[發明專利]一種硅酸鈣填充含氟聚合物復合材料及其制備方法

在審

• 申請號: 201710227229.2
• 申請日: 2017-03-31
• 公開（公告）號: CN108659411A
• 公開（公告）日: 2018-10-16
• 發明（設計）人: 王海波;蔣利華;葉恩淦;朱月華;陳鵬;張娜
• 申請（專利權）人: 南京工業大學
• 主分類號: C08L27/18
• 分類號: C08L27/18;C08K7/14;C08K9/06;C08K9/04;C08K3/34
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本發明提供了一種硅酸鈣填充含氟聚合物復合材料及其制備方法，硅酸鈣填充含氟聚合物復合材料由含氟聚合物和改性硅酸鈣構成，其原料組分及各組分占原料總質量的質量分數分別為：含氟聚合物30～90％，改性硅酸鈣7～69％，超細玻纖1～3％。改性硅酸鈣采用復合偶聯劑進行處理，其中鋯酸酯偶聯劑占硅酸鈣的質量0～0.5％，硅烷偶聯劑占硅酸鈣的質量的0.5～3％。采用復合偶聯劑有效改善硅酸鈣與含氟聚合物之間的界面結合力，從而獲得低的介電常數、低的介電損耗和低的熱膨脹系數，同時，采用超細玻纖改善了復合材料尺寸穩定性。本發明制備的復合材料具有優異的綜合性能，且加工工藝簡單，具有很好的應用前景。

技術領域

本發明屬于微波介電材料領域，尤其涉及一種硅酸鈣填充含氟聚合物復合材料及其制備方法。

背景技術

微波電路板廣泛應用于軍事雷達、導彈制導系統，低損耗基站天線上，一般而言，對此類微波電路板有如下要求：比較低的介電常數和介電損耗，合適的熱膨脹系數，可以接受的導熱率，適宜的吸濕性和力學性能，優異的耐化學腐蝕性以及良好的可加工性。而傳統的純含氟聚合物形成的板材，由于其極高的熱膨脹系數，低的導熱性以及差的機械性能，需要通過添加填料來進行改善。目前而言，采用無機填料與含氟聚合物組成的復合材料，基本符合上述要求而被用于制備微波電路板。無機填料填充含氟聚合物成型工藝簡單，制備成本低，具有良好的應用前景。

硅酸鈣是一種傳統的填料，具備一般無機填料的性能，低的介電常數和介電損耗，優異的機械性能，良好的耐熱性和抗老化性，適宜的耐化學腐蝕性等。可以有效改善純含氟聚合物存在的一些缺陷，提升其綜合性能。通過使用偶聯劑對其進行表面處理，大大改善硅酸鈣與含氟聚合物之間的界面結合力，優化復合材料的整體性能，完善生產工藝，降低生產成本。

專利CN 105061957 A中介紹了一種改性碳酸鈣填充聚四氟乙烯復合材料制備方法，其中通過添加改性碳酸鈣與聚四氟乙烯混合壓制燒結成型的復合材料，可以提升復合材料整體的斷裂伸長率和拉伸強度，并且此種發明可以降低生產成本，對環境沒有污染。但是上述專利未涉及材料的介電性能。

專利CN 105347788 A中介紹了一種低介電損耗的微波復合介質材料及制備方法，其中采用了鈦酸酯偶聯劑和硅烷偶聯劑對填料進行表面修飾，與聚四氟乙烯粉料混合，模具中壓制成型，最后高溫燒結成復合材料。此制備方法工藝簡單，成本低，制備的復合材料具有合適的介電常數，低的介電損耗以及與銅箔相匹配的熱膨脹系數。專利未涉及聚四氟乙烯分散液、含氟硅烷偶聯劑，以及復合材料整體機械性能和尺寸穩定性的變化。

發明內容

本發明提供了一種硅酸鈣填充含氟聚合物復合材料的制備方法，其目的在于克服現有技術的不足，提供一種具有優異的介電性能以及其他比如良好的機械性能、尺寸穩定性等的含氟聚合物復合材料，該復合材料主要由含氟聚合物、硅酸鈣和超細玻纖構成。本發明的技術方案為提供了一種綜合性能優異的含氟聚合物的低介電常數復合材料，由

30～90wt％的含氟聚合物

1～3wt％的超細玻纖

7～69wt％的硅酸鈣

硅酸鈣質量0.5～3wt％的復合偶聯劑。

本發明所述含氟聚合物是聚四氟乙烯分散液或者粉體。

所述硅烷偶聯劑為苯基三甲氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、3-(十七氟異丙氧基)丙基三乙氧基硅烷的一種或多種。

所述鋯酸酯偶聯劑是四正丙基鋯酸酯

本發明還提供了上述含氟聚合物復合材料的制備方法，其具體步驟為：

(1)、將硅酸鈣與乙醇在室溫下混合攪拌0.5～1h，隨后滴加硅酸鈣質量0.5～3％的復合偶聯劑，同時加入去離子水，采用醋酸調節pH＝3～5，升溫至60～70℃，繼續混合1～3h，經抽濾、洗滌后，將產物置于120℃下干燥2h，室溫下研磨、過篩；