[发明专利]一种电子级玻璃纤维组合物及其玻璃纤维和电子布

说明书

本发明公开了一种电子级玻璃纤维组合物及其玻璃纤维和电子布。该电子级玻璃纤维组合物含有下述组分，各组分的含量以重量百分比表示如下：SiO₂为54.2‑60％，Al₂O₃为11‑17.5％，B₂O₃为0.7‑4.5％，CaO为18‑23.8％，MgO为1‑5.5％，RO＝CaO+MgO小于等于24.8％，R₂O＝Na₂O+K₂O+Li₂O小于1％，TiO₂为0.05‑0.8％，Fe₂O₃为0.05‑0.7％，F₂为0.01‑1.2％，且重量百分比的比值C1＝SiO₂/(RO+R₂O)的范围为大于等于2.20，上述组分的合计含量大于等于98.5％。该电子级玻璃纤维组合物具有低成本高抗腐蚀的特点，不仅能改善玻璃的电学性能，尤其是介电性能，还能提高玻璃纤维的机械性能、耐水性和耐酸性，同时能明显降低原料成本，显著降低原料挥发，减少对耐火材料的侵蚀，且适合用于大规模池窑生产。

技术领域

本发明涉及一种玻璃纤维组合物，尤其涉及一种用于电子工业的电子级玻璃纤维组合物及其玻璃纤维和电子布。

背景技术

玻璃纤维属于无机纤维材料，电子级玻璃纤维作为用于电子工业的功能基材，主要应用领域包括通信领域、计算机、IC封装、消费电子、汽车电子等。“电子级玻璃纤维-电子布-覆铜板-印刷电路板(PCB)”产业链是电子级玻璃纤维的核心应用，为了满足印刷电路板的介电性能，要求电子级玻璃纤维也具有良好的介电性能。

目前，国内外印刷电路板中普遍应用的电子级玻璃纤维主要是高硼含量的D玻璃纤维和传统E玻璃纤维。其中，D玻璃纤维属于低介电玻璃纤维，介电性能优于传统E玻璃纤维，能满足高密度化和信息高速化处理的要求，其主要组成的重量百分比范围为：20-25％的B₂O₃，72-76％的SiO₂，0-5％的Al₂O₃，2-4％的Na₂O+K₂O。D玻璃纤维的介电常数(室温下频率为1MHz)在4.5以下，但熔制难度和拉丝难度过大，如拉丝温度大于1400℃，难以实现大规模池窑生产，同时产品的钻孔性能和耐水性能较差，不利于后续的加工和使用，同时还存在原料成本过高的缺点。高硼含量的传统E玻璃纤维可用作常规的电子级玻璃纤维，是目前主要的商用电子级玻璃纤维。传统E玻璃纤维的介电常数一般在6.7-7.1，能满足常规印刷电路板的要求，具有熔制性能好、可加工性好等优点，但实际应用中各大企业的B₂O₃含量普遍在7.2±0.4％的水平，原料成本依然较高，大量含硼原料的存在导致配合料挥发性大，容易加速窑炉耐火材料的高温侵蚀，而且这也限制了电子纱窑炉采用顶部燃烧技术进行高效加热的方式。同时，传统E玻璃纤维还有耐酸性差、机械性能差、耐水性一般等方面的缺点。另外，普通增强型玻璃纤维的主要关注点是机械性能和耐腐蚀性能，如典型的无硼E玻璃纤维，它在不使用硼，甚至同时不使用硼和氟后，配方中会增加碱金属和碱土金属氧化物的总量来降低玻璃粘度和熔制难度，以降低生产难度、提高生产效率，这导致无硼E玻璃纤维的电性能、板材的钻孔性能等难于满足印刷电路板的要求，因此不适合生产电子级的玻璃纤维。

目前，大量玻璃纤维企业及科研机构聚焦低介电玻璃纤维的研究开发，但对电子级E玻璃纤维的研究创新却极少。实际上，目前传统的电子级E玻璃纤维存在诸多问题，在提高玻璃性能、降低成本、降低挥发、减少对耐火材料侵蚀以及利用先进窑炉燃烧技术方面依然有很大的改进空间。

发明内容

为了解决上述问题，本发明旨在提供一种低成本高抗腐蚀的电子级玻璃纤维组合物，该电子级玻璃纤维组合物可以改善玻璃的介电性能，提高玻璃纤维的机械性能、耐水性和耐酸性，明显降低原料成本，显著降低原料挥发，减少对耐火材料的侵蚀，且适于进行大规模池窑生产。