[发明专利]包括非晶热塑性纤维的复合材料

说明书

背景技术

已知可成型复合材料用于电应用。这些复合材料通常用作支持基底、绝 缘层、和/或电气装置的外壳(casement)。理想地，该复合材料提供优异的电 性质和机械性质，例如高电路密度、低传输能量损耗、高强度、低重量等， 并以低成本提供所有期望的特性。然而，达到该理想仍然存在问题。

可成型复合材料一般包括保持在聚合物基体中的增强纤维，通常还具有 其它组分以改善特性例如导热性、粘附、颜色等。不幸的是，组成复合材料 的这些组分虽然支持一种或多种期望的性质，但通常损害其它性质。例如， 玻璃纤维可提供优异的抗拉强度特性，但具有约6的介电常数，因此通常不 适于低传输能量损耗的应用，尤其是当大量使用时。因此，已经将玻璃纤维 和显示期望电特性的树脂组合以形成具有可接受的电性质和物理性质的复 合材料，但这是以稍微折衷整体性能为代价。

已经使用聚合物材料以提供复合材料中的纤维增强。例如，已经研究出 由工程聚合物如超高分子量聚乙烯(UHMWPE)形成的纤维以及多种聚芳酰 胺纤维。这些材料也仍然存在问题。例如，UHMWPE纤维可具有良好的电 特性，但具有熔融温度约135℃的低的耐热性，并因此不能用于高温应用。 尽管聚芳酰胺纤维非常坚韧，但是也具有受限的耐热性并通常显示出不可接 受的高损耗。另外，这些高度工程化的聚合物对于配制和加工来说通常非常 昂贵。

尽管在形成用于电应用的复合材料的材料和方法方面已经有各种改进， 但现有技术中仍然有进一步改进和变化的空间。

发明内容

在一个实施方式中，本发明涉及用于电应用的复合材料。该复合材料可 包括聚合物树脂基体和增强纤维。该纤维可包括一种或多种非晶聚合物。在 一个实施方式中，该纤维的聚合物组分可以仅为非晶的，并且该纤维在广角 X射线散射下观察时可以仅显示非晶晕型散射。该纤维还可具有低介电常 数，例如，小于约3.5。该纤维还可以是非常硬的，并可具有大于约70克/ 旦的模量。在一个具体实施方式中，该非晶聚合物纤维可包括环烯烃共聚物。

该纤维可以是可保持在树脂基体中的织物的组分。在某些实施方式中， 织物可包括这些第一纤维，还有第二纤维类型。例如，包括非晶聚合物组分 的纤维可与第二纤维类型组合在复合纤维中，或者该第二纤维类型可以与该 非晶聚合物纤维交织在纺织物中。该第二纤维可显示期望的物理特性，例如， 该第二纤维可具有高的模量如大于约150克/旦。在一个具体实施方式中，织 物可包括纤维，该纤维包含非晶聚合物组分和玻璃纤维。

复合材料中使用的聚合物树脂可以是热固性树脂、热塑性树脂、或者它 们的组合。例如，复合材料可以是在层中和/或层间使用相同或不同树脂的多 层复合材料。在多层实施方式中，该复合材料可包括一层或多层织物层以及 其它材料的层，该织物层包括上述织物和/或纤维。例如，多层复合材料可包 括外层和内层，所述外层包含玻璃纤维增强，所述内层包含本文所述的低介 电常数纤维。

该复合材料可以良好地适合于许多电应用。例如，该复合材料可描述为 例如小于约4.0的低介电常数，并且可具有小于约2.0g/cm³密度的轻重量。 所公开的复合材料的示例性应用可包括电路板基底、天线罩等。

附图说明

在余下的说明书中，包括参考附图更具体地描述了对本领域技术人员来 说本发明完整的和能实施的公开内容，包括其最佳实施方式，附图中：

图1是用于所公开的复合材料中的非晶热塑性纤维的一种形成方法的示 意图；和

图2是可用于形成所公开的复合材料中使用的非晶热塑性纤维的挤出膜 的一种形成方法的示意图。

本说明书和附图中附图标记的重复使用旨在表示本发明的相同或相似 的特征或要件。

具体实施方式

将具体参考本发明的多种实施方式，其一种或多种实例如下所述。各实 施方式以对本发明进行说明的方式提供，而不限制本发明。实际上，可以在 本发明中进行各种修改和变化而不脱离本发明的范围或精神，这对本领域技 术人员来说是显而易见的。例如，作为一个实施方式的某部分说明或描述的 特征可用于另一实施方式，从而产生进一步的实施方式。因此，本发明旨在 包括这种修改和变化以归入所附权利要求和它们的等同物的范围内。

定义