CN113603882A - 寡聚(2,6-二甲基苯醚)、其制备方法与固化物 - Google Patents

寡聚(2,6-二甲基苯醚)、其制备方法与固化物 Download PDF

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Abstract

一种寡聚(2,6‑二甲基苯醚)、其制备方法与固化物。寡聚(2,6‑二甲基苯醚)包括式(1)所示的结构：
Figure DDA0002723134310000011
其中R0、R1、R2以及R3各自独立为氢、C1‑C6烷基或苯基；n与m各自独立为0至300的整数；q为0至1的整数；X与Y各自独立为‑NR‑、‑CO‑、‑SO‑、‑CS‑、‑SO2‑、‑CH2‑、‑O‑、null、‑C(CH3)2‑或
Figure DDA0002723134310000012
且Z为氢、
Figure DDA0002723134310000013
或

Description

寡聚(2,6-二甲基苯醚)、其制备方法与固化物
技术领域
本发明是有关于一种寡聚物、其制备方法与固化物，且特别是有关于一种寡聚(2,6-二甲基苯醚)、其制备方法与固化物。
背景技术
随着半导体技术日益进步，电子组件的尺寸不断缩小，使得电路板中金属导线的线宽要求越来越细、导线之间线距也越来越小，才能符合目前的需求，但在金属配线制程中，主要有两个问题会影响其效能，其中一个问题金属导线与介电质层所引起的讯号传递延迟(RC delay)，另一问题则为金属导线配线间的讯号干扰(cross talk)，由文献[1]可知，讯号传递速度会与介电常数(dielectric constant；Dk)的平方根成反比，而介电损失(dissipation factor；Df)越低则越容易保持讯号的完整性，所以降低介电常数与介电损失是必须的趋势，因此如何制备出具有优良电气性质的材料成为目前最重要的课题。
环氧树脂是一种热固性材料，在与硬化剂反应后，可以形成三维网状交连结构，使其具有良好的机械性能、耐化学性、接着性以及良好的热性质与绝缘效果，然而使用传统的酚型、胺型硬化剂时，环氧树脂开环聚合后产生高极性的二级醇，使得介电性质不易改善。2014年，DIC公司发表的专利US 8,791,214 B2中，将phenol novolac(PN)、dicyclopentadiene phenol novolac(DCPDPN)等多个含有酚基的化合物与单官能或双官能的酰氯反应，得到具有活性酯基的硬化剂，再与环氧树脂HP7200进行固化，环氧树脂开环的过程中将会与活性酯基进行酯交换反应，不会产生高极性的二级醇，有利于降低介电常数，虽然将硬化剂的羟基改质为酯基可降低介电性质，但也因活性酯基与环氧树脂反应后酯基会取代原本环氧树脂开环后的羟基，而降低分子间氢键作用力，使得固化物的玻璃转移温度(glass transition temperature；Tg)下降，因此，如何在降低介电性质的同时，保持原有的热性质也是相当重要的一点。
五大工程塑料之一的聚(2,6-二甲基苯醚)(poly(2,6-dimethyl-1,4-phenyleneoxide)，PPO)为非结晶性热塑性高分子，其高分子量且结构刚硬，具高的玻璃转移温度、耐冲击与低膨胀系数的特性，更由于其不具备可水解键结与极性官能基，拥有优异的电气性质。但也因高分子量致使黏度高且溶解度不佳，限制聚(2,6-二甲基苯醚)的应用范围。
美国专利US 6,627,704 B2揭露将高分子量聚(2,6-二甲基苯醚)改良为(2,6-二甲基苯醚)寡聚物，也称为聚苯醚寡聚物(oligo phenylene ether，OPE)。然(2,6-二甲基苯醚)寡聚物耐热性不佳，需对末端进行修饰以形成具有可交联的末端基团结构，例如末端为压克力的市售商品SA9000(SABIC公司)。
美国专利US 6,995,195 B2也针对聚(2,6-二甲基苯醚)进行改良且修饰其末端，例如末端为vinyl benzyl ether的市售商品OPE-2St(MGC公司)。
市售商品SA9000、OPE-2St的结构如下所示：
Figure BDA0002723134290000031
近年来有需多文献对聚(2,6-二甲基苯醚)的改质进行研究。Wang[2]学者等人在2018年发表利用生物碱茴香脑(biobased anethole)导入不同溴化比的聚(2,6-二甲基苯醚)，使其侧链具有可交联的结构，所得的交联结构的介电常数达2.74，且玻璃转移温度达220℃以上，具有优异的热稳定性，非常适合用于电子材料当中。
由上述文献可知，可由聚(2,6-二甲基苯醚)改质来提升聚(2,6-二甲基苯醚)共聚物的性能，1994年，Hougham[3]学者合成一系列含氟的聚酰亚胺(Polyimide；PI)，并提出导入含氟结构可以降低介电常数，主要是通过以下三种方法：提高疏水性、增加自由体积及降低极性。2009年，Yang[4]学者将三氟甲基(trifluoromethyl)导入材料主链中，合成不同氟化程度的聚酰亚胺，且介电常数随着含氟比例的增加而下降，且因三氟甲基为高度疏水结构聚有低的吸水率，并表现出优异的玻璃转移温度。2016年，Shevchenko[5]学者将利用十氟联苯(decafluorobiphenyl)合成含氟结构的聚醚，因含氟结构可以提高自由体积，其聚醚也显示出优异的介电性质。由此可知，将含氟结构导入到结构中可有效增加自由体积，且碳-氟(C-F)键有较低的极性，可以制成具有低介电性质及良好热稳定性的材料。
除此之外，现有聚(2,6-二甲基苯醚)材料阻燃性质在UL-94规范测试下只能达到V-1等级，若要进一步达到V-0等级，需要额外添加阻燃剂使之达到V-0等级，举例来说，美国GE公司公布一项专利US 6,352,782B2，将SA120进行末端甲基压克力化之后，与作为阻燃剂，与官能基化的SA190进行共聚，得到阻燃的聚(2,6-二甲基苯醚)树脂，然而，1MHz下的介电常数却会从3.86飙升至5.07，介电损失亦会从0.0024飙升至0.0065，将会丧失聚(2,6-二甲基苯醚)具有优异介电性质的特性。
双环戊二烯(dicyclopentadiene；DCPD)为石油裂解C5副产物之一，由于沸点较高，分离容易，结构为刚硬脂肪族二环，因此其衍生物具有优异的热性质与介电性质，2006年至2008年，Hwang学者等人开发一系列双环戊二烯衍生物，包含氰酸酯(cyanate)、马来酰亚胺(bismaleimide)与氧代氮代本并环己烷(benzoxazine)等[6-8]。其固化物皆表现出优异的玻璃转移温度与绝佳的介电性质。
基于上述，开发一种性能优异且用途广泛的(2,6-二甲基苯醚)寡聚物，并于固化后具有良好的热稳定性、电气性质以及阻燃特性，是业界共同努力的目标。
参考文献：
[1]Microelectronics Technology1995,614(614),485-503.
[2]ACS Sustainable Chemistry&Engineering 2018,6(7),9277-9282.
[3]Macromolecules 1994,27(13),3642-3649.
[4]Polymer 2009,50(25),6009–6018.
[5]Materials Chemistry and Physics.2016,183,279-287.
[6]Journal of Applied Polymer Science 2005,96,(6),2079-2089.
[7]Polymer International 2006,55,(11),1341-1349.
[8]Journal of Applied Polymer Science 2008,110,(4),2413-2423.
发明内容
本发明的目的是提供一种寡聚(2,6-二甲基苯醚)与其固化物，具有高玻璃转移温度、低介电性质、较佳的热稳定性以及良好的阻燃特性。
本发明另一目的是提供一种寡聚(2,6-二甲基苯醚)的制备方法，用以制备上述的寡聚(2,6-二甲基苯醚)，可有效的控制产物的数目平均分子量(Mn)，具有优异的有机溶解度。
本发明的寡聚(2,6-二甲基苯醚)，具有式(1)所示的结构：
Figure BDA0002723134290000051
其中R0、R1、R2以及R3各自独立为氢、C1-C6烷基或苯基；n与m各自独立为0至300的整数；q为0至1的整数；X与Y各自独立为-NR-、-CO-、-SO-、-CS-、-SO2-、-CH2-、-O-、null、-C(CH3)2-或
Figure BDA0002723134290000061
Z可为氢、
Figure BDA0002723134290000062
本发明的寡聚(2,6-二甲基苯醚)的制备方法，包括以下步骤：首先，将式(2)所示的酚末端的(2,6-二甲基苯醚)寡聚物与式(3)所示的六氟苯环(Hexafluorobenzene)或十氟联苯(decafluorobiphenyl)在碱性触媒催化下反应，得到式(4)所示的含氟(2,6-二甲基苯醚)寡聚物。接着，将含氟(2,6-二甲基苯醚)寡聚物与双酚结构在碱性触媒催化下反应，得到式(5)所示的含氟(2,6-二甲基苯醚)双酚寡聚物。最后，将含氟(2,6-二甲基苯醚)双酚寡聚物与醋酸酐在三级氮触媒或碱性触媒催化下反应，得到第一寡聚(2,6-二甲基苯醚)，或将含氟(2,6-二甲基苯醚)双酚寡聚物与甲基压克力酸酐在三级氮触媒或碱性触媒催化下反应，得到第二寡聚(2,6-二甲基苯醚)，或将含氟(2,6-二甲基苯醚)双酚寡聚物与卤甲基苯乙烯在碱性触媒催化下反应，得到第三寡聚(2,6-二甲基苯醚)，或将含氟(2,6-二甲基苯醚)双酚寡聚物与甲酸苯乙烯在偶联试剂(如N,N'-二环己基碳二亚胺等)与酰基转移剂(如4-二甲氨基吡啶等)下反应，得到第四寡聚(2,6-二甲基苯醚)。其中寡聚(2,6-二甲基苯醚)具有式(1)所示的结构，且包括第一寡聚(2,6-二甲基苯醚)、第二寡聚(2,6-二甲基苯醚)、第三寡聚(2,6-二甲基苯醚)以及第四寡聚(2,6-二甲基苯醚)。
Figure BDA0002723134290000071
上述式(1)-式(5)中，R0、R1、R2以及R3各自独立为氢、C1-C6烷基或苯基；n与m各自独立为0至300的整数；q为0至1的整数；X与Y各自独立为-NR-、-CO-、-SO-、-CS-、-SO2-、-CH2-、-O-、null、-C(CH3)2-或
Figure BDA0002723134290000072
Z可为氢、
Figure BDA0002723134290000073
Figure BDA0002723134290000074
在本发明的一实施例中，上述的寡聚(2,6-二甲基苯醚)为基层板、铜箔基板或印刷电路版的制作材料。
在本发明的一实施例中，上述的碱性触媒包括碳酸钾(K2CO3)、碳酸钠(Na2CO3)、氢氧化钾(KOH)、氢氧化纳(NaOH)、碳酸氢纳(NaHCO3)、醋酸钠或其组合。
在本发明的一实施例中，上述的双酚结构包括双环戊二烯-2,6-双酚，其结构为
Figure BDA0002723134290000081
以及双环戊二烯-双酚，其结构为
Figure BDA0002723134290000082
在本发明的一实施例中，上述的三级氮触媒包括4-二甲氨基吡啶(4-Dimethylaminopyridine；DMAP)、吡啶(pyridine)、咪唑(imidazole)、二甲基咪唑(2-methyl imidazole)或其组合。
在本发明的一实施例中，上述的偶联试剂包括N,N'-二环己基碳二亚胺(N,N'-dicyclohexylcarbodiimide；DCC)、N,N'-二异丙基碳二亚胺(N,N'-diisopropylcarbodiimide；DIC)或其组合。
在本发明的一实施例中，上述的酰基转移剂包括4-二甲氨基吡啶(4-Dimethylaminopyridine；DMAP)、吡啶(pyridine)或其组合。
本发明的固化物，其是使上述的第二寡聚(2,6-二甲基苯醚)、第三寡聚(2,6-二甲基苯醚)或第四寡聚(2,6-二甲基苯醚)与触媒混合并进行加热固化而得。或是使上述的第二寡聚(2,6-二甲基苯醚)、第三寡聚(2,6-二甲基苯醚)或第四寡聚(2,6-二甲基苯醚)与环氧树脂(epoxy resin)等当量混合后，再与环氧树脂开环剂及双键起始剂经加热共聚而得。
在本发明的一实施例中，上述的触媒包括过氧化苯甲酰(benzoyl peroxide；BPO)、叔丁基过氧化异丙苯(tert-butyl cumyl peroxide；TBCP)或其组合。
在本发明的一实施例中，以第二寡聚(2,6-二甲基苯醚)、第三寡聚(2,6-二甲基苯醚)或第四寡聚(2,6-二甲基苯醚)的总重量计，触媒的含量为0.1重量％至1.0重量％。
在本发明的一实施例中，上述的环氧树脂开环剂包括4-二甲氨基吡啶(4-Dimethylaminopyridine；DMAP)、吡啶(pyridine)、咪唑(imidazole)、二甲基咪唑(2-methyl imidazole)或其组合。
在本发明的一实施例中，以环氧树脂的总重量计，环氧树脂开环剂的含量为0.5重量％至2.0重量％。
在本发明的一实施例中，上述的双键起始剂包括过氧化苯甲酰(benzoylperoxide；BPO)、叔丁基过氧化异丙苯(tert-butyl cumyl peroxide；TBCP)、二叔丁基过氧化异丙苯(di-tert-butyl cumyl peroxide)或其组合。
在本发明的一实施例中，以第一寡聚(2,6-二甲基苯醚)、第二寡聚(2,6-二甲基苯醚)或第四寡聚(2,6-二甲基苯醚)的总重量计，双键起始剂的含量为0.1重量％至1.0重量％。
基于上述，在本实施例的寡聚(2,6-二甲基苯醚)及其制备方法中，可仅需藉由3个步骤而制备得到寡聚(2,6-二甲基苯醚)，使得本实施例所提供的制备方法可具有简化步骤、降低生产成本的效果。此外，由于本实施例的寡聚(2,6-二甲基苯醚)的数目平均分子量低，因而具有优异的有机溶解度。另外，由本实施例的寡聚(2,6-二甲基苯醚)所制备的固化物，可具有高玻璃转移温度、低介电性质、较佳的热稳定性以及良好的阻燃特性。
为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附图式作详细说明如下。
附图说明
图1为本发明实施例1至实施例6及市售商品SA90的分子量分布图。
图2为本发明实施例7和8及比较例所合成的固化物的吸水率测试图。
具体实施方式
以下将藉由实施方式对本发明作进一步说明，但该等实施方式仅为例示说明之用，而非用以限制本发明的范围。
〈寡聚(2,6-二甲基苯醚)〉
本实施例的寡聚(2,6-二甲基苯醚)，具有式(1)所示的结构：
Figure BDA0002723134290000101
式(1)中，R0、R1、R2以及R3各自独立为氢、C1-C6烷基或苯基；n与m各自独立为0至300的整数；q为0至1的整数；X与Y各自独立为-NR-、-CO-、-SO-、-CS-、-SO2-、-CH2-、-O-、null、-C(CH3)2-或
Figure BDA0002723134290000111
Z可为氢、
Figure BDA0002723134290000112
〈寡聚(2,6-二甲基苯醚)的制备方法〉
本实施例的寡聚(2,6-二甲基苯醚)的制备方法包括以下步骤。
首先，进行步骤1，将式(2)所示的酚末端之(2,6-二甲基苯醚)寡聚物与式(3)所示的六氟苯环或十氟联苯在碱性触媒催化下反应，得到式(4)所示的含氟(2,6-二甲基苯醚)寡聚物。
Figure BDA0002723134290000113
式(2)-式(4)中，R0与R1各自独立为氢、C1-C6烷基或苯基，X为-NR-、-CO-、-SO-、-CS-、-SO2-、-CH2-、-O-、null、-C(CH3)2-或
Figure BDA0002723134290000114
n与m各自独立为0至300的整数。q为0至1的整数。
在一实施例中，碱性触媒例如是碳酸钾(K2CO3)、碳酸钠(Na2CO3)、氢氧化钾(KOH)、氢氧化纳(NaOH)、碳酸氢纳(NaHCO3)、醋酸钠或其组合。
在一实施例中，式(2)所示的酚末端之(2,6-二甲基苯醚)寡聚物例如是市售商品SA90。SA90的数目平均分子量大约是1508克/莫耳(g/mol)。
在一实施例中，当式(3)所示的化合物为六氟苯环(q为0)，与式(2)反应制备后，得到式(4)所示的含氟(2,6-二甲基苯醚)寡聚物，所述含氟(2,6-二甲基苯醚)寡聚物的末端为五氟结构(q为0)。
在一实施例中，当式(3)所示的化合物为十氟联苯(q为1)，在与式(2)反应制备后，得到式(4)所示的含氟(2,6-二甲基苯醚)寡聚物，所述含氟(2,6-二甲基苯醚)寡聚物的末端为九氟结构(q为1)。
接着，进行步骤2，将含氟(2,6-二甲基苯醚)寡聚物与双酚结构在碱性触媒催化下反应，得到式(5)所示的含氟(2,6-二甲基苯醚)双酚寡聚物。
Figure BDA0002723134290000121
其中Y的定义和X的定义相同且各自独立，R2与R3的定义和R0与R1的定义相同且各自独立，n、m以及q的定义如上所述，于此不再赘述。
在一实施例中，双酚结构例如是双环戊二烯-2,6-双酚、双环戊二烯-双酚、3,3’,5,5’-四甲基联苯-4,4’-二醇、四甲基双酚A、4,4’-连苯二酚及双酚A、四甲基双酚F、及双酚F。碱性触媒同步骤一中的碱性触媒。
最后，进行步骤3，将含氟(2,6-二甲基苯醚)双酚寡聚物与醋酸酐在三级氮触媒或碱性触媒催化下反应，得到第一寡聚(2,6-二甲基苯醚)，或将含氟(2,6-二甲基苯醚)双酚寡聚物与甲基压克力酸酐在三级氮触媒或碱性触媒催化下反应，得到第二寡聚(2,6-二甲基苯醚)，或将含氟(2,6-二甲基苯醚)双酚寡聚物与卤甲基苯乙烯在碱性触媒催化下反应，得到第三寡聚(2,6-二甲基苯醚)，或将含氟(2,6-二甲基苯醚)双酚寡聚物与甲酸苯乙烯在偶联试剂与酰基转移剂下反应，得到第四寡聚(2,6-二甲基苯醚)。其中寡聚(2,6-二甲基苯醚)具有式(1)所示的结构，且包括第一寡聚(2,6-二甲基苯醚)(当Z为
Figure BDA0002723134290000131
)、第二寡聚(2,6-二甲基苯醚)(当Z为
Figure BDA0002723134290000132
)、第三寡聚(2,6-二甲基苯醚)(当Z为
Figure BDA0002723134290000133
)以及第四寡聚(2,6-二甲基苯醚)(当Z为
Figure BDA0002723134290000134
)。
Figure BDA0002723134290000135
其中Z可为氢、
Figure BDA0002723134290000136
X、Y、R0、R1、R2、R3、n、m以及q的定义如上所述，于此不再赘述。
碱性触媒同步骤一中的碱性触媒。
在一实施例中，三级氮触媒例如是4-二甲氨基吡啶、吡啶、咪唑、二甲基咪唑或其组合。
在一实施例中，偶联试剂例如是N,N'-二环己基碳二亚胺、N,N'-二异丙基碳二亚胺或其组合。
在一实施例中，酰基转移剂例如是4-二甲氨基吡啶、吡啶或其组合。
在一实施例中，第一寡聚(2,6-二甲基苯醚)包括有如下图所示的化合物结构：
Figure BDA0002723134290000141
其中n与m的定义如上所述，于此不再赘述。
在一实施例中，第二寡聚(2,6-二甲基苯醚)包括有如下图所示的化合物结构：
Figure BDA0002723134290000142
其中n与m的定义如上所述，于此不再赘述。
在一实施例中，第三寡聚(2,6-二甲基苯醚)包括有如下图所示的化合物结构：
Figure BDA0002723134290000143
其中n与m的定义如上所述，于此不再赘述。
在一实施例中，第四寡聚(2,6-二甲基苯醚)包括有如下图所示的化合物结构：
Figure BDA0002723134290000144
其中n与m的定义如上所述，于此不再赘述。
〈固化物〉
本实施例的固化物，其是使第二寡聚(2,6-二甲基苯醚)、第三寡聚(2,6-二甲基苯醚)或第四寡聚(2,6-二甲基苯醚)与触媒混合并进行加热固化而得，或使第一寡聚(2,6-二甲基苯醚)、第二寡聚(2,6-二甲基苯醚)或第四寡聚(2,6-二甲基苯醚)与环氧树脂等当量混合后，再与环氧树脂开环剂及双键起始剂经加热共聚而得。
在一实施例中，触媒例如是过氧化苯甲酰、叔丁基过氧化异丙苯或其组合。
在一实施例中，以第二寡聚(2,6-二甲基苯醚)、第三寡聚(2,6-二甲基苯醚)或第四寡聚(2,6-二甲基苯醚)的总重量计，触媒的含量为0.1重量％至1.0重量％。
在一实施例中，环氧树脂开环剂例如是4-二甲氨基吡啶、吡啶、咪唑、二甲基咪唑或其组合。
在一实施例中，以环氧树脂的总重量计，环氧树脂开环剂的含量为0.5重量％至2.0重量％。
在一实施例中，双键起始剂例如是过氧化苯甲酰、叔丁基过氧化异丙苯、二叔丁基过氧化异丙苯或其组合。
在一实施例中，以第一寡聚(2,6-二甲基苯醚)、第二寡聚(2,6-二甲基苯醚)或第四寡聚(2,6-二甲基苯醚)的总重量计，双键起始剂的含量为0.1重量％至1.0重量％。
下文将参照实验范例，更具体地描述本发明。虽然描述了以下实验，但是在不逾越本发明范畴的情况下，可适当地改变所用材料、其量及比率、处理细节以及处理流程等等。因此，不应根据下文所述的实验对本发明作出限制性地解释。
[含氟(2,6-二甲基苯醚)寡聚物的制备]
本发明的双官能(2,6-二甲基苯醚)寡聚物例如可由以下所示的反应步骤形成，此反应步骤仅为示例用，本发明不限于此。将酚末端之(2,6-二甲基苯醚)寡聚物与六氟苯环在碱性触媒催化下反应，得到含氟(2,6-二甲基苯醚)寡聚物，反应式如下所示：
Figure BDA0002723134290000161
其中n与m的定义如上所述，于此不再赘述。
实施例1含氟(2,6-二甲基苯醚)寡聚物的合成
在100毫升三颈反应器中，加入5克(3.125mmole)的SA90、2.91克(3.125*5mmol)的六氟苯环(Hexafluorobenzene)、0.95g(3.125*2.2mmol)碳酸钾(K2CO3)与20克的二甲基乙酰胺(N,N-Dimethyl acetamide)。接着，在氮气环境下，升温至80℃，反应36小时。反应结束后，冷却至室温。将混合物倒入甲醇水中析出，并以甲醇水清洗数次。最后抽气过滤，将滤饼于60℃下真空干燥，得到白色粉状产物，如下图所示，产率为92％。其中，n与m各自独立为0至300的整数。
Figure BDA0002723134290000171
接着，测定产物的1H NMR光谱图。以高解析核磁共振光谱仪(400MHz NuclearMagnetic Resonance，NMR)，型号：Varian Mercury 40，用于鉴定产物的结构，以氘代二甲基亚砜(DMSO-d6)或氘代氯仿(Chloroform-d)为溶剂，测定产物的1H NMR，化学位移(Chemical Shift)以百万分之一(ppm)为单位，偶合常數(J)单位为赫兹(Hz)。
由1H-NMR光谱图，可以观察到在6.48ppm位置出现寡聚(2,6-二甲基苯醚)的苯环特征峰，2.10ppm位置出现寡聚(2,6-二甲基苯醚)的甲基特征峰，且寡聚(2,6-二甲基苯醚)位于4.55ppm位置的羟基特征峰消失，证实末端羟基已反应且结构正确。经由凝胶渗透层析仪鉴定数目平均分子量为3741克/莫耳，重量平均分子量为5278克/莫耳。
[含氟(2,6-二甲基苯醚)双酚寡聚物的制备]
本发明的含氟(2,6-二甲基苯醚)双酚寡聚物例如可由以下所示的反应步骤形成，此反应步骤仅为示例用，本发明不限于此。
将实验例1的含氟(2,6-二甲基苯醚)寡聚物与双环戊二烯-2,6-双酚在碱性触媒催化下反应，得到含氟(2,6-二甲基苯醚)双酚寡聚物，反应式如下所示：
Figure BDA0002723134290000181
其中n与m的定义如上所述，于此不再赘述。
实施例2含氟(2,6-二甲基苯醚)双酚寡聚物的合成
在100毫升三颈反应器中，加入2.34克(1.553*4mmole)的双环戊二烯-2,6-双酚、0.47克(3.125*5mmol)的碳酸钾以及4g(1.553*2.2mmol)二甲基甲酰胺(Dimethylformamide)，在氮气环境下，升温至120℃并搅拌30分钟。另取3克(1.553mmole)的实施例1的含氟(2,6-二甲基苯醚)寡聚物溶于18克的二甲基甲酰胺，接着，逐滴加入三颈反应器中并维持120℃反应12小时。反应结束后，冷却至室温。将混合物倒入甲醇水中析出，并以甲醇水清洗数次。最后抽气过滤，将滤饼于60℃下真空干燥，得到咖啡色粉状产物，如下图所示，产率为85％。其中，n与m各自独立为0至300的整数。
Figure BDA0002723134290000182
由1H-NMR光谱图，可以观察到在6.48ppm位置出现寡聚(2,6-二甲基苯醚)的苯环特征峰，2.10ppm位置出现寡聚(2,6-二甲基苯醚)的甲基特征峰，且在4.55ppm位置的羟基特征峰生成，证实结构正确。经由凝胶渗透层析仪鉴定数目平均分子量为6069克/莫耳，重量平均分子量为10393克/莫耳。
[寡聚(2,6-二甲基苯醚)的制备]
本发明的寡聚(2,6-二甲基苯醚)例如可由以下所示的反应步骤形成，此反应步骤仅为示例用，本发明不限于此。将前述实施例2的含氟(2,6-二甲基苯醚)双酚寡聚物进行末端官能化，在碱性环境下加入醋酸酐(acetic anhydride)，得到第一寡聚(2,6-二甲基苯醚)，反应如下所示。其中，第一寡聚(2,6-二甲基苯醚)属于含有酯基的寡聚物。
Figure BDA0002723134290000191
其中n与m的定义如上所述，于此不再赘述。
将前述实施例2的含氟(2,6-二甲基苯醚)双酚寡聚物进行末端官能化，在碱性环境下加入甲基压克力酸酐(methacrylic anhydride)，得到第二寡聚(2,6-二甲基苯醚)，反应如下所示。其中，第二寡聚(2,6-二甲基苯醚)属于含有不饱合基的寡聚物，同时也属含有酯基的寡聚物。
Figure BDA0002723134290000192
其中n与m的定义如上所述，于此不再赘述。
将前述实施例2的含氟(2,6-二甲基苯醚)双酚寡聚物进行末端官能化，在碱性环境下加入4-氯甲基苯乙烯(4-vinylbenzyl chloride)，得到第三寡聚(2,6-二甲基苯醚)，反应如下所示。其中，第三寡聚(2,6-二甲基苯醚)属于含有不饱合基的寡聚物。
Figure BDA0002723134290000201
其中n与m的定义如上所述，于此不再赘述。
将前述实施例2的含氟(2,6-二甲基苯醚)双酚寡聚物进行末端官能化，在碱性环境下加入4-乙烯基苯甲酸(4-vinylbenzoic acid)，得到第四寡聚(2,6-二甲基苯醚)，反应如下所示。其中，第四寡聚(2,6-二甲基苯醚)属于含有不饱合基的寡聚物，同时也属于含有酯基的寡聚物。
Figure BDA0002723134290000202
其中n与m的定义如上所述，于此不再赘述。
实施例3第一寡聚(2,6-二甲基苯醚)的合成(II-Act)
在100毫升三颈反应器中，加入4克(1.512mmol)的实施例2之含氟(2,6-二甲基苯醚)双酚寡聚物、0.34克(1.512*2.2mmol)的醋酸酐、0.08克(2wt％OPE-2DCPD)的4-二甲氨基吡啶(DMAP)以及16克的二甲基乙酰胺，在氮气环境下，升温至85℃并反应12小时。反应结束后，冷却至室温。将混合物倒入甲醇水中析出，并以甲醇水清洗数次。最后抽气过滤，将滤饼于60℃下真空干燥，得到咖啡色粉状产物，如下图所示，产率为96％。其中，n与m各自独立为0至300的整数。
Figure BDA0002723134290000211
由1H-NMR光谱图，可以观察到第一寡聚(2,6-二甲基苯醚)在6.48ppm位置出现寡聚(2,6-二甲基苯醚)的苯环特征峰，2.10ppm位置出现寡聚(2,6-二甲基苯醚)之甲基特征峰，且在4.55ppm位置的羟基特征峰消失，在2.32ppm位置出现末端甲基特征峰，证实结构正确。经由凝胶渗透层析仪鉴定数目平均分子量为6469克/莫耳，重量平均分子量为11335克/莫耳。
实施例4第二寡聚(2,6-二甲基苯醚)的合成(II-MMA)
在100毫升三颈反应器中，加入4克(1.512mmol)的实施例2的含氟(2,6-二甲基苯醚)双酚寡聚物、0.93克(1.512*4mmol)的甲基压克力酸酐、0.08克(2wt％OPE-2DCPD)的4-二甲氨基吡啶(DMAP)以及16克的二甲基乙酰胺，在氮气环境下，升温至85℃并反应12小时。反应结束后，冷却至室温。将混合物倒入甲醇水中析出，并以甲醇水清洗数次。最后抽气过滤，将滤饼于60℃下真空干燥，得到咖啡色粉状产物，如下图所示，产率为93％。其中，n与m各自独立为0至300的整数。
Figure BDA0002723134290000212
由1H-NMR光谱图，可以观察到第二寡聚(2,6-二甲基苯醚)在6.48ppm位置出现寡聚(2,6-二甲基苯醚)的苯环特征峰，2.10ppm位置出现寡聚(2,6-二甲基苯醚)之甲基特征峰，且在4.55ppm位置的羟基特征峰消失，在5.75ppm位置出现末端压克力双键特征峰，证实结构正确。经由凝胶渗透层析仪鉴定数目平均分子量为6515克/莫耳，重量平均分子量为11676克/莫耳。
实施例5第三寡聚(2,6-二甲基苯醚)的合成(II-Sty)
在100毫升三颈反应器中，加入4克(1.512mmol)的实施例2的含氟(2,6-二甲基苯醚)双酚寡聚物、0.92克(1.512*4mmol)的4-乙烯基苯甲酸、0.46克(1.512*2.2mmol)的碳酸钾以及16克的二甲基乙酰胺，在氮气环境下，升温至100℃并反应24小时。反应结束后，冷却至室温。将混合物倒入甲醇水中析出，并以甲醇水清洗数次。最后抽气过滤，将滤饼于60℃下真空干燥，得到咖啡色粉状产物，如下图所示，产率为91％。其中，n与m各自独立为0至300的整数。
Figure BDA0002723134290000221
由1H-NMR光谱图，可以观察到第三寡聚(2,6-二甲基苯醚)在6.48ppm位置出现寡聚(2,6-二甲基苯醚)的苯环特征峰，2.10ppm位置出现寡聚(2,6-二甲基苯醚)之甲基特征峰，且在4.55ppm位置的羟基特征峰消失，在5.77ppm位置与5.26ppm位置分别出现末端苯乙烯双键特征峰，证实结构正确。经由凝胶渗透层析仪鉴定数目平均分子量为6747克/莫耳，重量平均分子量为11941克/莫耳。
实施例6第四寡聚(2,6-二甲基苯醚)的合成(II-E-Sty)
在100毫升三颈反应器中，加入0.493克(1.512*2.2mmol)的4-乙烯基苯甲酸、0.69克(1.512*2.2mmol)的N,N'-二环己基碳二亚胺、0.185克(1.512mmol)的4-二甲氨基吡啶以及15毫升的二氯甲烷，在氮气环境下，冷却至0℃并搅拌30分钟。另取4克(1.512mmol)的实施例2的含氟(2,6-二甲基苯醚)双酚寡聚物溶于30毫升的二氯甲烷，逐滴加入三颈反应器中并搅拌2小时。接着移除冰浴，并于室温下反应12小时。反应结束后，后抽气过滤移除大部分反应中间体二环己基脲，取滤液倒入甲醇水中析出，并以甲醇水清洗数次。最后抽气过滤，将滤饼于60℃下真空干燥，得到咖啡色粉状产物，如下图所示，产率为92％。其中，n与m各自独立为0至300的整数。
Figure BDA0002723134290000231
由1H-NMR光谱图，可以观察到第四寡聚(2,6-二甲基苯醚)在6.48ppm位置出现寡聚(2,6-二甲基苯醚)的苯环特征峰，2.10ppm位置出现寡聚(2,6-二甲基苯醚)的甲基特征峰，且在4.55ppm位置的羟基特征峰消失，证实末端羟基成功进行酯化反应。在5.91ppm位置与5.43ppm位置分别出现苯乙烯双键的特征峰，末端苯乙烯之苯环特征峰出现于7.55ppm与8.20ppm的化学位移，光谱上也尚未发现羧酸之特征峰，证实结构正确。经由凝胶渗透层析仪鉴定数目平均分子量为6818克/莫耳，重量平均分子量为12368克/莫耳。
[固化物的制备]
本发明的固化物例如可由以下所示的反应步骤形成，此反应步骤仅为示例用，本发明不限于此。将前述含有不饱合基末端的寡聚物(第二寡聚(2,6-二甲基苯醚)、第三寡聚(2,6-二甲基苯醚)或第四寡聚(2,6-二甲基苯醚))，在过氧化物为起始剂下，进行不饱合基的反应；或者将前述含有酯基末端的寡聚物(第一寡聚(2,6-二甲基苯醚)、第二寡聚(2,6-二甲基苯醚)或第四寡聚(2,6-二甲基苯醚))和环氧树脂共聚合，可得到具有低介电常数，低介电损失且高玻璃转移温度的固化物。
实施例7寡聚(2,6-二甲基苯醚)的自身交联固化物的制备
将实施例4的第二寡聚(2,6-二甲基苯醚)、实施例5的第三寡聚(2,6-二甲基苯醚)或实施例6的第四寡聚(2,6-二甲基苯醚)进行自身交联。添加第二寡聚(2,6-二甲基苯醚)、第三寡聚(2,6-二甲基苯醚)或第四寡聚(2,6-二甲基苯醚)，以叔丁基过氧化异丙苯(TBCP)作为自由基起始剂，并以二甲基乙酰胺配置成固含量10％的溶液。其中，叔丁基过氧化异丙苯的含量为第二寡聚(2,6-二甲基苯醚)、第三寡聚(2,6-二甲基苯醚)或第四寡聚(2,6-二甲基苯醚)的1重量％。混合均匀后，倒入模具，在氮气环境下进行升温固化，升温条件为80℃(12小时)、120℃(2小时)、180℃(2小时)、200℃(2小时)及220℃(2小时)。脱模后得到深咖啡色固化物，即实施例7-1的固化物(由实施例4的第二寡聚(2,6-二甲基苯醚)进行自身交联而得)、实施例7-2的固化物(由实施例5的第三寡聚(2,6-二甲基苯醚)进行自身交联而得)或实施例7-3的固化物(由实施例6的第四寡聚(2,6-二甲基苯醚)进行自身交联而得)。
实施例8寡聚(2,6-二甲基苯醚)与环氧树脂共聚固化物的制备
将实施例3的第一寡聚(2,6-二甲基苯醚)、实施例4的第二寡聚(2,6-二甲基苯醚)或实施例6的第四寡聚(2,6-二甲基苯醚)与市售环氧树脂HP-7200(DIC公司)进行固化。使环氧树脂与第一寡聚(2,6-二甲基苯醚)、第二寡聚(2,6-二甲基苯醚)或第四寡聚(2,6-二甲基苯醚)的当量比为1:1，再加入叔丁基过氧化异丙苯(TBCP)作为自由基起始剂(即双键起始剂)及4-二甲氨基吡啶(DMAP)作为交联促进剂(即环氧树脂开环剂)，并以二甲基乙酰胺配置成固含量10％的溶液。其中，叔丁基过氧化异丙苯的含量为第一寡聚(2,6-二甲基苯醚)、第二寡聚(2,6-二甲基苯醚)或第四寡聚(2,6-二甲基苯醚)的1重量％，4-二甲氨基吡啶的含量为环氧树脂的0.5重量％。混合均匀后，倒入模具，在氮气环境下进行升温固化，升温条件为80℃(12小时)、120℃(2小时)、180℃(2小时)、200℃(2小时)及220℃(2小时)。脱模后得到深咖啡色固化物，即实施例8-1的固化物(由实施例3的第一寡聚(2,6-二甲基苯醚)与环氧树脂共聚固化物)、实施例8-2的固化物(由实施例4的第二寡聚(2,6-二甲基苯醚)与环氧树脂共聚固化物)或实施例8-3的固化物(由实施例6的第四寡聚(2,6-二甲基苯醚)与环氧树脂共聚固化物)。
比较例1市售商品寡聚(2,6-二甲基苯醚)的自身交联固化物的制备
依据实施例7的实验步骤，将末端为压克力之(2,6-二甲基苯醚)寡聚物的市售商品SA9000以及末端为苯乙烯之(2,6-二甲基苯醚)寡聚物的市售商品OPE-2ST分别进行自身交联，脱模后得到深咖啡色固化物，即比较例1-1的固化物(由SA9000进行自身交联而得)，与比较例1-2的固化物(由OPE-2ST进行自身交联而得)。
Figure BDA0002723134290000261
比较例2市售商品寡聚(2,6-二甲基苯醚)与环氧树脂共聚固化物的制备
依据实施例8的实验步骤，将末端为压克力之(2,6-二甲基苯醚)寡聚物之市售商品SA9000与市售环氧树脂(日本DIC Corporation的HP-7200)进行共聚固化，脱模后得到深咖啡色固化物(比较例2)。
[寡聚(2,6-二甲基苯醚)的分子量与溶解度分析]
图1与表1整理为实施例1至实施例6的分子量测定及溶解度测试结果。
请参照图1，在本实施例中，使用凝胶透渗层析仪(Gel PermeationChromatography，GPC)(厂牌及型号：Hitachi L2400)来测定分子量：管柱恒温40℃，流速设定为1.0mL/min，接着，将待测样品以1：99的比例溶于N-甲基吡咯烷酮(1-Methyl-2-pyrrolidone，NMP)，并将溶液以0.22μm的过滤头过滤后，取25μL注入仪器中，藉此得知样品的数目平均分子量(Mn)、重量平均分子量(Mw)以及分子量分布(polydispersity index，PDI)，并将其记载于表1。
由表1的结果可知，实施例1至实施例6的数目平均分子量(Mn)皆小于7000，且分子量分布(PDI)皆小于2，表示本实施例所提出的合成方法，可以有效地控制产物分子量，进而不会得到高分子量的聚合物。此外，于溶解度测试中，实施例1至实施例6皆可完全溶解于甲苯与丁酮中，具有非常优异的有机溶解度。
表1分子量及溶解度测试结果
Figure BDA0002723134290000271
注：上表中a++为可溶且澄清。
[固化物的物性分析]
1.固化物的热性质分析
表2整理为比较例1-1、比较例1-2、比较例2、实施例7-1、实施例7-2、实施例7-3、实施例8-1、实施例8-2以及实施例8-3的热性质评估结果。
在本实施例中，热性质的评估方式包括：
(1)使用动态机械分析仪(Dynamic Mechanical Analyzer，DMA)(厂牌及型号：Perkin-Elmer Pyris Diamond)测量测试材料黏弹性质以及玻璃转移温度(Tg)：以薄膜样品裁切2.0cm×1.0cm，使用方法为tension，升温速率为5℃/min，频率1Hz，振幅25μm，温度范围从40℃～350℃以测定储存模数(Storage Modulus)及Tanδ曲线，并求得玻璃转移温度(Tg)。
(2)使用热机械分析仪(Thermo-mechanical Analyzer，TMA)(厂牌及型号：SIITMA/SS6100)测量玻璃转移温度(Tg)以及热膨胀系数(Coefficient of thermalexpansion，CTE)：将样品置入仪器中量其长度(薄膜)，薄膜设置为tension，升温速率为5℃/min，热膨胀系数测量范围为50-150℃。
(3)使用热重损失分析仪(Thermo-gravimetric Analyzer，TGA)(厂牌及型号：PerkinElmer Pyris 1TGA)量测样品的5％热重损失温度(Td5％)以及800℃的焦炭残余率(Char yield，CY(％))：取3～5mg的待测物置于白金盘中，通入氮气(或空气)，以20℃/min的升温速率，由40℃升至800℃，藉热分解曲线求其热分解温度，及在800℃时的残余重量百分比即焦炭残余率。其中，5％热重损失温度是指样品的重量损失达5％的温度，其中5％热重损失温度愈高代表样品的热稳定性愈佳。800℃的焦炭残余率是指加热温度达800℃时的样品的残余重量比率，其中800℃的残余重量比率愈高代表样品的热稳定性愈佳。
表2固化物的热性质分析结果表
Figure BDA0002723134290000291
请参照表2。表2的自身交联固化物为比较例1-1的固化物、比较例1-2的固化物、实施例7-1的固化物、实施例7-2的固化物以及实施例7-3的固化物。由表2的结果可知，根据DMA量测玻璃转移温度的结果，实施例7-1的固化物、实施例7-2的固化物以及实施例7-3的固化物的玻璃转移温度皆可达到230℃以上，且比较例1-1的固化物与比较例1-2的固化物的玻璃转移温度分别为235℃与229℃。接着，根据TGA分析材料热稳定性的结果，相较于比较例1-1的固化物的5％热重损失温度(457℃)与焦炭残余率(20％)以及比较例1-2的固化物的5％热重损失温度(395℃)与焦炭残余率(27％)，实施例7-1的固化物的5％热重损失温度(473℃)与焦炭残余率(42％)、实施例7-2的固化物的5％热重损失温度(439℃)与焦炭残余率(45％)以及实施例7-3的固化物的5％热重损失温度(453℃)与焦炭残余率(46％)皆接近或较高，具有良好的热稳定性。
请继续参照表2。表2的共聚固化物为比较例2的固化物、实施例8-1的固化物、实施例8-2的固化物以及实施例8-3的固化物。由表2的结果可知，以DMA量测实施例8-1的固化物、实施例8-2的固化物以及实施例8-3的固化物于Tanδ皆只观察到单一特征峰，显示环氧树脂与含有酯基末端之寡聚(2,6-二甲基苯醚)共聚物为单一相；实施例8-1的固化物、实施例8-2的固化物以及实施例8-3的固化物的玻璃转移温度，分别为197℃、218℃以及222℃，显示导入压克力双键与苯乙烯双键可有效提升固化物热性质。接着，根据TGA分析材料热稳定性的结果，相较于比较例2的固化物的5％热重损失温度(433℃)与焦炭残余率(16％)，实施例8-1的固化物的5％热重损失温度(425℃)与焦炭残余率(32％)、实施例8-2的固化物的5％热重损失温度(440℃)与焦炭残余率(33％)以及实施例8-3的固化物的5％热重损失温度(435℃)与焦炭残余率(39％)皆接近或较高，具有良好的热稳定性。
综合表2的热分析结果，可得知当本实施例将氟和双环戊二烯的结构导入于寡聚(2,6-二甲基苯醚)中时，由于含氟结构可增加自由体积且C-F键有较低的极性，因而可进一步提升自身交联固化物与共聚固化物的介电性质，具有较佳的热稳定性。
2.固化物的吸水性分析
图2为比较例1-1、比较例1-2、比较例2、实施例7-1、实施例7-2、实施例7-3、实施例8-1、实施例8-2以及实施例8-3的吸水率测试图。
在本实施例中，吸水性的评估方式为取约200毫克的比较例1-1的固化物、比较例1-2的固化物、比较例2的固化物、实施例7-1的固化物、实施例7-2的固化物、实施例7-3的固化物、实施例8-1的固化物、实施例8-2的固化物以及实施例8-3的固化物，分别置于80℃的热水中，并随着时间测量其吸水率。
请参照图2。图2的自身交联固化物为比较例1-1的固化物、比较例1-2的固化物、实施例7-1的固化物、实施例7-2的固化物以及实施例7-3的固化物。如图2所示，当将氟和双环戊二烯的结构导入于寡聚(2,6-二甲基苯醚)(实施例7-1、实施例7-2、实施例7-3)中时，其达饱和后的吸水率后皆小于0.25％，明显低于比较例1-1与比较例1-2的吸水率。结果证实本实施例导入氟及双环戊二烯等疏水结构，具有降低吸水性的效果；且当双环戊二烯结构与不饱和双键交联后更可提升材料的疏水性。
请继续参照图2。图2的共聚固化物为比较例2的固化物、实施例8-1的固化物、实施例8-2的固化物以及实施例8-3的固化物。其中，实施例8-1、实施例8-2以及实施例8-3皆同样具有低于比较例2的吸水率。再者，与自身交联固化物相较，与环氧树脂HP7200固化的共聚固化物(实施例8-2、实施例8-3)具有最低达15％的饱和吸水率，这是由于环氧树脂也具有双环戊二烯的结构，因而使其具有更低的吸水性。
3.固化物的电气性质分析
表3整理为比较例1-1、比较例1-2、比较例2、实施例7-1、实施例7-2、实施例7-3、实施例8-1、实施例8-2以及实施例8-3的电气性质评估结果。
在本实施例中，电气性质的评估方式包括：(1)以介电常数仪(Dielectricconstant Analysis)(厂牌及型号：中国台湾罗德史瓦兹)在10GHz下测量固化薄膜之介电常数及介电损失：将薄膜样品裁切成9cm×13cm，于恒温环境下测量。(2)以阻抗分析仪(厂牌及型号：Keysight E4991A)用于量测样品材料1G下的介电常数与介电损失：将200至400um的厚膜放入金属共振腔，确实压住无缝隙后开始检测。
表3固化物的电气性质结果表
Figure BDA0002723134290000321
请参照表3。表3的自身交联固化物为比较例1-1的固化物、比较例1-2的固化物、实施例7-1的固化物、实施例7-2的固化物以及实施例7-3的固化物。如表3所示，相较于比较例1-1的固化物的介电常数为2.70U(10GHz)以及比较例1-2的固化物的介电常数为2.69U(1GHz)，实施例7-1的固化物的介电常数为2.46U(10GHz)、实施例7-2的固化物的介电常数为2.57U(10GHz)以及实施例7-3的固化物的介电常数为2.62U(10GHz)，显示具有较低的介电常数。在介电损失的比较上，相较于比较例1-1的固化物的介电损失3.1mU(10GHz)以及比较例1-2的固化物的介电损失6.9mU(1GHz)，实施例7-1的固化物的介电损失为2.3mU(10GHz)、实施例7-2的固化物的介电损失为5.6mU(10GHz)以及实施例7-3的固化物的介电损失为2.9mU(10GHz)。由上可知，本实施例的自身交联固化物，具有较低的介电常数及优异的电气性质。
请继续参照表3。表3的共聚固化物为比较例2的固化物、实施例8-1的固化物、实施例8-2的固化物以及实施例8-3的固化物。如表3所示，相较于比较例2的固化物的介电常数为2.75U(10GHz)，实施例8-1的固化物的介电常数为2.59U(1GHz)、实施例8-2的固化物的介电常数为2.48U(10GHz)以及实施例8-3的固化物的介电常数为2.67U(10GHz)，显示具有较低的介电常数。在介电损失的比较上，相较于比较例2的固化物的介电损失为8.0mU(10GHz)，实施例8-1的固化物的介电损失为8.2mU(1GHz)、实施例8-2的固化物的介电损失为9.2mU(10GHz)以及实施例8-3的固化物的介电损失为9.3mU(10GHz)。其中，实施例8-1因缺乏双键使交联密度下降，无法固化出较大的膜，因此无法在10GHz下测量介电性质及介电损失，但可在1GHz下进行测量。此外，相较于本实施例的自身交联的固化物的介电常数，本实施例的共聚固化物的介电常数略微上升，这是由于共聚固化物的寡聚(2,6-二甲基苯醚)减少所致。
综合表3的电气性质分析结果，可知当本实施例将氟和双环戊二烯的结构导入于寡聚(2,6-二甲基苯醚)中时，双环戊二烯结构与不饱和双键交联后可有效降低介电常数，且含氟结构也可增加自由体积，同时C-F键具有较低的极性，有助于降低介电常数，因此，本实施例的自身交联固化物及共聚固化物，皆较市售商品具有更低的介电常数以及更为优异的电气性质。
4.固化物的阻燃性质分析
表4整理为比较例1-1、比较例1-2、比较例2、实施例7-1、实施例7-2、实施例7-3、实施例8-1、实施例8-2以及实施例8-3的阻燃性质分析结果。
在本实施例中，阻燃性量测(UL-94难燃测试)的方法为：先制备样品，即将大小为8in.×2in.的薄膜缠绕于直径为0.5in.的圆柱状支撑物，并且移动支撑物使得5in.的薄膜缠绕于支撑物上，未于支撑物上的薄膜将其撑开为一圆锥状，以完成样品的制备。接着，将上述制备的样品，以火焰进行第一次的燃烧，燃烧时间为3秒，移开火源记录火焰燃烧时间为t1，接着等待样品冷却再进行第二次的燃烧，燃烧时间一样为3秒，移开火源纪录燃烧时间为t2。在上述燃烧的过程中，于样品下方12in.处置放棉花，并且观察是否有垂滴的情形。以五件样品，重复上述测试方法并且记录t1与t2。当测试结果为平均t1+t2介于10至30秒之间，五组t1+t2时间不得大于50秒，并且没有观察到任何垂滴的情况，则此样品即为UL-94VTM-0等级。当测试结果为平均t1+t2时间介于10至30秒之间，并且没有观察到任何垂滴的情况，则此样品即为UL-94VTM-1等级。
表四 固化物的阻燃性质结果表
Figure BDA0002723134290000351
请参照表4，表4的自身交联固化物为比较例1-1的固化物、比较例1-2的固化物、实施例7-1的固化物、实施例7-2的固化物以及实施例7-3的固化物，共聚固化物为比较例2的固化物、实施例8-1的固化物、实施例8-2的固化物以及实施例8-3的固化物。经UL-94难燃测试的结果可知，当本实施例将氟和双环戊二烯的结构导入于寡聚(2,6-二甲基苯醚)中时，含氟结构可使实施例7-1的固化物、实施例7-2的固化物、实施例7-3的固化物、实施例8-1的固化物、实施例8-2的固化物以及实施例8-3的固化物皆具有阻燃之特性，且经UL-94的测试皆可达到VTM V-0等级，可在本实施例的固化物在后续的使用过程中，不需再额外添加阻燃剂，并同时保有优异的电气性质。
综上所述，在本实施例的寡聚(2,6-二甲基苯醚)及其制备方法中，由于本实施例的寡聚(2,6-二甲基苯醚)的分子量低，因而具有优异的有机溶解度。此外，由本实施例的寡聚(2,6-二甲基苯醚)所制备的固化物，可具有高玻璃转移温度、低吸水性、低介电常数、优异的电气性质、较佳的热稳定性以及良好的阻燃特性。
虽然本发明已以实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，故本发明的保护范围当视后附的申请专利范围所界定的为准。

Claims (15)

1.一种寡聚(2,6-二甲基苯醚)，具有式(1)所示的结构：
Figure FDA0002723134280000011
其中，
R0、R1、R2以及R3各自独立为氢、C1-C6烷基或苯基，
n与m各自独立为0至300的整数，
q为0至1的整数，
X与Y各自独立为-NR-、-CO-、-SO-、-CS-、-SO2-、-CH2-、-O-、null、-C(CH3)2-或
Figure FDA0002723134280000012
且Z为氢、
Figure FDA0002723134280000013
或
Figure FDA0002723134280000014
2.如权利要求1所述的寡聚(2,6-二甲基苯醚)，其中，所述寡聚(2,6-二甲基苯醚)为基层板、铜箔基板或印刷电路版的制作材料。
3.一种寡聚(2,6-二甲基苯醚)的制备方法，其中，该方法包括如下步骤：
A.将式(2)所示的酚末端之(2,6-二甲基苯醚)寡聚物与式(3)所示的六氟苯环或十氟联苯在碱性触媒催化下反应，得到式(4)所示的含氟(2,6-二甲基苯醚)寡聚物；
B.将所述含氟(2,6-二甲基苯醚)寡聚物与双酚结构在所述碱性触媒催化下反应，得到式(5)所示的含氟(2,6-二甲基苯醚)双酚寡聚物，以及
C.将所述含氟(2,6-二甲基苯醚)双酚寡聚物与醋酸酐在三级氮触媒或所述碱性触媒催化下反应，得到第一寡聚(2,6-二甲基苯醚)，
或将所述含氟(2,6-二甲基苯醚)双酚寡聚物与甲基压克力酸酐在所述三级氮触媒或所述碱性触媒催化下反应，得到第二寡聚(2,6-二甲基苯醚)，
或将所述含氟(2,6-二甲基苯醚)双酚寡聚物与卤甲基苯乙烯在所述碱性触媒催化下反应，得到第三寡聚(2,6-二甲基苯醚)，
或将所述含氟(2,6-二甲基苯醚)双酚寡聚物与甲酸苯乙烯在偶联试剂与酰基转移剂下反应，得到第四寡聚(2,6-二甲基苯醚)，
其中所述寡聚(2,6-二甲基苯醚)具有式(1)所示的结构，且包括所述第一寡聚(2,6-二甲基苯醚)、所述第二寡聚(2,6-二甲基苯醚)、所述第三寡聚(2,6-二甲基苯醚)以及所述第四寡聚(2,6-二甲基苯醚)；
Figure FDA0002723134280000021
Figure FDA0002723134280000031
式(1)至式(5)中，
R0、R1、R2以及R3各自独立为氢、C1-C6烷基或苯基，
n与m各自独立为0至300的整数，
q为0至1的整数，
X与Y各自独立为-NR-、-CO-、-SO-、-CS-、-SO2-、-CH2-、-O-、null、-C(CH3)2-或
Figure FDA0002723134280000032
且Z为氢、
Figure FDA0002723134280000033
或
Figure FDA0002723134280000034
4.如权利要求3所述的寡聚(2,6-二甲基苯醚)的制备方法，其中，所述碱性触媒包括碳酸钾、碳酸钠、氢氧化钾、氢氧化纳、碳酸氢纳、醋酸钠或其组合。
5.如权利要求3所述的寡聚(2,6-二甲基苯醚)的制备方法，其中，所述双酚结构包括双环戊二烯-2,6-双酚、双环戊二烯-双酚、3,3’,5,5’-四甲基联苯-4,4’-二醇、四甲基双酚A、4,4’-连苯二酚及双酚A、四甲基双酚F、及双酚F。
6.如权利要求3所述的寡聚(2,6-二甲基苯醚)的制备方法，其中，所述三级氮触媒包括4-二甲氨基吡啶、吡啶、咪唑、二甲基咪唑或其组合。
7.如权利要求3所述的寡聚(2,6-二甲基苯醚)的制备方法，其中，所述偶联试剂包括N,N'-二环己基碳二亚胺、N,N'-二异丙基碳二亚胺或其组合。
8.如权利要求3所述的寡聚(2,6-二甲基苯醚)的制备方法，其中，所述酰基转移剂包括4-二甲氨基吡啶、吡啶或其组合。
9.一种固化物，其是使如权利要求2所述的第二寡聚(2,6-二甲基苯醚)、所述的第三寡聚(2,6-二甲基苯醚)或所述的第四寡聚(2,6-二甲基苯醚)与触媒混合并进行加热固化而得，或是使如权利要求3所述的第一寡聚(2,6-二甲基苯醚)、所述的第二寡聚(2,6-二甲基苯醚)或所述的第四寡聚(2,6-二甲基苯醚)与环氧树脂等当量混合后，再与环氧树脂开环剂及双键起始剂经加热共聚而得。
10.如权利要求9所述的固化物，其中，所述触媒包括过氧化苯甲酰、叔丁基过氧化异丙苯或其组合。
11.如权利要求9所述的固化物，其中，以所述第二寡聚(2,6-二甲基苯醚)、所述第三寡聚(2,6-二甲基苯醚)或所述第四寡聚(2,6-二甲基苯醚)的总重量计，所述触媒的含量为0.1重量％至1.0重量％。
12.如权利要求9所述的固化物，其中，所述环氧树脂开环剂包括4-二甲氨基吡啶、吡啶、咪唑、二甲基咪唑或其组合。
13.如权利要求9所述的固化物，其中，以所述环氧树脂的总重量计，所述环氧树脂开环剂的含量为0.5重量％至2.0重量％。
14.如权利要求9所述的固化物，其中，所述双键起始剂包括过氧化苯甲酰、叔丁基过氧化异丙苯、二叔丁基过氧化异丙苯或其组合。
15.如权利要求9所述的固化物，其中，以所述第一寡聚(2,6-二甲基苯醚)、所述第二寡聚(2,6-二甲基苯醚)或所述第四寡聚(2,6-二甲基苯醚)的总重量计，所述双键起始剂的含量为0.1重量％至1.0重量％。
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