具有低介电常数的聚合物复合材料制造技术

本文涉及具有低介电常数的聚合物复合材料，公开了聚合物组合物，该聚合物组合物包括至少一种热塑性聚合物以及分散在其中的核/壳颗粒，其中，核/壳颗粒包括MgTiO

【技术实现步骤摘要】
具有低介电常数的聚合物复合材料
本专利技术涉及具有低介电常数和良好力学性能的热塑性组合物。
技术介绍
热塑性聚合物具有优异的力学性能、可模塑性和耐化学性。在电子工业中，将高含量的无机填料掺入热塑性聚合物中，以获得具有低介电常数(Dk)的复合材料，用作外壳或支撑材料。然而，高含量的无机填料也引起力学性能的降低。因此，仍然需要开发具有低Dk的复合热塑性组合物，同时维持良好的力学性能。
技术实现思路
本文提供了具有低介电常数的聚合物组合物，该聚合物组合物包括：a)至少一种热塑性聚合物；以及b)约5-95重量％的核/壳颗粒，其中，所述核/壳颗粒包括由MgTiO3形成的核和由SiO2形成的壳，并且其中，MgTiO3:SiO2的重量比在约85:15-15:85的范围内；所述聚合物组合物的总重量总计为100重量％。在所述聚合物组合物的一个实施方式中，基于所述聚合物组合物的总重量，所述至少一种热塑性聚合物的含量为约10-80重量％。在所述聚合物组合物的又一实施方式中，基于所述聚合物组合物的总重量，所述至少一种热塑性聚合物的含量为约20-60重量％。在所述聚合物组合物的仍又一实施方式中，基于所述聚合物组合物的总重量，所述至少一种热塑性聚合物的含量为约25-45重量％。在所述聚合物组合物的仍又一实施方式中，所述至少一种热塑性聚合物选自由以下组成的组：聚酯、聚烯烃、聚酰亚胺、聚酰胺、聚醚酰亚胺、聚芳基醚醚酮、聚甲醛、及其两种或更多种的组合。在所述聚合物组合物的仍又一实施方式中，所述核/壳颗粒的MgTiO3:SiO2的重量比在约80:20-20:80的范围内。在所述聚合物组合物的仍又一实施方式中，所述核/壳颗粒的MgTiO3：SiO2的重量比在约75:25-25:75的范围内。在所述聚合物组合物的仍又一实施方式中，基于所述聚合物组合物的总重量，所述核/壳颗粒的含量为约25-85重量％。在所述聚合物组合物的仍又一实施方式中，基于所述聚合物组合物的总重量，所述核/壳颗粒的含量为约45-75重量％。本文进一步提供了由上述聚合物组合物形成的制品。具体实施方式本文公开了具有低介电常数和良好力学性能的复合聚合物组合物。所述复合聚合物组合物包括至少一种热塑性聚合物以及分散在其中的核/壳颗粒，其中，所述核/壳颗粒包括MgTiO3核和SiO2壳。本文所使用的术语“热塑性聚合物”是指当加热时变成液体并在充分冷却时冻结成刚性状态的聚合物。在此适用的热塑性聚合物包括但不限于聚酯、聚烯烃、聚酰亚胺、聚酰胺、聚醚酰亚胺、聚芳基醚醚酮、聚甲醛、及其混合物。示例性聚酯包括但不限于：聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚对苯二甲酸丙二醇酯(PTT)、聚对苯二甲酸环己二甲酯(PCT)等。示例性聚烯烃包括但不限于：聚乙烯、聚丙烯、聚烯烃弹性体等。适用的聚酯可以从各种供应商处商购获得。例如，适用的PET可以以商品名购自DuPontdeNemours有限公司(美国)(下文称为“DuPont”)；适用的PBT可以以商品名购自DuPont公司或以商品名ShiniteD201购自ShinkongSyntheticsFibersCorporation公司(中国台湾)；适用的PTT可以以商品名购自DuPont公司；适用的PCT可以以商品名ThermxTM购自CelaneseCorporation公司(瑞士)。本文所使用的聚烯烃也可以从各种供应商处商购获得。例如，适用的聚丙烯可以以商品名ExxonMobilTMPP4792E1购自ExxonMobil公司或以商品名DOWLEXTM购自DOWInc.公司(美国)；适用的聚烯烃弹性体可以以商品名ENGAGETM购自DOWInc.公司(美国)；适用的乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(EVA)可以以商品名ELVAXTM购自DOWInc.公司(美国)。根据本公开，基于所述组合物的总重量，所述组合物中可以包括约10-80重量％、或约20-60重量％、或约25-45重量％的热塑性聚合物。本文所使用的核/壳颗粒包括由MgTiO3形成的核和由SiO2形成的壳。根据本公开，所述MgTiO3核完全地或部分地涂覆有SiO2壳。并且MgTiO3:SiO2的重量比在约85:15-15:85、或约80:20-20:80、或约75:25-25:75的范围内。本文所使用的核/壳颗粒可以通过溶胶-凝胶法制备，诸如，在PCT专利申请公开第WO201531570号(其以引用的方式并入本文)中公开的方法。溶胶-凝胶法包括在溶剂中混合MgTiO3颗粒、二氧化硅前体、水解物和表面活性剂(可选并且可以是阳离子表面活性剂或两性表面活性剂)以产生混合溶液。该混合导致二氧化硅前体发生化学反应，从而在MgTiO3颗粒的表面形成一层SiO2涂层。并且可以通过过滤从混合溶液中得到核/壳颗粒。溶胶-凝胶法中使用的溶剂为水溶液，其中MgTiO3颗粒、二氧化硅前体、水解物和可选存在的表面活性剂均匀地分散并发生反应。优选地，本文所使用的溶剂是水与以下中的任何一种或多种的溶剂混合物：异丙醇(IPA)、甲醇、乙醇、甲基乙基酮(MEK)、甲基异丁基酮(MIBK)、丙二醇单甲醚(PGME)、丙二醇单甲醚乙酸酯(PGMEA)、单乙醇胺(MEA)、二丙二醇二丙烯酸酯(DPGDA)、及其两种或更多种的混合物。在一个实施方式中，溶剂是水与以下中一种或多种的水溶液：异丙醇(IPA)、甲醇、乙醇、甲基乙基酮(MEK)、甲基异丁基酮(MIBK)、丙二醇单甲醚(PGME)、丙二醇单甲醚乙酸酯(PGMEA)、单乙醇胺(MEA)、二丙二醇二丙烯酸酯(DPGDA)。在一个实施方式中，所述溶剂可以是水与以下中一种或多种的混合物：异丙醇(IPA)、甲醇和乙醇。当溶剂是水与IPA、甲醇或乙醇的水溶液时，溶剂的量可以，基于每100重量份的MgTiO3颗粒，在约300至5000重量份的范围内，并且水与IPA、甲醇和/或乙醇的质量比在约1:3至约1:10的范围内。溶胶-凝胶法中使用的SiO2前体是SiO2壳的来源。SiO2前体可以是由下式(I)表示的硅醇盐：(R1)nSi(OR2)4-n，其中R1表示具有1至8个相同的或不同的、取代的或未取代的碳原子的烃，n表示0、1、2或3，R2表示具有1至8个碳原子的烃。硅醇盐与水和水解催化剂反应生成SiO2，所得SiO2是涂覆MgTiO3颗粒的实体。硅醇盐可以是四烷氧基硅烷。或者，四烷氧基硅烷可以是四乙氧基硅烷、四甲氧基硅烷、四丙氧基硅烷、四丁氧基硅烷、四戊氧基硅烷、四辛基氧基硅烷、四壬基氧基硅烷、二甲氧基二乙氧基硅烷、二甲氧基二异丙氧基硅烷、二乙氧基二异丙氧基硅烷、二乙氧基二丁氧基硅烷、二乙氧基二三苯甲基氧基硅烷、或其两种或更多种的混合物。当硅醇盐是四乙氧基硅烷(TEOS,Si(OC2H5)4)时，水解反应为：Si(OC2H5)4+2H2O→SiO2+4C2H5OH水解催化剂作为酸性水解催化剂或碱性水解催化剂促进本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有低介电常数的聚合物组合物，所述聚合物组合物包括：/na)至少一种热塑性聚合物；以及/nb)5-95重量％的核/壳颗粒，其中，所述核/壳颗粒包括由MgTiO

【技术特征摘要】
1.一种具有低介电常数的聚合物组合物，所述聚合物组合物包括：
a)至少一种热塑性聚合物；以及
b)5-95重量％的核/壳颗粒，其中，所述核/壳颗粒包括由MgTiO3形成的核和由SiO2形成的壳，并且其中，MgTiO3：SiO2的重量比在85:15-15:85的范围内；
所述聚合物组合物的总重量总计为100重量％。


2.根据权利要求1所述的聚合物组合物，其中，基于所述聚合物组合物的总重量，所述至少一种热塑性聚合物的含量为10-80重量％。


3.根据权利要求2所述的聚合物组合物，其中，基于所述聚合物组合物的总重量，所述至少一种热塑性聚合物的含量为20-60重量％。


4.根据权利要求3所述的聚合物组合物，其中，基于所述聚合物组合物的总重量，所述至少一种热塑性聚合物的含量为25-45重量％。


5.根据权利要求1所...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈建颖，王婷，
申请(专利权)人：杜邦聚合物有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US