[發(fā)明專利]一種低介電、高導(dǎo)熱硅酮膠復(fù)合物及其制備方法和應(yīng)用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202211580701.8
• 申請日: 2022-12-09
• 公開（公告）號: CN115785337B
• 公開（公告）日: 2023-09-19
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 羅洪盛;吳嘉華;李世德
• 申請（專利權(quán)）人: 廣東工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: C08F230/08
• 分類號: C08F230/08;C08F220/24;C09J183/04;C09J11/08;C09J11/04
• 代理公司: 廣東廣信君達(dá)律師事務(wù)所 44329
• 代理人: 余勝茂

本發(fā)明公開了一種低介電、高導(dǎo)熱硅酮膠復(fù)合物及其制備方法和應(yīng)用，屬于復(fù)合材料技術(shù)領(lǐng)域。針對硅酮膠復(fù)合體系，在降低介電常數(shù)和介電損耗的同時，還能有效提升硅酮膠導(dǎo)熱系數(shù)的微觀結(jié)構(gòu)及其實現(xiàn)途徑。包括：(1)設(shè)計和合成了大分子多功能型含氟硅烷偶聯(lián)劑，由帶有全氟代鏈段的丙烯酸酯類與含硅氧烷鏈段的硅甲氧基丙烯酸酯共聚合成。(2)將氮化硼無機填料，在含氟大分子偶聯(lián)劑作用下界面自組裝形成3D孔隙導(dǎo)熱網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。(3)利用端基是硅氧甲基型的改性硅氧膠基材，進(jìn)一步復(fù)合3D孔隙導(dǎo)熱網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，形成單組分脫甲醇型硅酮膠的目標(biāo)結(jié)構(gòu)。本發(fā)明所述硅酮膠復(fù)合物制備方法新穎，選用原料成本較低，具有廣闊的市場前景。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于復(fù)合材料技術(shù)領(lǐng)域，涉及功能性聚合物基復(fù)合材料的制備，具體涉及一種低介電、高導(dǎo)熱硅酮膠復(fù)合物及其制備方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)

5G是下一輪信息技術(shù)革命的制高點，將催生萬物互聯(lián)。5G時代基站用PCB會傾向于更多層的高集成設(shè)計，5G的數(shù)據(jù)量更大、工作的頻段也更高，這需要基站用PCB板有更好的傳輸性能和散熱性能，因此5G基站用PCB板要使用更高頻率、更高傳輸速度和耐熱性更好的電子基材。

硅酮膠是一種使用操作簡便、性能穩(wěn)定的膠種。它具有電絕緣性能、粘結(jié)力強、耐高低溫以及生理惰性等優(yōu)點，因此是一種適用于5G基站用PCB板的電子基材。但是，近幾年來大部分用于普通電子元器件的硅酮膠，存在介電性能及導(dǎo)熱性能差等不足，會造成電子設(shè)備性能差和發(fā)熱嚴(yán)重等問題。

許多專利設(shè)計發(fā)明的硅酮膠，具有熱學(xué)、力學(xué)和耐候性等方面的優(yōu)點，但是許多專利很難同時實現(xiàn)兼具低介電和高導(dǎo)熱的特性。例如，中國專利CN114763462A和CN112341987A均公開了一種阻燃防火硅酮膠及其制備方法，以α,ω-二羥基聚二甲基硅氧烷為主要原料并加入阻燃防火物質(zhì)制備得到的硅酮膠可以應(yīng)用于多種領(lǐng)域，并且能達(dá)到耐高溫、防火和耐紫外能力的效果，但是這種硅酮膠沒有考慮到介電性能和散熱性能方面的應(yīng)用，不屬于高頻硅酮膠領(lǐng)域。中國專利CN112239644A公開了一種導(dǎo)熱效果好的硅酮膠及其制備方法，以基礎(chǔ)膠為主要原料并加入導(dǎo)熱填料制備得到無序結(jié)構(gòu)的硅酮膠，能達(dá)到導(dǎo)熱的效果，但是這種硅酮膠同樣不屬于高頻硅酮膠領(lǐng)域。

因此，研制開發(fā)能夠同時兼具介電常數(shù)優(yōu)、導(dǎo)熱性能好、性能優(yōu)異的硅酮膠產(chǎn)品，是非常有必要的。而上述特性與所用的基礎(chǔ)化合物聚硅氧烷、交聯(lián)劑、偶聯(lián)劑、填料的種類密切相關(guān)。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，本發(fā)明通過自制含氟大分子偶聯(lián)劑制備一種低介電、高導(dǎo)熱硅酮膠復(fù)合物，該制備方法提供了一種在降低介電常數(shù)和介電損耗的同時，還能有效提升硅酮膠導(dǎo)熱系數(shù)的微觀結(jié)構(gòu)及其實現(xiàn)途徑。本發(fā)明自主合成的含氟大分子偶聯(lián)劑、3D孔隙導(dǎo)熱網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和單組分脫甲醇型硅酮膠的應(yīng)用，能夠賦予本發(fā)明的硅酮膠在5G領(lǐng)域的應(yīng)用特性要求。

本發(fā)明采用的具體方案為：

第一方面，本發(fā)明提供一種含氟大分子偶聯(lián)劑，采用以下制備方法制備所得：將帶有全氟鏈段的丙烯酸酯與含硅氧烷鏈段的硅甲氧基丙烯酸酯放入有機溶劑中，加入引發(fā)劑，調(diào)控反應(yīng)條件，共聚獲得雙功能線型大分子；

所述的全氟鏈段含量與硅氧烷鏈段含量的摩爾比為：1:9～9:1；所述的有機溶劑為四氫呋喃，反應(yīng)物總體積與有機溶劑四氫呋喃的體積比為1:5～1:15；所述的引發(fā)劑為偶氮二異丁腈，反應(yīng)物的總質(zhì)量與引發(fā)劑偶氮二異丁腈的質(zhì)量比為1000:3～10；反應(yīng)溫度為60℃～80℃；反應(yīng)時間為3～5h。

第二方面，本發(fā)明提供上述含氟大分子偶聯(lián)劑在硅酮膠復(fù)合物制備方面的應(yīng)用。

第三方面，本發(fā)明提供一種改性硅氧膠基材的制備方法，包括以下步驟：

S1：在催化劑作用下，利用氯硅烷對α,ω二羥基聚二甲基硅氧烷進(jìn)行端基封端，形成端基是硅氧甲基型的改性主體材料；