[发明专利]低介电常数聚合物/氟化石墨烯复合材料及其制备方法

权利要求书

1.一种低介电常数聚合物/氟化石墨烯复合材料的制备方法，该方法包括以下步骤：

（1）将石墨烯或其衍生物中的任一种置于真空反应器中，在室温和惰性气氛下通入氟气和惰性气体的混合气，控制氟气在反应器中的初始分压为10～100KPa，升温至150～300℃，保温氟化反应0.5～4小时后冷却至室温即得氟碳摩尔比为0.4～1.1的氟化石墨烯；

（2）将氟化石墨烯制成氟化石墨烯分散液后与未固化的环氧树脂胶液或聚酰胺酸胶液混合均匀，并控制氟化石墨烯的质量为环氧树脂或聚酰亚胺质量的0.3～5%；

（3）将步骤（2）得到的混合胶液倒入模具中，在40～90℃下抽真空0.5～5h脱除溶剂，然后在100～160℃下初步固化0.5～5h，再升温至170～350℃固化0.5～5h，即得低介电常数聚合物/氟化石墨烯复合材料。

2.根据权利要求1所述的低介电常数聚合物/氟化石墨烯复合材料的制备方法，该方法中步骤（2）是按照以下三种方法中的任一种进行：

①先将氟化石墨烯加入足量的溶剂中，经超声30～180min获得均匀的分散液，然后将该分散液与聚酰胺酸胶液混合均匀；

②先将氟化石墨烯加入足量的溶剂中，经超声30～180min获得均匀的分散液，然后加入等摩尔的二酐单体与二胺单体，室温下搅拌4～48小时，得到聚酰胺酸与氟化石墨烯的混合胶液；

③先将氟化石墨烯加入足量的溶剂中，经超声30～180min获得均匀的分散液，然后将未固化的环氧树脂胶液加入该分散液中混合均匀。

3.根据权利要求2所述的低介电常数聚合物/氟化石墨烯复合材料的制备方法，该方法中①和②中所用溶剂为N-甲基吡咯烷酮、二甲基乙酰胺中或二甲基甲酰胺中的任一种，③中所用溶剂为乙醇、丙酮、N-甲基吡咯烷、二甲基乙酰胺中或二甲基甲酰胺中的任一种。

4.根据权利要求2所述的低介电常数聚合物/氟化石墨烯复合材料的制备方法，该方法中②所用二酐单体为均苯四酸酐、联苯四酸二酐、2,2-二（三氟甲基）对苯醚二酐，4,4’-二苯甲酮四酸二酐，3,3’,4,4’-二苯醚四酸二酐或4,4'-(六氟异丙烯)二酞酸酐中的任一种；所用二胺单体为4,4’-二胺二苯醚、2,2-二（对胺基苯基）丙烷、2,2-二（对胺基苯基）-二（三氟甲基）丙烷、3,3'-二甲基-4,4'-二胺基二苯基甲烷或2-(4-氨基苯基)-5氨基苯并咪唑中的任一种。

5.根据权利要求1或2或3或4所述的低介电常数聚合物/氟化石墨烯复合材料的制备方法，该方法中所用石墨烯衍生物为氧化石墨烯、氢化石墨烯、羟基化石墨烯或氨基化石墨烯。

6.根据权利要求1或2或3或4所述的低介电常数聚合物/氟化石墨烯复合材料的制备方法，该方法中氟化石墨烯的氟碳摩尔比为0.6～1.1。

7.根据权利要求5所述的低介电常数聚合物/氟化石墨烯复合材料的制备方法，该方法中氟化石墨烯的氟碳摩尔比为0.6～1.1。

8.一种由权利要求1所述方法制备的低介电常数聚合物/氟化石墨烯复合材料，该材料是以环氧树脂或聚酰亚胺为聚合物基体，并按质量百分比计含有0.3～5%的氟化石墨烯，该复合材料的介电常数为1.73～2.2，基体为环氧树脂时，其杨氏模量为1.1～1.2GPa，热失重5%的温度为410～425℃，基体为聚酰亚胺时，其杨氏模量为2.2～3.7GPa，热失重5%的温度为614～623℃。

9.根据权利要求8所述的低介电常数聚合物/氟化石墨烯复合材料，该材料按质量百分比计含有0.3～3%的氟化石墨烯，该复合材料的介电常数为1.73～2.15。