一种低介电合金材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种低介电合金材料及其制备方法和应用，所述低介电合金材料，按重量份数计，包括组分：液晶聚合物50~80份；四氟乙烯‑六氟丙烯共聚物10~30份；玻璃纤维10~20份；相容剂1~9份。本发明专利技术通过选用特定结构的液晶聚合物，同时添加特定量的四氟乙烯‑六氟丙烯共聚物和特定量的玻璃纤维，制得兼具低介电常数、优异力学性能和良好加工流动性的液晶聚酯合金材料，能够满足目前电子电气领域的发展对低介电材料的需求。

【技术实现步骤摘要】
一种低介电合金材料及其制备方法和应用
本专利技术涉及高分子材料领域，具体涉及一种低介电合金材料及其制备方法和应用。
技术介绍
热致性液晶聚酯具有优异的熔融流动性、耐热性、强度和刚度，特别适合制作薄壁、结构复杂、采用表面安装工艺的产品，被广泛用作电子电气零部件及光学零部件。随着电子信息技术的飞速发展，电子产品集成度不断提高，工作频率范围扩大，要求电子元件有更高的信号传播速度和传输效率，因此，对于材料提出更高的性能要求。介电常数越低越有利于信号的传输，目前电子电气设备要求材料的介电常数要低于2.8，同时要求具有优异的力学性能和加工性能。现有技术中有通过在体系中引入纳米或微米级的微孔来降低材料的介电常数，如使用中空玻璃微球填充，可以明显降低液晶聚酯材料的介电常数，但同时会使材料的机械强度大幅下降，尤其是无缺口冲击强度，且影响材料的流动性。本专利技术主要研究如何降低液晶聚酯材料的介电常数的同时，能够使材料具有优异的力学性能和流动性，满足目前电子电气的发展需求。
技术实现思路
本专利技术目的在于，提供一种低介电合金材料，介电常数低，且具有优异的力学性能和流动性。本专利技术的另一目的在于，提供上述低介电合金材料的制备方法。本专利技术是通过以下技术方案实现的：一种低介电合金材料，按重量份数计，包括如下组分：液晶聚合物50~80份；四氟乙烯-六氟丙烯共聚物10~30份；玻璃纤维10~20份；相容剂1~9份。优选的，所述的低介电合金材料，按重量份数计，包括如下组分：液晶聚合物65~80份；四氟乙烯-六氟丙烯共聚物20~30份；玻璃纤维10~20份；相容剂1~9份。本专利技术所述的液晶聚合物具有如下式（Ⅰ）~式（Ⅱ）重复单元结构：式（Ⅰ）式（Ⅱ）所述x：y=（1~2）：（3~5）；所述式（Ⅰ）中R1的结构选自、、、或中的任意一种或几种，其中，R3选自、、、杂环芳香基团或多环芳香基团中的任意一种；所述n为大于或等于1的正整数；所述R4选自、、、、、、、、氧原子、硫原子或高于6个碳原子的直链或支化的脂肪族二价基团中的任意一种，其中，n2为1~6的正整数；所述杂环芳香基团是指构成环的原子除碳原子外，还至少含有一个杂原子的芳香基团；所述多环芳香基团是指两个或两个以上苯环以稠环形式相连的芳香基团。所述式（Ⅰ）中R2的结构为、、、杂环芳香基团或多环芳香基团中的任意一种或几种；所述n为大于或等于1的正整数；所述R4选自、、、、、、、、氧原子、硫原子或高于6个碳原子的直链或支化的脂肪族二价基团中的任意一种，其中，n2为1~6的正整数；所述杂环芳香基团是指构成环的原子除碳原子外，还至少含有一个杂原子的芳香基团；所述多环芳香基团是指两个或两个以上苯环以稠环形式相连的芳香基团。优选的，所述式（Ⅰ）中R1的结构为、或中的任意一种或几种；所述式（Ⅰ）中R2的结构为、或中的任意一种或几种。本专利技术选用的液晶聚合物，在侧链上引入了可活动的极性较低的甲基基团，聚合物自由体积数增加，使单位体积分子极化数目减少，此外，液晶聚合物非共轭环减少，分子链中电子流动性降低，从而降低介电常数。所述的液晶聚合物可通过以下制备方法制得：在反应釜中加入乙酸酐溶液，再加入对羟基苯甲酸、二酸单体、二酚单体和催化剂，升温至50~160℃乙酰化1~2h，然后以30~50℃/h速率升温至285~335℃，并保温反应0.5~3h，高温出料、冷却后，切粒或粉碎，得到预聚物；将得到的预聚物投入反应釜，在低于预聚物熔点20~30℃的条件下进行固相缩聚反应5~48小时，制得液晶聚合物。其中，所述乙酸酐的用量为对羟基苯甲酸、二酚单体中羟基摩尔数之和的1.1~1.5倍；所述催化剂的用量为单体总摩尔数的0.01%~0.1%。所述的二酸单体选自对苯二甲酸、间苯二甲酸、芳香型二醚二酸中的任意一种或几种；所述的芳香型二醚二酸选自双酚A型二醚二酸、双酚S型二醚二酸、联苯二酚型二醚二酸、6,6’-二羟基-2,2’-联吡啶型二醚二酸、2,6-萘二酚型二醚二酸、二(4,4'-二羟基)苯基乙炔型二醚二酸、4,4'-二羟基二苯甲酮二醚二酸、4,4'-二羟基二苯醚二醚二酸、4,4'-二羟基二苯硫醚二醚二酸或苯酚型二醚二酸中的任意一种或几种。所述的芳香型二醚二酸可以通过市购获得；也可通过常规的一步合成法或二步加氢还原法制得。所述的二酚单体选自双酚A、双酚S、联苯二酚、对苯二酚、二(4,4'-二羟基)苯基乙炔、4,4'-二羟基二苯甲酮、4,4'-二羟基二苯醚、4,4'-二羟基二苯硫醚、2,6-萘二酚中的任意一种或几种。所述催化剂选自含氮有机物或乙酸盐中的任意一种；具体的，所述催化剂选自N-甲基咪唑、乙酸锌、乙酸钾、乙酸镁或乙酸钙中的任意一种。四氟乙烯-六氟丙烯共聚物的分子极性低，具有较低的介电常数。本专利技术经研究发现，在特定结构的液晶聚合物中添加特定量四氟乙烯-六氟丙烯共聚物，可显著降低材料的介电常数，同时保持优异的力学性能和加工流动性。本专利技术的玻璃纤维选自短切玻璃纤维；本专利技术通过选择加入短切玻璃纤维，可以有效提增强材料强度和保持良好的加工流动性。优选的，所述的短切玻璃纤维长度为3~10mm。所述的相容剂选自马来酸酐。根据材料性能需求，本专利技术的低介电合金材料，按重量份数计，还包括0.1~0.5份的抗氧剂；所述的抗氧剂选自四[β-（3,5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸]季戊四醇酯、β-（3,5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸正十八碳醇酯、1,3,5-三甲基-2,4,6-（3,5-二叔丁基-4-羟基苯甲基）苯、2,8-二叔丁基-4-甲基苯酚中的任意一种或几种。本专利技术还提供了上述低介电合金材料的制备方法，包括以下步骤：按照配比，将各组分加入到双螺杆挤出机，进行熔融混炼，挤出造粒，制得低介电合金材料。本专利技术还提供了上述低介电合金材料的应用，可应用于电子电气设备、5G产品设备、航天航空或精密仪器领域。本专利技术与现有技术相比，具有如下有益效果：本专利技术通过选用特定结构的液晶聚合物，同时添加特定量的四氟乙烯-六氟丙烯共聚物和特定量的玻璃纤维，制得兼具低介电常数、优异力学性能和良好加工流动性的液晶聚酯合金材料，能够满足目前电子电气领域的发展对低介电材料的需求。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本专利技术，但不以任何形式限制本专利技术。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本专利技术的保护范围。本专利技术实施例和对比例所用的液晶聚合物通过自制获得，其他原料或试剂均来源于市购，但不限于这些材料。液晶聚合物的制备：按照表1配比，在反应釜中加入乙酸酐溶液，再加入对羟基苯甲酸、二酸单体、二酚单体和N-甲基咪唑，升温至50~160℃乙酰化1~2h，然后以30~50℃/本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种低介电合金材料，其特征在于，按重量份数计，包括如下组分：/n液晶聚合物 50~80份；/n四氟乙烯-六氟丙烯共聚物 10~30份；/n玻璃纤维 10~20份；/n相容剂 1~9份。/n

【技术特征摘要】
1.一种低介电合金材料，其特征在于，按重量份数计，包括如下组分：
液晶聚合物50~80份；
四氟乙烯-六氟丙烯共聚物10~30份；
玻璃纤维10~20份；
相容剂1~9份。


2.根据权利要求1所述的低介电合金材料，其特征在于，按重量份数计，包括如下组分：
液晶聚合物65~80份；
四氟乙烯-六氟丙烯共聚物20~30份；
玻璃纤维10~20份；
相容剂1~9份。


3.根据权利要求1~2任一项所述的低介电合金材料，其特征在于，所述的液晶聚合物具有如下式（Ⅰ）~式（Ⅱ）重复单元结构：

式（Ⅰ）

式（Ⅱ）
所述x：y=（1~2）：（3~5）；
所述式（Ⅰ）中R1的结构选自、、、或中的任意一种或几种，其中，R3选自、、、杂环芳香基团或多环芳香基团中的任意一种；所述n为大于或等于1的正整数；所述R4选自、、、、、、、、氧原子、硫原子或高于6个碳原子的直链或支化的脂肪族二价基团中的任意一种，其中，n2为1~6的正整数；所述杂环芳香基团是指构成环的原子除碳原子外，还至少含有一个杂原子的芳香基团；所述多环芳香基团是指两个或两个以上苯环以稠环形式相连的芳香基团。


4.所述式（Ⅰ）中R2的结构为、、、杂环芳香基团或多环芳香基团中的任意一种或几种；所述n为大于或等于1的正整数；所述R4选自、、、、、、、、氧原子、硫原子或高于6个碳原子的直链或支...

【专利技术属性】
技术研发人员：王贤文，廖坚良，李培骏，黄文刚，潘宏程，梁军，
申请(专利权)人：桂林理工大学，广东优巨先进新材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广西;45