具有硅杂环丁烷交联结构的环硅氧烷聚合单体及其制备方法与流程

专利2022-06-29  139


本发明属于含硅的有机化合物及其制备,涉及具有硅杂环丁烷交联结构的环硅氧烷聚合单体及其制备方法。本发明具有硅杂环丁烷交联结构的环硅氧烷聚合单体,经固化后所得的聚环硅氧烷树脂具有优良的热学性能、力学性能、电学性能和成膜性能;适用于微电子工业、航空航天和国防等领域作为高性能介电薄膜材料或封装材料。



背景技术:

有机环硅氧烷由于具有优异的化学和物理性质,例如:低温柔韧性、高温稳定性、耐辐射性和良好的阻尼性能,常常以油、树脂和橡胶的形式被广泛用作润滑剂、粘合剂、绝缘材料、密封剂等应用于航空航天等多个重要领域。但是一般的有机硅材料成膜性能差,需要通过特定功能基团的修饰才能制备出成膜性能较好的高分子材料。现有技术中,已有报道将硅杂环丁烷(简称scb)基团引入有机硅分子当中,通过热解、复分解和金属催化的开环聚合反应形成新的硅基聚合物材料,已经证明这种聚合物是高温和低介电材料,并且这种四元环状结构也可以作为反应基团,用作低介电材料应用的交联位点。经文献检索,目前还未见将硅杂环丁烷(简称scb)基团引入环硅氧烷单体中的文献报道。



技术实现要素:

本发明的目的旨在克服现有技术中的不足,提供具有硅杂环丁烷交联结构的环硅氧烷聚合单体及其制备方法,本发明将具有光学活性的硅杂环丁烷引入到聚环硅氧烷单体的制备中,解决了传统光敏性硅基树脂固化难以控制、制备繁琐的缺陷,克服了现有聚硅氧烷侧基修饰等方法难以精准控制硅杂环丁烷官能化程度以及聚合物化学结构的缺点,从单体出发直接引入硅杂环丁烷,实现了树脂结构和性能的可控和优化,从而提供一类性能优良、具有硅杂环丁烷交联结构的新型环硅氧烷聚合单体,以及具有硅杂环丁烷交联结构的新型环硅氧烷聚合单体的制备方法。

发明的内容是:五环丁硅基环五硅氧烷聚合单体,其特征是:该具有硅杂环丁烷交联结构的环硅氧烷聚合单体具有式(i)所示的化学结构式:

该具有硅杂环丁烷交联结构的环硅氧烷聚合单体(i)的基本特征:无色透明油状物;结构表征如下:红外光谱ir(kbr涂膜,cm-1):2975,2932,2873,1632,1451,1391,1130,1073,912,847,718;1hnmr(400mhz,cdcl3)δ1.67-1.69(m,10h,-c-ch2-c),1.43-1.48(m,20h,-si-ch2-);13cnmr(100mhz,cdcl3)δ23.43,10.90;esi-hrms:m/zcalcdforc15h30o5si5[m na] :453.0832;found:453.0833。

本发明的内容所述五环丁硅基环五硅氧烷聚合单体的制备方法,其特征是包括下列步骤:

a、配料:取原料1,1-二氯-1-硅杂环丁烷(简称dcscb)、(干燥的)乙醚和去离子水;按1,1-二氯-1-硅杂环丁烷中的si-cl键摩尔数:去离子水为1:1.5~2的摩尔比例取1,1-二氯-1-硅杂环丁烷和去离子水;按1,1-二氯-1-硅杂环丁烷:(干燥的)乙醚为1:10~40的体积比将1,1-二氯-1-硅杂环丁烷与(干燥的)乙醚混合配制成乙醚稀释的1,1-二氯-1-硅杂环丁烷溶液;

b、混合反应:将乙醚稀释的1,1-二氯-1-硅杂环丁烷溶液投入到反应器中,在0~5℃温度下(缓慢)滴加入去离子水(较好的是以2~3秒/每滴的速度),再在0~25℃的反应温度下搅拌反应1~1.5h;

c、分离提纯:反应停止后,静置分层,分出有机乙醚层,再用去离子水洗涤有机乙醚层3~5次、用无水硫酸钠干燥、(经蒸馏)浓缩后,再通过硅胶柱色谱(可以用石油醚等作流动相)分离,得到的无色透明状油状物即为制得的具有硅杂环丁烷交联结构的环硅氧烷聚合单体(i)——五环丁硅基环五硅氧烷聚合单体,产率为55%~65%。

该具有硅杂环丁烷交联结构的环硅氧烷聚合单体(i)的基本特征:无色透明油状物;结构表征如下:红外光谱ir(kbr涂膜,cm-1):2975,2932,2873,1632,1451,1391,1130,1073,912,847,718;1hnmr(400mhz,cdcl3)δ1.67-1.69(m,10h,-c-ch2-c),1.43-1.48(m,20h,-si-ch2-);13cnmr(100mhz,cdcl3)δ23.43,10.90;esi-hrms:m/zcalcdforc15h30o5si5[m na] :453.0832;found:453.0833。

本发明的另一内容是:四苯基二环丁硅基环四硅氧烷聚合单体,其特征是:该具有硅杂环丁烷交联结构的环硅氧烷聚合单体具有式(ⅱ)所示的化学结构式:

该具有硅杂环丁烷交联结构的环硅氧烷聚合单体(ⅱ)的基本特征:白色固体,结构表征如下:红外光谱ir(kbr涂膜,cm-1):3069,2978,2929,1958,1888,1821,1637,1591,1429,1389,1128,1086,1027,913,864,719,698,514;1hnmr(400mhz,cdcl3)δ7.60-7.65(m,8h,ar-h),7.38-7.41(m,4h,ar-h),7.30-7.33(m,8h,ar-h),1.55-1.70(m,4h,-c-ch2-c),1.33-1.47(m,8h,-si-ch2-);13cnmr(100mhz,cdcl3)δ134.77,134.05,130.19,127.81,23.56,11.02;esi-hrms:m/zcalcdforc30h32o4si4[m na] :591.1270;found:591.1276。

本发明的另一内容所述四苯基二环丁硅基环四硅氧烷聚合单体的制备方法,其特征是包括下列步骤:

a、配料:取原料1,1-二氯-1-硅杂环丁烷、二羟基二苯基硅烷、(干燥的)四氢呋喃和吡啶,并且按1,1-二氯-1-硅杂环丁烷:吡啶:二羟基二苯基硅烷为1:2~3:1~1.5的摩尔比例取1,1-二氯-1-硅杂环丁烷、吡啶和二羟基二苯基硅烷;按二羟基二苯基硅烷:(干燥的)四氢呋喃的体积比为1:10~20将二羟基二苯基硅烷与(干燥的)四氢呋喃混合配制成四氢呋喃稀释的二羟基二苯基硅烷溶液;按1,1-二氯-1-硅杂环丁烷:(干燥的)四氢呋喃的体积比为1:3~4将1,1-二氯-1-硅杂环丁烷与(干燥的)四氢呋喃混合配制成四氢呋喃稀释的1,1-二氯-1-硅杂环丁烷溶液;

b、混合反应:将四氢呋喃稀释的二羟基二苯基硅烷溶液、吡啶依次投入到反应器中,氮气(n2)保护5~10min后,(缓慢)滴加入四氢呋喃稀释的1,1-二氯-1-硅杂环丁烷溶液(较好的是以2~3秒/每滴的速度),再在25~30℃的反应温度和搅拌下,连续反应20~30h。

c、分离提纯:反应停止后,过滤除去固体物(盐份),滤液进行(蒸馏)浓缩后,余留物通过硅胶柱色谱(可以用石油醚等作流动相)分离,得到的白色固体即为制得的具有硅杂环丁烷交联结构的环硅氧烷聚合单体(ⅱ)——四苯基二环丁硅基环四硅氧烷聚合单体,产率为43%~53%。

该具有硅杂环丁烷交联结构的环硅氧烷聚合单体(ⅱ)的基本特征:白色固体,结构表征如下:红外光谱ir(kbr涂膜,cm-1):3069,2978,2929,1958,1888,1821,1637,1591,1429,1389,1128,1086,1027,913,864,719,698,514;1hnmr(400mhz,cdcl3)δ7.60-7.65(m,8h,ar-h),7.38-7.41(m,4h,ar-h),7.30-7.33(m,8h,ar-h),1.55-1.70(m,4h,-c-ch2-c),1.33-1.47(m,8h,-si-ch2-);13cnmr(100mhz,cdcl3)δ134.77,134.05,130.19,127.81,23.56,11.02;esi-hrms:m/zcalcdforc30h32o4si4[m na] :591.1270;found:591.1276。

本发明的另一内容是:六甲基三环丁硅基环六硅氧烷聚合单体,其特征是:该具有硅杂环丁烷交联结构的环硅氧烷聚合单体具有式(ⅲ)所示的化学结构式:

该具有硅杂环丁烷交联结构的环硅氧烷聚合单体(ⅲ)的基本特征:无色透明油状物。结构表征如下:红外光谱ir(kbr涂膜,cm-1):2964,2933,2876,1636,1449,1408,1390,1261,1182,1131,1073,914,803,713;1hnmr(400mhz,cdcl3)δ1.58-1.70(m,6h,-c-ch2-c),1.34-1.48(m,12h,-si-ch2-),0.08-0.20(m,18h,-si-ch3);13cnmr(100mhz,cdcl3)δ23.07,10.93,0.74;esi-hrms:m/zcalcdforc15h36o6si6[m na] :503.1020;found:503.1024。

所述六甲基三环丁硅基环六硅氧烷聚合单体的制备方法,其特征是包括下列步骤:

a、配料:取原料1,1-二氯-1-硅杂环丁烷(简称dcscb)、二甲基二氯硅烷、去离子水和(干燥的)乙醚;按1,1-二氯-1-硅杂环丁烷中的si-cl键摩尔数:二甲基二氯硅烷的si-cl键摩尔数:去离子水为1:1:1.5~2的摩尔比例取1,1-二氯-1-硅杂环丁烷、二甲基二氯硅烷和去离子水;按1,1-二氯-1-硅杂环丁烷:(干燥的)乙醚为1:10~40的体积比将1,1-二氯-1-硅杂环丁烷与(干燥的)乙醚混合配制成乙醚稀释的1,1-二氯-1-硅杂环丁烷溶液;按二甲基二氯硅烷:(干燥的)乙醚为1:10~40的体积比将二甲基二氯硅烷与(干燥的)乙醚混合配制成乙醚稀释的二甲基二氯硅烷溶液;

b、混合反应:将乙醚稀释的1,1-二氯-1-硅杂环丁烷溶液、乙醚稀释的二甲基二氯硅烷溶液投入到反应器中,在0~5℃温度下(缓慢)滴加入去离子水(较好的是以2~3秒/每滴的速度),再在0~30℃的反应温度下搅拌反应1~1.5h;

c、分离提纯:反应停止后,静置分层,分出有机乙醚层,再用去离子水洗涤有机乙醚层3~5次、用无水硫酸钠干燥、(经蒸馏)浓缩后,残留物通过硅胶柱色谱(可以用石油醚等作流动相)分离,得到无色透明状油状物即为制得的具有硅杂环丁烷交联结构的环硅氧烷聚合单体(ⅲ)——六甲基三环丁硅基环六硅氧烷聚合单体,产率为35%~45%。

该具有硅杂环丁烷交联结构的环硅氧烷聚合单体(ⅲ)的基本特征:无色透明油状物;结构表征如下:红外光谱ir(kbr涂膜,cm-1):2964,2933,2876,1636,1449,1408,1390,1261,1182,1131,1073,914,803,713;1hnmr(400mhz,cdcl3)δ1.58-1.70(m,6h,-c-ch2-c),1.34-1.48(m,12h,-si-ch2-),0.08-0.20(m,18h,-si-ch3);13cnmr(100mhz,cdcl3)δ23.07,10.93,0.74;esi-hrms:m/zcalcdforc15h36o6si6[m na] :503.1020;found:503.1024。

上述发明内容中:所述有机溶剂乙醚、四氢呋喃可以替换为二氧六环、二甲苯、甲苯、四氢呋喃或n,n-二甲基甲酰胺中的一种。

与现有技术相比,本发明具有下列特点和有益效果:

(1)本发明从单体结构出发,设计并合成了硅杂环丁烷官能化的聚硅氧烷环四体、环五体以及环六体;克服了现有聚硅氧烷侧基修饰等常用方法难以精准控制硅杂环丁烷官能化程度以及聚合物化学结构的缺点,从单体出发直接引入硅杂环丁烷,实现了树脂结构和性能的可控和优化;

(2)采用本发明,将硅杂环丁烷(简称scb)基团引入环硅氧烷中,得到的环硅氧烷可以赋予光/热开环双重聚合性能,可以结合优异的热稳定性和良好的低介电性能,因此,本发明具有硅杂环丁烷交联结构的环硅氧烷聚合单体可用作纳米压印技术(简称nil)中的可光固化的高性能低介电材料,这对于驱动nil和微电子电路封装技术具有重要意义;

(3)采用本发明,以1,1-二氯-1-硅杂环丁烷为起始原料,在溶剂和(或)碱作用下分别与取代硅醇或硅氯发生自身水解或共水解,得到具有硅杂环丁烷交联结构的环硅氧烷聚合单体;经固化后所得的聚环硅氧烷树脂具有优良的热学性能(热分解温度td均>500℃,零失重温度t0>450℃)、力学性能(薄膜硬度可调,从4h~8h,铅笔划痕法测)、电学性能(介电常数2.0~2.6)和成膜性能(薄膜最大高低差3nm~20nm,原子力显微镜测);适用在微电子工业、航空航天和国防等领域作为高性能介电薄膜材料或封装材料;

(4)本发明制备过程简便,成本低廉,容易操作,反应条件温和,分离提纯容易,产物收率高,实用性强。

附图说明

图1是聚合单体i的核磁共振氢谱图(1hnmr谱图),谱图中显示分别在化学位移1.43-1.48和1.67-1.69处出现了两组吸收峰,分别对应的是单体i结构中硅杂环丁烷的两类亚甲基氢;

图2是聚合单体i的核磁共振碳谱图(13cnmr谱图),谱图中显示分别在化学位移10.90和23.43处出现了两组吸收峰,分别对应的是单体i结构中硅杂环丁烷的两类亚甲基碳;

图3是聚合单体i的红外谱图(ftir谱图),谱图中显示分别在波速1130cm-1处出现了硅杂环丁烷的特征吸收峰,在波速1073cm-1处出现了si-o-si键的特征吸收峰,说明聚合单体i的化学结构中确实包含硅杂环丁烷和si-o-si这两类基团;

图4是聚合单体ⅱ的核磁共振氢谱图(1hnmr谱图),谱图中显示分别在化学位移7.30-7.33,7.38-7.41,7.60-7.65处出现了三组吸收峰,分别对应的是单体ⅱ结构中苯环上的三类芳香氢;在化学位移1.33-1.47和1.55-1.70处出现了两组吸收峰,分别对应的是单体ii结构中硅杂环丁烷的两类亚甲基氢;

图5是聚合单体ⅱ的核磁共振碳谱图(13cnmr谱图),谱图中显示分别在化学位移134.77,134.05,130.19,127.81处出现了四组吸收峰,分别对应的是单体ⅱ结构中苯环上的四类芳香碳;在化学位移11.02和23.56处出现了两组吸收峰,分别对应的是单体ii结构中硅杂环丁烷的两类亚甲基碳;

图6是聚合单体ⅱ的红外谱图(ftir谱图),谱图中显示分别在波速1128cm-1处出现了硅杂环丁烷的特征吸收峰,在波速1086cm-1处出现了si-o-si键的特征吸收峰,说明聚合单体ⅱ的化学结构中确实包含硅杂环丁烷和si-o-si这两类基团;

图7是聚合单体ⅲ的核磁共振氢谱图(1hnmr谱图),谱图中显示分别在化学位移0.08-0.20处出现了一组吸收峰,对应的是单体ⅲ结构中的甲基氢;在化学位移1.34-1.48和1.58-1.70处出现了两组吸收峰,分别对应的是单体ⅲ结构中硅杂环丁烷的两类亚甲基氢;

图8是聚合单体ⅲ的核磁共振碳谱图(13cnmr谱图),谱图中显示分别在化学位移0.74处出现了一组吸收峰,对应的是单体ⅲ结构中甲基碳;在化学位移10.93和23.07处出现了两组吸收峰,分别对应的是单体ⅲ结构中硅杂环丁烷的两类亚甲基碳;

图9是聚合单体ⅲ的红外谱图(ftir谱图),谱图中显示分别在波速1131cm-1处出现了硅杂环丁烷的特征吸收峰,在波速1073cm-1处出现了si-o-si键的特征吸收峰,在在波速1261cm-1处出现了si-ch3的特征吸收峰,说明聚合单体ⅲ的化学结构中确实包含硅杂环丁烷,si-o-si以及si-ch3这三类基团。

具体实施方式

下面给出的实施例拟对本发明作进一步说明,但不能理解为是对本发明保护范围的限制,该领域的技术人员根据上述本发明的内容对本发明作出的一些非本质的改进和调整,仍属于本发明的保护范围。

实施例1:

五环丁硅基环五硅氧烷聚合单体(i)的制备方法,具体步骤和条件为:

干燥的250ml圆底烧瓶中,装有磁力搅拌子,依次加入干燥乙醚100ml,1,1-二氯-1-硅杂环丁烷(11.9g,84.35mmol),0℃下缓慢滴加去离子水(10ml,556mmol,2~3秒/每滴);室温反应1h后,静置分层,分出有机乙醚层,再用去离子水洗涤3次,无水硫酸钠干燥,浓缩除去溶剂,残留物(或称为余留物,后同)进行硅胶柱层析(用石油醚为流动相),得到的无色透明油状物即为制得的五环丁硅基环五硅氧烷聚合单体,产率60%。

该实施例制得的五环丁硅基环五硅氧烷聚合单体(i)基本特征:无色透明油状物;结构表征如下:红外光谱ir(kbr涂膜,cm-1):2975,2932,2873,1632,1451,1391,1130,1073,912,847,718;1hnmr(400mhz,cdcl3)δ1.67-1.69(m,10h,-c-ch2-c),1.43-1.48(m,20h,-si-ch2-);13cnmr(100mhz,cdcl3)δ23.43,10.90;esi-hrms:m/zcalcdforc15h30o5si5[m na] :453.0832;found:453.0833。

该实施例制得的五环丁硅基环五硅氧烷聚合单体(i)在微电子工业领域用作高性能低介电薄膜封装材料;经检测:固化所得聚环硅氧烷树脂具有极其优良的热学性能(热分解温度td均>500℃,零失重温度t0>450℃)、力学性能(薄膜硬度可调,从4h~8h,铅笔划痕法测)、电学性能(介电常数2.0~2.6)和成膜性能(薄膜最大高低差3nm~20nm,原子力显微镜测)。

实施例2:

四苯基二环丁硅基环四硅氧烷聚合单体(ii)的制备方法,具体步骤和条件为:

干燥的100ml圆底烧瓶中,装有磁力搅拌子,依次加入干燥四氢呋喃(30ml),二羟基二苯基硅烷(3.67g,16.86mmol),干燥吡啶(2.72ml,33.72mmol);经氮气换气保护后,在室温下缓慢滴加(2~3秒/每滴)干燥四氢呋喃(10ml)稀释的1,1-二氯-1-硅杂环丁烷溶液(3.38g,16.86mmol)。在室温下持续搅拌反应24h后,过滤,滤液浓缩除去溶剂,残留物(或称为余留物,后同)进行硅胶柱层析(采用石油醚为流动相),得到的白色固体即为制得的四苯基二环丁硅基环四硅氧烷聚合单体(ii),产率48%。

该实施例制得的四苯基二环丁硅基环四硅氧烷聚合单体(ⅱ)基本特征:白色固体;结构表征如下:红外光谱ir(kbr涂膜,cm-1):3069,2978,2929,1958,1888,1821,1637,1591,1429,1389,1128,1086,1027,913,864,719,698,514;1hnmr(400mhz,cdcl3)δ7.60-7.65(m,8h,ar-h),7.38-7.41(m,4h,ar-h),7.30-7.33(m,8h,ar-h),1.55-1.70(m,4h,-c-ch2-c),1.33-1.47(m,8h,-si-ch2-);13cnmr(100mhz,cdcl3)δ134.77,134.05,130.19,127.81,23.56,11.02;esi-hrms:m/zcalcdforc30h32o4si4[m na] :591.1270;found:591.1276.。

该实施例制得的四苯基二环丁硅基环四硅氧烷聚合单体(ⅱ)在微电子工业领域用作高性能低介电薄膜封装材料;经检测:固化所得聚环硅氧烷树脂具有极其优良的热学性能(热分解温度td均>500℃,零失重温度t0>450℃)、力学性能(薄膜硬度可调,从4h~8h,铅笔划痕法测)、电学性能(介电常数2.0~2.6)和成膜性能(薄膜最大高低差3nm~20nm,原子力显微镜测)。

实施例3:

六甲基三环丁硅基环六硅氧烷聚合单体(ⅲ)的制备方法,具体步骤和条件为:

干燥的100ml圆底烧瓶中,装有磁力搅拌子,依次加入干燥乙醚20ml,1,1-二氯-1-硅杂环丁烷(3.38g,16.86mmol),二甲基二氯硅烷(2.17g,16.86mmol),0℃下缓慢滴加去离子水(2ml,111mmol,2~3秒/每滴);室温反应1h后,静置分层,分出有机乙醚层,再用去离子水洗涤3次,无水硫酸钠干燥,浓缩除去溶剂,残留物(或称为余留物,后同)进行硅胶柱层析(采用石油醚为流动相),得到的无色透明油状物即为制得的六甲基三环丁硅基环六硅氧烷聚合单体(ⅲ),产率40%。

该实施例制得的六甲基三环丁硅基环六硅氧烷聚合单体(ⅲ)基本特征:无色透明油状物;结构表征如下:红外光谱ir(kbr涂膜,cm-1):2964,2933,2876,1636,1449,1408,1390,1261,1182,1131,1073,914,803,713;1hnmr(400mhz,cdcl3)δ1.58-1.70(m,6h,-c-ch2-c),1.34-1.48(m,12h,-si-ch2-),0.08-0.20(m,18h,-si-ch3);13cnmr(100mhz,cdcl3)δ23.07,10.93,0.74;esi-hrms:m/zcalcdforc15h36o6si6[m na] :503.1020;found:503.1024.

该实施例制得的六甲基三环丁硅基环六硅氧烷聚合单体(ⅲ)在微电子工业领域用作高性能低介电薄膜封装材料;经检测:固化所得聚环硅氧烷树脂具有极其优良的热学性能((热分解温度td均>500℃,零失重温度t0>450℃)、力学性能(薄膜硬度可调,从4h~8h,铅笔划痕法测)、电学性能(介电常数2.0~2.6)和成膜性能(薄膜最大高低差3nm~20nm,原子力显微镜测)。

实施例4:

五环丁硅基环五硅氧烷聚合单体,该具有硅杂环丁烷交联结构的环硅氧烷聚合单体具有式(i)所示的化学结构式:

该具有硅杂环丁烷交联结构的环硅氧烷聚合单体(i)的基本特征:无色透明油状物;结构表征如下:红外光谱ir(kbr涂膜,cm-1):2975,2932,2873,1632,1451,1391,1130,1073,912,847,718;1hnmr(400mhz,cdcl3)δ1.67-1.69(m,10h,-c-ch2-c),1.43-1.48(m,20h,-si-ch2-);13cnmr(100mhz,cdcl3)δ23.43,10.90;esi-hrms:m/zcalcdforc15h30o5si5[m na] :453.0832;found:453.0833。

实施例5:

五环丁硅基环五硅氧烷聚合单体的制备方法,包括下列步骤:

a、配料:取原料1,1-二氯-1-硅杂环丁烷(简称dcscb)、(干燥的)乙醚和去离子水;按1,1-二氯-1-硅杂环丁烷中的si-cl键摩尔数:去离子水为1:1.5的摩尔比例取1,1-二氯-1-硅杂环丁烷和去离子水;按1,1-二氯-1-硅杂环丁烷:(干燥的)乙醚为1:10的体积比将1,1-二氯-1-硅杂环丁烷与(干燥的)乙醚混合配制成乙醚稀释的1,1-二氯-1-硅杂环丁烷溶液;

b、混合反应:将乙醚稀释的1,1-二氯-1-硅杂环丁烷溶液投入到反应器中,在0℃温度下(缓慢)滴加入去离子水(较好的是以2~3秒/每滴的速度),再在0℃的反应温度下搅拌反应1.5h;

c、分离提纯:反应停止后,静置分层,分出有机乙醚层,再用去离子水洗涤有机乙醚层3次、用无水硫酸钠干燥、(经蒸馏)浓缩后,再通过硅胶柱色谱(可以用石油醚等作流动相)分离,得到的无色透明状油状物即为制得的具有硅杂环丁烷交联结构的环硅氧烷聚合单体(i)——五环丁硅基环五硅氧烷聚合单体,产率为55%。

实施例6:

五环丁硅基环五硅氧烷聚合单体的制备方法,包括下列步骤:

a、配料:取原料1,1-二氯-1-硅杂环丁烷(简称dcscb)、(干燥的)乙醚和去离子水;按1,1-二氯-1-硅杂环丁烷中的si-cl键摩尔数:去离子水为1:2的摩尔比例取1,1-二氯-1-硅杂环丁烷和去离子水;按1,1-二氯-1-硅杂环丁烷:(干燥的)乙醚为1:40的体积比将1,1-二氯-1-硅杂环丁烷与(干燥的)乙醚混合配制成乙醚稀释的1,1-二氯-1-硅杂环丁烷溶液;

b、混合反应:将乙醚稀释的1,1-二氯-1-硅杂环丁烷溶液投入到反应器中,在5℃温度下(缓慢)滴加入去离子水(较好的是以2~3秒/每滴的速度),再在25℃的反应温度下搅拌反应1h;

c、分离提纯:反应停止后,静置分层,分出有机乙醚层,再用去离子水洗涤有机乙醚层5次、用无水硫酸钠干燥、(经蒸馏)浓缩后,再通过硅胶柱色谱(可以用石油醚等作流动相)分离,得到的无色透明状油状物即为制得的具有硅杂环丁烷交联结构的环硅氧烷聚合单体(i)——五环丁硅基环五硅氧烷聚合单体,产率为60%。

实施例7:

五环丁硅基环五硅氧烷聚合单体的制备方法,包括下列步骤:

a、配料:取原料1,1-二氯-1-硅杂环丁烷(简称dcscb)、(干燥的)乙醚和去离子水;按1,1-二氯-1-硅杂环丁烷中的si-cl键摩尔数:去离子水为1:1.8的摩尔比例取1,1-二氯-1-硅杂环丁烷和去离子水;按1,1-二氯-1-硅杂环丁烷:(干燥的)乙醚为1:25的体积比将1,1-二氯-1-硅杂环丁烷与(干燥的)乙醚混合配制成乙醚稀释的1,1-二氯-1-硅杂环丁烷溶液;

b、混合反应:将乙醚稀释的1,1-二氯-1-硅杂环丁烷溶液投入到反应器中,在2℃温度下(缓慢)滴加入去离子水(较好的是以2~3秒/每滴的速度),再在12℃的反应温度下搅拌反应1.3h;

c、分离提纯:反应停止后,静置分层,分出有机乙醚层,再用去离子水洗涤有机乙醚层4次、用无水硫酸钠干燥、(经蒸馏)浓缩后,再通过硅胶柱色谱(可以用石油醚等作流动相)分离,得到的无色透明状油状物即为制得的具有硅杂环丁烷交联结构的环硅氧烷聚合单体(i)——五环丁硅基环五硅氧烷聚合单体,产率为65%。

实施例5-7制得的具有硅杂环丁烷交联结构的环硅氧烷聚合单体(i)的基本特征:无色透明油状物;结构表征如下:红外光谱ir(kbr涂膜,cm-1):2975,2932,2873,1632,1451,1391,1130,1073,912,847,718;1hnmr(400mhz,cdcl3)δ1.67-1.69(m,10h,-c-ch2-c),1.43-1.48(m,20h,-si-ch2-);13cnmr(100mhz,cdcl3)δ23.43,10.90;esi-hrms:m/zcalcdforc15h30o5si5[m na] :453.0832;found:453.0833。

实施例5-7制得的五环丁硅基环五硅氧烷聚合单体(i)在微电子工业领域用作高性能低介电薄膜封装材料;经检测:固化所得聚环硅氧烷树脂具有极其优良的热学性能((热分解温度td均>500℃,零失重温度t0>450℃)、力学性能(薄膜硬度可调,从4h~8h,铅笔划痕法测)、电学性能(介电常数2.0~2.6)和成膜性能(薄膜最大高低差3nm~20nm,原子力显微镜测)。

实施例8:

四苯基二环丁硅基环四硅氧烷聚合单体,该具有硅杂环丁烷交联结构的环硅氧烷聚合单体具有式(ⅱ)所示的化学结构式:

该具有硅杂环丁烷交联结构的环硅氧烷聚合单体(ⅱ)的基本特征:白色固体,结构表征如下:红外光谱ir(kbr涂膜,cm-1):3069,2978,2929,1958,1888,1821,1637,1591,1429,1389,1128,1086,1027,913,864,719,698,514;1hnmr(400mhz,cdcl3)δ7.60-7.65(m,8h,ar-h),7.38-7.41(m,4h,ar-h),7.30-7.33(m,8h,ar-h),1.55-1.70(m,4h,-c-ch2-c),1.33-1.47(m,8h,-si-ch2-);13cnmr(100mhz,cdcl3)δ134.77,134.05,130.19,127.81,23.56,11.02;esi-hrms:m/zcalcdforc30h32o4si4[m na] :591.1270;found:591.1276。

实施例9:

四苯基二环丁硅基环四硅氧烷聚合单体的制备方法,包括下列步骤:

a、配料:取原料1,1-二氯-1-硅杂环丁烷、二羟基二苯基硅烷、(干燥的)四氢呋喃和吡啶,并且按1,1-二氯-1-硅杂环丁烷:吡啶:二羟基二苯基硅烷为1:2:1的摩尔比例取1,1-二氯-1-硅杂环丁烷、吡啶和二羟基二苯基硅烷;按二羟基二苯基硅烷:(干燥的)四氢呋喃的体积比为1:10将二羟基二苯基硅烷与(干燥的)四氢呋喃混合配制成四氢呋喃稀释的二羟基二苯基硅烷溶液;按1,1-二氯-1-硅杂环丁烷:(干燥的)四氢呋喃的体积比为1:3将1,1-二氯-1-硅杂环丁烷与(干燥的)四氢呋喃混合配制成四氢呋喃稀释的1,1-二氯-1-硅杂环丁烷溶液;

b、混合反应:将四氢呋喃稀释的二羟基二苯基硅烷溶液、吡啶依次投入到反应器中,氮气(n2)保护5min后,(缓慢)滴加入四氢呋喃稀释的1,1-二氯-1-硅杂环丁烷溶液(较好的是以2~3秒/每滴的速度),再在25℃的反应温度和搅拌下,连续反应30h。

c、分离提纯:反应停止后,过滤除去固体物(盐份),滤液进行(蒸馏)浓缩后,余留物通过硅胶柱色谱(可以用石油醚等作流动相)分离,得到的白色固体即为制得的具有硅杂环丁烷交联结构的环硅氧烷聚合单体(ⅱ)——四苯基二环丁硅基环四硅氧烷聚合单体,产率为43%。

实施例10:

四苯基二环丁硅基环四硅氧烷聚合单体的制备方法,包括下列步骤:

a、配料:取原料1,1-二氯-1-硅杂环丁烷、二羟基二苯基硅烷、(干燥的)四氢呋喃和吡啶,并且按1,1-二氯-1-硅杂环丁烷:吡啶:二羟基二苯基硅烷为1:3:1.5的摩尔比例取1,1-二氯-1-硅杂环丁烷、吡啶和二羟基二苯基硅烷;按二羟基二苯基硅烷:(干燥的)四氢呋喃的体积比为1:20将二羟基二苯基硅烷与(干燥的)四氢呋喃混合配制成四氢呋喃稀释的二羟基二苯基硅烷溶液;按1,1-二氯-1-硅杂环丁烷:(干燥的)四氢呋喃的体积比为1:3~4将1,1-二氯-1-硅杂环丁烷与(干燥的)四氢呋喃混合配制成四氢呋喃稀释的1,1-二氯-1-硅杂环丁烷溶液;

b、混合反应:将四氢呋喃稀释的二羟基二苯基硅烷溶液、吡啶依次投入到反应器中,氮气(n2)保护10min后,(缓慢)滴加入四氢呋喃稀释的1,1-二氯-1-硅杂环丁烷溶液(较好的是以2~3秒/每滴的速度),再在30℃的反应温度和搅拌下,连续反应20h。

c、分离提纯:反应停止后,过滤除去固体物(盐份),滤液进行(蒸馏)浓缩后,余留物通过硅胶柱色谱(可以用石油醚等作流动相)分离,得到的白色固体即为制得的具有硅杂环丁烷交联结构的环硅氧烷聚合单体(ⅱ)——四苯基二环丁硅基环四硅氧烷聚合单体,产率为48%。

实施例11:

四苯基二环丁硅基环四硅氧烷聚合单体的制备方法,包括下列步骤:

a、配料:取原料1,1-二氯-1-硅杂环丁烷、二羟基二苯基硅烷、(干燥的)四氢呋喃和吡啶,并且按1,1-二氯-1-硅杂环丁烷:吡啶:二羟基二苯基硅烷为1:2.5:1.3的摩尔比例取1,1-二氯-1-硅杂环丁烷、吡啶和二羟基二苯基硅烷;按二羟基二苯基硅烷:(干燥的)四氢呋喃的体积比为1:15将二羟基二苯基硅烷与(干燥的)四氢呋喃混合配制成四氢呋喃稀释的二羟基二苯基硅烷溶液;按1,1-二氯-1-硅杂环丁烷:(干燥的)四氢呋喃的体积比为1:3.5将1,1-二氯-1-硅杂环丁烷与(干燥的)四氢呋喃混合配制成四氢呋喃稀释的1,1-二氯-1-硅杂环丁烷溶液;

b、混合反应:将四氢呋喃稀释的二羟基二苯基硅烷溶液、吡啶依次投入到反应器中,氮气(n2)保护8min后,(缓慢)滴加入四氢呋喃稀释的1,1-二氯-1-硅杂环丁烷溶液(较好的是以2~3秒/每滴的速度),再在28℃的反应温度和搅拌下,连续反应25h。

c、分离提纯:反应停止后,过滤除去固体物(盐份),滤液进行(蒸馏)浓缩后,余留物通过硅胶柱色谱(可以用石油醚等作流动相)分离,得到的白色固体即为制得的具有硅杂环丁烷交联结构的环硅氧烷聚合单体(ⅱ)——四苯基二环丁硅基环四硅氧烷聚合单体,产率为53%。

实施例9-11制得的具有硅杂环丁烷交联结构的环硅氧烷聚合单体(ⅱ)的基本特征:白色固体,结构表征如下:红外光谱ir(kbr涂膜,cm-1):3069,2978,2929,1958,1888,1821,1637,1591,1429,1389,1128,1086,1027,913,864,719,698,514;1hnmr(400mhz,cdcl3)δ7.60-7.65(m,8h,ar-h),7.38-7.41(m,4h,ar-h),7.30-7.33(m,8h,ar-h),1.55-1.70(m,4h,-c-ch2-c),1.33-1.47(m,8h,-si-ch2-);13cnmr(100mhz,cdcl3)δ134.77,134.05,130.19,127.81,23.56,11.02;esi-hrms:m/zcalcdforc30h32o4si4[m na] :591.1270;found:591.1276。

实施例9-11制得的四苯基二环丁硅基环四硅氧烷聚合单体(ⅱ)在微电子工业领域用作高性能低介电薄膜封装材料;经检测:固化所得聚环硅氧烷树脂具有极其优良的热学性能((热分解温度td均>500℃,零失重温度t0>450℃)、力学性能(薄膜硬度可调,从4h~8h,铅笔划痕法测)、电学性能(介电常数2.0~2.6)和成膜性能(薄膜最大高低差3nm~20nm,原子力显微镜测)。

实施例12:

六甲基三环丁硅基环六硅氧烷聚合单体,该具有硅杂环丁烷交联结构的环硅氧烷聚合单体具有式(ⅲ)所示的化学结构式:

该具有硅杂环丁烷交联结构的环硅氧烷聚合单体(ⅲ)的基本特征:无色透明油状物。结构表征如下:红外光谱ir(kbr涂膜,cm-1):2964,2933,2876,1636,1449,1408,1390,1261,1182,1131,1073,914,803,713;1hnmr(400mhz,cdcl3)δ1.58-1.70(m,6h,-c-ch2-c),1.34-1.48(m,12h,-si-ch2-),0.08-0.20(m,18h,-si-ch3);13cnmr(100mhz,cdcl3)δ23.07,10.93,0.74;esi-hrms:m/zcalcdforc15h36o6si6[m na] :503.1020;found:503.1024。

实施例13:

六甲基三环丁硅基环六硅氧烷聚合单体的制备方法,包括下列步骤:

a、配料:取原料1,1-二氯-1-硅杂环丁烷(简称dcscb)、二甲基二氯硅烷、去离子水和(干燥的)乙醚;按1,1-二氯-1-硅杂环丁烷中的si-cl键摩尔数:二甲基二氯硅烷的si-cl键摩尔数:去离子水为1:1:1.5的摩尔比例取1,1-二氯-1-硅杂环丁烷、二甲基二氯硅烷和去离子水;按1,1-二氯-1-硅杂环丁烷:(干燥的)乙醚为1:10的体积比将1,1-二氯-1-硅杂环丁烷与(干燥的)乙醚混合配制成乙醚稀释的1,1-二氯-1-硅杂环丁烷溶液;按二甲基二氯硅烷:(干燥的)乙醚为1:10的体积比将二甲基二氯硅烷与(干燥的)乙醚混合配制成乙醚稀释的二甲基二氯硅烷溶液;

b、混合反应:将乙醚稀释的1,1-二氯-1-硅杂环丁烷溶液、乙醚稀释的二甲基二氯硅烷溶液投入到反应器中,在0℃温度下(缓慢)滴加入去离子水(较好的是以2~3秒/每滴的速度),再在0℃的反应温度下搅拌反应1.5h;

c、分离提纯:反应停止后,静置分层,分出有机乙醚层,再用去离子水洗涤有机乙醚层3次、用无水硫酸钠干燥、(经蒸馏)浓缩后,残留物通过硅胶柱色谱(可以用石油醚等作流动相)分离,得到无色透明状油状物即为制得的具有硅杂环丁烷交联结构的环硅氧烷聚合单体(ⅲ)——六甲基三环丁硅基环六硅氧烷聚合单体,产率为35%。

实施例14:

六甲基三环丁硅基环六硅氧烷聚合单体的制备方法,包括下列步骤:

a、配料:取原料1,1-二氯-1-硅杂环丁烷(简称dcscb)、二甲基二氯硅烷、去离子水和(干燥的)乙醚;按1,1-二氯-1-硅杂环丁烷中的si-cl键摩尔数:二甲基二氯硅烷的si-cl键摩尔数:去离子水为1:1:2的摩尔比例取1,1-二氯-1-硅杂环丁烷、二甲基二氯硅烷和去离子水;按1,1-二氯-1-硅杂环丁烷:(干燥的)乙醚为1:40的体积比将1,1-二氯-1-硅杂环丁烷与(干燥的)乙醚混合配制成乙醚稀释的1,1-二氯-1-硅杂环丁烷溶液;按二甲基二氯硅烷:(干燥的)乙醚为1:40的体积比将二甲基二氯硅烷与(干燥的)乙醚混合配制成乙醚稀释的二甲基二氯硅烷溶液;

b、混合反应:将乙醚稀释的1,1-二氯-1-硅杂环丁烷溶液、乙醚稀释的二甲基二氯硅烷溶液投入到反应器中,在5℃温度下(缓慢)滴加入去离子水(较好的是以2~3秒/每滴的速度),再在30℃的反应温度下搅拌反应1h;

c、分离提纯:反应停止后,静置分层,分出有机乙醚层,再用去离子水洗涤有机乙醚层5次、用无水硫酸钠干燥、(经蒸馏)浓缩后,残留物通过硅胶柱色谱(可以用石油醚等作流动相)分离,得到无色透明状油状物即为制得的具有硅杂环丁烷交联结构的环硅氧烷聚合单体(ⅲ)——六甲基三环丁硅基环六硅氧烷聚合单体,产率为40%。

实施例15:

六甲基三环丁硅基环六硅氧烷聚合单体的制备方法,包括下列步骤:

a、配料:取原料1,1-二氯-1-硅杂环丁烷(简称dcscb)、二甲基二氯硅烷、去离子水和(干燥的)乙醚;按1,1-二氯-1-硅杂环丁烷中的si-cl键摩尔数:二甲基二氯硅烷的si-cl键摩尔数:去离子水为1:1:1.7的摩尔比例取1,1-二氯-1-硅杂环丁烷、二甲基二氯硅烷和去离子水;按1,1-二氯-1-硅杂环丁烷:(干燥的)乙醚为1:25的体积比将1,1-二氯-1-硅杂环丁烷与(干燥的)乙醚混合配制成乙醚稀释的1,1-二氯-1-硅杂环丁烷溶液;按二甲基二氯硅烷:(干燥的)乙醚为1:25的体积比将二甲基二氯硅烷与(干燥的)乙醚混合配制成乙醚稀释的二甲基二氯硅烷溶液;

b、混合反应:将乙醚稀释的1,1-二氯-1-硅杂环丁烷溶液、乙醚稀释的二甲基二氯硅烷溶液投入到反应器中,在2℃温度下(缓慢)滴加入去离子水(较好的是以2~3秒/每滴的速度),再在15℃的反应温度下搅拌反应1.3h;

c、分离提纯:反应停止后,静置分层,分出有机乙醚层,再用去离子水洗涤有机乙醚层4次、用无水硫酸钠干燥、(经蒸馏)浓缩后,残留物通过硅胶柱色谱(可以用石油醚等作流动相)分离,得到无色透明状油状物即为制得的具有硅杂环丁烷交联结构的环硅氧烷聚合单体(ⅲ)——六甲基三环丁硅基环六硅氧烷聚合单体,产率为45%。

实施例13-15制得的具有硅杂环丁烷交联结构的环硅氧烷聚合单体(ⅲ)的基本特征:无色透明油状物;结构表征如下:红外光谱ir(kbr涂膜,cm-1):2964,2933,2876,1636,1449,1408,1390,1261,1182,1131,1073,914,803,713;1hnmr(400mhz,cdcl3)δ1.58-1.70(m,6h,-c-ch2-c),1.34-1.48(m,12h,-si-ch2-),0.08-0.20(m,18h,-si-ch3);13cnmr(100mhz,cdcl3)δ23.07,10.93,0.74;esi-hrms:m/zcalcdforc15h36o6si6[m na] :503.1020;found:503.1024。

实施例13-15制得的六甲基三环丁硅基环六硅氧烷聚合单体(ⅲ)在微电子工业领域用作高性能低介电薄膜封装材料;经检测:固化所得聚环硅氧烷树脂具有极其优良的热学性能((热分解温度td均>500℃,零失重温度t0>450℃)、力学性能(薄膜硬度可调,从4h~8h,铅笔划痕法测)、电学性能(介电常数2.0~2.6)和成膜性能(薄膜最大高低差3nm~20nm,原子力显微镜测)。

上述实施例中:所述有机溶剂乙醚、四氢呋喃可以替换为二氧六环、二甲苯、甲苯、四氢呋喃或n,n-二甲基甲酰胺中的一种。

上述实施例中:所采用的各原料均为市售产品。

上述实施例中:各步骤中的工艺参数和各组分用量数值等为范围的,任一点均可适用。

本发明内容及上述实施例中未具体叙述的技术内容同现有技术。

本发明不限于上述实施例,本发明内容所述均可实施并具有所述良好效果。


技术特征:

1.五环丁硅基环五硅氧烷聚合单体,其特征是:该具有硅杂环丁烷交联结构的环硅氧烷聚合单体具有式(i)所示的化学结构式:

2.五环丁硅基环五硅氧烷聚合单体的制备方法,其特征是包括下列步骤:

a、配料:取原料1,1-二氯-1-硅杂环丁烷、乙醚和去离子水;按1,1-二氯-1-硅杂环丁烷中的si-cl键摩尔数:去离子水为1:1.5~2的摩尔比例取1,1-二氯-1-硅杂环丁烷和去离子水;按1,1-二氯-1-硅杂环丁烷:乙醚为1:10~40的体积比将1,1-二氯-1-硅杂环丁烷与乙醚混合配制成乙醚稀释的1,1-二氯-1-硅杂环丁烷溶液;

b、混合反应:将乙醚稀释的1,1-二氯-1-硅杂环丁烷溶液投入到反应器中,在0~5℃温度下滴加入去离子水,再在0~25℃的反应温度下搅拌反应1~1.5h;

c、分离提纯:反应停止后,静置分层,分出有机乙醚层,再用去离子水洗涤有机乙醚层3~5次、用无水硫酸钠干燥、浓缩后,再通过硅胶柱色谱分离,得到的无色透明状油状物即为制得的具有硅杂环丁烷交联结构的环硅氧烷聚合单体(i)——五环丁硅基环五硅氧烷聚合单体;

该具有硅杂环丁烷交联结构的环硅氧烷聚合单体(i)的基本特征:无色透明油状物;结构表征如下:红外光谱ir(kbr涂膜,cm-1):2975,2932,2873,1632,1451,1391,1130,1073,912,847,718;1hnmr(400mhz,cdcl3)δ1.67-1.69(m,10h,-c-ch2-c),1.43-1.48(m,20h,-si-ch2-);13cnmr(100mhz,cdcl3)δ23.43,10.90;esi-hrms:m/zcalcdforc15h30o5si5[m na] :453.0832;found:453.0833。

3.四苯基二环丁硅基环四硅氧烷聚合单体,其特征是:该具有硅杂环丁烷交联结构的环硅氧烷聚合单体具有式(ⅱ)所示的化学结构式:

4.四苯基二环丁硅基环四硅氧烷聚合单体的制备方法,其特征是包括下列步骤:

a、配料:取原料1,1-二氯-1-硅杂环丁烷、二羟基二苯基硅烷、四氢呋喃和吡啶,并且按1,1-二氯-1-硅杂环丁烷:吡啶:二羟基二苯基硅烷为1:2~3:1~1.5的摩尔比例取1,1-二氯-1-硅杂环丁烷、吡啶和二羟基二苯基硅烷;按二羟基二苯基硅烷:四氢呋喃的体积比为1:10~20将二羟基二苯基硅烷与四氢呋喃混合配制成四氢呋喃稀释的二羟基二苯基硅烷溶液;按1,1-二氯-1-硅杂环丁烷:四氢呋喃的体积比为1:3~4将1,1-二氯-1-硅杂环丁烷与四氢呋喃混合配制成四氢呋喃稀释的1,1-二氯-1-硅杂环丁烷溶液;

b、混合反应:将四氢呋喃稀释的二羟基二苯基硅烷溶液、吡啶依次投入到反应器中,氮气保护5~10min后,滴加入四氢呋喃稀释的1,1-二氯-1-硅杂环丁烷溶液,再在25~30℃的反应温度和搅拌下,连续反应20~30h。

c、分离提纯:反应停止后,过滤除去固体物,滤液进行浓缩后,余留物通过硅胶柱色谱分离,得到的白色固体即为制得的具有硅杂环丁烷交联结构的环硅氧烷聚合单体(ⅱ)——四苯基二环丁硅基环四硅氧烷聚合单体;

该具有硅杂环丁烷交联结构的环硅氧烷聚合单体(ⅱ)的基本特征:白色固体,结构表征如下:红外光谱ir(kbr涂膜,cm-1):3069,2978,2929,1958,1888,1821,1637,1591,1429,1389,1128,1086,1027,913,864,719,698,514;1hnmr(400mhz,cdcl3)δ7.60-7.65(m,8h,ar-h),7.38-7.41(m,4h,ar-h),7.30-7.33(m,8h,ar-h),1.55-1.70(m,4h,-c-ch2-c),1.33-1.47(m,8h,-si-ch2-);13cnmr(100mhz,cdcl3)δ134.77,134.05,130.19,127.81,23.56,11.02;esi-hrms:m/zcalcdforc30h32o4si4[m na] :591.1270;found:591.1276。

5.六甲基三环丁硅基环六硅氧烷聚合单体,其特征是:该具有硅杂环丁烷交联结构的环硅氧烷聚合单体具有式(ⅲ)所示的化学结构式:

6.六甲基三环丁硅基环六硅氧烷聚合单体的制备方法,其特征是包括下列步骤:

a、配料:取原料1,1-二氯-1-硅杂环丁烷、二甲基二氯硅烷、去离子水和乙醚;按1,1-二氯-1-硅杂环丁烷中的si-cl键摩尔数:二甲基二氯硅烷的si-cl键摩尔数:去离子水为1:1:1.5~2的摩尔比例取1,1-二氯-1-硅杂环丁烷、二甲基二氯硅烷和去离子水;按1,1-二氯-1-硅杂环丁烷:乙醚为1:10~40的体积比将1,1-二氯-1-硅杂环丁烷与乙醚混合配制成乙醚稀释的1,1-二氯-1-硅杂环丁烷溶液;按二甲基二氯硅烷:乙醚为1:10~40的体积比将二甲基二氯硅烷与乙醚混合配制成乙醚稀释的二甲基二氯硅烷溶液;

b、混合反应:将乙醚稀释的1,1-二氯-1-硅杂环丁烷溶液、乙醚稀释的二甲基二氯硅烷溶液投入到反应器中,在0~5℃温度下滴加入去离子水,再在0~30℃的反应温度下搅拌反应1~1.5h;

c、分离提纯:反应停止后,静置分层,分出有机乙醚层,再用去离子水洗涤有机乙醚层3~5次、用无水硫酸钠干燥、浓缩后,残留物通过硅胶柱色谱分离,得到无色透明状油状物即为制得的具有硅杂环丁烷交联结构的环硅氧烷聚合单体(ⅲ)——六甲基三环丁硅基环六硅氧烷聚合单体;

该具有硅杂环丁烷交联结构的环硅氧烷聚合单体(ⅲ)的基本特征:无色透明油状物;结构表征如下:红外光谱ir(kbr涂膜,cm-1):2964,2933,2876,1636,1449,1408,1390,1261,1182,1131,1073,914,803,713;1hnmr(400mhz,cdcl3)δ1.58-1.70(m,6h,-c-ch2-c),1.34-1.48(m,12h,-si-ch2-),0.08-0.20(m,18h,-si-ch3);13cnmr(100mhz,cdcl3)δ23.07,10.93,0.74;esi-hrms:m/zcalcdforc15h36o6si6[m na] :503.1020;found:503.1024。

技术总结
本发明公开了式(Ⅰ)所示的五环丁硅基环五硅氧烷聚合单体及其制备方法,该化合物的制备方法是:以1,1‑二氯‑1‑硅杂环丁烷为起始原料,在溶剂和/或碱作用下分别与取代硅醇或硅氯发生自身水解或共水解,得到具有硅杂环丁烷交联结构的环硅氧烷聚合单体。进一步,还公开了四苯基二环丁硅基环四硅氧烷聚合单体和六甲基三环丁硅基环六硅氧烷聚合单体及其制备方法。采用本发明,环硅氧烷聚合单体产物制备过程简便,产物收率高,成本低,经固化后所得的聚环硅氧烷树脂具有优良的热学性能、力学性能、电学性能和成膜性能;在微电子工业、航空航天和国防等领域适用作为高性能低介电薄膜材料或封装材料。

技术研发人员:袁文;杨军校;马佳俊;胡欢;黄亚文;彭秋霞
受保护的技术使用者:西南科技大学
技术研发日:2020.03.20
技术公布日:2020.06.09

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