[发明专利]一种复合材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种复合材料及其制备方法，本发明还公开了使用该复合材料制备得到的覆铜板和天线基板。该复合材料包含具有核壳结构的由环氧树脂包裹的氧化石墨烯、聚苯醚和陶瓷粉体，其中以所述复合材料的重量为基准计，具有核壳结构的由环氧树脂包裹的氧化石墨烯用量为1‑3wt％；陶瓷粉的用量为7‑29wt％；聚苯醚的用量为70‑90wt％。采用本发明制备的复合材料能够在减小复合材料的密度的同时不影响其介电常数的要求。

技术领域

本发明涉及用于天线基板的高介电常数复合材料及其制作方法，还涉及使用该复合材料制备的轻质微波覆铜板。更具体地，本发明涉及由包含核壳氧化石墨烯、钛酸锶钡陶瓷粉和聚苯醚的复合介质材料以及使用该复合介质材料制得的覆铜板。

背景技术

各种通信设备如便携电话，以及定位系统，如通讯定位、汽车定位、个人定位、遥控测绘、导航等系统的快速发展，这些设备的小型化得以推进。在基板中传播的信号的波长与材料的相对介电常数的平方根成反比，介电常数高的材料使信号波长变短，所以对于用于通信设备内部的天线基板，使用高介电常数的材料可以将天线基板小型化。对用于天线基板的覆铜板，希望其具有介电常数高、体积小、密度小和重量轻的特点。

目前常见的用于天线基板的复合介质材料主要采用聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯、聚苯乙烯、环氧树脂等作为主体树脂，采用陶瓷粉末，例如二氧化钛、钛酸锶、钛酸钡、钛酸铜钙等来提高介电常数。

例如，现有技术中一种由聚偏氟乙烯和钛酸铜钙陶瓷的混合粉末制得的复合介电材料，该材料具有高介电常数，便于控制填料的填充量，具有工程实用性。但该复合介电材料中，钛酸铜钙陶瓷粉末的体积百分比高达40％,导致复合材料密度比较大，机械性能急剧下降。

现有技术中还公开了一种高介电常数覆铜板，其采用双酚A环氧树脂作为主体树脂，采用双氰胺或咪唑作为固化剂，采用二氧化钛、三氧化铝、钛酸钡或钛酸铅等作为高介电填料制得。该覆铜板成本低具有良好的介电性能。但在制备过程中环氧树脂用量为100份，高介电填料为480-500份，高含量的陶瓷填料不仅会使覆铜板密度增大，而且不利于其机械性能提高。

另外有现有技术公开了一种高分子复合材料，其包含导热性材料以及电磁波屏蔽材料，该导热性材料包括金属、陶瓷粉体、碳黑、碳纤维、石墨烯或石墨烯氧化物等，采用热塑性树脂如聚苯醚、氟碳树脂、聚苯乙烯类等作为高分子黏结剂，由于碳黑、石墨烯等在复合材料中的分散性差，需采用聚乙烯醇、聚乙二醇、乙二醇、丙二醇、丁二醇、三甘醇等作为分散剂。该发明将导热材料与电磁波屏蔽材料分散于高分子粘合剂，在分散剂作用下充分混掺，最终形成粒子均匀分散于高分子的结构。

但采用这些现有技术制备的复合材料，很难同时满足在减小复合材料的密度的同时不影响其介电常数的要求。

发明内容

本发明的目的是提供一种包含具有核壳结构的由环氧树脂包裹的氧化石墨烯，聚苯醚以及陶瓷粉体的高介电常数复合材料以及使用该复合材料制备得到的覆铜板和天线基板。本发明所采用的具有核壳结构的由环氧树脂包裹的氧化石墨烯在聚苯醚树脂中具有良好的分散性能，能够克服石墨烯在介质中分散性差的缺陷，使用所述具有核壳结构的氧化石墨烯能减少陶瓷粉体用量，能减小复合材料的密度同时不影响介电常数，从而制备得到具有高介电常数的复合材料。

本发明的一个方面，提供了一种用于复合材料，复合材料包含具有核壳结构的由环氧树脂包裹的氧化石墨烯、聚苯醚和陶瓷粉体，其中以复合材料的重量为基准计，具有核壳结构的由环氧树脂包裹的氧化石墨烯用量为1-3wt％；陶瓷粉的用量为7-29wt％；聚苯醚的用量为70-90wt％。

进一步的，陶瓷粉体是钛酸锶钡陶瓷粉。

进一步的，环氧树脂是双酚A型环氧树脂。

进一步的聚苯醚为接枝改性的聚苯醚。

本发明的另一个方面提供了具有核壳结构的氧化石墨烯在高介电常数复合材料中用于降低产品密度的用途。