[发明专利]一种利用不同极性处理剂改性的填料组合物、制备方法和应用

说明书

本发明提供了利用不同极性处理剂改性的填料组合物、制备方法和应用，先通过在无机填料微粉表面包覆高极性处理剂和低极性处理剂得到一种利用不同极性处理剂改性的填料组合物，并进一步将该填料组合物分散于有机溶剂中得到浆料，该浆料可以添加至不同极性混合树脂体系中制成树脂组合物。由于无机填料微粉表面利用极性差异较大的两种处理剂进行包覆处理，使其兼具极性与低极性两部分，再将处理后的粉体与溶剂混合、分散，制备成均匀稳定的浆料，浆料具有良好的分散性和流动性，添加至不同极性混合树脂体系后，相容性和流动性都非常好。

技术领域

本发明涉及无机填料改性技术领域，特别是涉及利用不同极性处理剂改性的填料组合物、制备方法和应用。

背景技术

为提高树脂复合材料的机械强度、耐热性以及降低树脂复合物的热膨胀系数等特性，最有效的方法是向树脂胶水配方中加入尽量多的填料。但是，随着填料用量的增加，尤其是微纳米级填料时，将导致胶水体系粘度剧增，并且很难将填料均匀分散在树脂当中，复合材料的流动性难以改善，复合材料的性能也因此受到限制。

为了解决高填料含量分散难的问题，目前已有采用制备填料浆料的方式进行改善，JP2001085650公开了将填料制备成浆料的方式，然后再添加到树脂复合材料中。该方法可有效解决微纳米填料在树脂体系中的团聚问题。JP2006036916A公开了将微米级的球硅与纳米级的球硅复配，再与溶剂通过一定的方法制备成浆料，再添加到树脂体系当中，该方法不仅能增加胶水体系中填料的含量，同时不会明显液体的粘度。但是随着科技的发展，尤其是5G技术的应用对一些复合材料，尤其是覆铜板在数据传输速度、传输频率的要求越来越高，在该要求下，复合材料生产厂家所使用的树脂由原来简单的采用环氧树脂、酚醛树脂等配方逐步转变为在体系需要添加部分低极性树脂，如碳氢树脂等，以达到高数据传输速度和高传输频率的要求。在这些既有极性材料又有低极性材料的复合配方当中，原本采用单一的方式制备填料浆料，如上述JP2001085650和JP2006036916A专利中公开的方式制备的浆料，其在应用过程中往往出现不相容的情况，如凝聚、粉末析出以及复合材料粘度高、流动性差的现象，大大影响复合材料的性能。

因此，寻找一种能与具有不同极性的树脂体系相容性好，且得到的复合材料粘度低、流动性好的填料微粉浆料是目前亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的就是要提供一种利用不同极性处理剂改性的填料组合物、制备方法和应用，该填料组合物兼具高极性与低极性，制成的浆料具有良好的分散性和流动性，改善了在不同极性混合树脂体系中的相容性和流动性。

为实现上述目的，本发明是通过如下方案实现的：

利用不同极性处理剂改性的填料组合物，是在无机填料微粉表面包覆高极性处理剂和低极性处理剂而得，其中，所述高极性处理剂为含有羟基、氨基、脲基、巯基、硫化基、异氰酸基或乙酰氨基的处理剂，所述低极性处理剂选自乙烯基硅烷偶联剂、环氧硅烷偶联剂、苯乙烯硅烷偶联剂、甲基丙烯硅烷偶联剂、丙烯硅烷偶联剂、甲基硅烷偶联剂、甲基硅氧烷低聚物、苯基硅氧烷低聚物、环氧基硅氧烷低聚物中的任意一种或至少两种的组合；高极性处理剂与低极性处理剂的重量总和为无机填料微粉重量的0.05～10％，高极性处理剂与低极性处理剂的质量比为1：0.1～1。

优选的，所述无机填料微粉选自二氧化硅、氧化铝、滑石、云母、高岭土、氢氧化铝、氢氧化镁、硼酸锌、锡酸锌、氧化锌、氧化钛、氮化硼、碳酸钙、硫酸钡、钛酸钡、硼酸铝、钛酸钾、E玻璃粉、S玻璃粉、D玻璃粉、中空玻璃微粉、勃姆石、具有核壳结构橡胶粉中的任意一种或者至少两种的混合物。

进一步优选的，所述无机填料微粉为球形二氧化硅或非球形二氧化硅中的任一种或两者的组合。

优选的，所述无机填料微粉是利用氮化硼纳米片与Cu₂SnSe₃按照质量比1：0.3～0.5复合而成。

进一步优选的，复合的具体方法如下：