本发明专利技术公开了用于制备玻璃纤维的组合物及其低介电常数玻璃纤维。本发明专利技术所提供的用于制备玻璃纤维的组合物，主要由下述重量百分含量的物质组成：SiO260.2~65%、Al2O310~14%、B2O323~27%和Li2O?0.5~2%。由该组合物制备得到的低介电常数玻璃纤维，具有以下优点：具有良好的介电性能，1MHz频率下，介电常数不超过4.5，介电损耗不超过0.001；同时具有优异的力学性能，其弹性模量超过75GPa，远优于D玻璃（弹性模量约为55GPa），比普通E玻璃（弹性模量约为72GPa）也有改善；具有良好的成型工艺性，其成型温度不超过1350℃，成型区间大于80℃；具有很好的热稳定性，其热膨胀系数约为3.0-3.2×10-6/℃，与E玻璃水平相当，明显优于D玻璃。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及用于制备玻璃纤维的组合物及其玻璃纤维，尤其涉及用于制备低介电常数玻璃纤维的组合物及其低介电常数玻璃纤维。
技术介绍
现代电子设备通常包括用玻璃纤维加强的印刷电路板。许多现代的电子设备，如移动或固定的无线电话机、计算机、个人数据助理(PDA)等，都具有在高或超高频率下运行的电子系统。当玻璃暴露于这种高频或超高频电磁场中时，该玻璃吸收至少一部分能力并将吸收的能量转化为热。被玻璃吸收的热形式的能量称为介电损耗能量。该介电损耗能量与玻璃组合物的“介电常数”和“介电损耗角正切”成正比，如下列表达式所示ff=kfv2 ε (tan δ )其中“W”是玻璃中的介电损耗能量，“k”是常数，“f ”是频率，V”是电位梯度， “ ε ”是介电常数，“tan δ”是介电损耗角正切。如以上表达式所示，介电损耗能量“W”随着玻璃的介电常数和介电损耗角正切的增大和/或频率的增大而增大。电子玻纤、覆铜箔板(CCL)、印制电路板(PCB)是同一产业链上三个紧密相连、唇齿相依的上下游产品。近年来，电子信息技术的繁荣，拉动了电子玻纤市场需求的逐年增长。同时，伴随着全球电子信息产业的迅猛发展，微电子行业不断追求高频化、高保密、高保真和轻量化，这就要求CCL强度更高，介电常数和介电损耗更低。而CCL主要由成型用的树脂和起增强作用的玻纤两部分组成。因而，作为CCL关键基础材料的电子玻璃纤维性能好坏，也就直接影响着CCL乃至PCB的性能。目前国内外普遍应用的电子级玻璃纤维主要是E玻璃纤维，其组成为52 56%的 SiO2,12 16% 的 Al2O3, 5 10% 的 B2O3,16 25% 的 CaO, 0 5· 0% 的 MgO, 3 5% 的 Na20+K20，E 玻璃纤维具有可加工性好、耐水性好、价格低等优点，但其介电常数偏高，为6. 7左右，并且介电损耗也较大，大于10_3，难以满足PCB高密度化和信息高速处理化的要求。为了降低玻璃纤维介电常数，人们后来又开发出了 D玻璃纤维，其基本组成为 72 76%的SiO2,0^5%的Al2O3, 20 25%Β203，3 5%的Na20+K20。D玻璃纤维的介电常数为4. I 左右，介电损耗为8 X 10_4左右，介电性能优异。但是D玻璃纤维也存在一些缺点(1)相对于E玻璃纤维来说，D玻璃纤维具有较高含量的SiO2,导致D玻璃纤维增强层压板硬度高、 钻孔性能差，不利于后续加工；(2) D玻璃纤维的玻璃熔化温度高，熔融性差，很容易产生脉纹和气泡，导致产生拉丝作业困难，在纺丝工艺中玻璃纤维断丝多等问题，因此生产性和作业性都很差，生产成本很高，不易大规模生产；(3) D玻璃纤维耐水性较差，容易引起纤维与树脂的剥离。为了改进D玻璃的缺点，研究人员又做了许多努力。美国专利US6309990公开了另一种新的低介电玻璃纤维，其成分主要包括 Si0250-60%, B20320-30%, Al20310_20%, CaOO-5%, MgOO-5%，K20+Na20+Li200_0· 5%, TiO2O. 5-5% 该玻璃的介电常数为4. 2-4.8，介电正切为5-9X10—4 (IMHz频率下)，成型温度为1300-1360°C。该低介电玻纤具有与D玻璃较为接近的介电常数和介电正切，热膨胀系数也几乎相同，而耐水性更好，成型温度更低，生产成本和生产难度比D玻璃有了明显改善。申请号为02810477. 3的中国专利文献公开了一种低介电常数玻璃纤维，其典型组成为53% 的 SiO2'15. 8% 的 Al2O3'19. 6% 的 Β203、0· 5% 的 Na20+K20、5. 3% 的 CaO,3. 9% 的 MgO和I. 2%P205,该玻璃纤维为了改善作业性能，添加了容易腐蚀窑炉的P2O5,对窑炉质量要求较高。申请号为200480006750. 4的中国专利文献公开了一种低介电玻璃纤维，其成分主要包括Si0250-60%, B20316-25%，Al20310_19%, Ca00-10%，Mg00-10%，K20+Na20+Li20<2%, Ti020-3%, ZrO2O. 5-1. 5%。该玻璃的介电常数约为4. 6，介电正切约为10Χ1(Γ4 (IMHz频率下)，成型温度不超过1350°C。该专利技术的特点在于玻璃中加入了一定量的ZrO2，从而获得了较宽的成型区间和生产效率。申请号为200780046066.2的中国专利文献公开了一种应用于电子的低介电玻璃纤维，该玻璃组合物包含Si0260-68%, B2037-13%, Al2039_15%，CaOO-4%, Mg08_15%， K20+Na20+Li200-2%, Ti020_2%。该玻璃的介电常数为5. 4_6，介电正切约为12X 10_4 (IMHz 频率下)，成型温度小于1370°C。该专利技术的目的是希望降低生产成本，因而大幅减小了 B2O3 含量，但很显然，这种调整也明显影响到了玻璃纤维的介电性能。申请号为200780048402. 7的中国专利文献公开了一种低介电常数玻璃纤维，其组成如下52飞0%的Si02、lf 16%的Α1203、2(Γ30%的Β203、4 8%的CaO，这种玻璃纤维的介电常数为4. 5 5，介电损耗< 5X 10_4。但由于其CaO含量较高,而且不含其它组分，这会导致该玻璃纤维成型时析晶倾向大大增加，难以得到小直径纤维。申请号为CN200610166224. 5的中国专利文献公开了一种低介电常数玻璃纤维， 其组成为50 60% 的 SiO2,6^9. 5% 的 Α1203、30· 5 35% 的 Β203、0 5% 的 CaO,0^5% 的 Zn。、 O. 5 5%的TiO20这种玻璃纤维的介电常数为3. 9-4. 4，介电损耗为4X10^8. 5Χ 10_4，但该玻璃纤维的B2O3含量非常高，而B2O3容易挥发，这不仅污染环境，同时容易导致成分波动大， 对窑炉腐蚀也会增加，另外，该玻璃纤维强度不够，且容易析晶，耐水性也较差。对于低介电常数玻璃纤维，多数的研究人员注意力集中在减小其介电常数、降低其成型难度方面，但随着现代电子产品不断追求超轻超薄，印刷电路板(PCB)对本身强度的要求也越来越高。如果增强用的玻璃纤维力学性能不够，当CCL越来越小、越来越薄时，PCB 的强度肯定就无法保证，最终也会影响电子产品的使用寿命。因此，对于低介电常数玻璃纤维而言，不仅要求其介电常数和介电损耗要尽量低，同时其力学性能也必须能满足实际需要。
技术实现思路
本专利技术解决现有技术中低介电玻璃纤维力学性能不够的问题，目的在于提供一种低介电常数玻璃纤维，它具有接近于D玻璃的介电性能，其介电常数不超过4. 5，介电损耗小于O. 001 ;同时其弹性模量大于75GPa。本专利技术的目的是这样实现的本专利技术提供了一种用于制备玻璃纤维的组合物，主要由下述重量百分含量的物质组成Si0260 . 4 65%、Al20310 14%、B20322 26% 和 Li2O O. 5 2%。优选地，所述组合物主要由下述重量百分含量的物质组成Si0260 . 6飞3. 2%、 Al2O3I I 13. 2%、Β20324· 2 26% 和 Li2本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于制备玻璃纤维的组合物，主要由下述重量百分含量的物质组成：SiO260.4~65%、Al2O310~14%、B2O322~26%和Li2O?0.5~2%。
【技术特征摘要】
1.一种用于制备玻璃纤维的组合物，主要由下述重量百分含量的物质组成Si0260. 4 65%、A120310 14%、B20322 26% 和 Li2O 0. 5 2%。2.根据权利要求I所述的组合物，其特征在于所述组合物主要由下述重量百分含量的物质组成Si0260. 6 63. 2%、Al2O3II 13. 2%、B20324. 2 26% 和 Li2O 0. 5 I. 5%。3.根据权利要求I所述的组合物，其特征在于所述组合物还包括重量百分比含量在2% 以下的 CaO、MgO、ZnO、Ti02、Fe2O3、ZrO2、Na2O 或 K2O。4.根据权利要求1-3中任一所述的组合物，其特征在于所述组合物为如下(I)-(7)中任一所示 (1)所述组合物由下述重量百分含量的物质组成Si0262%、Al20312.3%、B20324. 2%和Li2O 1%，余量为杂质； (2)所述组合物由下述重量百分含量的物质组成Si0260.4...
【专利技术属性】
技术研发人员：韩利雄，杜迅，姚远，何建明，陈德全，魏泽聪，彭文杰，
申请(专利权)人：重庆国际复合材料有限公司，
类型：发明
国别省市：
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