一种碳纳米管增强玻璃纤维复合材料及PCB板制造技术

本发明专利技术提供一种具有一定功能性的碳纳米管增强玻璃纤维复合材料及PCB板，本发明专利技术提供的碳纳米管增强玻璃纤维复合材料，包括玻璃纤维布层及涂布于所述玻璃纤维布层上的碳纳米管增强层，所述碳纳米管增强层的材料包括环氧树脂和碳纳米管，所述碳纳米管增强玻璃纤维复合材料的电导率为10

A carbon nanotube reinforced glass fiber composite and PCB board

【技术实现步骤摘要】
一种碳纳米管增强玻璃纤维复合材料及PCB板


[0001]本专利技术属于材料制造
，具体涉及一种碳纳米管增强玻璃纤维复合材料及PCB板。

技术介绍

[0002]轻质、高强、高韧的玻璃纤维复合材料(Glass Fiber Reinforced Plastic,GFRP)不仅具有优秀的吸震效果，而且此材料应用在汽车工业领域上，可有效实现汽车轻量化、提高车身强度、降低燃油消耗等，也正因此玻璃纤维复合材料在汽车工业中得到了广泛的应用。大数据时代下，玻璃纤维复合材料可被用作PCB的基板材料，PCB板常用的基板FR
‑
4是由铜箔与浸渍阻燃性环氧树脂玻璃纤维布层压而成，具有较高的机械性能、较好的耐热性和耐潮性，并有良好的机械加工性。
[0003]随着5G时代的到来，信息技术对PCB基板也有着越来越高的要求。现有技术中，一般会在PCB基板上镶嵌芯片以及制备覆铜板电路涂层来实现导电和信号传输，在信号传输的时候会导致PCB板出现额外的小磁场，尤其是面对5G大量信号传输的时候，这种小磁场会偏强，会对PCB板本身的使用产生影响，并且现有的PCB板，无法观测到PCB板的界面是否发生剥离，无法得知PCB板被破坏的情况，无法预测PCB板的剩余寿命。因此，需要一种新型材料来取代之前的FR
‑
4，作为新的PCB板的基板材料。

技术实现思路

[0004]针对现有技术的不足，本专利技术提供一种具有一定功能性的碳纳米管增强玻璃纤维复合材料及PCB板。
[0005]本专利技术提供一种碳纳米管增强玻璃纤维复合材料，包括玻璃纤维布层及涂布于所述玻璃纤维布层上的碳纳米管增强层，所述碳纳米管增强层的材料包括环氧树脂和碳纳米管，所述碳纳米管增强玻璃纤维复合材料的电导率为10
‑8(S
·
cm
‑
1)至10
‑3(S
·
cm
‑
1)，所述碳纳米管增强玻璃纤维复合材料在外力的作用下电阻的变化率的数值为
‑
5至10，所述电阻的变化率为：变化电阻值/初始电阻值，所述碳纳米管增强层中，碳纳米管的质量分数为0.05％
‑
0.8％。
[0006]优选地，所述碳纳米管增强玻璃纤维复合材料的电导率为10
‑5至10
‑3(S
·
cm
‑
1)；所述碳纳米管增强玻璃纤维复合材料在力电耦合场下，以20mm/min的条件拉伸时，拉力值为1％
‑
6％范围内的电阻的变化率为
‑
0.2至0.8；所述碳纳米管增强玻璃纤维复合材料在力电耦合场下，以20mm/min的条件弯曲时，材料位移1mm
‑
7mm范围内的电阻的变化率为
‑
1至7。
[0007]优选地，所述碳纳米管增强玻璃纤维复合材料的制备方法包括如下步骤：
[0008](1)将碳纳米管加入固化剂溶液中，并进行第一次超声处理后，加入环氧树脂混合，然后进行第二次超声处理，得到混合溶液，所述混合溶液中，碳纳米管的质量分数为0.1
‑
0.6％；
[0009](2)将步骤(1)处理后的混合溶液涂布于玻璃纤维布上，得到玻璃纤维复合材料；
[0010](3)将步骤(2)处理后的玻璃纤维复合材料放入压机中进行压合，所述压机的压力为10kN
‑
30kN，压机的工作温度为150℃
‑
300℃，压机的工作时间为80mins
‑
150mins。
[0011]优选地，所述步骤(1)的混合溶液中，碳纳米管的质量分数为0.2％
‑
0.5％。
[0012]优选地，所述步骤(1)中，超声处理的超声功率为170W
‑
180W，超声频率为30KHz
‑
50KHz，
[0013]第一次超声处理的时间为20mins
‑
40mins，第二次超声处理的时间为20mins
‑
40mins。
[0014]优选地，所述步骤(1)中，将碳纳米管加入固化剂溶液中还包括搅拌的步骤，所述搅拌的速度为100
‑
200r/min，搅拌时间为5mins
‑
10mins；
[0015]所述第二次超声处理后，还包括抽真空的步骤，所述抽真空的时间为10
‑
20mins，所述抽真空温度为20℃
‑
30℃；
[0016]所述混合溶液中，固化剂和环氧树脂的重量比为：(1
‑
2)：(1
‑
2)。
[0017]优选地，所述碳纳米管在使用前还需要干燥处理，所述干燥温度为50℃
‑
70℃，干燥时间为20
‑
26小时。
[0018]优选地，所述步骤(2)中，混合溶液涂布于玻璃纤维布上，还包括采用5N
‑
15N的压力排出玻璃纤维布的气泡的步骤；
[0019]优选地，所述步骤(3)中，将玻璃纤维复合材料放入压机中进行压合的具体步骤为：
[0020]将所述玻璃纤维复合材料置于两片钢板上，玻璃纤维复合材料四周放置钢质垫片保证复合材料的厚度，质垫片的最外层使用蛇胶固定。
[0021]本专利技术还提供一种PCB板，包括基板和位于所述基板上方的线路层，所述基板采用所述的碳纳米管增强玻璃纤维复合材料制备得到，所述基板包括多层玻璃纤维布层及多层碳纳米管增强层，所述玻璃纤维布层和碳纳米管增强层相互交错层叠设置。
[0022]本专利技术还提供一种PCB板，包括基板和位于所述基板上方的线路层，所述基板采用所述的碳纳米管增强玻璃纤维复合材料制备得到，所述基板包括多层玻璃纤维布层及多层碳纳米管增强层，所述玻璃纤维布层和碳纳米管增强层相互交错层叠设置。
[0023]本专利技术提供的具有旋风筒的碳纳米管增强玻璃纤维复合材料具有一定的功能性。
附图说明
[0024]通过附图中所示的本专利技术优选实施例更具体说明，本专利技术上述及其它目的、特征和优势将变得更加清晰。在全部附图中相同的附图标记指示相同的部分，且并未刻意按实际尺寸等比例缩放绘制附图，重点在于示出本的主旨。
[0025]图1为本专利技术实施例1
‑
3制备的碳纳米管增强玻璃纤维复合材料在力电耦合场下做的拉伸实验数据图；
[0026]图2为本专利技术实施例1
‑
3制备的碳纳米管增强玻璃纤维复合材料在力电耦合场下做的弯曲实验数据图；
[0027]图3为本专利技术实施例1
‑
4制备的碳纳米管增强玻璃纤维复合材料杨氏模量和抗拉强度测试结果数据图；
[0028]图4为本专利技术实施例1提供的碳纳米管增强玻璃纤维复合材料在扫描电镜SEM下碳
纳米管在玻璃纤维布的排布情况。
[0029]图5为本专利技术提供的碳纳米管增本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种碳纳米管增强玻璃纤维复合材料，其特征在于，包括玻璃纤维布层及涂布于所述玻璃纤维布层上的碳纳米管增强层，所述碳纳米管增强层的材料包括环氧树脂和碳纳米管，所述碳纳米管增强玻璃纤维复合材料的电导率为10
‑8(S
·
cm
‑1)至10
‑3(S
·
cm
‑1)，所述碳纳米管增强玻璃纤维复合材料在外力的作用下电阻变化率的数值为
‑
5至10，所述电阻的变化率为：变化电阻值/初始电阻值，所述碳纳米管增强层中，碳纳米管的质量分数为0.05％
‑
0.8％。2.如权利要求1所述的碳纳米管增强玻璃纤维复合材料，其特征在于，所述碳纳米管增强玻璃纤维复合材料的电导率为10
‑5至
‑
10
‑3(S
·
cm
‑1)；所述碳纳米管增强玻璃纤维复合材料在力电耦合场下，以20mm/min的条件拉伸时，拉力值为1％
‑
6％范围内的电阻的变化率为
‑
0.2至0.8；所述碳纳米管增强玻璃纤维复合材料在力电耦合场下，以20mm/min的条件弯曲时，材料位移1mm
‑
7mm范围内的电阻的变化率为
‑
1至7。3.如权利要求1所述的碳纳米管增强玻璃纤维复合材料，其特征在于，所述碳纳米管增强玻璃纤维复合材料的制备方法包括如下步骤：(1)将碳纳米管加入固化剂溶液中，并进行第一次超声处理后，加入环氧树脂混合，然后进行第二次超声处理，得到混合溶液，所述混合溶液中，碳纳米管的质量分数为0.1
‑
0.6％；(2)将步骤(1)处理后的混合溶液涂布于玻璃纤维布上，得到玻璃纤维复合材料；(3)将步骤(2)处理后的玻璃纤维复合材料放入压机中进行压合，所述压机的压力为10kN
‑
30kN，压机的工作温度为150℃
‑
300℃，压机的工作时间为80mins
‑
150mins。4.如权利要求3所述的碳纳米管增强玻璃纤维复合材料，其特征在于，所述步骤(1...

【专利技术属性】
技术研发人员：屈慕超，秦怡靖，蔡锦锋，韩雷，高群，姚树标，赖新方，刘宪虎，吴劲，徐伟，
申请(专利权)人：广东技术师范大学，
类型：发明
国别省市：