一种尺寸稳定导热聚四氟乙烯薄片及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种尺寸稳定导热聚四氟乙烯薄片及其制备方法，其特征是：按40%～50%聚四氟乙烯树脂、40%～50%表面处理导热粉体材料和10～20%成型助剂的质量百分比例将聚四氟乙烯树脂、表面处理导热粉体材料和成型助剂混合均匀配制成的混合物料，在温度50℃～60℃的烘箱中进行12h～24h熟化，在压力25～50MPa、温度330～370℃下的制膜模具中模压烧结，再以50℃/min的降温速度降温到室温而得到的厚度为250～500μm的聚四氟乙烯薄片，即尺寸稳定导热聚四氟乙烯薄片。本发明专利技术尺寸稳定导热聚四氟乙烯薄片产物性能良好，可用于高频高速覆铜板的制备。

A size stable heat conducting polytetrafluoroethylene sheet and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种尺寸稳定导热聚四氟乙烯薄片及其制备方法
本专利技术属于聚四氟乙烯树脂复合材料及其片材的制备，涉及一种尺寸稳定导热聚四氟乙烯薄片及其制备方法。本专利技术(制备的)尺寸稳定导热聚四氟乙烯薄片适用于高频高速覆铜板的制备。
技术介绍
5G通讯技术的应用与普及，对覆铜板提出了新的高频高速技术性能要求。聚四氟乙烯用于制造高频高速覆铜板，虽然可满足较低的介电常数及介电损耗的介电性能要求，但其热膨胀系数大12.8×10-5/℃(20℃～200℃)，无法保证覆铜板尺寸稳定的要求，其导热系数较低，只有0.256W/m·k，无法及时散出覆铜板的热量，导致电子元件使用寿命降低。现有技术中，胡福田等在《玻璃钢/复合材料》2008年02期发表的文章“聚四氟乙烯覆铜板的制备及其性能的研究”中制备了玻璃纤维布增强聚四氟乙烯覆铜板，提高了聚四氟乙烯的力学性能，同时降低了其热膨胀系数。CN109910418A公开了“具有多孔结构的导热聚四氟乙烯薄膜及其制备方法”，系采用石墨烯制备具有多孔结构的导热聚四氟乙烯薄膜。CN109912910A公开了“一种高导热绝缘型聚四氟乙烯摩擦材料及其制备方法和应用”，是将聚酰亚胺、纳米三氧化二铝、云母、纳米氮化铝等加入到聚四氟乙烯中制得高导热绝缘聚四氟乙烯，同时改善了耐磨性。王亮亮等在《中国塑料》18卷4期发表的文章“高导热聚四氟乙烯复合材料的研究”中采用石墨及碳纤维复配制备了高导热聚四氟乙烯复合材料，其热导率可达1.2W/m·k，同时提高了材料的力学性能。但是，上述现有技术不能同时解决聚四氟乙烯树脂热膨胀系数大、导热系数较低的缺陷，或者提高了导热系数却影响了材料的绝缘性能。
技术实现思路
本专利技术的目的旨在克服上述现有技术中的不足，提供一种尺寸稳定导热聚四氟乙烯薄片及其制备方法。本专利技术通过将导热粉使用偶联剂进行表面处理后与聚四氟乙烯树脂及成型助剂混合均匀后经过熟化、模压烧结等工序，从而提供一种产物性能良好的尺寸稳定导热聚四氟乙烯薄片及其制备方法。本专利技术的内容是：一种尺寸稳定导热聚四氟乙烯薄片，其特征是：按40％～50％聚四氟乙烯树脂、40％～50％表面处理导热粉体材料和10～20％成型助剂的质量百分比例将聚四氟乙烯树脂、表面处理导热粉体材料和成型助剂混合均匀配制成的混合物料，在温度50℃～60℃的烘箱中进行12h～24h熟化，然后在压力25～50MPa、温度330～370℃下的制膜模具中模压烧结，再以50℃/min的降温速度降温到室温而得到的厚度为250～500μm的聚四氟乙烯薄片，即尺寸稳定导热聚四氟乙烯薄片；所述表面处理导热粉体材料是将100质量份球形α相三氧化二铝粉与5～10质量份氟硅烷偶联剂混合均匀后，放置24h，再置于温度240℃～260℃的烘箱中干燥1～2小时，然后粉碎成粉而制成的表面处理导热粉体材料；所述氟硅烷偶联剂是十七氟癸基三甲氧基硅烷、全氟癸基三乙氧基硅烷、全氟辛基三甲氧基硅烷、全氟辛基三乙氧基硅烷等中的任一种；所述成型助剂是200#溶剂油(或称：松香水)。本专利技术的内容中：所述球形α相三氧化二铝粉体是质量百分比为30％～40％平均粒径为2μm的球形α相三氧化二铝粉体、35％～40％平均粒径为30μm的球形α相三氧化二铝粉体和25％～30％平均粒径为100μm的球形α相三氧化二铝粉体的混合物。本专利技术的内容中：所述聚四氟乙烯树脂为悬浮聚合而成的聚四氟乙烯的微粉，粒径为20～100μm。本专利技术的内容中：所述聚四氟乙烯树脂是100目的聚四氟乙烯树脂，所述表面处理导热粉体材料是100目的表面处理导热粉体材料。本专利技术的内容中：所述尺寸稳定导热聚四氟乙烯薄片的(技术性能或质量指标)导热率为0.8～1.2W/m·k、在20℃～200℃温度范围内的热膨胀系数为0.3×10-4/℃～0.6×10-4/℃，可满足覆铜板的加工要求。本专利技术的另一内容是：一种尺寸稳定导热聚四氟乙烯薄片的制备方法，其特征是步骤为：a、配制混合物料：将100质量份球形α相三氧化二铝粉与5～10质量份氟硅烷偶联剂混合均匀后，放置24h，再置于温度240℃～260℃的烘箱中干燥1～2小时，然后粉碎成粉，制成表面处理导热粉体材料，备用；按40％～50％聚四氟乙烯树脂、40％～50％表面处理导热粉体材料和10～20％成型助剂的质量百分比例将聚四氟乙烯树脂、表面处理导热粉体材料和成型助剂混合均匀，配制成混合物料，在10℃～15℃温度下贮存备用；所述氟硅烷偶联剂是十七氟癸基三甲氧基硅烷、全氟癸基三乙氧基硅烷、全氟辛基三甲氧基硅烷、全氟辛基三乙氧基硅烷等中的任一种；所述成型助剂是200#溶剂油(或称：松香水)；b、模压烧结：将混合物料置于温度50℃～60℃的烘箱中进行12～24h熟化，然后将熟化的混合物料加入到温度为10℃～15℃的制膜模具中，以5MPa/min的升压速度，将压力升到25～50MPa，保压5～10min后再将模具温度以1～2℃/min的升温速度升高到320℃～340℃，保温30min～60min后，再以1～2℃/min的升温速度升到360～370℃，保温1h后以50℃/min的降温速度降温到室温，再(缓慢)卸压，取出厚度为250～500μm的聚四氟乙烯薄片，即制得的尺寸稳定导热聚四氟乙烯薄片。本专利技术的另一内容中：所述球形α相三氧化二铝粉体是质量百分比为30％～40％平均粒径为2μm的球形α相三氧化二铝粉体、35％～40％平均粒径为30μm的球形α相三氧化二铝粉体和25％～30％平均粒径为100μm的球形α相三氧化二铝粉体的混合物。本专利技术的另一内容中：所述聚四氟乙烯树脂为悬浮聚合而成的聚四氟乙烯的微粉，粒径为20～100μm。本专利技术的另一内容中：所述聚四氟乙烯树脂是100目的聚四氟乙烯树脂，所述表面处理导热粉体材料是100目的表面处理导热粉体材料。本专利技术的另一内容中：所述尺寸稳定导热聚四氟乙烯薄片的(技术性能或质量指标)导热率为0.8～1.2W/m·k、在20℃～200℃温度范围内的热膨胀系数为0.3×10-4/℃～0.6×10-4/℃，可满足覆铜板的加工要求。与现有技术相比，本专利技术具有下列特点和有益效果：(1)本专利技术采用氟硅烷偶联剂对三氧化二铝进行表面处理，使三氧化二铝与聚四氟乙烯具有更好的相容性，因不同粒径的三氧化二铝粉体材料互配实现了最佳的导热效果；(2)采用本专利技术，将聚四氟乙烯的导热系数提高到0.8～1.2W/m·k。同时保持了其良好的绝缘性，同时，本专利技术还将聚四氟乙烯薄片的热膨胀系数降低到0.3×10-4/℃～0.6×10-4/℃，可满足覆铜板的加工要求，产物性能良好；(3)本专利技术制备工艺简单，容易操作，实用性强。具体实施方式下面给出的实施例拟对本专利技术作进一步说明，但不能理解为是对本专利技术保护范围的限制，该领域的技术人员根据上述本专利技术的内容对本专利技术作出的一些非本质的改进和调整，仍属于本专利技术的保护范围。实施例1～9本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种尺寸稳定导热聚四氟乙烯薄片，其特征是：按40%～50%聚四氟乙烯树脂、40%～50%表面处理导热粉体材料和10～20%成型助剂的质量百分比例将聚四氟乙烯树脂、表面处理导热粉体材料和成型助剂混合均匀配制成的混合物料，在温度50℃～60℃的烘箱中进行12h～24h熟化，然后在压力25～50MPa、温度330～370℃下的制膜模具中模压烧结，再以50℃/min的降温速度降温到室温而得到的厚度为250～500μm的聚四氟乙烯薄片，即尺寸稳定导热聚四氟乙烯薄片；/n所述表面处理导热粉体材料是将100质量份球形α相三氧化二铝粉与5～10质量份氟硅烷偶联剂混合均匀后，放置24h，再置于温度240℃～260℃的烘箱中干燥1～2小时，然后粉碎成粉而制成的表面处理导热粉体材料；/n所述氟硅烷偶联剂是十七氟癸基三甲氧基硅烷、全氟癸基三乙氧基硅烷、全氟辛基三甲氧基硅烷、全氟辛基三乙氧基硅烷中的任一种；/n所述成型助剂是200#溶剂油。/n

【技术特征摘要】
1.一种尺寸稳定导热聚四氟乙烯薄片，其特征是：按40%～50%聚四氟乙烯树脂、40%～50%表面处理导热粉体材料和10～20%成型助剂的质量百分比例将聚四氟乙烯树脂、表面处理导热粉体材料和成型助剂混合均匀配制成的混合物料，在温度50℃～60℃的烘箱中进行12h～24h熟化，然后在压力25～50MPa、温度330～370℃下的制膜模具中模压烧结，再以50℃/min的降温速度降温到室温而得到的厚度为250～500μm的聚四氟乙烯薄片，即尺寸稳定导热聚四氟乙烯薄片；
所述表面处理导热粉体材料是将100质量份球形α相三氧化二铝粉与5～10质量份氟硅烷偶联剂混合均匀后，放置24h，再置于温度240℃～260℃的烘箱中干燥1～2小时，然后粉碎成粉而制成的表面处理导热粉体材料；
所述氟硅烷偶联剂是十七氟癸基三甲氧基硅烷、全氟癸基三乙氧基硅烷、全氟辛基三甲氧基硅烷、全氟辛基三乙氧基硅烷中的任一种；
所述成型助剂是200#溶剂油。


2.按权利要求1所述尺寸稳定导热聚四氟乙烯薄片，其特征是：所述球形α相三氧化二铝粉体是质量百分比为30%～40%平均粒径为2μm的球形α相三氧化二铝粉体、35%～40%平均粒径为30μm的球形α相三氧化二铝粉体和25%～30%平均粒径为100μm的球形α相三氧化二铝粉体的混合物。


3.按权利要求1所述尺寸稳定导热聚四氟乙烯薄片，其特征是：所述聚四氟乙烯树脂为悬浮聚合而成的聚四氟乙烯的微粉，粒径为20～100μm。


4.按权利要求1或2所述尺寸稳定导热聚四氟乙烯薄片，其特征是：所述聚四氟乙烯树脂是100目的聚四氟乙烯树脂，所述表面处理导热粉体材料是100目的表面处理导热粉体材料。


5.按权利要求1或2所述尺寸稳定导热聚四氟乙烯薄片，其特征是：所述尺寸稳定导热聚四氟乙烯薄片的导热率为0.8～1.2W/m·k、在20℃～200℃温度范围内的热膨胀系数为0.3×10-4/℃～0.6×10-4/℃，可满足覆铜板的加工要求。


6.一种尺寸稳定导热聚四氟乙烯薄片的制备方法，其特征是步骤为：
a、配制混合物料：
将100质量份球形α相三氧化二铝粉与5～10质量份氟硅烷偶联剂混合均匀...

【专利技术属性】
技术研发人员：王志娟，唐荣芝，张世明，舒维，周柯，罗春明，
申请(专利权)人：四川东方绝缘材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51