[發明專利]一種PTFE復合粉體、制備方法及含有該粉體的復合材料

有效

• 申請號: 202110594664.5
• 申請日: 2021-05-28
• 公開（公告）號: CN113337057B
• 公開（公告）日: 2022-11-04
• 發明（設計）人: 王韶暉;龔雪冰;秦永法;蔣學鑫
• 申請（專利權）人: 蚌埠壹石通聚合物復合材料有限公司
• 主分類號: C08L27/18
• 分類號: C08L27/18;C08K3/28;C08K5/5435
• 代理公司: 合肥中博知信知識產權代理有限公司 34142
• 代理人: 管秋香

本發明公開了一種一種PTFE復合粉體及其制備方法，以及含有該粉體的復合材料，涉及PTFE粉體技術領域，所述PTFE復合粉體包括以下組分：PTFE粉體、無機粉體、表面處理劑，所述無機粉體包覆在PTFE粉體表面形成無機粉體層，所述表面處理劑包覆在無機粉體層上。本發明得到的復合材料中，由于PTFE復合粉體與基體聚合物的相容性與現有技術相比更好，因此添加量更大，復合材料的介電常數和介電損耗更小，適用作5G材料。

技術領域

本發明屬于PTFE粉體技術領域，具體涉及一種PTFE復合粉體及其制備方法，以及含有該粉體的復合材料。

背景技術

聚四氟乙烯(Teflon或PTFE)，俗稱“塑料王”，是由四氟乙烯經聚合而成的高分子化合物，具有優良的化學穩定性、耐腐蝕性、密封性、耐污性好、高潤滑不粘性、電絕緣性和優良的耐熱和天候老化性、耐磨、韌性和強度高，可制成聚四氟乙烯管、棒、帶、板、薄膜等。PTFE除了自身可以加工成特定形狀直接得到應用外，還可以做成粉狀填充于其它材料中制備成復合材料，起到改善其它材料性能的目的。

然而由于PTFE的結晶度高、表面能很低，導致PTFE表面雖然疏水，但與其它聚合物的相容性較差。這使得當PTFE粉體與其它聚合物形成復合材料時，材料間的界面結合較弱，互粘性較差。

另外，PTFE具有優良的介電性能，其介電常數(2.1)和介電損耗(0.0003)比大多數聚合物都低，非常適合應用于5G高頻高速通信材料中，如高頻高速覆銅板和印刷線路板的制造。但是，PTFE直接用于覆銅板基材使用時，由于硬度較低等原因，加工性能存在不足，因此傳統的覆銅板大多選用環氧樹脂作為基體。但是環氧樹脂的介電常數(3.6)和介電損耗(0.025)相對較高，用在5G材料中需要進一步降低其介電常數和介電損耗。如果能夠將低介電常數和介電損耗PTFE粉體經過適當方法改性后，使其與其他聚合物的相容性提高，那么PTFE粉體就可以作為環氧樹脂及其它基體聚合物，如碳氫樹脂、聚苯醚(PPO)、液晶聚合物(LCP)等的介電性能改性劑，起到進一步降低其介電常數和介電損耗的目的，從而使5G的高頻高速技術能在材料端得以實現。同時，也避免了PTFE材料單獨使用時加工性能差的缺點。

為了解決上述問題，目前PTFE表面改性主要采用的方法包括鈉-萘溶液化學處理法、等離子體處理法、高能射線或紫外線輻照接枝法、準分子激光處理法。其中鈉-萘溶液化學處理法的處理效果好，該方法通過脫除表面部分氟原子，引入C＝C、C＝O、COOH等極性基團，提高了表面親水性。但是處理后PTFE容易變色、長期暴露在空氣中處理效果容易喪失、而且需要處理大量的廢液，不利于環保且較危險。此外由于處理后PTFE表面形成的特定的極性基團，只能與具有相似結構的物質較好相容，限制了PTFE粉末與其它物質的結合。其它方法雖然相對環保，但大多適用于具有固定形狀的PTFE產品表面，難以對粉末狀的PTFE有效、充分處理。而且等離子體處理、高能射線或紫外線輻照接枝、準分子激光處理這些方法采用的設備昂貴、生產效率低、難以大規模工業化生產，改性效果同樣難以長時間保持。

發明內容

本發明的第一目的在于提供一種PTFE復合粉體，解決因PTFE粉體表面能低，導致PTFE粉體與其它聚合物界面結合較弱，相容性較差的問題。該粉體的處理效果能夠長時間保持穩定，并且能夠通過調整組成與多種聚合物實現良好的相容。該目的采用以下的技術方案來實現：

一種PTFE復合粉體，包括以下組分：PTFE粉體、無機粉體、表面處理劑，所述無機粉體包覆在PTFE粉體表面形成無機粉體層，所述表面處理劑包覆在無機粉體層上。

所述PTFE粉體、無機粉體、表面處理劑的質量比為100:1～50:0.01～10。

所述PTFE粉體的粒徑為0.2μm～40μm。

所述PTFE粉體還包括其它低表面能的氟塑料粉體。