一种利用不同极性溶剂改性的填料组合物、制备方法和应用技术

本发明专利技术提供了利用不同极性溶剂改性的填料组合物、制备方法和应用，该填料组合物是将无机填料微粉分散于极性差异较大的两种有机溶剂制成的混合溶剂中制备得到，混合溶剂包含至少一种极性值大于4的有机溶剂Ⅰ和至少一种极性值小于3的有机溶剂Ⅱ，所述的有机溶剂Ⅰ和有机溶剂Ⅱ互溶。该填料组合物兼具高极性与低极性，能在极性与非极性溶剂中稳定存在，制成的浆料具有良好的分散性和流动性，改善了在不同极性混合树脂体系中的相容性和流动性。

【技术实现步骤摘要】
一种利用不同极性溶剂改性的填料组合物、制备方法和应用
本专利技术涉及无机填料改性
，特别是涉及利用不同极性溶剂改性的填料组合物、制备方法和应用。
技术介绍
为提高树脂复合材料的机械强度、耐热性以及降低树脂复合物的热膨胀系数等特性，最有效的方法是向树脂胶水配方中加入尽量多的填料。但是，随着填料用量的增加，尤其是微纳米级填料时，将导致胶水体系粘度剧增，并且很难将填料均匀分散在树脂当中，复合材料的流动性难以改善，复合材料的性能也因此受到限制。为了解决高填料含量分散难的问题，目前已有采用制备填料浆料的方式进行改善，JP2001085650公开了将填料制备成浆料的方式，然后再添加到树脂复合材料中。该方法可有效解决微纳米填料在树脂体系中的团聚问题。JP2006036916A公开了将微米级的球硅与纳米级的球硅复配，再与溶剂通过一定的方法制备成浆料，再添加到树脂体系当中，该方法不仅能增加胶水体系中填料的含量，同时不会明显液体的粘度。但是随着科技的发展，尤其是5G技术的应用对一些复合材料，尤其是覆铜板在数据传输速度、传输频率的要求越来越高，在该要求下，复合材料生产厂家所使用的树脂由原来简单的采用环氧树脂、酚醛树脂等配方逐步转变为在体系需要添加部分低极性树脂，如碳氢树脂等，以达到高数据传输速度和高传输频率的要求。在这些既有极性材料又有低极性材料的复合配方当中，原本采用单一的方式制备填料浆料，如上述JP2001085650和JP2006036916A专利中公开的方式制备的浆料，其在应用过程中往往出现不相容的情况，如凝聚、粉末析出以及复合材料粘度高、流动性差的现象，大大影响复合材料的性能。因此，寻找一种能与具有不同极性的树脂体系相容性好，且得到的复合材料粘度低、流动性好的填料微粉浆料是目前亟待解决的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的就是要提供一种利用不同极性溶剂改性的填料组合物、制备方法和应用，该填料组合物兼具高极性与低极性，制成的浆料具有良好的分散性和流动性，改善了在不同极性混合树脂体系中的相容性和流动性。为实现上述目的，本专利技术是通过如下方案实现的：利用不同极性溶剂改性的填料组合物，是将无机填料微粉均匀分散于混合溶剂中，所述混合溶剂包含至少一种极性值大于4的有机溶剂Ⅰ和至少一种极性值小于3的有机溶剂Ⅱ，所述的有机溶剂Ⅰ和有机溶剂Ⅱ混溶成为一相，两者的重量比为1：0.1～1；所述无机填料微粉在填料组合物中的重量占比为50～90％。优选的，所述无机填料微粉在填料组合物中的重量占比为65～80％。当所述填料微粉的含量小于所述浆料组合物总质量的50wt％时，其固含量过低，影响使用经济性，并且降低树脂复合物的溶剂调配灵活性；当所述填料微粉的含量大于所述浆料组合物总质量的95wt％时，其固含量过高，其流动性差，无法使用。优选的，所述无机填料微粉选自二氧化硅、氧化铝、滑石、云母、高岭土、氢氧化铝、氢氧化镁、硼酸锌、锡酸锌、氧化锌、氧化钛、氮化硼、碳酸钙、硫酸钡、钛酸钡、硼酸铝、钛酸钾、E玻璃粉、S玻璃粉、D玻璃粉、中空玻璃微粉、勃姆石、具有核壳结构橡胶粉的中的任意一种或者至少两种的混合物。进一步优选的，所述无机填料微粉为球形二氧化硅、非球形二氧化硅中的一种或两者的组合。优选的，所述无机填料微粉的中位粒径D50为0.3～10μm。优选的，所述有机溶剂Ⅰ选自四氢呋喃、甲醇、丙酮、甲基乙基酮、甲基异丁基酮、N,N-二甲基甲酰胺中的任意一种或至少两种的组合；所述有机溶剂Ⅱ选自环己烷、石油醚、正己烷、甲苯、二甲苯中的任意一种或至少两种的组合。优选的，有机溶剂Ⅰ与有机溶剂Ⅱ的重量比为1：0.2～0.5。当极性值大于4有机溶剂与所述的极性值小于3的有机溶剂的重量比大于1：0.1时，则所制备的填料微粉浆料无法与具有低极性树脂的材料相容，会出现凝聚和粉末析出现象；极性值大于4有机溶剂与所述的极性值小于3的有机溶剂的重量比小于1：1时，则所制备的填料微粉浆料无法与具有极性树脂的材料相容，会出现分层团聚以及复合材料粘度过高的现象。优选的，所述填料组合物还包括助剂，所述助剂的用量为无机填料微粉重量的0.05～10％；所述助剂选自硅烷偶联剂、六甲基二硅氮烷、钛酸酯类处理剂、铝酸盐、锆酸盐、硬脂酸、油酸、月桂酸及其金属盐类、酚醛树脂、有机硅油或聚乙二醇中的任意一种或至少两种的混合物。进一步优选的，助剂的用量为无机填料微粉重量的0.1～5％。当所述处理剂的重量总和小于所述填料微粉总重量的0.05wt％时，填料微粉表面不能被完全包覆，制备得到的浆料粘度高，难以使用；当所处理剂的重量总和大于所述填料微粉总重量的10wt％时，过剩的处理剂将影响填料与溶剂以及树脂的接触界面，从而影响填料微粉与溶剂以及树脂的相容性，使得复合体系粘度增加，流动性变差。进一步优选的，所述助剂为改性有机硅，以重量份计，具体制备方法如下：先将1份正硅酸乙酯进行水解反应得到水解产物，0.7～0.9份二甲基十八烷基氯硅烷共缩聚，即得所述的改性有机硅。更进一步优选的，共缩聚的工艺条件为：45～55℃反应2～3小时。更进一步优选的，以重量份计，水解反应的具体方法如下：将0.01～0.05份水、0.01～0.03份冰乙酸、2～3份丁酮加入反应容器中，搅拌升温至58～62℃，缓慢滴加1份正硅酸乙酯，继续升温至68～72℃，保温搅拌1.5～2小时，自然冷却至室温(25℃)陈化放置1-7天。其中正硅酸乙酯的滴加时间为2～3小时。上述填料组合物的制备方法，是将填料组合物加入混合溶剂中，采用搅拌混合器、固液混合器、球磨机、超声波分散机、砂磨机或高压均质机等分散设备进行分散处理而得。为防止填料组合变性，优选在在非氧化性气氛下制备，进一步优选为氮气气氛下制备。上述填料组合物在不同极性混合树脂体系中作为填料的应用。一种树脂组合物，包含不同极性混合树脂体系以及上述填料组合物，其中，所述的不同极性混合树脂体系是由不同极性的树脂原料与树脂助剂、溶剂混合制成，填料组合物占树脂原料总重量的25～35％，树脂组合物的固含量为60～70w.t.％。优选的，填料组合物占树脂原料总重量的30％，树脂组合物的固含量为65w.t.％。优选的，以重量份计，所述树脂原料包含：环氧树脂40～80份，聚丁二烯20～60份，酚醛树脂10～20份。进一步优选的，所述树脂原料包含：环氧树脂60份，聚丁二烯40份，酚醛树脂15份。进一步优选的，所述树脂助剂包含：过氧化异丙苯固化剂6份，2-甲基咪唑0.05份。进一步优选的，所述环氧树脂为溴化双酚A型环氧树脂，陶氏化学制，环氧当量435，溴含量19％；所述聚丁二烯为B3000，日本曹达公司，1,2-乙烯含量90％；所述酚醛树脂为线型酚醛树脂TD2090，日本群荣制，羟基当量105。优选的，所述溶剂为丁酮。上述一种树脂组合物的制备方法，具体步骤如下：先将不同极性的树脂原料与树脂助剂、溶剂混合制成不同极性混合树脂体系，然后加入上述填料组合物，混匀即本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种利用不同极性溶剂改性的填料组合物，其特征在于，是将无机填料微粉均匀分散于混合溶剂中而得，所述混合溶剂包含至少一种极性值大于4的有机溶剂Ⅰ和至少一种极性值小于3的有机溶剂Ⅱ，所述的有机溶剂Ⅰ和有机溶剂Ⅱ混溶成为一相，两者的重量比为1：0.1～1；所述无机填料微粉在填料组合物中的重量占比为50～90％。/n

【技术特征摘要】
1.一种利用不同极性溶剂改性的填料组合物，其特征在于，是将无机填料微粉均匀分散于混合溶剂中而得，所述混合溶剂包含至少一种极性值大于4的有机溶剂Ⅰ和至少一种极性值小于3的有机溶剂Ⅱ，所述的有机溶剂Ⅰ和有机溶剂Ⅱ混溶成为一相，两者的重量比为1：0.1～1；所述无机填料微粉在填料组合物中的重量占比为50～90％。


2.根据权利要求1所述的填料组合物，其特征在于，所述无机填料微粉在填料组合物中的重量占比为65～80％。


3.根据权利要求1所述的填料组合物，其特征在于，所述无机填料微粉选自二氧化硅、氧化铝、滑石、云母、高岭土、氢氧化铝、氢氧化镁、硼酸锌、锡酸锌、氧化锌、氧化钛、氮化硼、碳酸钙、硫酸钡、钛酸钡、硼酸铝、钛酸钾、E玻璃粉、S玻璃粉、D玻璃粉、中空玻璃微粉、勃姆石、具有核壳结构橡胶粉的中的任意一种或者至少两种的混合物。


4.根据权利要求1所述的填料组合物，其特征在于，所述有机溶剂Ⅰ选自四氢呋喃、甲醇、丙酮、甲基乙基酮、甲基异丁基酮、N,N-二甲基甲酰胺中的任意一种或至少两种的组合；所述有机溶剂Ⅱ选自环己烷、石油醚、正己烷、甲苯、二甲苯中的任意一种或至少两种的组合。


5.根据权利要求1所述的填料组合物，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：张宁，姚丽君，唐梓正，徐文峰，
申请(专利权)人：广东彤泰新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44