【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种高分子材料，尤其涉及一种无氟正性光敏聚酰亚胺树脂组合物。
技术介绍
1、光敏聚酰亚胺(pspi)作为一种重要的有机材料，具有优异的性能和广泛的应用领域。它兼具光刻胶和介电绝缘层的功能，无需借助其他光刻胶就能实现pi薄膜图案化，从而节约了材料成本并显著缩短相关制造工艺。凭借其独特的性能和工艺优势，pspi在高端领域如oled、集成电路等有广泛应用。
2、为了制备具有特定膜厚且高平整度的薄膜，光敏聚酰亚胺前驱体溶液的制备过程显得尤为重要。这一过程中，树脂及助剂必须能够均匀地溶解于溶剂中，形成稳定的混合溶液。特别地，树脂分子中带有一定量的氟元素，这一设计不仅有助于树脂在溶剂中更好地溶解，而且氟元素的独特性质还能在最终的光敏聚酰亚胺薄膜中发挥重要作用。氟元素的存在能够显著提高薄膜的透明度，使其在光学应用中表现更出色；同时，它还能优化薄膜的介电性能，这对于薄膜在电子和电气领域的应用至关重要。
3、不同于半导体制造中使用的光刻胶，光敏聚酰亚胺(pspi)薄膜在制备后并不会被去除，而是作为器件的永久性组成部分留在最终产品中。因此，薄膜中的氟元素也会随之长期存在于产品内部。但过量或长期接触氟元素却带来了诸多潜在的健康与环境危害。这些危害包括但不限于对人体骨骼和牙齿的损伤、对生长发育的不良影响，以及对生态环境的长期污染。特别是在一些对材料要求极为严格的领域，如医疗、食品包装和高端电子设备中，氟元素的存在可能引发严重的合规性和可靠性问题。
4、鉴于上述原因，无氟pspi的研发显得尤为重要和急迫。
技术实现思路
1、为了解决以上技术问题，本专利技术一方面提出一种无氟正性光敏聚酰亚胺树脂组合物。
2、一种无氟正性光敏聚酰亚胺树脂组合物，包括以下重量份的各组分：
3、无氟碱溶性树脂，100份，
4、邻醌二叠氮化合物，10-40份，
5、热交联剂，5-30份，
6、助溶剂，5-35份，
7、有机溶剂，100-2000份。
8、作为本专利技术的优选方案，所述无氟碱溶性树脂为不含氟元素、可溶于碱性溶液且可热固化为聚酰亚胺树脂的聚合物，优选聚酰胺酸、聚酰胺酯、聚酰亚胺中的一种或多种；
9、优选地，从应用方面考虑，无氟碱溶性树脂优选重均分子量在1000-50000，优选在2000-20000范围内的树脂。重均分子量过高将会导致光敏性不足，过低会导致耐碱性不足和固化膜耐热性差等问题。
10、作为碱性溶液的具体例，可举出氢氧化钾、氢氧化钠、四甲基氢氧化铵水溶液等。本专利技术对碱溶液中碱性物质的浓度没有特定要求，从应用评价角度考虑，优选浓度为1-5wt％。对于可溶性的判定为树脂在碱溶液中固体重量出现减少，即可判定为可溶。从光敏应用角度考虑，优选以均匀薄膜形态放置于碱性溶液中一分钟内膜厚减少在30nm以上的树脂。
11、作为无氟碱溶性树脂，从碱溶性方面考虑，优选在结构单元中和/或主链末端和/或支链端含有酸性基团的树脂。作为酸性基团的具体例，可举出酚羟基、羧基、磺酸基等，优选为羧基或酚羟基。
12、作为本专利技术的优选方案，所述邻醌二叠氮化合物为含有二叠氮基醌磺酸酯基和/或二叠氮基醌磺酰基的感光化合物。从碱溶性和经济性方面考虑，可举出二叠氮基醌磺酸基团以酯键或磺酰键键合于多羟基或多氨基化合物。就多羟基或多氨基化合物官能团被二叠氮基醌磺酸酯基和/或二叠氮基醌磺酰基取代的程度而言，可以是少量官能团被取代，也可以是大量、甚至是全部被取代。从曝光和未曝光区域显影的对比度方面考虑，优选多羟基或多氨基化合物的全部官能团的50摩尔％以上被二叠氮基醌磺酸酯基和/或二叠氮基醌磺酰基取代，进一步优选为60摩尔％以上。
13、作为本专利技术的优选方案，所述热交联剂为含有烷氧基、环氧基中的至少一种作为交联性基团的化合物，其中优选烷氧基。就含有交联性基团的化合物而言，对其具体结构没有明确限制，从碱溶性和固化膜耐热性方面考虑，优选具有酚羟基的化合物。进一步优选4-甲氧基-2,6-二甲基-苯酚、3,5-二甲氧基苯酚、3,4,5-三甲氧基苯酚、4-乙基-2-甲氧基苯酚、2-甲氧基-6-甲基苯酚、4,4'-二甲氧基联苯、3,3',5,5'-四甲氧基-4,4'-二羟基联苯、4-甲氧基三苯代甲基醇中的一种或多种。
14、作为本专利技术的优选方案，所述助溶剂为具有下述通式(1)结构的含有非氟卤素(氯、溴和碘)的酚羟基化合物。
15、
16、通式(1)中x为氯、溴和碘中的一种或多种，或为含有一种或多种上述元素的碳原子数为5以下的烷基；r为氢或碳原子数为1～10的烷基、烷氧基或烷氧甲基；n为1～5的整数；m为1～6的整数；t为1～5的整数；n和t的和为不大于6的整数。进一步的，作为上述通式(1)表示的助溶剂的具体例，可举出但不限于化合物4-氯苯酚、2-氯苯酚、2,6-二氯苯酚、4-氯邻苯二酚、2-溴苯酚、2,6-二溴苯酚、2,4,6-三溴苯酚、4,5-二溴苯-1,2-二醇、2-溴-7-羟基萘、3-碘苯酚、2,3-二碘苯酚、5,8-二氯-1-萘酚、4-氯-3-乙基苯酚等中的一种或多种。
17、作为本专利技术优选的有机溶剂，可以举出但不限定于：γ-丁内酯、丙酮、n-甲基-2-吡咯烷酮、n，n-二甲基甲酰胺、二甲基亚砜、乙酸乙酯、乳酸乙酯、四氢呋喃、丙二醇单甲醚、二乙二醇甲乙醚中的一种或多种。
18、本专利技术另一方面提供上述无氟正性光敏聚酰亚胺树脂组合物经高温固化，制备得到的一种无氟、低介电常数和高透明性的聚酰亚胺材料。
19、所述高温固化是指在低氧或无氧气氛下对聚酰亚胺前体进行高温热处理，固化得到聚酰亚胺材料。热固化过程中需要对氧含量进行控制，过高的氧含量将影响最终材料的性能，优选的氧含量为100ppm以下。此外，热固化温度通常需要控制在200-400℃，热固化时间根据热固化材料和固化温度的不同会有所差异，但这对本领域技术人员是已知并容易调整的。
20、与现有技术相比，本专利技术的关键在于引入了一种特定结构的助溶剂，这种助溶剂含有酚羟基和芳香型非氟卤素基团。在有机溶剂中酚羟基能够与无氟碱溶性树脂的羧基和胺基形成强的氢键作用，进而通过其高极性非氟卤素基团在有机溶剂中的强溶解性，将溶解性极差的无氟碱溶性树脂均匀地溶解于有机溶剂中，从而制备得到均匀且稳定的无氟光敏聚酰亚胺前本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种无氟正性光敏聚酰亚胺树脂组合物，其特征在于，包括以下重量份的各组分：
2.根据权利要求1所述的无氟正性光敏聚酰亚胺树脂组合物，其特征在于，所述无氟碱溶性树脂为不含氟元素、可溶于碱性溶液且可热固化为聚酰亚胺树脂的聚合物，优选聚酰胺酸、聚酰胺酯、聚酰亚胺中的一种或多种；
3.根据权利要求1或2所述的无氟正性光敏聚酰亚胺树脂组合物，其特征在于，所述邻醌二叠氮化合物为含有二叠氮基醌磺酸酯基和/或二叠氮基醌磺酰基的多羟基或多氨基化合物；
4.根据权利要求1-3任一项所述的无氟正性光敏聚酰亚胺树脂组合物，其特征在于，所述热交联剂为含有烷氧基、环氧基中至少一种基团且含有酚羟基的化合物，优选4-甲氧基-2,6-二甲基-苯酚、3,5-二甲氧基苯酚、3,4,5-三甲氧基苯酚、4-乙基-2-甲氧基苯酚、2-甲氧基-6-甲基苯酚、4,4'-二甲氧基联苯、3,3',5,5'-四甲氧基-4,4'-二羟基联苯、4-甲氧基三苯代甲基醇中的一种或多种。
5.根据权利要求1-4任一项所述的无氟正性光敏聚酰亚胺树脂组合物，其特征在于，所述助溶剂为具有下述通式(1
6.根据权利要求5所述的无氟正性光敏聚酰亚胺树脂组合物，其特征在于，助溶剂为4-氯苯酚、2-氯苯酚、2,6-二氯苯酚、4-氯邻苯二酚、2-溴苯酚、2,6-二溴苯酚、2,4,6-三溴苯酚、4,5-二溴苯-1,2-二醇、2-溴-7-羟基萘、3-碘苯酚、2,3-二碘苯酚、5,8-二氯-1-萘酚、4-氯-3-乙基苯酚中的一种或几种。
7.根据权利要求1-6任一项所述的无氟正性光敏聚酰亚胺树脂组合物，其特征在于，所述有机溶剂为γ-丁内酯、丙酮、N-甲基-2-吡咯烷酮、N，N-二甲基甲酰胺、二甲基亚砜、乙酸乙酯、乳酸乙酯、四氢呋喃、丙二醇单甲醚、二乙二醇甲乙醚中的一种或多种。
8.一种由权利要求1-7任一项所述的无氟正性光敏聚酰亚胺树脂组合物经高温固化制备得到的聚酰亚胺材料。
...【技术特征摘要】
1.一种无氟正性光敏聚酰亚胺树脂组合物，其特征在于，包括以下重量份的各组分：
2.根据权利要求1所述的无氟正性光敏聚酰亚胺树脂组合物，其特征在于，所述无氟碱溶性树脂为不含氟元素、可溶于碱性溶液且可热固化为聚酰亚胺树脂的聚合物，优选聚酰胺酸、聚酰胺酯、聚酰亚胺中的一种或多种；
3.根据权利要求1或2所述的无氟正性光敏聚酰亚胺树脂组合物，其特征在于，所述邻醌二叠氮化合物为含有二叠氮基醌磺酸酯基和/或二叠氮基醌磺酰基的多羟基或多氨基化合物；
4.根据权利要求1-3任一项所述的无氟正性光敏聚酰亚胺树脂组合物，其特征在于，所述热交联剂为含有烷氧基、环氧基中至少一种基团且含有酚羟基的化合物，优选4-甲氧基-2,6-二甲基-苯酚、3,5-二甲氧基苯酚、3,4,5-三甲氧基苯酚、4-乙基-2-甲氧基苯酚、2-甲氧基-6-甲基苯酚、4,4'-二甲氧基联苯、3,3',5,5'-四甲氧基-4,4'-二羟基联苯、4-甲氧基三苯代甲基醇中的一种或多...
【专利技术属性】
技术研发人员：纪学顺，陈彦平，韩翠婷，么传旭，王玉胜，罗凯，马吉全，
申请(专利权)人：万华化学集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。