[發明專利]一種特種纖維增強聚丙烯材料

在審

• 申請號: 201710310377.0
• 申請日: 2017-04-24
• 公開（公告）號: CN107151411A
• 公開（公告）日: 2017-09-12
• 發明（設計）人: 方萬漂;朱雪梅;朱進平;方少章;王愛綠
• 申請（專利權）人: 溫州市贏創新材料技術有限公司
• 主分類號: C08L53/00
• 分類號: C08L53/00;C08L61/16;C08L51/06;C08K13/02;C08K5/544;C08K5/526;C08K5/372;C08K3/34;C08K3/36;C08J3/28;B29B9/06;B29C47/40;B29D7/01
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技術領域

本發明屬于高分子材料技術領域，具體涉及一種纖維增強聚丙烯材料和制備方法及其應用。

背景技術

隨著超大規模集成電路的發展，互連RC延遲越來越嚴重，嚴重制約了高速運行的性能，傳統絕緣層二氧化硅由于厚度的不斷縮小使得自身電容增大，降低電路的可靠性，為了解決這個問題，微電子工業將應用低介電常數、高耐電擊穿的材料代替傳統的二氧化硅絕緣材料。聚丙烯的介電常數常溫下為2.25～2.50(106Hz下測試)，且成本低，但具有剛性低、耐熱性差的問題，因此多用玻纖對其進行增強的改性，來提高材料的機械強度以及耐熱性能，但玻纖增強聚丙烯的伸長率大幅度降低，不易制備厚度小的膜，且玻纖增強后的材料介電常數也隨著增加到3.5～40，電擊穿性能下降，同時不適合于吹膜成型，難以應用在軍工、通訊電子等特殊領域。

發明內容

為了克服現有玻纖增強聚丙烯材料存在的問題，本發明的目的之一是提供一種具有低介電常數、高耐電擊穿、相對較高斷裂伸長率的特種纖維增強聚丙烯材料，專用于軍工、通訊電子等特殊領域的特殊部件。

本發明的另一個目的是提供一種特種纖維增強聚丙烯材料的制備方法。

本發明還一個目的是提供一種使用該聚丙烯材料制備特種PP膜產品和方法。

本發明的技術方案如下：

一種特種纖維增強聚丙烯材料，由以下組分按重量份制備而成：

聚丙烯 50～90份；

特種纖維 10～50份；

相容劑 1.0～2.0份；

偶聯劑 0.3～0.5份；

抗氧劑 0.5～1.0份；

摻雜二氧化硅 0.5～0.8份；

納米蒙脫土 0.5～3.0份；

所述的特種纖維為聚醚酮(PEK)、聚醚醚酮(PEEK)、聚醚酮酮 (PEKK)中的一種或多種，與玻纖相比，它們具有更低介電常數；摻雜二氧化硅為摻碳二氧化硅、摻氟二氧化硅中的一種或兩種與摻硼二氧化硅的組合物，摻雜二氧化硅加入對降低介電常數具有協同作用；所述納米蒙脫土能提高材料電擊穿性能。

所述的一種特種纖維增強聚丙烯材料，還包括一種微發泡聚合物，該微發泡聚合物為一種核殼結構，外殼為熱塑性丙烯酸樹脂類聚合物，內核為烷烴類氣體組成的球狀塑料顆粒，含量為0.5～2.0份，對降低介電常數具有協同作用。

所述的特種纖維單絲直徑0.1～1.0mm，優選單絲直徑0.5～0.8mm，太細的單絲直徑不利于提高材料的拉伸強度、彎曲強度。

所述的摻雜二氧化硅優選為摻氟二氧化硅和摻硼二氧化硅的組合物，兩者組合物最優的混合比為2∶1。

所述的聚丙烯在230℃/2.16Kg下熔指為10～100g/10min的高結晶均聚聚丙烯或嵌段共聚聚丙烯中的至少一種，其中嵌段共聚聚丙烯的共聚單體為乙烯，乙烯基含量為5～8mol％；高結晶均聚聚丙烯的結晶度不低于80％、等規度不小于95％。

所述的相容劑為馬來酸酐聚丙烯的共聚物，其中馬來酸酐的含量 10～60％，與普通馬來酸酐接枝聚丙烯相比，更易于改善纖維和PP樹脂的相容性。

所述的抗氧劑為1.3.5-三(3，5-二叔丁基，4-羥基芐基)均三嗪(3114)、4.4’-硫代雙(6-叔丁基-3-甲基苯酚)(300)、硫代二丙酸二(十八)酯(DSTP)和三[2.4-二叔丁基苯基]亞磷酸酯 (168)按照質量比1∶1∶2∶1進行復配使用，為PP提供加工的熱氧穩定性。

所述的偶聯劑為硅烷偶聯劑、鋁酸酯偶聯劑、鈦酸酯偶聯劑中的一種，優選硅烷偶聯劑，有利于進一步改善纖維和聚丙烯之間的相容性。

所述的納米蒙脫土粉體尺寸不超過300納米。納米蒙脫土的加入可以改善材料的耐電擊穿性能。

本發明的另一個發明目的是提供上述增強聚丙烯材料制備方法，步驟如下：

(1)按配比，將聚丙烯、相容劑、偶聯劑、抗氧劑、摻雜二氧化硅、微發泡聚合物依次加入到高混機中，混合3-5分鐘，獲得粒粉混合物；

(2)采用同向平行雙螺桿擠出機設備，雙螺桿擠出機的長徑比44∶ 1～60∶1，優選48∶1～52∶1，雙螺桿擠出機沿擠出方向第7節機筒設置側向強制喂料，第6節和第7節之間設置厚度3mm的石棉或者聚四氟乙烯隔熱墊片，沿擠出方向的第1～第6節機筒位置的螺桿組合采取下述a 組合、b組合、c組合三種組合中的一種：