低介电环氧树脂复合材料的制备方法，涉及高分子化合物材料领域。本发明专利技术包括以下步骤：(1)将环氧树脂单体、固化剂和促进剂在70℃下混合均匀，抽真空脱除气泡；(2)将含有引发剂的不饱和聚合物单体加入步骤(1)中的溶液中，抽真空，通入N2，升温至80℃，搅拌预聚2h；(3)将步骤(2)所得预聚物倒入80℃下预热过的模具中，分两个阶段固化，第一阶段80℃(2h)+100℃(2h)+120℃(5h)，第二阶段120℃(1h)+140℃(1h)+160℃(1h)）+180℃(1h)+200℃(2h)，得到低介电环氧树脂复合材料；所述环氧树脂单体为双酚A型环氧树脂E-51，固化剂为MHHPA。本发明专利技术有效的降低了环氧树脂的介电常数和介电损耗，并保持良好的机械强度。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及高分子化合物材料领域。
技术介绍
随着社会信息化，信息处理和信息传播高速化，电子产品正向着轻、薄、短、小且多功能化方向发展，因此其内部组件密度增加，导致信号传输延时、串扰噪声增强和能耗增加等，而其中以讯号的延迟最为严重，则迫切需要一种低介电常数、低介电损耗复合材料作为基板材料。在线路中，讯号的传播速度与基体材料的介电常数有关，其关系如下V = K · C/ ε r1/2式中V-信号传播速度； K-常数；C-光速；介电常数。由上式可知，介电常数越低的基板材料，越来满足当今电子产品高速高频的要求。目前工业界作为印刷电路板基板材料常用的树脂有环氧树脂、聚酰亚胺树脂、聚四氟乙烯等。聚四氟乙烯具有优异的介电性能，但存在着以下缺点加工性很差，力学、粘接等性能欠佳，成本高。聚酰亚胺树脂也是加工成型难度大，综合性能欠佳。相对而言，环氧树脂原料来源丰富，价格便宜，易于加工成型。固化后的环氧树脂具有良好的物理化学性能，耐溶剂性好，线膨胀率低，机械强度高，热稳定性好、介电性能好、耐表面漏电、耐电弧等，成为目前广泛应用印刷线路板复合材料。但是近年来微电子领域的飞速发展使得纯环氧树脂的介电性能无法满足当今低介电材料的要求，进一步降低环氧树脂基体材料的介电常数成为当前主要解决的问题。目前研究认为降低材料介电常数的主要方法有两种第一种方法是化学改性，即在分子结构中掺入强电负性元素，将电子牢牢束缚住，降低材料自身的极性，现在普遍用在材料中掺氟来降低介电常数。Zhiqiang Tao等人合成了一种新型含氟环氧树脂分别于甲基六氢苯酐(MHHPA)与二氨基二苯甲烷(DDM)固化，与普通的双酚A型环氧对比，介电常数下降了 O. 2^0. 3。J. R. Lee等人制备出一种含氟环氧树脂与DDM固化后，相比于普通的双酚A型环氧对比，在不同频率条件下介电常数降低了 O. 2^0. 4。掺氟虽然可以降低介电常数，但下降幅度小，而且合成工艺复杂、成本高。另外一种方法是物理共混，物理共混又可通过两种途径其一是在介电材料内制造孔隙降低材料的分子密度，一般多使用多孔或者中空结构无机填料，如多空二氧化硅、分子筛、中空玻璃微球、多面体低聚倍半硅氧烷(POSS)等。中国专利CN 101638505Α公开了一种低介电环氧树脂/介孔分子筛杂化材料，在IOOkHz下相对纯环氧树脂的介电常数最大下降了 O. 9。中国专利CN 1783357Α将介孔二氧化硅分体分别添加到环氧树脂和聚酰亚胺树脂中，在IMHz下，介电常数分别下降了 O. 82和O. 57。中国专利CN101565545A公开一种氰酸酯-环氧树脂-POSS杂化树脂的制备方法，POSS以分子级水平分散于树脂基体中，得到的复合材料的力学性能显著提高，且耐热性能、介电性能优越。美国专利US005785789A公开了一种低介电环氧树/中空玻璃微球复合材料，向环氧树脂基体中添加中空玻璃微球，降低环氧树脂的介电常数。美国专利US20030143390A1公开一种含有中空结构的聚亚芳基醚聚合物，玻璃化转变温度(Tg)高于400°C，介电常数低于2. 5。在材料中制造孔隙可以大幅度降低材料的介电常数，但添加大量的无机多孔或中空结构的填料会导致材料力学性能的大幅度下降。其二是将环氧树脂与低介电常数的聚合物(如聚四氟乙烯，聚苯醚等)共混降低材料的介电常数，但直接将环氧树脂与低介电聚合物共混容易产生分散不均，相分离等问题。Sixun Zheng等人将环氧树脂与苯乙烯-丙烯腈的共聚物共混，并研究了混合物的相容性、形貌及断裂韧性，通过扫描电镜与动态机械分析得出环氧树脂与苯乙烯-丙烯腈共聚物出现两相结构。中国专利CN102372900A公开了一种环氧树脂组合物及其制成的预浸材和印刷电路板，该组合物为环氧树脂及其硬化剂苯乙烯-马来酸酐，在IGHz下介电常数为4. 18 4. 45，损耗为O. 007 0. 014。美国专利US005916683A公开一种环氧树脂与芳基酯低介电聚合物共混物，其介电常数在IGHz下为2. 70^2. 90。美国专利US006383660B2公开了一种环氧树脂组合物，其组分为环氧树脂，酚醛树脂，固化剂及促进剂与中空无机粒子，按不同配方制备样品，其介电常数2. 7^3. 2,玻璃化转变温度105 167°C。美国专利US6388009B1公开了一种低介电常数的电路板，其组分为，环氧树脂，间规苯乙烯/芳族聚酰胺-苯乙烯共聚物，固化剂，固化后介电常数为2. 9^3. 6，复合玻璃布后介电常数为3. Γ4. 5。综上所述，化学改性方法，如掺氟可以降低材料介电常数，但是降低幅度较小，且合成工艺复杂，成本高。物理共混方法中向基体树脂中添加中空结构无机物可以大幅降低材料的介电常数，但是添加量大，影响加工性能与分散性，而且中空结构会导致力学性能大量损失。POSS具有纳米孔结构不但可以降低介电常数而且同时提高材料材料的力学、热稳定能等性能，但是POSS价格极其昂贵。直接将环氧树脂与低介电聚合物共混容易产生分散不均，相分离等问题。通过简单易行、经济有效的方法对环氧树脂介电性能进行改善是当前的研究热点，本专利技术通过将低介电常数的不饱和聚合物的单体在环氧树脂中原位聚合分散来降低环氧树脂的介电常数，目前还未出现相关报道。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是，提供一种低介电环氧树脂的制备方法，能够降低环氧树脂的介电常数和介电损耗，并保持良好的机械强度。本专利技术解决所述技术问题采用的技术方案是，，其特征在于，包括以下步骤(I)将环氧树脂单体、固化剂和促进剂在70°C下混合均匀，抽真空脱除气泡；(2)将含有引发剂的不饱和聚合物单体加入步骤(I)中的溶液中，抽真空，通入N2,升温至80°C，搅拌预聚2h ；(3)将步骤(2)所得预聚物倒入80°C下预热过的模具中，分两个阶段固化，第一阶段 8(TC (2h)+100°C (2h)+120°C (5h)，第二阶段 120°C (Ih)+140°C (Ih)+160°C (Ih))+180°C (lh)+200°C (2h)，得到低介电环氧树脂复合材料；所述环氧树脂单体为双酚A型环氧树脂E-51，固化剂为甲基六氢苯酐MHHPA。进一步的，所述促进剂为DMP-30或2-甲基咪唑，引发剂为AIBN，不饱和聚合物单体为苯乙稀或甲基丙烯酸甲酯。更进一步的，按重量份数计，双酚A型环氧树脂E-51为40份，MHHPA为27. 4份，促进剂为O. 4份DMP-30或O. 4份2-甲基咪唑，引发剂AIBN为O. Γθ. 34份，不饱和聚合物单体20. 22 67. 4份。或者，双酚A型环氧树脂Ε-51为40份，MHHPA为27. 4份，促进剂为O. 4份DMP-30，引发剂AIBN为O. Γ0. 34份，不饱和聚合物单体为20. 22 67. 4份苯乙烯。或者，双酚A型环氧树脂Ε-51为40份，MHHPA为27. 4份，促进剂为O. 4份2-甲基咪唑，引发剂AIBN为O. Γ0. 24份，不饱和聚合物单体为20. 22 47. 2份甲基丙烯酸甲酯。或者，双酚A型环氧树脂Ε-51为40份，MHHPA为27. 4份，促进剂为O. 4份2_甲基咪唑，引发剂为O. 17份ΑΙΒΝ，不饱和聚合物单本文档来自技高网...
【技术保护点】
低介电环氧树脂复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将环氧树脂单体、固化剂和促进剂在70℃下混合均匀，抽真空脱除气泡；(2)将含有引发剂的不饱和聚合物单体加入步骤(1)中的溶液中，抽真空，通入N2，升温至80℃，搅拌预聚2h；(3)将步骤(2)所得预聚物倒入80℃下预热过的模具中，分两个阶段固化，第一阶段80℃(2h)+100℃(2h)+120℃(5h)，第二阶段120℃(1h)+140℃(1h)+160℃(1h)）+180℃(1h)+200℃(2h)，得到低介电环氧树脂复合材料；所述环氧树脂单体为双酚A型环氧树脂E？51，固化剂为MHHPA。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：马寒冰，尹苗，杨克斌，
申请(专利权)人：西南科技大学，
类型：发明
国别省市：
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