[發明專利]一種具有低介電常數、低介電損耗的復合材料及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 202110708415.4
• 申請日: 2021-06-25
• 公開（公告）號: CN113372555B
• 公開（公告）日: 2022-04-22
• 發明（設計）人: 張興宏;馮展彬;曹曉瀚;張旭陽
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: C08G75/14
• 分類號: C08G75/14;C08L81/04;C08L83/04;C08L27/18;C08L27/16;C08K7/26;C08K3/04
• 代理公司: 杭州知閑專利代理事務所(特殊普通合伙) 33315
• 代理人: 朱朦琪

本發明公開了一種具有低介電常數、低介電損耗的復合材料及其制備方法和應用，該復合材料包括含硫聚合物；該含硫聚合物由含硫碳一單體、環氧單體、酸酐在催化劑的作用下進行陰離子開環共聚反應制備得到；環氧單體選自三氟環氧丙烷、3?(2,2,3,3?四氟丙氧基)?1,2?氧化丙烯、六氟環氧丙烷、七氟丁基環氧乙烷、八氟戊氧基?1,2?氧化丙烯、九氟戊烷基環氧乙烷、全氟?2?甲基?2,3?環氧戊烷、十三氟庚基環氧乙烷、縮水甘油醚十六氟壬基醚、萘基縮水甘油醚、蒽基縮水甘油醚、偶氮苯基縮水甘油醚和聯苯基縮水甘油醚。本發明公開的復合材料在高頻下具有低介電常數、低介電損耗，且聚合物主鏈無吸水性基團，有望在5G手機天線材料領域獲得廣泛應用。

技術領域

本發明涉及含硫聚合物的技術領域，尤其涉及一種具有低介電常數、低介電損耗的復合材料及其制備方法和在用于制備5G手機天線材料中的應用。

背景技術

隨著第五代移動通信(5G)時代的來臨，手機等電子器件需在高頻(GHz)、高速下進行快速運作，數據傳輸量也隨之激增。5G通訊與4G通訊相比，傳輸速度更快，電磁波覆蓋能力有所降低，因此需要傳播材料介電常數更低；電子器件在高頻下的高速運轉將會帶來生熱量增大等問題，因此需要材料具備更低的介電損耗。為滿足5G設備尤其是手機天線的設計要求，聚合物材料需具備低介電常數、低介電損耗等特點。

5G手機天線多采用聚酰亞胺材料，傳統的聚酰亞胺(PI)薄膜雖然具有高的T_g和寬的操作溫度，但介電損耗較大，且在空氣中極易吸潮，影響了其在5G手機天線材料中的應用，因此目前多是基于PI膜進行改性，方可制得介電常數及損耗低、吸濕性能尚可的材料。PI膜的制備多采用合成聚酰胺酸-成膜亞胺化的兩步法工藝，過程中需用到大量的DMAc等溶劑，制備的成本相對較高，且產生的大量有機溶劑也會對環境造成較大污染；此外，PI的吸濕性能即便經過改性也很難實現最優，因此需要開發一種具有低吸濕性、高頻下具有低介電常數和低介電損耗的新型聚合物，以用于5G手機天線材料。

發明內容

針對現有技術存在的上述問題，本發明公開了一種以含硫聚合物為主要基材的復合材料，其在高頻(GHz)下具有低介電常數、低介電損耗的優點，以及較高的T_g和拉伸強度，且聚合物主鏈無吸水性基團，有望在5G手機天線材料領域獲得廣泛應用。

具體技術方案如下：

一種具有低介電常數、低介電損耗的復合材料，包括含硫聚合物；

所述含硫聚合物由含硫碳一單體、環氧單體、酸酐在催化劑的作用下進行陰離子開環共聚反應制備得到；

所述環氧單體選自三氟環氧丙烷、3-(2,2,3,3-四氟丙氧基)-1,2-氧化丙烯、六氟環氧丙烷、七氟丁基環氧乙烷、八氟戊氧基-1,2-氧化丙烯、九氟戊烷基環氧乙烷、全氟-2-甲基-2,3-環氧戊烷、十三氟庚基環氧乙烷、縮水甘油醚十六氟壬基醚、萘基縮水甘油醚、蒽基縮水甘油醚、偶氮苯基縮水甘油醚和聯苯基縮水甘油醚中的一種或多種。

本發明公開了一種在高頻下具有低介電常數、低介電損耗的復合材料，以含硫聚合物為主要基材，通過篩選特定的環氧單體，制備得到的含硫聚合物具有低介電常數、低介電損耗，并兼顧較高的T_g和拉伸強度，且其聚合物主鏈無吸水性基團。

經試驗發現，本發明中環氧單體種類的選擇尤為重要，是能否獲得低介電常數、低介電損耗的關鍵，本發明中篩選采用含氟的環氧單體、或者含有苯環、蒽環、萘環的環氧單體，或者含有液晶基元的環氧單體，是獲得低介電常數、低介電損耗的前提。

優選的，所述環氧單體選自六氟環氧丙烷、七氟丁基環氧乙烷、八氟丁基環氧乙烷、十三氟庚基環氧乙烷、縮水甘油醚十六氟壬基醚、八氟戊氧基-1,2-氧化丙烯、萘基縮水甘油醚、蒽基縮水甘油醚、偶氮苯基縮水甘油醚、聯苯基縮水甘油醚中的一種或多種。