介电性能可调控的高模量LDS工程塑料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种介电性能可调控的高模量激光直接成型(LDS)材料，按照重量百分比计，其包含以下组分：10

【技术实现步骤摘要】
介电性能可调控的高模量LDS工程塑料及其制备方法


[0001]本专利技术属于功能高分子材料领域，具体涉及一种介电性能可调控的高模量LDS工程塑料及其制备方法。

技术介绍

[0002]5G时代，电子器件向着小型化、多功能化和轻量化发展，具有高介电常数、低介电损耗的材料成为行业关注的热点。要实现电子器件的小型化、轻量化设计，需要提高材料的介电常数；同时，5G高频高速传输要求材料的介电损耗角正切要小，以降低输送损失。以线路板的设计为例，基于高介电材料良好的储存电能和均匀电场的性能，采用高介电常数材料可减小电路尺寸，节省电路空间，缩小天线面积，降低材料成本和组装成本。
[0003]LDS即激光直接成型，其原理是将普通的塑胶元件/电路板赋予电气互连功能、支撑元器件功能和塑料壳体的支撑、防护等功能，以及由机械实体与导电图形结合而产生的屏蔽、天线等功能结合于一体，形成所谓3D
‑
MID，可在塑料件上利用激光镭射技术直接三维打印电路板，并适用于局部细线路制作。与传统的电路板相比，LDS技术的显著优点是能够有效减小产品体积，提高可靠性，同时线路设计也更为灵活，从而为产品创新提供有力支持。以通讯领域为例，现代通信技术的发展带来的使用频率增高，频段的扩大与元器件密度的增长要求在现有装配情况下的空间提供高频应用，随之带来的对天线的要求也更高。基于LDS技术制作的三维天线已被证实在毫米波段的5G通信方面具有很强的适用性。
[0004]新一代5G通信技术需要搭建比4G更加复杂的基础设施架构系统(例如天线罩和天线、移相器和射频滤波器等)，相应地对所用聚合物材料的综合性能有很高的要求，如定制化的介电性能、LDS功能性、良好的加工性能和机械性能，以及更好的减重和设计自由度。为了提高聚合物的介电常数，常用的方法是在聚合物基体中添加高介电常数的无机陶瓷材料，通过有机无机复合的方式来得到高介电常数材料；与此同时复合体系中加入一定量的玻纤等无机填料以获得更高的模量，以满足应用设计端对于金属替代的要求。但在高含量的介电陶瓷材料和无机增强填充条件下，复合材料的机械性能必然会受到影响，尤其对于LDS工程塑料体系具有更高的技术难度。因此，如何平衡介电性能、力学性能和LDS功能性的要求，是开发高介电LDS材料的技术难点。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种介电性能可调控的高模量LDS工程塑料。
[0006]为达到上述目的，本专利技术采用的技术方案是：一种介电性能可调控的高模量激光直接成型(LDS)工程塑料，主要由如下重量百分比的组分制成：聚碳酸酯10
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25％、聚碳酸酯
‑
聚硅氧烷共聚物10
‑
20％、激光直接成型添加剂2
‑
6％、高介电陶瓷填料20
‑
50％、增韧剂0.5
‑
5％、二氧化钛5
‑
20％、玻璃纤维20
‑
30％、其它添加剂0.5
‑
5％。
[0007]作为优选，主要由如下重量百分比的组分制成：聚碳酸酯10
‑
20％、聚碳酸酯
‑
聚硅氧烷共聚物10
‑
20％、激光直接成型添加剂2
‑
6％、高介电陶瓷填料20
‑
40％、增韧剂0.5
‑
3％、二氧化钛5
‑
20％、玻璃纤维20
‑
30％、其它添加剂0.5
‑
3％。
[0008]作为优选，所述二氧化钛和高介电陶瓷填料的重量比为1:1～1:7。
[0009]本专利技术中，所述的聚碳酸酯包含具有重复结构碳酸酯单元的均聚碳酸酯，可以为脂肪族聚碳酸酯，脂环族聚碳酸酯或芳香族聚碳酸酯中一种或两种的混合物。本专利技术中，适宜的聚碳酸酯可以通过例如界面聚合和熔体聚合等方法制备。在一种特定的实施方式中，聚碳酸酯是源自双酚A的线性均聚物，即含有双酚A结构的聚碳酸酯。聚碳酸酯通过凝胶渗透色谱法测得的重均分子量为约18000至约35000。所述聚碳酸酯为双酚A聚碳酸酯树脂产品，在300℃、1.2Kg条件下的MFR为8
‑
20g/min。
[0010]本专利技术中，所述聚碳酸酯
‑
聚硅氧烷共聚物含有包含下述通式(I)所示的重复单元的聚碳酸酯嵌段和含有下述通式(II)所示的重复单元的聚有机硅氧烷嵌段：
[0011][0012]其中，R
a
和R
b
可以各自代表H、卤素、C1
‑
C12烷基基团或其组合。例如，R
a
和R
b
可以各自是H、C1
‑
C3烷基基团，特别是甲基，与每个亚芳基基团上的羟基基团邻位排列。作为具体的优选方案，R
a
和R
b
为H。p和q各自独立地是0至4的整数。X可以是连接两个羟基取代的芳香族基团的桥连基，其中桥连基和每个C6亚芳基基团的羟基取代基彼此以邻位、间位或对位排列在C6亚芳基基团上。X可以为亚甲基或者烷基(比如甲基)取代亚甲基(
‑
CH(CH3)2‑
)。
[0013][0014]其中，R1和R2各自独立地表示氢原子、卤素原子或C1
‑
C6的烷基(比如甲基、乙基、丙基、异丙基等)、C1
‑
C6的烷氧基(例如甲氧基、乙氧基等)或C6
‑
C12的芳基(比如苯基、取代苯基等)。作为具体的优选，所述R1和R2各自独立选择甲基。
[0015]本专利技术中，所述的聚碳酸酯
‑
聚硅氧烷共聚物可以包含50
‑
99重量百分比的碳酸酯单元和1至50重量百分比的硅氧烷单元。在该范围内，聚碳酸酯
‑
聚硅氧烷共聚物可以包含65
‑
99重量百分比的碳酸酯单元和1
‑
35重量百分比的硅氧烷单元，更具体地，包含70
‑
98重量百分比的碳酸酯单元和2
‑
30重量百分比的硅氧烷单元。
[0016]作为优选，所述的聚碳酸酯
‑
聚硅氧烷共聚物中聚碳酸酯单元为双酚A结构的聚碳酸酯单元结构。
[0017]所述的聚碳酸酯
‑
聚硅氧烷共聚物重均分子量为20000
‑
40000。
[0018]本专利技术中，所述激光直接结构化添加剂为具有尖晶石或八面体晶体结构的金属化合物和/或金属配合物，其中游离状态的金属离子含量小于1ppm，介电损耗<0.005(频率1MHz)。所述金属化合物可以为锌的氧化物、锌的有机化合物、铜的氧化物、铜的有机化合物、钴的氧化物、钴的有机化合物、镁的氧化物、镁的有机化合物、锡的氧化物、锡的有机化合物、钛的氧化物、钛的有机化合物、铁的氧化物、铁的有机化合物、铝的氧化物、铝的有机化合物、镍的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种介电性能可调控的高模量LDS工程塑料，其特征在于，主要包括聚碳酸酯、聚碳酸酯
‑
聚硅氧烷共聚物、激光直接成型添加剂、高介电陶瓷填料、增韧剂、二氧化钛、玻璃纤维和其它添加剂，所述各组分的重量百分比为：2.根据权利要求1所述的介电性能可调控的高模量LDS工程塑料，其特征在于，所述聚碳酸酯
‑
聚硅氧烷共聚物中包含1
‑
50重量百分比的硅氧烷单元；所述聚碳酸酯为双酚A聚碳酸酯树脂产品，在300℃、1.2Kg条件下的MFR为8
‑
20g/min。3.根据权利要求1所述的介电性能可调控的高模量LDS工程塑料，其特征在于，所述激光直接成型添加剂包括碱式磷酸铜、铜铬黑、锡酸锌、焦磷酸锡、磷酸锡、二氧化锡、焦磷酸亚锡、氧化亚锡中的一种或几种；其中游离状态的金属离子含量小于1ppm，介电损耗<0.005(频率1MHz)。4.根据权利要求1所述的介电性能可调控的高模量LDS工程塑料，其特征在于，所述高介电陶瓷填料选自钛酸钡、钛酸镁、钛酸锶、钛酸铜钙、钛酸锶钡中的一种或几种的组合。5.根据权利要求1所述的介电性能可...

【专利技术属性】
技术研发人员：李莹，吴彤，
申请(专利权)人：无锡赢同新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：