[发明专利]一种低介电性能复合材料

说明书

技术领域

本发明涉及一种低介电性能复合材料，属于材料技术领域。

背景技术

在电绝缘复合材料、透波复合材料等应用领域，介电常数和介质损耗因数是非常关键的技术指标。例如，针对层压复合材料板等电绝缘制品，低的介电常数和介质损耗因数能够有助于将载流区域与其他区域分隔开；针对移动通信天线罩等透波制品，低的介电常数和介质损耗因数可有效的增加其透波率。

不饱和聚酯树脂、乙烯基酯树脂、单组份聚氨酯树脂等依靠自由基聚合反应固化的热固性树脂，由于具有固化方便、粘度适中、浸渍增强纤维容易、工艺性好的优点，被广泛的用于制造复合材料，是复合材料领域用量最大的一类基体树脂。

据申请人了解，由于在常用的高分子聚合物中，聚苯乙烯具有较低的介电常数和介质损耗因数，所以为了实现低介电常数和介质损耗因数的目的，之前的方法通常会在复合材料中添加含有苯乙烯结构单元的低介电聚合物，例如在不饱和聚酯树脂、乙烯基酯树脂、单组份聚氨酯树脂等体系中，添加聚苯乙烯。这样虽然能够降低复合材料的介电常数和介质损耗因数，但是由于聚苯乙烯不与基体树脂发生化学反应，仅仅只是物理添加，势必会降低复合材料的界面性能、强度等其它性能，其添加量一般不能太大，介电常数也不能降低很多。

另外，在环氧树脂中，通常可以添加含有苯乙烯结构单元的共聚物，如SMA(苯乙烯-马来酸酐共聚物)、苯乙烯-马来酸酐-马来酰亚胺的三元共聚物等材料来实现低介电常数和介质损耗因数。中国发明专利CN 103842433A公开了一种含有苯乙烯、马来酸酐、马来酰亚胺的三元共聚物的环氧树脂组合物，可有效降低介电常数，提高玻璃化转变温度。这是利用了共聚物中除苯乙烯以外的其它部分，提供了可以跟环氧树脂反应的活性官能团，从而使添加的共聚物和树脂反应形成一个整体，有效的提高了其它性能。但是在不饱和聚酯树脂、乙烯基酯树脂、单组份聚氨酯树脂等依靠自由基聚合反应固化的热固性树脂分子链上没有可以与这些活性官能团反应的基团，即使添加这些聚合物，也不能解决上述降低界面性能、力学性能的问题。

发明内容

本发明的目的在于：针对上述现有技术存在的问题，提出一种实现低介电性能并保留力学强度等其它性能的低介电性能复合材料。

为了达到以上目的，本发明的一种低介电性能复合材料，其特征在于包含低介电共聚物、树脂和架桥剂，所述低介电共聚物，由结构单元I和结构单元II组成或由结构单元I和结构单元III组成；

所述结构单元I为：

所述结构单元II为：

所述结构单元III为：

其中m、n和r是表示相应组成单元在该共聚物中的摩尔分数的自然数，R是氢、芳香族基团或脂肪族基团之一；结构单元I与结构单元II或与结构单元III的摩尔比为范围为1:1-20:1；所述树脂的重量含量为10％-70％；所述架桥剂重量含量为1％-30％；

由结构单元I和结构单元II组成的共聚物，其活性官能团为羧基(羧酸酐基)。由结构单元I和结构单元III组成的共聚物，其活性官能团为羟基。架桥剂可以选择环氧树脂、GMA(甲基丙烯酸缩水甘油酯)、部分酯化环氧丙烯酸酯、部分酯化聚氨酯丙烯酸酯等物质。环氧基官能团，可以跟树脂上残留的羟基、羧基反应，也可以跟共聚物上的羧基、羧酸酐基、羟基反应；双键官能团，可以跟树脂中的不饱和双键共聚；异氰酸官能团可以跟树脂上残留的羟基、羧基及共聚物上的羧基、羧酸酐基、羟基反应。

由于架桥剂的作用，可以把添加的低介电聚合物和树脂连接为一个整体，这样既降低了复合材料的介电常数和介质损耗因数，又保留了复合材料的力学性能。

本发明进一步采取的技术方案为：

进一步的，所述树脂为不饱和聚酯树脂、乙烯基酯树脂、单组份聚氨酯树脂之一或其组合。

进一步的，所述架桥剂至少为环氧树脂、甲基丙烯酸缩水甘油酯、酯化环氧丙烯酸酯、酯化聚氨酯丙烯酸酯以及异氰酸酯的一种。

进一步的，所述共聚物与树脂的重量比为5-100:100。

进一步的，还含有增强纤维和氢氧化铝填料。

进一步的，所述增强纤维的重量含量为10-80％，氢氧化铝填料的重量含量为0-50％。

进一步的，所述增强纤维包括玻璃纤维、石英纤维、玄武岩纤维、芳纶纤维。

进一步的，所述低介电性能复合材料在1GHZ以上频率下介电常数不大于3.8，介质损耗因数不大于0.01。