[發(fā)明專利]一種碳?xì)錁渲c氧化硅復(fù)合材料及制備方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110116474.2
• 申請日: 2021-01-28
• 公開（公告）號: CN112940441A
• 公開（公告）日: 2021-06-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 林東
• 申請（專利權(quán)）人: 山東瑞利泰陽新材料科技有限公司
• 主分類號: C08L57/02
• 分類號: C08L57/02;C08K7/10;C08K7/18
• 代理公司: 北京志霖恒遠(yuǎn)知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11435
• 代理人: 趙奕

本發(fā)明公開了一種碳?xì)錁渲c氧化硅復(fù)合材料及制備方法，所述方法通過將碳?xì)錁渲訜彳浕螅c二氧化硅短纖維、二氧化硅球混合，制備無機(jī)有機(jī)雙納米雜化材料。本發(fā)明利用碳?xì)錁渲臒崴苄裕c二氧化硅短纖維，二氧化硅球完成雜化復(fù)合，成本低、工藝簡單，所制備的符合材料兼?zhèn)漭^高的機(jī)械強(qiáng)度和塑性，且擁有低介電常數(shù)和較小的介電損耗，為高速高頻線路板的生產(chǎn)提供了優(yōu)質(zhì)的制作材料。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及雜化復(fù)合材料合成技術(shù)領(lǐng)域，具體提供一種碳?xì)錁渲c氧化硅復(fù)合材料及制備方法。

背景技術(shù)

有機(jī)無機(jī)納米雜化材料是在微觀尺寸上有機(jī)和無機(jī)相互結(jié)合得到的一種材料，是二十世紀(jì)八十年代開始興起的一種新型材料，對無機(jī)和有機(jī)材料在宏觀尺寸上進(jìn)行復(fù)合，以改進(jìn)單一材料的不足。而這種微觀層面上的復(fù)合材料具有傳統(tǒng)的有機(jī)和無機(jī)材料，以及傳統(tǒng)的宏觀尺寸復(fù)合物所沒有的獨(dú)特性能。有機(jī)無機(jī)雜化材料的合成方面，目前主流有溶膠凝膠法、插層復(fù)合技術(shù)、無機(jī)離子的表面改性、電化學(xué)合成法、組裝法等。

碳?xì)錁渲侵敢环N全碳?xì)浣M分的樹脂，即其分子結(jié)構(gòu)中僅含有C、H兩種元素，且分子結(jié)構(gòu)中不含極性基團(tuán)，因而具有優(yōu)異的介電性能。是近年來新興的一種高頻高速覆銅板用基體樹脂，但其玻璃化轉(zhuǎn)變溫度低、耐熱性差。長期以來本領(lǐng)域的技術(shù)人員對介電性能很好的碳?xì)錁渲M(jìn)行了研究。

專利WO97/38564采用非極性的苯乙烯與丁二烯和二乙烯基苯的四聚物添加硅鋁酸鎂填料，以玻璃纖維布作為增強(qiáng)材料制成的電路基板，雖然介電性能優(yōu)異，但是基板的耐熱性很差，玻璃化轉(zhuǎn)變溫度只有100℃左右，很難滿足PCB制作過程無鉛化制程的高溫(240℃以上)要求。

美國專利US571609采用分子量小于5000的低分子量的1，2-聚丁二烯樹脂或聚異丁二烯，和高分子量的丁二烯與苯乙烯的共聚物配合，并加入大量的硅微粉作為填料，以玻璃纖維布作為增強(qiáng)材料制作的電路基板，雖然介電性能優(yōu)異，但是因?yàn)樵谠搶＠胁捎昧烁叻肿恿康某煞謥砀纳瓢牍袒呈譅顩r，使得制作半固化片的過程的工藝性能變差，而且因?yàn)檎麄€樹脂體系的樹脂分子中的剛性結(jié)構(gòu)苯環(huán)的比例很少，交聯(lián)以后的鏈段大都由剛性很低的亞甲基組成，因此制作成的板材剛性不好，彎曲強(qiáng)度很低。

中國專利CN101544841B使用分子量11000以下乙烯基含量60％以上的碳?xì)錁渲鳛橹黧w，采用烯丙基改性的酚醛樹脂改進(jìn)半固化片發(fā)粘的特性，剝離強(qiáng)度有一定提升，但是體系固化后的耐熱性低，覆銅箔層壓板在PCB加工過程中出現(xiàn)分層失效的風(fēng)險較高。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的技術(shù)任務(wù)是針對上述存在的問題，提供一種碳?xì)錁渲c氧化硅復(fù)合材料及制備方法。

一種碳?xì)錁渲c氧化硅復(fù)合材料制備方法，所述方法通過將碳?xì)錁渲訜彳浕螅c二氧化硅短纖維、二氧化硅球混合，制備無機(jī)有機(jī)雙納米雜化材料。

在高聚物加入少量層狀無機(jī)物并實(shí)現(xiàn)插層復(fù)合后，可使納米復(fù)合體系的機(jī)械性能大大提高，耐熱性也顯著增強(qiáng)，且通過對粘土含量、界面作用、分散狀態(tài)的優(yōu)化有可能使材料的力學(xué)性能得到更大幅度的提高，得到性能更好的結(jié)構(gòu)材料。

二氧化硅球?yàn)榧{米球型二氧化硅，具有顆粒尺寸小、形狀為真球型、比表面積大、紫外線、可見光及紅外線反射能力強(qiáng)等特點(diǎn),與有機(jī)高分子材料的相容性好，利用納米球型SiO2來制造復(fù)合材料，大大提高了材料的致密性、韌性和光潔度。

二氧化硅短纖維作為補(bǔ)強(qiáng)材料具有拉伸強(qiáng)度高、彈性模量大、耐老化和耐化學(xué)品腐蝕性強(qiáng)、耐熱性好、原材料充足以及價格低廉等優(yōu)點(diǎn)，通過將二氧化硅短纖維的剛性與碳?xì)錁渲娜嵝杂袡C(jī)結(jié)合在一起，具有高模量、高強(qiáng)度、抗撕裂、抗溶脹和抗動態(tài)疲勞等特點(diǎn)，載荷通過一定方式由樹脂基體傳遞到纖維上，由于纖維通常具有比樹脂更高的拉伸強(qiáng)度和模量，因此能夠有效提高復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度和模量。

所述碳?xì)錁渲⒍趸瓒汤w維和二氧化硅球的混合質(zhì)量比例為：55-70比20-30比10-15，優(yōu)選60比25比12。

所述方法的實(shí)現(xiàn)包括以下步驟：