一种玻纤增强低介电尼龙材料及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种玻纤增强低介电尼龙材料及其制备方法。本发明专利技术玻纤增强低介电尼龙材料主要由：尼龙树脂、石英玻纤、成核剂、润滑剂，以及热氧稳定剂等为原料制成。本发明专利技术所制备的尼龙材料机械性能优异、介电性能好、耐热性好，并且具有良好的加工性能，进一步扩展了尼龙材料在电子设备领域的应用。

Glass fiber reinforced low dielectric nylon material and preparation method thereof

The invention provides a glass fiber reinforced low dielectric nylon material and a preparation method thereof. The glass fiber reinforced low dielectric nylon material of the invention is mainly made of nylon resin, quartz glass fiber, nucleating agent, lubricant, and thermal oxygen stabilizer, etc. The nylon material prepared by the invention has excellent mechanical properties, good dielectric properties, good heat resistance and good processing properties, and further expands the application of nylon material in the field of electronic equipment.

【技术实现步骤摘要】
一种玻纤增强低介电尼龙材料及其制备方法
本专利技术属于高分子改性材料领域,具体涉及一种玻纤增强低介电尼龙材料及其制备方法。
技术介绍
随着电子信息技术的突飞猛进，电子产品正朝着轻量化、高性能化和多功能化的方向发展,也就越来越需要开发具有良好性能的低介电常数材料。随着聚合物材料在电子产品中应用的增大，低介电常数聚合物已成为低介电材料研究的一个重要方向。目前，对低介电常数聚合物的研究报告并不多见，中国专利CN105419277A公开了一种低介电性能的复合材料，其将含有苯乙烯结构单元的低介电聚合物，加入到通过自由基聚合固化的不饱和聚酯树脂、乙烯基酯树脂、单组份聚氨酯树脂等热固性树脂中，以得到低介电性能复合材料，该材料在1GHZ以上频率下介电常数不大于3.8。尼龙作为五大工程材料之一，具有良好力学性能、耐热性、耐磨损性、耐化学药品性和自润滑性，且摩擦系数低，易于加工，适于以填料进行填充增强改性，改性后的尼龙可更广泛的用于汽车、船舶、电子电气等领域。近年来，除了增强改性外，常见的还有对于尼龙的阻燃改性，透明改性，抗冲改性，抗静电改性和导电改性等，而鲜有对低介电尼龙材料的报道。有鉴于此，特提出本专利技术。
技术实现思路
本专利技术的第一目的在于提供一种玻纤增强低介电尼龙材料，所述的玻纤增强低介电尼龙材料具有易于加工，力学性能优异，并且具有低介电性能，能够在电子材料中应用。本专利技术的第二目的在于提供一种所述的玻纤增强低介电尼龙材料的制备方法。本专利技术的第三目的在于提供一种包含所述的玻纤增强低介电尼龙材料的器件或装置。为了实现本专利技术的上述目的，特采用以下技术方案：一种玻纤增强低介电尼龙材料，所述玻纤增强低介电尼龙材料主要由以下原料制成：尼龙树脂、石英玻纤、成核剂、润滑剂，以及热氧稳定剂。优选的，按照质量份数计，本专利技术所述的玻纤增强低介电尼龙材料，主要由以下原料制成：尼龙树脂30～100份，石英玻纤15～80份，成核剂0.1～2份，润滑剂0.1～5份，以及热氧稳定剂0.1～2份；更优选的，按照质量份数计，所述玻纤增强低介电尼龙材料主要由以下原料制成：尼龙树脂40～80份，石英玻纤20～60份，成核剂0.1～1份，润滑剂0.1～3.5份，以及热氧稳定剂0.1～1.5份。优选的，本专利技术所述的玻纤增强低介电尼龙材料中，所述尼龙树脂包括：尼龙610、尼龙612、尼龙1010、尼龙1012、尼龙1012、尼龙1212，或者尼龙12中的一种或几种。优选的，本专利技术所述的玻纤增强低介电尼龙材料中，所述石英玻纤为氧化硅含量99％以上的石英玻璃纤维；更优选的，所述石英玻纤为经偶联剂改性的玻璃纤维；更优选的，所述石英玻纤为单丝直径为5～25μm的短切石英玻纤。优选的，本专利技术所述的玻纤增强低介电尼龙材料中，所述成核剂包括：CaV102或者P22中的一种或两种。优选的，本专利技术所述的玻纤增强低介电尼龙材料中，所述润滑剂包括：硬脂酰胺、油酸酰胺、硬脂酸钙、N,N'-亚乙基双硬脂酰胺、季戊四醇硬脂酸酯、聚乙烯石蜡，或者超高分子硅氧烷中的一种或几种。优选的，本专利技术所述的玻纤增强低介电尼龙材料中，所述热氧稳定剂包括S-EED或者HS02中的一种或两种。同时，本专利技术还提供了所述的玻纤增强低介电尼龙材料的制备方法，其包括如下步骤：将尼龙树脂干燥后，与成核剂、润滑剂以及热氧稳定剂混合；然后，将所得混合物从主喂料口进行喂料，并将石英玻纤由侧喂料机进行喂料，挤出后牵条、造粒，得到玻纤增强低介电尼龙材料。优选的，本专利技术所述的制备方法还包括对石英玻纤进行改性的步骤；石英玻纤改性的步骤包括：将偶联剂加热后，在酸性条件下水解；然后，在水解后的偶联剂中加入石英玻纤，并搅拌混合；所得产物过滤后洗涤、干燥，得到经偶联剂改性的玻璃纤维；更优选的，所述偶联剂包括：硅烷偶联剂；进一步优选的，所述硅烷偶联剂包括：γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-(2，3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷，或者乙烯基三甲氧基硅烷中的一种或几种。进一步的，本专利技术也提供了包含本专利技术所述的玻纤增强低介电尼龙材料的器件或装置。与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：本专利技术中，以加工性能优异，尺寸稳定性好，冲击性佳的长链尼龙为低介电尼龙材料的基体，保证了尼龙复合材料优异的加工性能和尺寸稳定性；同时，通过以电绝缘性好、耐热性能佳，强度高的石英玻纤对尼龙材料进行增强改性，既能达到增强的目的，同时还能够使得尼龙材料保持低的介电性能；进一步的，通过添加成核剂、热稳定剂、润滑剂，使得专利技术的尼龙复合材料易于加工，尺寸稳定性好，力学性能优异，耐热性佳，并具有低的介电性能，能够进一步拓展尼龙材料在电子领域的使用范围。具体实施方式下面将结合实施例对本专利技术的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本专利技术，而不应视为限制本专利技术的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。有鉴于低介电常数材料对于小特征尺寸器件发展所能够起到的重要作用，但有关于低介电常数尼龙材料的研究并不多见的现状。本专利技术特提供了一种通过填充改性所得到的具有低介电常数特性的尼龙材料，从而使得尼龙材料能够作为绝缘材料等功能性材料，并用于超大规模集成电路等高集成度的电子器件中，从而扩大了尼龙材料的应用范围。具体的，本专利技术所提供的玻纤增强低介电尼龙材料由以下几种原料制成：尼龙树脂、石英玻纤、成核剂、润滑剂，以及热氧稳定剂。其中，所述尼龙树脂为：尼龙610、尼龙612、尼龙1010、尼龙1012、尼龙1012、尼龙1212，或者尼龙12中的一种或几种。本专利技术中，作为原料的尼龙树脂为具有良好加工性能和机械性能的长链尼龙树脂，从而保证了尼龙树脂在进一步加工过程中的性能以及尺寸的稳定性。本专利技术原料石英玻纤为：氧化硅含量99％以上的石英玻璃纤维；更优选的为经偶联剂改性处理的单丝直径为5～25μm的短切石英玻纤。与以往仅关注于尼龙材料强度改善不同的是，本专利技术中，向尼龙基材中所填充的石英玻璃纤维不仅能够改善尼龙材料的强度，同时还能够保障尼龙材料具有较低的介电性能，使其能够在电子器件中应用。进一步的，石英玻纤改性的方法具体包括：取重量为石英玻纤重量份0.5％-2％的偶联剂，加入一定比例的乙醇蒸馏水溶液中(可以在常规反应器中进行，例如三口烧瓶等)，水浴65℃加热；所用偶联剂优选的为硅烷偶联剂，更具体的为：γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-(2，3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷，或者乙烯基三甲氧基硅烷中的一种或几种；向体系中加入草酸(优选的采用逐滴加入的方式进行)，调节体系的pH值至4，偶联剂在65℃水浴条件下持续水解2h，得水解的偶联剂；将石英玻纤加入到已经水解的偶联剂中，保持水浴温度为65℃，并搅拌(以恒定的速度搅拌)；反应过程中，适当补充酸/碱，使得体系的pH保持在4左右，持续反应4h，使偶联剂充分包裹在石英玻纤表面；将产物体系过滤(优选采用抽滤的方式进行)，并对固体产物进行洗涤(用蒸馏水)-过滤(抽滤的方式进行)，并重复进行，以去除未反应的偶联剂；然后，将最后一次过滤后所得产物在80℃下加热干燥24h，使水份完全挥发，得到偶联本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种玻纤增强低介电尼龙材料，其特征在于，所述玻纤增强低介电尼龙材料主要由以下原料制成：尼龙树脂、石英玻纤、成核剂、润滑剂，以及热氧稳定剂。

【技术特征摘要】
1.一种玻纤增强低介电尼龙材料，其特征在于，所述玻纤增强低介电尼龙材料主要由以下原料制成：尼龙树脂、石英玻纤、成核剂、润滑剂，以及热氧稳定剂。2.根据权利要求1所述的玻纤增强低介电尼龙材料，其特征在于，按照质量份数计，所述玻纤增强低介电尼龙材料主要由以下原料制成：尼龙树脂30～100份，石英玻纤15～80份，成核剂0.1～2份，润滑剂0.1～5份，以及热氧稳定剂0.1～2份；优选的，按照质量份数计，所述玻纤增强低介电尼龙材料主要由以下原料制成：尼龙树脂40～80份，石英玻纤20～60份，成核剂0.1～1份，润滑剂0.1～3.5份，以及热氧稳定剂0.1～1.5份。3.根据权利要求1所述的玻纤增强低介电尼龙材料，其特征在于，所述尼龙树脂包括：尼龙610、尼龙612、尼龙1010、尼龙1012、尼龙1012、尼龙1212，或者尼龙12中的一种或几种。4.根据权利要求1所述的玻纤增强低介电尼龙材料，其特征在于，所述石英玻纤为氧化硅含量99％以上的石英玻璃纤维；优选的，所述石英玻纤为经偶联剂改性的玻璃纤维；优选的，所述石英玻纤为单丝直径为5～25μm的短切石英玻纤。5.根据权利要求1所述的玻纤增强低介电尼龙材料，其特征在于，所述成核剂包括：CaV102或者P22中的一种或两种。6.根据权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：李娟，张敬，何文涛，郭建兵，向宇姝，龙丽娟，
申请(专利权)人：贵州省材料产业技术研究院，
类型：发明
国别省市：贵州,52