【技术实现步骤摘要】
本申请涉及聚合物基复合薄膜材料，更具体地说，它涉及一种聚合物基复合薄膜材料及其制备方法和应用。
技术介绍
1、随着电子信息技术的快速发展，5g卫星通讯、智能可穿戴设备功能的不断强大，电子器件小型化、集成化已经成为一种趋势。ic载板主要用于cpu、gpu、fpga、asic等高性能运算ic，作为芯片封装中连接芯片与电路板的中间材料，与芯片进行更高密度的高速互联通信。集成密度越来越高，体积不断缩小，对信号传输速度以及系统的散热提出了更高的要求。因此，提升聚合物基复合薄膜材料的导热系数，降低其介电损耗的技术亟待发展。
2、目前降低聚合物基复合薄膜材料介电损耗的途径主要有以下三种：
3、一是降低聚合物基体材料分子极化率，即选择或研发低极化能力的基体材料，如在基体材料合成过程中引入含氟基团(-f)、亚甲基(-ch2-)、脂环基团(如环己基等)等；二是减小基体材料单位体积内极化分子数，这可以通过降低基体材料密度实现，如高自由体积值的官能团，如苯基、萘基、芴基等。三是引入具有低介电损耗的填料，如sio2，空心玻璃微球等。
4、提升聚合物基复合薄膜材料导热系数的途径主要有以下两种：
5、一是通过向聚合物基体中添加导热填料，如碳纳米管、石墨烯、金属颗粒等，可以有效提高材料的导热性能。这些导热填料可以在材料中形成导热通道，有助于传导热量，从而提高导热系数。
6、二是优化聚合物基体的分子结构和组成，以增加聚合物的导热性能。这可以通过聚合物的合成方法、改性或选择不同类型的聚合物来实现。例如，改
7、现有技术存在以下的不足：
8、1.因制备过程的繁琐和设备的要求更高，聚合物基体材料引入低极化率的基团来改性不容易实现，导致基体材料的介电损耗很难被降低。
9、2.对基体材料改性使用的部分原料不仅价格高昂，而且含有毒性较大，导致成本居高不下，对操作人员和环境都有着不利的影响。
10、3.引入碳纳米管、石墨烯、金属颗粒等虽然可以大幅度提升导热系数，但同时也面临着绝缘性能下降、热膨胀系数不匹配、表面处理复杂等诸多问题。
技术实现思路
1、本公开提供了一种聚合物基复合薄膜材料及其制备方法和应用，目的是在降低填料工艺处理难度，降低成本，降低环境污染，提高生产安全性的同时提升聚合物基复合薄膜材料的导热系数，降低其介电损耗。
2、第一方面，本公开提供一种聚合物基复合薄膜材料，包括环氧树脂为聚合物基体，改性氧化铝颗粒为填料颗粒，异氰酸酯为固化剂，丁酮为溶剂；
3、所述改性氧化铝颗粒的原料包括：球形α-al2o3颗粒、三羟甲基氨基甲烷、多巴胺、盐酸和超纯水。
4、优选的，所述改性氧化铝颗粒的制备方法，包括以下步骤：
5、(1)al2o3颗粒在烘箱中60-85℃处理24-12小时，制得溶液a；
6、(2)将0.484gtris加入到400ml超纯水中，形成tris缓冲液，将所述溶液a以40khz频率，100％功率超声15分钟，制得缓冲溶液b；
7、(3)将20g干燥的al2o3颗粒加入所述缓冲溶液b中，边加入边搅拌，磁力搅拌器的转速为600rpm，加入完成后均匀搅拌15分钟，制得混合溶液c；
8、(4)将0.8g多巴胺加入至步骤3)中所述混合溶液c中，加入盐酸调整混合溶液c的ph值为8.5，边加入边搅拌，磁力搅拌器的转速为600rpm，加入完成后在室温下均匀搅拌24小时，混合溶液的颜色逐渐从无色转变为棕色，最终转变为灰黑色，制得溶液d；
9、(5)将步骤4)中所述溶液d置于离心机中以8000rpm的转速离心15分钟后用超纯水洗涤,反复次步骤持续三次，收集沉淀，置于烘箱中85℃干燥持续24小时，得到灰色颗粒为改性氧化铝颗粒-pda@al2o3。
10、优选的，所述步骤(2)中，所述tris缓冲液的浓度为10mm/l。
11、优选的，所述步骤(4)中，所述混合溶液中多巴胺的浓度为2mg/ml。
12、优选的，所述步骤(5)中，所述混合溶液中氧化铝颗粒的浓度为0.05g/ml。
13、优选的，所述步骤(3)中，所述混合溶液c的ph值为8.4-8.6；所述tris缓冲液的超声频率为30-50khz，时间为10-20分钟。
14、优选的，所述步骤(4)中，所述混合溶液c搅拌时磁力搅拌器的转速为550-650rpm。
15、优选的，所述步骤(5)中，所述溶液d进行离心时离心机的转速为7500-9000rpm，离心时间为15-20分钟，离心次数为3-4次。
16、第二方面，本公开提供一种聚合物基复合薄膜材料的制备方法，包括以下步骤：
17、s1：将4-6g环氧树脂和10-15g丁酮加入到球磨罐中，以800-1000rpm的转速球磨1-1.5小时直至环氧树脂完全溶解均匀，制得溶液；
18、s2：将1.2-1.5gpda@al2o3颗粒以及0.02-0.03g异氰酸酯加入至所述溶液中，以800-1000rpm的转速球磨12小时至浆料完全混合均匀，得到质量分数为20wt％-23wt％的混合浆料；
19、s3：取出所述混合浆料真空处理10分钟除去气泡，再使用刮涂的方式将浆料均匀的铺展在厚度50μmpet薄膜上，然后进行固化，固化后的聚合物复合薄膜厚度控制为20μm，固化过程使用分段烘箱，烘箱的温度采用阶段升温，烘箱的程序控制温度设置为60℃*30min、100℃*30min、180℃*90min。
20、优选的，所述步骤s3中，所述混合浆料球磨时球磨机的转速为700-900rpm，球磨时间为9-12小时。
21、综上所述，本申请具有以下有益效果：
22、1、本申请中填料工艺处理难度低，提高生产效率；
23、2、本申请成本较低，可进行大批量生产；
24、3、本申请环境污染小，生产安全性高；
25、4、本申请聚合物基复合薄膜绝缘性好，介电损耗低，导热系数高，本申请制得的聚合物复合薄膜在5ghz下的在60wt％填料含量时介电损耗(25℃5ghz)降低至0.017；导热系数提升至1.12(w/m·℃)。
26、应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开的保护范围。
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1.一种聚合物基复合薄膜材料，其特征在于，包括环氧树脂为聚合物基体，改性氧化铝颗粒为填料颗粒，异氰酸酯为固化剂，丁酮为溶剂；
2.根据权利要求1所述一种聚合物基复合薄膜材料，其特征在于，所述改性氧化铝颗粒的制备方法，包括以下步骤：
3.根据权利要求2所述一种聚合物基复合薄膜材料，其特征在于，所述步骤(2)中，所述Tris缓冲液的浓度为5-10mM/L。
4.根据权利要求2所述一种聚合物基复合薄膜材料，其特征在于，所述步骤(4)中，所述混合溶液中多巴胺的浓度为2-4mg/ml。
5.根据权利要求2所述一种聚合物基复合薄膜材料，其特征在于，所述步骤(5)中，所述混合溶液中氧化铝颗粒的浓度为0.02-0.05g/ml。
6.根据权利要求2所述一种聚合物基复合薄膜材料，其特征在于，所述步骤(3)中，所述混合溶液C的PH值为8.4-8.6；所述Tris缓冲液的超声频率为30-50KHz，时间为10-20分钟。
7.根据权利要求2所述一种聚合物基复合薄膜材料，其特征在于，所述步骤(4)中，所述混合溶液C搅拌时磁力搅拌器的
8.根据权利要求2所述一种聚合物基复合薄膜材料，其特征在于，所述步骤(5)中，所述溶液D进行离心时离心机的转速为7500-9000rpm，离心时间为15-20分钟，离心次数为3-4次。
9.根据权利要求1-8任意一项所述一种聚合物基复合薄膜材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
10.根据权利要求9所述的一种聚合物基复合薄膜材料的制备方法，其特征在于，所述步骤S3中，所述混合浆料球磨时球磨机的转速为700-900rpm，球磨时间为9-12小时。
...【技术特征摘要】
1.一种聚合物基复合薄膜材料，其特征在于，包括环氧树脂为聚合物基体，改性氧化铝颗粒为填料颗粒，异氰酸酯为固化剂，丁酮为溶剂；
2.根据权利要求1所述一种聚合物基复合薄膜材料，其特征在于，所述改性氧化铝颗粒的制备方法，包括以下步骤：
3.根据权利要求2所述一种聚合物基复合薄膜材料，其特征在于，所述步骤(2)中，所述tris缓冲液的浓度为5-10mm/l。
4.根据权利要求2所述一种聚合物基复合薄膜材料，其特征在于，所述步骤(4)中，所述混合溶液中多巴胺的浓度为2-4mg/ml。
5.根据权利要求2所述一种聚合物基复合薄膜材料，其特征在于，所述步骤(5)中，所述混合溶液中氧化铝颗粒的浓度为0.02-0.05g/ml。
6.根据权利要求2所述一种聚合物基复合薄膜材料，其特征在于，所述步骤(3)...
【专利技术属性】
技术研发人员：罗遂斌，姜柯伦，于淑会，杨洁，马佩琳，孙蓉，
申请(专利权)人：深圳先进电子材料国际创新研究院，
类型：发明
国别省市：
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