[發明專利]一種低介電常數和介電損耗的環氧樹脂復合材料及其制備方法以及應用

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• 申請號: 202211655933.5
• 申請日: 2022-12-22
• 公開（公告）號: CN115819927A
• 公開（公告）日: 2023-03-21
• 發明（設計）人: 汪謨貞;劉寧宇;葛學武
• 申請（專利權）人: 中國科學技術大學
• 主分類號: C08L63/00
• 分類號: C08L63/00;C08K7/26;C08G59/24;C08L25/06
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 俱玉云

1.一種低介電常數和介電損耗的環氧樹脂復合材料，其特征在于，由中空微球材料與環氧樹脂制備而成，所述中空微球材料選自納米中空有機微球或納米中空無機微球。

2.根據權利要求1所述的環氧樹脂復合材料，其特征在于，所述中空微球材料的粒徑為200～400nm，壁厚為10～80nm。

3.根據權利要求1所述的環氧樹脂復合材料，其特征在于，所述中空微球材料選自納米中空二氧化硅微球或納米中空聚苯乙烯微球。

4.根據權利要求3所述的環氧樹脂復合材料，其特征在于，所述納米中空二氧化硅微球在所述環氧樹脂復合材料中的質量填充分數不高于1％；

所述納米中空聚苯乙烯微球在所述環氧樹脂復合材料中的質量填充分數高達10％。

5.根據權利要求3所述的環氧樹脂復合材料，其特征在于，所述納米中空二氧化硅微球的制備方法包括以下步驟：

A)將苯乙烯單體、穩定劑、引發劑和水混合進行反應，得到聚苯乙烯微球；

B)將聚苯乙烯微球、表面活性劑、硅源和溶劑混合進行反應，得到SiO₂包覆的聚苯乙烯微球；

C)將所述SiO₂包覆的聚苯乙烯微球煅燒后酸洗，得到納米中空二氧化硅微球。

6.根據權利要求5所述的環氧樹脂復合材料，其特征在于，所述穩定劑選自聚乙烯吡咯烷酮、羥丙基纖維素和聚乙烯醇中的一種或多種；

所述引發劑選自偶氮二異丁脒鹽酸鹽(AIBA)；

所述表面活性劑選自十二烷基三甲基溴化銨、十六烷基三甲基溴化銨和十八烷基三甲基溴化銨中的一種或多種；

所述硅源選自正硅酸四甲酯、正硅酸四乙酯和正硅酸四丙酯中的一種或多種；

所述煅燒的溫度為500～800℃。

7.根據權利要求3所述的環氧樹脂復合材料，其特征在于，所述納米中空聚苯乙烯微球的制備方法包括以下步驟：

a)將硅源、硅烷偶聯劑和溶劑混合進行反應，得到表面改性的二氧化硅微球；

b)將表面活性劑、pH緩沖劑和溶劑混合，然后加入表面改性的二氧化硅微球，接著加入苯乙烯、二乙烯基苯和引發劑進行反應，得到聚苯乙烯包覆的二氧化硅微球；

c)將所述聚苯乙烯包覆的二氧化硅微球加入氫氟酸進行刻蝕后用碳酸氫鈣溶液處理，得到納米中空聚苯乙烯微球。

8.根據權利要求3所述的環氧樹脂復合材料，其特征在于，所述硅源選自正硅酸四甲酯、正硅酸四乙酯和正硅酸四丙酯中的一種或多種；

所述硅烷偶聯劑選自甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷和乙烯基三乙氧基硅烷中的一種或多種；

所述表面活性劑選自十二烷基苯磺酸鈉和/或十二烷基硫酸鈉；

所述pH緩沖劑碳酸氫鈉和/或碳酸氫鉀；

所述引發劑選自過硫酸鉀、過硫酸銨和過硫酸鈉中的一種或多種。

9.一種如權利要求1～8任意一項所述的環氧樹脂復合材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

將中空微球材料與環氧樹脂混合攪拌、超聲、真空脫泡和固化，得到環氧樹脂復合材料。

10.一種如權利要求1～8任意一項所述的環氧樹脂復合材料在集成電路、電子封裝、5G通信中的應用。