一种低介电无卤阻燃纳米注塑材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供一种低介电无卤阻燃纳米注塑材料及其制备方法和应用，所述低介电无卤阻燃纳米注塑材料包括聚对苯二甲酸丁二醇酯

【技术实现步骤摘要】
一种低介电无卤阻燃纳米注塑材料及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于纳米注塑材料
，具体涉及一种低介电无卤阻燃纳米注塑材料及其制备方法和应用
。

技术介绍

[0002]聚对苯二甲酸丁二醇酯
(PBT)
，它是分子内具有重复单元酯基的线性高分子，由对苯二甲酸和丁二醇缩聚而成
。
其为乳白色半透明到不透明的半结晶型热塑性聚酯，具有良好的流动性能
、
高耐热性
、
易着色
、
耐疲劳性
、
自润滑性
、
低摩擦系数和耐有机溶剂性，且能够与金属材料形成“锚栓效应”，适合纳米注塑成型技术，但其阻燃性能一般，且抗冲击强度不佳
、
韧性差，介电常数和介电损耗难以满足
5G
技术对介电性能的要求
。
[0003]CN111793335A
公开了一种低介电纳米注塑材料，所述低介电纳米注塑材料包括以下重量份数的原料：聚对苯二甲酸丁二醇酯
PBT 50
‑
70
份
、
低介电增强体
20
‑
50
份
、
增韧剂2‑6份
、
成核剂1‑4份
、
分散剂
0.2
‑2份
、
相容剂
0.2
‑2份
、
抗氧剂
0.5
‑2份和炭黑
0.5<br/>‑2份
。
该技术方案提供的低介电纳米注塑材料具有低介电强度和损耗，但缺口冲击强度较低，韧性差
。
[0004]CN115637029A
公开了一种纳米注塑用高性能
PBT
材料及其制备方法，所述纳米注塑用高性能
PBT
材料的制备方法包括以下步骤：将聚对苯二甲酸丁二醇酯
、
分散剂
、
抗氧剂
、
超低介电常数玻璃纤维混合，采用双螺杆挤出机进行熔融
、
混炼
、
挤出，冷却后得到所述纳米注塑用高性能
PBT
材料
。
该技术方案提供的纳米注塑用高性能
PBT
材料的具有低介电常数的同时还具有较好的力学性能，但阻燃性能未得到改善
。
[0005]CN108102311A
公开了一种低介电
PBT/PETG
合金纳米注塑复合材料及其制备方法和应用，所述
PBT/PETG
合金纳米注塑复合材料的制备原料包括
30
‑
50
重量份
PBT
树脂
、30
‑
50
重量份
PETG
树脂
、30
‑
40
重量份玻璃纤维
、0.2
‑
0.8
重量份抗氧剂
、1
‑2重量份润滑剂
、0.3
‑
0.5
重量份抗
UV
剂和3‑8重量份相容剂，该技术方案提供的低介电
PBT/PETG
合金纳米注塑复合材料，具有良好的机械性能，并且具有较低的介电常数，较低的介电损耗因子，但阻燃性能未得到改善
。
[0006]上述纳米注塑材料虽然具有较低的介电常数和介电损耗，但存在阻燃性能差
、
金属的粘结强度低或机械性能差，各性能难以兼顾的问题，难以满足制备
5G
电子产品的要求
。
[0007]因此，需要开发一种具有同时具有较高的机械性能和阻燃性能，较低的介电常数和介电损耗，较高的金属粘结强度的纳米注塑材料
。

技术实现思路

[0008]针对现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种低介电无卤阻燃纳米注塑材料及其制备方法和应用
。
所述低介电无卤阻燃纳米注塑材料同时具有较高的机械性能和阻燃性能，较低的介电常数和介电损耗，较高的金属粘结强度
。
[0009]为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0010]第一方面，本专利技术提供一种低介电无卤阻燃纳米注塑材料，所述低介电无卤阻燃
纳米注塑材料包括聚对苯二甲酸丁二醇酯
、
羧酸化聚苯醚
、
玻璃纤维
、
空心玻璃微珠
、9,10
‑
二氢
‑9‑
氧杂
‑
10
‑
磷杂菲
‑
10
‑
氧化物接枝马来酸酐
(DOPO
‑
MAH)、
二乙基次膦酸铝
、
稀土离子表面改性的纳米金属氧化物
、
抗氧剂
、
紫外吸收剂
、
热稳定性剂和润滑剂
。
[0011]本专利技术中，所述低介电意指
2.5Ghz
频率下介电常数为
2.73
～
3.13
，介电耗损为
0.004
～
0.007。
[0012]本专利技术中，通过聚对苯二甲酸丁二醇酯中添加羧酸化聚苯醚和玻璃纤维使得低介电无卤阻燃纳米注塑材料具有较高的强度和韧性；通过添加
9,10
‑
二氢
‑9‑
氧杂
‑
10
‑
磷杂菲
‑
10
‑
氧化物接枝马来酸酐
、
二乙基次磷酸铝和稀土离子表面改性的纳米金属氧化物，三者起到协同作用，提高了低介电无卤阻燃纳米注塑材料的阻燃性；通过添加羧酸化聚苯醚和空心玻璃微珠，二者起到协同作用，降低了低介电无卤阻燃纳米注塑材料的介电常数和介电耗损
。
所述低介电无卤阻燃纳米注塑材料同时具有较高的机械性能和阻燃性能，较低的介电常数和介电损耗
。
[0013]优选地，所述羧酸化聚苯醚采用以下方法制得：
[0014](1)
将真空干燥后的聚苯醚
、
正丁基锂和溶剂混合，反应，得到金属锂化聚苯醚
。
[0015](2)
将步骤
(1)
制得的金属锂化聚苯醚
、
固态干冰和正己烷混合，反应，得到聚苯醚羧酸盐
。
[0016](3)
将步骤
(2)
制得的聚苯醚羧酸盐
、
稀盐酸和四氢呋喃混合，反应，得到所述羧酸化聚苯醚
。
[0017]本专利技术中，聚苯醚羧酸化后形成的羧酸化聚苯醚带有羧基官能团，能够同聚对苯二甲酸丁二醇酯
、
玻璃纤维
、
空心玻璃微珠和
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种低介电无卤阻燃纳米注塑材料，其特征在于，所述低介电无卤阻燃纳米注塑材料包括聚对苯二甲酸丁二醇酯
、
羧酸化聚苯醚
、
玻璃纤维
、
空心玻璃微珠
、9,10
‑
二氢
‑9‑
氧杂
‑
10
‑
磷杂菲
‑
10
‑
氧化物接枝马来酸酐
、
二乙基次膦酸铝
、
稀土离子表面改性的纳米金属氧化物
、
抗氧剂
、
紫外吸收剂
、
热稳定性剂和润滑剂
。2.
根据权利要求1所述的低介电无卤阻燃纳米注塑材料，其特征在于，所述羧酸化聚苯醚采用以下方法制得：
(1)
将真空干燥后的聚苯醚
、
正丁基锂和溶剂混合，反应，得到金属锂化聚苯醚；
(2)
将步骤
(1)
制得的金属锂化聚苯醚
、
固态干冰和正己烷混合，反应，得到聚苯醚羧酸盐；
(3)
将步骤
(2)
制得的聚苯醚羧酸盐
、
稀盐酸和四氢呋喃混合，反应，得到所述羧酸化聚苯醚；优选地，步骤
(1)
所述聚苯醚和正丁基锂的质量比为
10
‑
15:1
；优选地，步骤
(1)
所述正丁基锂和溶剂的质量比为
1:640
‑
800
；优选地，步骤
(1)
所述溶剂包括甲苯和四氢呋喃，所述甲苯和四氢呋喃体积比为
1:3
‑4；优选地，步骤
(1)
所述反应在氮气保护下进行，反应的温度为
50
‑
60℃
，反应的时间为
18
‑
22h
；优选地，步骤
(2)
所述金属锂化聚苯醚和固态干冰的质量比为
1:1.2
‑
1.8
；优选地，步骤
(2)
所述金属锂化聚苯醚和正己烷的质量比为
1:300
‑
500
；优选地，步骤
(2)
所述反应的温度为
30
‑
40℃
，反应的时间为
38
‑
42h
；优选地，步骤
(3)
所述聚苯醚羧酸盐和稀盐酸中盐酸的质量比为
1:1.8
‑
2.2
；优选地，步骤
(3)
所述稀盐酸中盐酸的质量百分比浓度为9‑
11
％；优选地，步骤
(3)
所述聚苯醚羧酸盐和四氢呋喃的质量比为
1:300
‑
400
；优选地，步骤
(3)
所述反应的温度为
45
‑
55℃
，反应的时间为
18
‑
22h。3.
根据权利要求1或2所述的低介电无卤阻燃纳米注塑材料，其特征在于，所述玻璃纤维包括偶联剂改性的玻璃纤维；优选地，所述空心玻璃微珠包括偶联剂改性的空心玻璃微珠
。4.
根据权利要求3所述的低介电无卤阻燃纳米注塑材料，其特征在于，所述偶联剂改性的玻璃纤维和偶联剂改性的空心玻璃微珠中的偶联剂各自独立地包括硅烷偶联剂
、
钛酸酯偶联剂
、
铝酸酯偶联剂或锆酸酯偶联剂中的任意一种或两种以上的组合；优选地，所述硅烷偶联剂包括
γ
‑
氨丙基三乙氧基硅烷
、
γ
‑
氨丙基三乙氧基硅烷
、
γ
‑
缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷
、
γ
‑
缩水甘油醚氧丙基三乙氧基硅烷
、N
‑
(
β
‑
氨乙基
)
‑
γ
‑
氨丙基三甲氧基硅烷
、N
‑
(
β
‑
氨乙基
)
‑
γ
‑
氨丙基甲基二甲氧基硅烷
、
γ
‑
脲丙基三乙氧基硅烷
、N
‑
氨乙基
‑
γ
‑
氨丙基三乙氧基硅烷
、
γ
‑
氨丙基甲基二乙氧基硅烷
、N
‑
(
β
‑
氨乙基
)
‑
γ
‑
氨丙基三乙氧基硅烷
、
多氨基烷基三烷氧基硅烷或苯胺甲基三甲氧基硅烷中的任意一种或两种以上的组合；优选地，所述钛酸酯偶联剂包括三
(
二辛基磷酰氧基
)
钛酸异丙酯
、
三异硬脂酸钛酸异丙酯
、
异丙基二油酸酰氧基
(
二辛基磷酸酰氧基
)
钛酸酯
、
异丙基三
(
二辛基磷酸酰氧基
)
钛酸酯
、
异丙基三油酸酰氧基...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘春艳，何晓利，
申请(专利权)人：上海中镭新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：