一种PTFE基材的表面活化处理方法技术

本发明专利技术涉及一种PTFE基材的表面活化处理方法，包含两个步骤：首先，将PTFE基材进行电晕活化处理，利用高频高压下放电刀架和刀片的间隙产生的电晕放电，电离两极之间的空气，产生臭氧，氧化PTFE基材的表面分子，增加表面能，并使PTFE基材受电子冲击后表面粗糙度增大，进而初步改善PTFE基材的润湿性；其次，将经电晕活化处理的PTFE基材进行萘钠溶液处理，使PTFE基材表面的失去部分氟原子，然后在PTFE基材表面引入羟基、羰基和不饱和键等极性基团，增大表面能，高效均匀地提高润湿性。本发明专利技术可以实现高亲水性的PTFE基材表面活化处理效果，而且有利于连续式生产多层板用层间粘结片。利于连续式生产多层板用层间粘结片。

【技术实现步骤摘要】
一种PTFE基材的表面活化处理方法


[0001]本专利技术属于微波复合介质基板
，具体涉及一种高亲水性可连续生产的PTFE基材的表面活化处理方法。

技术介绍

[0002]随着现代通讯技术的不断发展，电子产品的需求不断增加，电子元器件向着小型化、轻量化、集成化的方向发展，高频电路多层化的需求日益增加，单纯的单层微波复合介质板已经不能满足使用要求，由微波基板粘结片材料和单层微波复合介质基板组成的多层微波复合介质基板的研究成为热点。
[0003]聚四氟乙烯（PTFE）树脂的介电常数低、损耗因子低，耐化学性和耐热性好，是目前微波复合介质基板的首选基材，但PTFE树脂的表面能低，流动性和粘结性极差，难以用作多层板层间的粘结材料。因此，开发一种综合性能优异的多层板用层间粘结材料，对电路基板行业的发展意义重大。
[0004]中国专利申请CN112442202A和CN112538184A、CN112538186A分别提供了一种PTFE基的表面活化处理方法，并在双面与介电树脂层相结合，形成具有较强粘结性能的粘结片。其中专利CN112442202A对PTFE基材进行表面处理的方法为将PTFE基材在萘钠溶液中浸泡后在用丙酮、蒸馏水清洗、干燥，此法虽可提高PTFE基材的表面能，提高与树脂层的粘接性，但因PTFE基材的表面亲水性差，直接对其进行萘钠表面处理，处理后的PTFE基材表面亲水性提高幅度不大，粘接片材料的芯层和表层的粘接性能不足，导致在极端使用条件下时容易发生粘接片材料自身的分层，影响后续使用。专利CN112538184A和CN112538186A中则是使用等离子体对PTFE基材进行表面处理，等离子体处理需要在低温真空环境中，须将待处理PTFE基材置于真空腔体中，因此该法可以处理PTFE片材，但无法进行PTFE卷材的处理，不利于后续粘结片材料连续式的生产。

技术实现思路

[0005]针对现有技术的不足，本专利技术开发了一种PTFE基材的表面活化处理方法，用来高效均匀改善PTFE基材表面的亲水性能，实现多层板用层间粘结片材料的高粘接质量，并有利于粘结片材料的工业化生产，是本领域的研究重点。
[0006]其目的在于不仅可以实现高亲水性的PTFE基材表面活化处理效果，而且有利于连续式生产多层板用层间粘结片。
[0007]本专利技术采用的技术方案是：一种PTFE基材的表面活化处理方法，PTFE基材为制备多层板用层间粘结片的中间层，与粘结于所述PTFE基材两面的粘接树脂层共同组成多层板用层间粘结片材料；具体步骤如下：（1）将PTFE基材进行电晕活化处理；将PTFE基材放置在电晕活化处理机的进料区域；启动电晕活化处理机，利用高频高压，在放电刀架和刀片的间隙产生电晕放电，使
两极之间的空气电离，在PTFE基材表面形成等离子区域，使得PTFE基材表面成为非极性表面，达到改性；另外空气在高压电场中电离，产生臭氧，氧化PTFE基材的表面分子，使PTFE基材由非极性转化成极性，表面能得到提高；同时，电子冲击后， PTFE基材表面粗糙度增大，表面活性随之增大，使PTFE基材润湿性改善；所述的电晕活化处理的电压为1000V~20000V；所述的电晕活化处理的处理时间为5s~600s；所述的电晕活化处理的放电间隙为0.5 cm ~5cm；所述的电晕活化处理的电晕速度为0.1~100m/min；所述的电晕活化处理的功率为200W~5000W；所述PTFE基材的电晕处理深度为5~15nm；所述PTFE基材经电晕处理后的接触角为90
°
～100
°
；（2）将经电晕活化处理后的PTFE基材再进行萘钠溶液处理；将PTFE基材浸泡于萘钠溶液中处理，或在PTFE基材上刷涂或喷涂萘钠溶液使PTFE基材表面形成一萘钠处理液薄层；处理完成后将PTFE基材用丙酮或乙醇溶剂洗涤，再用水清洗；所述萘钠溶液的浓度为0.3 mol/L～10mol/L；所述萘钠溶液处理的时间为5s～600s；所述PTFE基材经电晕处理后的接触角为30
°
～80
°
。
[0008]所述PTFE基材的厚度为20μm～100μm。
[0009]所述步骤（1）中电晕活化处理的空气为水蒸气、N2O、N2中的一种。
[0010]相比现有技术，本专利技术具有以下特点：本专利技术提供的表面处理方法中将电晕活化处理作为PTFE基材预处理过程，使PTFE基材表面的接触角由115
°
的降至90
°
~100
°
，一定程度上提升了PTFE基材的表面润湿性，在此基础上再进行萘钠溶液处理时，可以大幅提升PTFE基材的表面能，使PTFE基材的表面亲水性能达到极佳状态，同时还避免了单纯直接进行萘钠溶液处理造成的PTFE基材表面“花纹”，获得高均匀性的表面处理效果，经本专利技术提供的表面处理方法处理的PTFE基材与介电树脂层发生高强度的高均匀稳定地粘结，其耐热性、高温可靠性高，可以满足多层印制电路板的制造工艺需求和后续应用需求。
[0011]同时，本专利技术提供的表面处理方法中电晕活化处理操作简单、控制容易、处理时间短、速度快，可对PTFE基材直接进行在线处理，处理范围浅，不会影响材料机械性能，有利于后续粘结片材料的连续式生产。
[0012]具体实施方法下面通过具体实施方法来进一步说明本专利技术的技术方案。本领域技术人员应该明了，所述实施例仅仅是帮助理解本专利技术，不应视为对本专利技术的具体限制。
[0013]本专利技术实施例及对比例中用到的实验材料如下：（1）PTFE基材Ⅰ：将106型电子级玻璃布在含有50wt%球型二氧化硅陶瓷粉的PTFE复合浆料（聚四氟乙烯PTFE的平均粒径0 .3～0 .5μm）中常温浸渍，进而180℃干燥、300℃烧结30min得到；（2）PTFE基材Ⅱ：将含有20wt%角型二氧化硅陶瓷粉的PTFE复合浆料连续涂布与高
分子底膜，进而110℃烘干、220℃固化后，在剥离转轴上与底膜进行剥离得到；（3）萘钠溶液：向洁净干燥的三口烧瓶中加入128g（1mol）精细萘，再加入四氢呋喃，搅拌溶解；进而向三口烧瓶中逐步加入23g（1mol）金属钠，通入干燥氩气，控制温度在5～10℃之间，搅拌2h后得到萘钠溶液。
[0014]（4）电晕活化处理机，电晕活化处理机是膜材电晕机或片材电晕机或连接于PTFE生产设备上的电晕装置。
[0015]PTFE基材的成型方法包含挤出、模压、压延、车削、流延、涂布、浸渍，PTFE基材中可填充无机填料、玻璃纤维等增强材料。
[0016]实施例1（1）将厚度为100μm的PTFE基材Ⅰ用乙醇清洗、除去油污，烘干；然后将其置于电晕处理机中，，设置电压为3000V、电晕间隙1cm，电晕速度为0.5m/min、功率为1kW、在空气中处理60s后取出，得到电晕活化处理后的PTFE基片Ⅰ；（2）将经电晕活化处理后的PTFE基材Ⅰ浸泡于干燥氮气保护氛围下的萘钠溶液中，萘钠溶液的浓度为0 .8mol/L，浸泡300s后取出，分别本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种PTFE基材的表面活化处理方法，其特征在于：PTFE基材为制备多层板用层间粘结片的中间层，与粘结于所述PTFE基材两面的粘接树脂层共同组成多层板用层间粘结片材料；具体步骤如下：（1）将PTFE基材进行电晕活化处理；将PTFE基材放置在电晕活化处理机的进料区域；启动电晕活化处理机，利用高频高压，在放电刀架和刀片的间隙产生电晕放电，使两极之间的空气电离，在PTFE基材表面形成等离子区域，使得PTFE基材表面成为非极性表面，达到改性；另外空气在高压电场中电离，产生臭氧，氧化PTFE基材的表面分子，使PTFE基材由非极性转化成极性，表面能得到提高；同时，电子冲击后， PTFE基材表面粗糙度增大，表面活性随之增大，使PTFE基材润湿性改善；所述的电晕活化处理的电压为1000V~20000V；所述的电晕活化处理的处理时间为5s~600s；所述的电晕活化处理的放电间隙为0.5 cm ~5cm；所述的电晕活化处理的电晕速度为0.1~100m/min；所述的电晕活化处理的功率为2...

【专利技术属性】
技术研发人员：窦瑛，冯春明，贾倩倩，武聪，王军山，李强，洪颖，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第四十六研究所，
类型：发明
国别省市：