[发明专利]一种在宽频段下高透波四氟乙烯共聚塑料微孔发泡材料及其绿色制备方法

说明书

本发明涉及一种在宽频段下高透波四氟乙烯共聚塑料微孔发泡材料及其绿色制备方法，属于通讯设备材料技术领域。本发明针对600MHz‑300GHz的宽频电磁波频段上的通讯设备所需要的透波性能，以及通信设备天线罩、高频高速板等整合加工过程所需要的高温加工性能，综合热塑性四氟乙烯共聚塑料极好的低介电性能及韧性，含有多孔分子筛的聚苯硫醚的改性聚合物的刚性、优异的流动性和吸脱附发泡剂的特性，提高了发泡材料的介电性能，缩短了成型周期；同时，辅助以非全氟氟碳表面活性剂及高温氟塑料成核剂的相容性，超临界流体的增塑作用，利用超临界固态发泡法开发出了宽频段高透波耐高温本体阻燃的改性热塑性四氟乙烯共聚塑料微孔发泡材料。

技术领域

本发明涉及一种在宽频段下高透波四氟乙烯共聚塑料微孔发泡材料及其绿色制备方法，属于通讯设备材料技术领域。

背景技术

随着信息通讯从2G发展至5G，信号频段从MHz发展至GHz，在不久的未来甚至进入THz。在高频信号传输过程中，材料的介电常数和介电损耗对信号反射及其衰减影响巨大。材料介电性能与其分子基体中偶极子的运动有关，高分子材料的长链特性匹配非极性基团，其介电常数可降低至2.0附近，然而仍是空气介电常数的2倍。因此，要实现高频信号的宽频段高透波，则要求材料具有接近空气的极低介电常数和甚低介电损耗，则需在高分子材料中进一步引入空气。

5G信号在传输过程中的多个场合下存在衰减，在印刷线路板(PCB)的天线内发出信号时，馈线过程存在衰减；在RF滤波器中，滤波过程存在衰减；在天线振子中，存在旁瓣衰减；在介质移相块中，存在移相衰减；在天线罩中，存在反射和吸收衰减。上述户外场景应用、减重、一体化等需求，导致所使用的材料在介电性能满足要求的基础上，还需满足一体化工艺需求，以及低温抗冲、耐候阻燃等多方面要求。

热塑性四氟乙烯共聚氟塑料是由四氟乙烯和其他全氟单体共聚或和乙烯交替共聚而成，具有优异的耐高温、耐腐蚀、阻燃、低介电以及耐磨、韧性等力学性能，被广泛地应用在电子通信、化工设备、工程部件等多个领域，可以在从低温到200℃下均可长期使用，但加工温度偏高、流变性差以及高成本，极大地限制了氟材料的应用，特别是大尺寸微孔发泡氟材料的产业化。

发明内容

本发明针对600MHz-300GHz的宽频电磁波频段上的通讯设备所需要的透波性能，以及通信设备天线罩、高频高速板等整合加工过程所需要的高温加工性能，综合热塑性四氟乙烯共聚塑料极好的低介电性能及韧性，含有多孔分子筛的聚苯硫醚的改性聚合物的刚性、优异的流动性和吸脱附发泡剂的特性，提高了发泡材料的介电性能，缩短了成型周期，提高了发泡材料的介电性能；同时，辅助以非全氟氟碳表面活性剂及高温氟塑料成核剂的相容性，超临界流体的增塑作用，利用超临界固态发泡法开发出了宽频段高透波耐高温本体阻燃的改性热塑性四氟乙烯共聚塑料微孔发泡材料。

技术方案是：

一种在宽频段下高透波四氟乙烯共聚塑料微孔发泡材料，包括按照重量份计的：热塑性氟树脂100份、如式I所示的改性剂5-15份、非全氟氟碳表面活性剂1-5份，成核剂1-10份；

所述的热塑性氟树脂是由四氟乙烯和其他全氟单体共聚得到，或者是由四氟乙烯和乙烯交替共聚得到；

其中，R”和R’分别独立地选自O或者NH；

R是指分子筛，如5A分子筛、环糊精等，粒径为10～50nm；

所述的改性剂的制备方法包括如下步骤：将聚苯硫醚，氨基化或者羟基化的分子筛，按照物质的量比1:(1～1.5)的比例，加入NMP等极性溶液中，加热至175～250℃，反应1～2h。冷却，过滤，提纯，干燥，即得改性后的聚苯硫醚。

在一个实施方式中，所述的非全氟氟碳表面活性剂为环保型的无溶剂表面活性剂，可直接添加入聚合物中，如杜邦的FSN-100等。