[發明專利]具有高介電常數低介電損耗聚合物復合材料及其制備方法

有效

• 申請號: 202010019795.6
• 申請日: 2020-01-09
• 公開（公告）號: CN111187461B
• 公開（公告）日: 2021-04-20
• 發明（設計）人: 傅強;韓迪;鄧伊依;周岱林
• 申請（專利權）人: 四川大學
• 主分類號: C08L23/06
• 分類號: C08L23/06;C08L83/08;C08L71/12;C08L69/00;C08L23/12;C08L33/12;C08L67/04;C08L79/08;C08L25/06;C08L63/00;C08L61/34;C08J5/18;C08G77/24;C08G77/06
• 代理公司: 成都科海專利事務有限責任公司 51202
• 代理人: 唐麗蓉

1.一種具有高介電常數低介電損耗聚合物復合材料，其特征在于該復合材料按質量百分比計含有以下組分：

聚合物基體材料 50~99%，

內含氟離子的籠型倍半硅氧烷 1~50%；

所述的內含氟離子的籠型倍半硅氧烷的結構通式為：

式中中的至少一種，可相同或不同，中的任一種；

其中，氟離子包裹于籠型倍半硅氧烷的內部， X絡合在籠型倍半硅氧烷的外部，M代表鉀離子；

所述的聚合物基體材料為熱塑性聚合物基體材料或者熱固性聚合物基體材料，其中熱塑性聚合物基體材料為聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚苯醚、聚碳酸酯、聚乳酸、聚氨酯、苯乙烯-丁二烯的嵌段共聚物或者乙烯辛烯的嵌段共聚物中的任一種；熱固性聚合物基體材料為環氧樹脂、酚醛樹脂、苯并噁嗪樹脂或聚酰亞胺中的任一種；

該復合材料的介電常數為2.41-17.4，介電損耗為0.0007-0.066，擊穿強度為98.8-402.6KV/mm。

2.一種權利要求1所述的具有高介電常數低介電損耗聚合物復合材料的制備方法，該方法的工藝步驟和條件如下：

（1）先將硅氧烷單體加入溶劑Ⅰ中室溫攪拌溶解，使其濃度為0.1-0.3 M，然后加入以硅氧烷單體0.1-1.2倍摩爾量的離子對供體，并在室溫攪拌反應16-48小時后濃縮，于沉降劑中沉降，過濾得到固體粉末，干燥即得內含氟離子的籠型倍半硅氧烷；

（2）按質量百分比計，將1~50%內含氟離子的籠型倍半硅氧烷與50~99%的熱塑性聚合物基材料預混后，于熱塑性聚合物基材料熔點以上進行熔融共混擠出，即可得到含內含氟離子的籠型倍半硅氧烷并具有高介電常數低介電損耗聚合物復合材料，或者

按質量百分比計，先將1~50%內含氟離子的籠型倍半硅氧烷在常溫下攪拌溶解在溶劑Ⅱ中，然后再將50~99%的熱塑性聚合物基體材料加入其中，常規條件攪拌溶解，除去溶劑Ⅱ，即可得到含內含氟離子的籠型倍半硅氧烷并具有高介電常數低介電損耗聚合物復合材料，或者

按質量百分比計，先將1~50%內含氟離子的籠型倍半硅氧烷在常溫下攪拌溶解于溶劑Ⅲ中，然后將50~99%的熱固性聚合物基體材料的單體或預聚體加入繼續攪拌溶解，再加入含量為熱固性聚合物基體材料的單體或預聚體0.1-1wt%的固化劑混合均勻，除去溶劑Ⅲ后按照常規固化條件進行固化，即可得到含內含氟離子的籠型倍半硅氧烷并具有高介電常數低介電損耗聚合物復合材料。

3.根據權利要求2所述的具有高介電常數低介電損耗聚合物復合材料的制備方法，其特征在于制備方法中所述的硅氧烷為三甲氧基硅烷或三乙氧基硅烷，其結構通式如下：

式中R為乙烯基、苯基、氨丙基、異丁基、甲基苯、乙烯基苯和三氟丙基中的至少一種。

4.根據權利要求2或3所述的具有高介電常數低介電損耗聚合物復合材料的制備方法，其特征在于制備方法步驟（1）中所述的溶劑Ⅰ為無水四氫呋喃、無水氯仿、無水甲苯或無水丙酮中的任一種；沉降劑為甲醇、乙醇或正己烷中的任一種；離子對供體為四甲基氟化銨、四乙基氟化銨、四丁基氟化銨中的任一種，或者是18-冠醚-6和氟化鉀的組合。

5.根據權利要求2或3所述的具有高介電常數低介電損耗聚合物復合材料的制備方法，其特征在于制備方法步驟（2）中所述的溶劑Ⅱ為四氫呋喃、氯仿、二甲苯、二氯甲烷、N，N-二甲基甲酰胺或N，N-二甲基乙酰胺中的任一種；所述的溶劑Ⅲ為四氫呋喃、丙酮、甲苯或乙醇中的任一種。

6.根據權利要求4所述的具有高介電常數低介電損耗聚合物復合材料的制備方法，其特征在于制備方法步驟（2）中所述的溶劑Ⅱ為四氫呋喃、氯仿、二甲苯、二氯甲烷、N，N-二甲基甲酰胺或N，N-二甲基乙酰胺中的任一種；所述的溶劑Ⅲ為四氫呋喃、丙酮、甲苯或乙醇中的任一種。