[发明专利]聚醚醚酮/四氟乙烯-全氟烷氧基乙烯基醚共聚物/短切石英纤维材料、制备方法和应用

说明书

本发明提供了一种聚醚醚酮/四氟乙烯‑全氟烷氧基乙烯基醚共聚物/短切石英纤维复合材料及其制备方法和应用，属于高分子复合材料领域。本发明中，采用与聚醚醚酮和四氟乙烯‑全氟烷氧基乙烯基醚共聚物相容性良好且耐高温的与树脂基体具有很好匹配的含全氟壬烯氧基侧基聚醚醚酮嵌段共聚物(m‑PEEK‑PEEK‑Ph‑OPFN)对短切石英纤维进行包覆处理；同时用硅烷偶联剂对六方氮化硼进行表面改性处理，以降低其团聚程度。与不经任何处理的填料相比，本发明具有在复合材料中分散均匀且与基体的界面作用强的特点。

技术领域

本发明涉及高分子复合材料技术领域，尤其涉及一种聚醚醚酮/四氟乙烯-全氟烷氧基乙烯基醚共聚物/短切石英纤维复合材料及其制备方法和应用。

背景技术

随着电子产品逐渐向轻薄化、微型化和多功能化方向发展，以及在半导体安装技术的驱动下，人们对电路板技术和基板材料等均提出了更高的要求。主要包括基板必须具备高耐热性、高导热性、低介电常数、以及低热膨胀系数等。

目前在电路板的基材中，柔性电路板主要为聚酰亚胺和聚酯，硬板为氰酸酯树脂和环氧树脂的复合材料，超高频覆铜板一般为聚酰亚胺和玻纤的层压板结构和聚酯的改性料，这些材料一般均不能采用熔融加工的方式成型，而是采用溶液加工，这种加工方法污染大、成本高、不易改性。因此开发可热塑性加工的满足电子领域需求的耐高温热塑性树脂具有十分可观的前景。

聚醚醚酮(PEEK)是一种结晶型热塑性特种工程塑料，具有高强度、高阻燃性、耐化学腐蚀性、耐疲劳性及绝缘性，并且耐热性能优异。在半导体工业中，聚醚醚酮树脂常常被用来制造晶圆承载器、电子绝缘膜片和各类连接器件。并且随着聚醚醚酮树脂薄膜制备技术的完善，将聚醚醚酮作为电路板基材的开发也逐步加快。但是，由于聚醚醚酮树脂的线性膨胀系数较高，介电常数较高，导热率较低，在电路板基材使用中面临一系列问题。四氟乙烯-全氟烷氧基乙烯基醚共聚物(PFA)相较于聚四氟乙烯可进行熔融加工，具有良好的耐溶剂性和耐辐照性以及优异的介电性能，将PEEK和PFA共混，可以进一步优势互补，提高共混体系的介电性能，同时又进一步降低了熔体粘度。无机粒子和纤维，可以改性材料的介电性能和机械性能。但是，由于聚醚醚酮的惰性结构，和含氟材料的低表面能特性，将材料混合制备，得到的材料强度差，介电性能改善较小。科研工作者做了大量的关于聚醚醚酮树脂共混改性的工作，但是，目前市场上尚无聚醚醚酮树脂基电路板销售。

发明内容

本发明的目的在于提供一种聚醚醚酮/四氟乙烯-全氟烷氧基乙烯基醚共聚物/短切石英纤维复合材料及其制备方法和应用。本发明提供的复合材料具有更好的介电性能和更低的热膨胀系数，更适合应用在电路板领域。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种聚醚醚酮/四氟乙烯-全氟烷氧基乙烯基醚共聚物/短切石英纤维复合材料，包括以下质量百分数的组分：

聚醚醚酮树脂60～80％，四氟乙烯-全氟烷氧基乙烯基醚共聚物10～20％，含全氟壬烯氧基侧基聚醚醚酮嵌段共聚物包覆的短切石英纤维5％～15％，硅烷偶联剂改性的六方氮化硼5～15％；

所述含全氟壬烯氧基侧基聚醚醚酮嵌段共聚物的结构如式I所示：

式I中，x、y和n均为正整数，200≥x≥1，200≥y≥1，200≥n≥1。

优选地，所述聚醚醚酮树脂的粒径为38～75μm，熔融指数为30～35g/10min。

优选地，所述四氟乙烯-全氟烷氧基乙烯基醚共聚物的粒径为20～60μm，熔融指数为1～7g/10min。

优选地，所述短切石英纤维的长度为2～5mm，直径为5～15μm。

优选地，所述六方氮化硼的粒径为1～5μm。