的高溫干燥箱內處理4h，冷卻后即可得到所述的納米二氧化硅空心球粉末，平均粒徑為25nm。

2.根據權利要求1所述的一種低介電常數聚酰亞胺薄膜，其特征在于：所述的芳香二胺包含無氟芳香二胺和含氟芳香二胺，所述的無氟芳香二胺為4,4’-二氨基二苯醚和4,4’-二氨基二苯砜中的一種或兩種，所述的含氟芳香二胺為4,4’-二氨基-2,2’-雙三氟甲基聯苯，其中，含氟芳香二胺占二胺添加總摩爾量的50-100％；

所述芳香二酐包含無氟芳香二酐和含氟芳香二酐，所述的無氟芳香二酐為均苯四甲酸二酐和3,3’,4,4’-聯苯四甲酸二酐的一種或兩種，所述的含氟芳香二酐為六氟異丙叉二酞酸酐，其中，氟芳香二酐占二酐添加總摩爾量的50-100％；

所述的非質子極性溶劑為N,N-二甲基甲酰胺或N,N-二甲基乙酰胺。

3.根據權利要求1或2所述的一種低介電常數聚酰亞胺薄膜，其特征在于：所述的硅烷偶聯劑為KH550或KH560其中一種。

4.根據權利要求1或2所述的一種低介電常數聚酰亞胺薄膜，其特征在于：所述的催化劑為吡啶和異喹啉中的一種或兩種，脫水劑為乙酸酐；添加的催化劑與芳香二胺的摩爾比為0.3-0.5:1，脫水劑與芳香二胺的摩爾比為2-4:1。

5.一種低介電常數聚酰亞胺薄膜的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟(1)：將芳香二胺在氮氣環境下溶解于非質子極性溶劑中，加入芳香二酐進行反應，得到聚酰胺酸溶液，該聚酰胺酸溶液為溶液一；

步驟(2)：將納米二氧化硅空心球粉末和硅烷偶聯劑加入到與溶液一相同的溶劑體系內，利用高速剪切分散機將其分散均勻，得到溶液二；

步驟(3)：將含氟聚合物粉末加入到與溶液一相同的溶劑體系內，充分攪拌并利用臥式砂磨機對其進行研磨分散，得到溶液三；

步驟(4)：將溶液二和溶液三加入到溶液一中，利用高速剪切分散機將其分散均勻，得到混合溶液，該混合溶液為溶液四；

步驟(5)：向溶液四中加入催化劑和脫水劑，充分攪拌反應后進行真空脫泡，得到溶液五；

步驟(6)：將溶液五在鏡面鋼板上涂布，放入鼓風干燥箱內干燥、剝離得到凝膠膜；將凝膠膜四周固定在金屬框架上，放入高溫干燥箱內繼續進行干燥和亞胺化，即得到低介電常數聚酰亞胺薄膜；

所述的納米二氧化硅空心球粉末的制備方法：

室溫下在500mL單口圓底燒瓶內分別加入240mL濃度為5mol/L的鹽酸溶液、20g 1,3,5-三甲苯和20g Pluronic F127表面活性劑，攪拌10h后得到白色乳液，加入20g正硅酸四乙酯，繼續攪拌10h，然后再加入10g二甲基二甲氧基硅烷，繼續攪拌48h；將反應液倒入截留分子量14000的透析袋中，放入蒸餾水中滲析48h，每3h更換一次蒸餾水；袋中溶液用旋轉蒸發儀去除溶劑，并放入80℃的真空干燥箱內干燥；得到的固體放入350℃的高溫干燥箱內處理4h，冷卻后即可得到所述的納米二氧化硅空心球粉末。