一種低介電性能復(fù)合材料的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種低介電性能復(fù)合材料，屬于材料技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 在電絕緣復(fù)合材料、透波復(fù)合材料等應(yīng)用領(lǐng)域，介電常數(shù)和介質(zhì)損耗因數(shù)是非常 關(guān)鍵的技術(shù)指標(biāo)。例如，針對層壓復(fù)合材料板等電絕緣制品，低的介電常數(shù)和介質(zhì)損耗因數(shù) 能夠有助于將載流區(qū)域與其他區(qū)域分隔開;針對移動通信天線罩等透波制品，低的介電常 數(shù)和介質(zhì)損耗因數(shù)可有效的增加其透波率。
[0003] 不飽和聚酯樹脂、乙烯基酯樹脂、單組份聚氨酯樹脂等依靠自由基聚合反應(yīng)固化 的熱固性樹脂，由于具有固化方便、粘度適中、浸漬增強纖維容易、工藝性好的優(yōu)點，被廣泛 的用于制造復(fù)合材料，是復(fù)合材料領(lǐng)域用量最大的一類基體樹脂。
[0004] 據(jù)申請人了解，由于在常用的高分子聚合物中，聚苯乙烯具有較低的介電常數(shù)和 介質(zhì)損耗因數(shù)，所以為了實現(xiàn)低介電常數(shù)和介質(zhì)損耗因數(shù)的目的，之前的方法通常會在復(fù) 合材料中添加含有苯乙烯結(jié)構(gòu)單元的低介電聚合物，例如在不飽和聚酯樹脂、乙烯基酯樹 月旨、單組份聚氨酯樹脂等體系中，添加聚苯乙烯。這樣雖然能夠降低復(fù)合材料的介電常數(shù)和 介質(zhì)損耗因數(shù)，但是由于聚苯乙烯不與基體樹脂發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，僅僅只是物理添加，勢必會 降低復(fù)合材料的界面性能、強度等其它性能，其添加量一般不能太大，介電常數(shù)也不能降低 很多。
[0005] 另外，在環(huán)氧樹脂中，通?？梢蕴砑雍斜揭蚁┙Y(jié)構(gòu)單元的共聚物，如SMA(苯乙 烯-馬來酸酐共聚物）、苯乙烯-馬來酸酐-馬來酰亞胺的三元共聚物等材料來實現(xiàn)低介電常 數(shù)和介質(zhì)損耗因數(shù)。中國發(fā)明專利CN103842433A公開了一種含有苯乙烯、馬來酸酐、馬來 酰亞胺的三元共聚物的環(huán)氧樹脂組合物，可有效降低介電常數(shù)，提高玻璃化轉(zhuǎn)變溫度。這是 利用了共聚物中除苯乙烯以外的其它部分，提供了可以跟環(huán)氧樹脂反應(yīng)的活性官能團，從 而使添加的共聚物和樹脂反應(yīng)形成一個整體，有效的提高了其它性能。但是在不飽和聚酯 樹脂、乙烯基酯樹脂、單組份聚氨酯樹脂等依靠自由基聚合反應(yīng)固化的熱固性樹脂分子鏈 上沒有可以與這些活性官能團反應(yīng)的基團，即使添加這些聚合物，也不能解決上述降低界 面性能、力學(xué)性能的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的目的在于:針對上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，提出一種實現(xiàn)低介電性能并 保留力學(xué)強度等其它性能的低介電性能復(fù)合材料。
[0007]為了達到以上目的，本發(fā)明的一種低介電性能復(fù)合材料，其特征在于包含低介電 共聚物、樹脂和架橋劑，所述低介電共聚物，由結(jié)構(gòu)單元I和結(jié)構(gòu)單元II組成或由結(jié)構(gòu)單元I 和結(jié)構(gòu)單元ΠΙ組成；
[0011] 其中m、n和r是表示相應(yīng)組成單元在該共聚物中的摩爾分數(shù)的自然數(shù)，R是氫、芳香 族基團或脂肪族基團之一;結(jié)構(gòu)單元I與結(jié)構(gòu)單元II或與結(jié)構(gòu)單元III的摩爾比為范圍為1: 1 -20:1;所述樹脂的重量含量為10 % -70 % ;所述架橋劑重量含量為1 % -30%;
[0012] 由結(jié)構(gòu)單元I和結(jié)構(gòu)單元II組成的共聚物，其活性官能團為羧基(羧酸酐基）。由結(jié) 構(gòu)單元I和結(jié)構(gòu)單元III組成的共聚物，其活性官能團為羥基。架橋劑可以選擇環(huán)氧樹脂、 GMA(甲基丙烯酸縮水甘油酯）、部分酯化環(huán)氧丙烯酸酯、部分酯化聚氨酯丙烯酸酯等物質(zhì)。 環(huán)氧基官能團，可以跟樹脂上殘留的羥基、羧基反應(yīng)，也可以跟共聚物上的羧基、羧酸酐基、 羥基反應(yīng);雙鍵官能團，可以跟樹脂中的不飽和雙鍵共聚;異氰酸官能團可以跟樹脂上殘留 的羥基、羧基及共聚物上的羧基、羧酸酐基、羥基反應(yīng)。
[0013] 由于架橋劑的作用，可以把添加的低介電聚合物和樹脂連接為一個整體，這樣既 降低了復(fù)合材料的介電常數(shù)和介質(zhì)損耗因數(shù)，又保留了復(fù)合材料的力學(xué)性能。
[0014] 本發(fā)明進一步采取的技術(shù)方案為：
[0015] 進一步的，所述樹脂為不飽和聚酯樹脂、乙烯基酯樹脂、單組份聚氨酯樹脂之一或 其組合。
[0016] 進一步的，所述架橋劑至少為環(huán)氧樹脂、甲基丙烯酸縮水甘油酯、酯化環(huán)氧丙烯酸 酯、酯化聚氨酯丙烯酸酯以及異氰酸酯的一種。
[0017] 進一步的，所述共聚物與樹脂的重量比為5-100:100。
[0018] 進一步的，還含有增強纖維和氫氧化鋁填料。
[0019]進一步的，所述增強纖維的重量含量為10-80%，氫氧化鋁填料的重量含量為0-50% 〇
[0020] 進一步的，所述增強纖維包括玻璃纖維、石英纖維、玄武巖纖維、芳綸纖維。
[0021] 進一步的，所述低介電性能復(fù)合材料在1GHZ以上頻率下介電常數(shù)不大于3.8,介質(zhì) 損耗因數(shù)不大于〇.〇1。
[0022] 本發(fā)明的有益效果:本發(fā)明使用拉擠或模壓工藝生產(chǎn)，可用于電工絕緣、通訊等要 求低介電性能的領(lǐng)域。本發(fā)明創(chuàng)造性的將含有苯乙烯結(jié)構(gòu)單元的低介電聚合物，加入到通 過自由基聚合固化的不飽和聚酯樹脂、乙烯基酯樹脂、單組份聚氨酯樹脂等熱固性樹脂中， 有效的降低了體系的介電常數(shù)和介質(zhì)損耗因數(shù)。同時，本發(fā)明創(chuàng)造性的引入了同時可以和 低介電共聚物與樹脂發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的架橋劑，將兩個連為一體，保留了復(fù)合材料的界面性 能、力學(xué)性能。另外，復(fù)合材料中，加入了氫氧化鋁作為填料，進一步的降低了介電常數(shù)和介 質(zhì)損耗因數(shù)。
【具體實施方式】
[0023]本發(fā)明的實施方案提供了一種低介電性能的復(fù)合材料，含有苯乙烯結(jié)構(gòu)單元的共 聚物、樹脂、架橋劑、引發(fā)劑、添加劑、增強纖維和填料。
[0024]所述樹脂是不飽和聚酯樹脂、乙烯基酯樹脂、單組份聚氨酯樹脂等依靠自由基聚 合反應(yīng)固化的熱固性樹脂。
[0025]所述架橋劑是環(huán)氧樹脂、GMA(甲基丙烯酸縮水甘油酯）、部分酯化環(huán)氧丙烯酸酯、 部分酯化聚氨酯丙烯酸酯、異氰酸酯等可以同時與共聚物及樹脂發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的物質(zhì)。
[0026]所述引發(fā)劑是過氧化甲乙酮、過氧化苯甲酰、過氧化甲基異丁基酮、過氧化苯甲酸 叔丁酯等有機過氧化物一種及其組合。對于各種實施方案，該引發(fā)劑的添加量為樹脂組分 重