[发明专利]一种3D打印用多氟聚芳醚低介电油墨及其制备方法和应用

说明书

本发明提供一种3D打印用多氟聚芳醚低介电油墨及其制备方法和应用；所述3D打印用多氟聚芳醚低介电油墨，原料包括：70wt％‑80wt％油墨混合物，余量为有机溶剂；其中，以质量百分比计，所述油墨混合物包括：预聚物10wt％‑80wt％，稀释单体10wt％‑80wt％，引发剂5wt％‑10wt％，氧清除剂5wt％‑10wt％；本发明以可光固化的多氟聚芳醚作为预聚物，与稀释单体、引发剂、氧清除剂、有机溶剂复配得到3D打印用油墨，将其通过喷墨打印成型得到所需形状结构的固化材料，该固化材料具有高力学性能、高热稳定性能、低介电常数及低介电损耗，能够应用于微电子、通信等高科技领域。

技术领域

本发明属于高分子材料技术领域，具体涉及一种3D打印用多氟聚芳醚低介电油墨及其制备方法和应用。

背景技术

随着5G通信网络的快速发展，高速通信设备对低介电常数低介电损耗材料的应用提出了更高的要求。针对材料加工方式的不足，增材制造的快速发展吸引了我们的注意力。相对于传统的减法制造，增材制造有极大地设计自由性、节省材料成本、节省加工时间以及可以得到精度极高的复杂形状的电子设备。光敏树脂由于其快速固化、能耗低、粘度低和排放小的特点，特别适用于增材制造技术，然而光敏树脂具有较大的体积收缩率、对氧敏感以及它们固有的质脆、不耐热的特点使其用于电路基板等通信设备中，往往存在机械性能差、热稳定性能不佳的缺点。

下述文献和专利针对光敏树脂的质脆、耐热性差等缺点进行了改良。通过在预聚物结构设计中引入刚性基团(比如：CN109422881A、Materials(Basel),vol.14,no.7,Mar30 2021、Acta PolymericaSinica,vol.52,no.4,pp.371-380,Apr 2021)、通过在稀释单体结构设计中引入刚性基团(比如：CN111440115A、Advanced Materials Technologies,vol.4,no.10,2019、Progress in Organic Coatings,vol.126,pp.162-167,2019)、通过添加改性二氧化硅(SiO₂)纳米粒子(ACS Appl.Polym.Mater.2020,2,11,5228–5237)；上述通过在预聚物结构及稀释单体结构中引入刚性基团，虽然能够提高光敏树脂的耐热性能、机械性能，但同时刚性基团的引入会使得光敏树脂体系的粘度大大提高，损害其加工性能；添加无机纳米粒子会在体系中分散不均匀，进而使得材料的性能不均匀。

因此，提供一种具有良好的热稳定性、机械性能、加工性能同时具有低的介电常数和介电损耗的光敏树脂尤其重要。

发明内容

针对现有技术存在的不足及缺陷，本发明的目的在于提供一种3D打印用多氟聚芳醚低介电油墨及其制备方法。本发明以可光固化的多氟聚芳醚作为预聚物，与稀释单体、引发剂、氧清除剂、有机溶剂复配得到3D打印用油墨，将其通过喷墨打印成型得到所需形状结构的固化材料，该固化材料具有高力学性能、高热稳定性能、低介电常数及低介电损耗，能够应用于微电子、通信等高科技领域。

为了实现上述目的，本发明第一方面提供了一种3D打印用多氟聚芳醚低介电油墨，采用如下的技术方案：

一种3D打印用多氟聚芳醚低介电油墨，原料包括：70wt％-80wt％(比如72wt％、74wt％、75wt％、77wt％、79wt％)油墨混合物，余量为有机溶剂；其中，以质量百分比计，所述油墨混合物包括：预聚物10wt％-80wt％(比如20wt％、30wt％、40wt％、50wt％、60wt％、70wt％)，稀释单体10wt％-80wt％(比如20wt％、30wt％、40wt％、50wt％、60wt％、70wt％)，引发剂5wt％-10wt％(比如6wt％、7wt％、8wt％、9wt％、9.5wt％)，氧清除剂5wt％-10wt％(比如6wt％、7wt％、8wt％、9wt％、9.5wt％)；

所述预聚物为多氟聚芳醚，具有式I所示的结构式：