聚合物-二氧化硅包覆的碳纳米管复合材料、其制备方法、半固化片及覆铜基板技术

本发明专利技术涉及一种聚合物-二氧化硅包覆的碳纳米管复合材料、其制备方法、半固化片及覆铜基板。按质量百分比计，该聚合物-二氧化硅包覆的碳纳米管复合材料包括二氧化硅包覆的碳纳米管5%～25%、聚合物70%～90%及催化剂0.1%～5%。二氧化硅具有较高的绝缘性能，使得二氧化硅包覆的碳纳米管的导电性能较低从而降低了该复合材料的导电性能；并且，二氧化硅抑制了碳纳米管的团聚，同时可以与聚合物发生界面反应，提高了界面相互作用，使得碳纳米管能够在聚合物中均匀分散，有利于制备力学性能较好、介电性能较低的覆铜基板。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术涉及一种聚合物-二氧化硅包覆的碳纳米管复合材料、其制备方法、半固化片及覆铜基板。按质量百分比计，该聚合物-二氧化硅包覆的碳纳米管复合材料包括二氧化硅包覆的碳纳米管5%～25%、聚合物70%～90%及催化剂0.1%～5%。二氧化硅具有较高的绝缘性能，使得二氧化硅包覆的碳纳米管的导电性能较低从而降低了该复合材料的导电性能；并且，二氧化硅抑制了碳纳米管的团聚，同时可以与聚合物发生界面反应，提高了界面相互作用，使得碳纳米管能够在聚合物中均匀分散，有利于制备力学性能较好、介电性能较低的覆铜基板。【专利说明】聚合物-二氧化硅包覆的碳纳米管复合材料、其制备方法、半固化片及覆铜基板
本专利技术涉及复合材料
，特别是涉及ー种聚合物-二氧化硅包覆的碳纳米管复合材料、其制备方法、半固化片及覆铜基板。
技术介绍
覆铜基板(又称为IC载板)主要为芯片提供支撑、保护和散热的作用，同时起到芯片与常规印刷电路板(PCB)电气连接的功能。近年来，电子产品正朝着便携式、小型化、轻量化和多功能方向发展，这种市场需求对覆铜基板提出了越来越高的要求。碳纳米管由于其优异的力学性能和热性能受到科学家和エ业界的广泛关注。如碳纳米管的強度比普通碳纤维或玻璃纤维的強度高2~3数量级，且韧性很高，是复合材料理想的轻质增强性功能材料。同时，碳纳米管具有优异的导热性能，其导热系数高达3000W/m.k。因此，将碳纳米管均匀地添加到覆铜基板中，可以极大地提高覆铜基板的力学性能和热性能。然而，碳纳米管过大的比表面积会使碳纳米管聚集成团，并且由于碳纳米管之间的强吸引力，使得碳纳米管在聚合物基体中分散不均匀且与聚合物之间作用カ较低；另一方面，由于碳纳米管具有较优异的导电性能，将其添加至聚合物中将极大地提高复合材料的导电性能，因而限制了其在覆铜基板中的使用。近年来，人们利用各种改性方法对碳纳米管进行改性以实现其在聚合物基体中均匀分散，提高与聚合物的相容性。但是，这些方法并不能改变碳纳米管高导电 性的本质，因而依然限制了其在覆铜基板中的实际应用。综上所述，为了利用碳纳米管优异的力学性能和热性能，同时保持覆铜基板较低的介电常数和介电损耗，实现碳纳米管在聚合物中的均匀分散、提高碳纳米管和聚合物之间的作用力，降低其导电性显得尤为重要。而目前尚无较佳的解决方案，因此还有待于进ー步开发。
技术实现思路
基于此，有必要提供一种聚合物-二氧化硅包覆的碳纳米管复合材料，以制备力学性能较好、介电性能较低的覆铜基板。一种聚合物-二氧化硅包覆的碳纳米管复合材料，按质量百分比计，包括:二氧化硅包覆的碳纳米管5%~25% ；聚合物70%~90% ;及催化剂0.1%~5%。 在其中一个实施例中，所述二氧化包硅覆的碳纳米管包括碳纳米管和包覆于所述碳纳米管表面的二氧化硅包覆层，所述二氧化硅包覆层的厚度为5纳米~20纳米。在其中一个实施例中，所述聚合物为烯丙基酚类化合物改性的双马来酰亚胺-氰酸酯树脂复合物。在其中一个实施例中，所述的双马来酰亚胺为二苯甲烷双马来酰亚胺、二苯醚双马来酰亚胺或二苯砜双马来酰亚胺；所述的氰酸酯树脂的単体为双酚A型氰酸酯、双酚L型氰酸酯、双酚F型氰酸酷、双酚M型氰酸酯、酚醛氰酸酯、环戊二稀氰酸酯或二(4-氰酸酯基苯基)乙烷。在其中一个实施例中，所述的烯丙基酚类化合物为烯丙基酚和2，2’ - 二烯丙基双酚A中的至少ー种。在其中一个实施例中，所述烯丙基酚类化合物改性的双马来酰亚胺-氰酸酯树脂复合物中，按质量百分比计，所述烯丙基酚类化合物占10%~20%，所述双马来酰亚胺占20%~60%，所述氰酸酯树脂占30%~60%。在其中一个实施例中，所述催化剂为咪唑、异丙苯过氧化氢、特丁基过氧化氢、过氧化二异丙苯及过氧化二特丁基中的至少ー种。一种聚合物-二氧化硅包覆的碳纳米管复合材料的制备方法，包括如下步骤:分别配制含有碳纳米管的醇溶液和含有正硅酸こ酯的醇溶液；将所述含有正硅酸こ酯的醇溶液滴加入所述含有碳纳米管的醇溶液的中，于30°C下反应4小吋，生成二氧化硅包覆的碳纳米管 '及将聚合物、催化剂和所述二氧化硅包覆的碳纳米管加入溶剂中，搅拌2小时后，得到所述聚合物-二氧化硅包覆的碳纳米管复合材料，其中，所述二氧化硅包覆的碳纳米管的质量百分比为5%~25%，所述聚合物的质量百分比为70%~90%，所述催化剂的质量百分比为0.1%~5%o`ー种半固化片，包括增强材料层和层叠于所述增强材料层上功能层，所述功能层的材料为上述聚合物-二氧化硅包覆的碳纳米管复合材料。在其中一个实施例中，所述增强材料层为天然纤维、有机合成纤维、有机织物或无机纤维。在其中一个实施例中，所述半固化片的玻璃化转变温度为200°C~250°C，杨氏模量为 IOGPa ~20GPa。一种覆铜基板，包括依次层叠的第一电极层、介质层及第二电极层，所述介质层包括上述半固化片。在其中一个实施例中，所述介质层的厚度为40微米~100微米；所述第一电极层的厚度为10微米~35微米；所述第二电极层的厚度为10微米~35微米。在其中一个实施例中，所述第一电极层为铜箔或黄铜箔；所述第二电极层为铜箔或黄铜箔。上述聚合物-二氧化硅包覆的碳纳米管复合材料中，二氧化硅具有较高的绝缘性能，使得二氧化硅包覆的碳纳米管的导电性能较低从而降低了该复合材料的导电性能；并且，二氧化硅抑制了碳纳米管的团聚，同时可以与聚合物发生界面反应，提高了界面相互作用，使得碳纳米管能够在聚合物中均匀分散，有利于制备力学性能较好、介电性能较低的覆铜基板。【专利附图】【附图说明】图1为ー实施方式的二氧化硅包覆碳纳米管的结构示意图；图2为ー实施方式的聚合物-二氧化硅包覆的碳纳米管复合材料的制备方法的流程图；图3为ー实施方式的覆铜基板的结构示意图；图4为实施例1制备的二氧化硅包覆的碳纳米管的TEM图。【具体实施方式】为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本专利技术的【具体实施方式】做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本专利技术。但是本专利技术能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本专利技术内涵的情况下做类似改进，因此本专利技术不受下面公开的具体实施的限制。ー实施方式的聚合物-二氧化硅包覆的碳纳米管复合材料，按质量百分比及，包括二氧化硅包覆的碳纳米管5%~25%、聚合物70%~90%和催化剂0.1%~5%。请參阅图1，二氧化硅包覆的碳纳米管包括碳纳米管201和包覆于碳纳米管201表面的二氧化硅包覆层202。二氧化硅具有较高的绝缘性能，二氧化硅包覆层202包覆在碳纳米管201的表面，使得二氧化硅包覆的碳纳米管的绝缘性能较好。二氧化硅包覆层202的二氧化硅表面形成多个羟基。羟基能够有效地抑制碳纳米管201的团聚，并可以与聚合物发生反应，提高了界面的相互作用，使得碳纳米管201能够均匀分散于聚合物中。因此，上述聚合物-二氧化硅包覆的碳纳米管复合材料能够发挥碳纳米管201具有优异的力学性能和导热性能的优点，又能降低其导电性而获得较好地绝缘性能，使用该聚合物-二氧化硅包覆的碳纳米管复合材料制备的覆铜基板具有较好的力学性能和较低的介电性能。并且，覆铜基板的导热性能较好。优选地，二氧化硅包覆层202的厚度为5本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种聚合物?二氧化硅包覆的碳纳米管复合材料，其特征在于，按质量百分比计，包括：二氧化硅包覆的碳纳米管?????????5%～25%；聚合物?????????????????????????70%～90%；及催化剂?????????????????????????0.1%～5%。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：曾小亮，于淑会，孙蓉，
申请(专利权)人：中国科学院深圳先进技术研究院，
类型：发明
国别省市：