一种高填料含量PTFE基材、制备方法及其用途技术

本发明专利技术提供了一种高填料含量PTFE覆铜板的制备方法，首先将氟树脂粉末与无机填料进行混合，然后加入润滑剂，搅拌成面团状物体，再进行挤出、压延等工序，得到片材，对该片材进行热处理，再用氟树脂分散乳液浸渍该片材，并进行干燥、烘培、烧结，得到孔隙少、表面覆了一层树脂膜的片材，用该片材制作的覆铜板具有良好的综合性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种PTFE基材、制备方法及其用途，具体地，本专利技术涉及一种高填料含量PTFE基材、制备方法及其用途。
技术介绍
信息电子产品逐渐向着高频化、高速化方向发展。传统的基板材料将逐渐被高速化、高可靠性基板材料代替。近年来，科技工作者对高频、高速化基板材料的选择和性能进行了深入的研究，旨在寻找介电性能、力学性能和热性能优良的基板材料，以满足实际使用的要求。聚四氟乙烯(PTFE)自1945年由杜邦公司商品化生产以来，由于该材料独特的物理性能和化学性能，人们就不断地开拓该材料在各个领域的应用，研究结果表明，聚四氟乙烯具有优良的电气性能，耐化学腐蚀，耐热，使用温度范围广，吸水性低，高频率范围内介电常数、介质损耗因子变化少，非常适用于作为高速数字化和高频基板材料的基体树脂。利用PTFE材料的优秀介电性能(低介电常数和低介质损耗)来制造高频应用的覆铜板已有多年历史。最常规的无玻纤布增强型PTFE覆铜板是像FR-4制作浸溃玻纤布的工艺来制造的，但制造高填料含量(填料含量> 50%)的PTFE覆铜板时，浸溃玻纤布的工艺并不适用。美国专利US4335180介绍了一种高填料含量的PTFE覆铜板的制备方法:将含氟聚合物乳液、填料、纤维混合，搅拌成衆状物(slurry),然后添加凝聚剂(flocculant),使氟树脂颗粒、填料及纤维等凝聚成生面团状(dough-like)物体，对该物体进行过滤、干燥处理(160°c /24小时)，得到碎片状的混合物(chunk)，再将润滑剂加入到该碎片状混合物中，进行充分的搅拌混合，并通过挤出、压延等工序做成一定厚度的片材，该片材再进行烘烤(2460C /24小时)，之后再覆铜箔，进行层压，即得到具有高填料含量的PTFE覆铜板。这种方法会产生大量的废水，工艺复杂，制造成本高；且润滑剂被烘走后，基材内部会存在较多空洞，导致板材的吸水率大。
技术实现思路
本专利技术的目的之一在于一种高填料含量PTFE基材的制备方法，该方法工序相对简单，不会产生废水，得到的基材内部不存在空洞，基材的吸水率也大大下降，可以通过该方法制得综合性能良好的高填料含量PTFE基材。为了达到上述目的，本专利技术采用了如下技术方案:一种高填料含量PTFE基材的制备方法，所述方法包括如下步骤:( 1)将氟树脂粉末与无机填料混合，得到氟树脂粉末和无机填料的混合物，然后加入润滑剂，继续搅拌，得到面团状混合物；(2)将步骤(1)得到的面团状混合物挤出，压延，得到片材；(3)对步骤(2)得到的片材进行热处理，以除去润滑剂；(4)将热处理后的片材浸润氟树脂分散乳液，静置后，干燥，烘焙，烧结，得到高填料含量PTFE基材。利用氟树脂粉末与无机填料直接干法混合的方式，通过对片材的后期处理来制得高填料含量的PTFE基材，基材内部空隙率变小，基材的吸水率也大大下降，综合性能十分优异，解决了先前技术工艺复杂、不环保、生产效率低等问题。所述氟树脂粉末选自PTFE树脂粉末(聚四氟乙烯树脂粉末)、PFA树脂粉末(四氟乙烯-全氟烷氧基乙烯基醚共聚物树脂粉)或FEP树脂粉末(全氟乙烯丙烯共聚物树脂粉末)中的任意一种或者至少两种的混合物。所述混合物例如PTFE树脂粉末和PFA树脂粉末的混合物，PFA树脂粉末和FEP树脂粉末的混合物，FEP树脂粉末和PTFE树脂粉末的混合物，FEP树脂粉末、PFA树脂粉末和PTFE树脂粉末的混合物，优选PTFE树脂粉末。所述氟树脂粉末的粒径为50 μ m以内，优选45 μ m以内，进一步优选40 μ m以内。所述氟树脂粉末的粒径例如为 2 μ m、5 μ m、9 μ m、15 μ m、22 μ m、27 μ m、25 μ m、38 μ m、42 μ m、46 μ m>49 μ m。所述无机填料选自氢氧化铝、二氧化硅、二氧化钛、钛酸钡、滑石粉、云母、硫酸钡、立德粉、碳酸钙、硅灰石、高岭土、水镁石、硅藻土、膨润土、硅微粉或浮石粉中的任意一种或者至少两种的混合物，所述混合物例如氢氧化铝和二氧化硅的混合物，二氧化硅和滑石粉的混合物，云母和硫酸钡的混合物，立德粉和滑石粉的混合物，碳酸钙和硅灰石的混合物，高岭土和水镁石的混合物，硅藻土和膨润土的混合物，膨润土和滑石粉的混合物，二氧化硅、氢氧化铝和滑石粉的混合物，云母、硫酸钡、立德粉和碳酸钙的混合物，高岭土、水镁石、硅藻土和膨润土的混合物，优选二氧化硅、二氧化钛或钛酸钡中的任意一种或者至少两种的混合物，进一步优选二氧化硅或/和二氧化钛。采用偶联剂处理无机填料表面。偶联剂的种类有:硅烷类类、钛酸酯类、磷酸酯类、铝酸酯类、硼酸酯类、铝钛复合类等。应用偶联剂不仅可以改善无机填料与聚合物之间的亲和性，降低其表面张力，促进良好的湿润和包覆作用，而且在界面上建立化学键合结构，从而形成最牢固和稳定的复合体系，因此无机填料表面处理的效果是由提高与聚合物之间的黏结强度和形成特殊的界面层等各种因素复杂的组合而体现出来的。采用偶联剂处理无机填料表面的方法为已有技术，所属领域的技术人员可以根据现有技术中所公开的无机填料偶联处理的方法进行本专利技术所述无机填料偶联处理，以得到偶联处理后的无机填料，然后将偶联处理后的无机填料与氟树脂粉末混合，进行后续步骤。所述无机填料的粒径为20 μ m以内，例如2 μ m、4 μ m、6 μ m、8 μ m、10 μ m、12 μ m、14 μ m、16 μ m、18 μ m,优选17 μ m以内，进一步优选15 μ m以内。将氟树脂粉末与无机填料混合后，搅拌，得到氟树脂粉末和无机填料的混合物。所述搅拌的时间所属领域的技术 人员可以根据氟树脂粉末和无机填料的混合情况进行确定，确保两者混合均匀即可。示例性的搅拌时间如0.5^1.5小时，例如0.6小时、0.7小时、0.8小时、0.9小时、1.1小时、1.2小时、1.3小时、1.4小时，优选I小时。添加润滑剂可以提高无机填料的分散性能及改善混合物的可加工性，本专利技术所述润滑剂选自脂肪烃类、金属皂类、脂肪族酰胺类、脂肪族酸类、脂肪族酯类或脂肪族醇类中的任意一种或者至少两种的混合物，本领域技术人员可获知的任意的脂肪烃类、金属皂类、脂肪族酰胺类、脂肪族酸类、脂肪族酯类、脂肪族醇类润滑剂均可实现本专利技术，作为优选方案，所述润滑剂优选脂肪烃类、脂肪族醇类或脂肪族酯类中的任意一种或者至少两种的混合物，进一步优选二丙二醇(dipropylene glycol,DPG)、聚异丁烯(polyisobutylene,PIB)或邻苯二甲酸二辛酯(dioctylphthalate, DOP)中的任意一种或者至少两种的混合物。所述混合物例如DPG和PIB的混合物，DPG和DOP的混合物，PIB和DOP的混合物，DPG、PIB和DOP的混合物。步骤(I)加入润滑剂后，搅拌得到面团状混合物。步骤(3)所述热处理的温度为25(T350 °C，例如 255 °C、260°C、270°C、275 °C、285°〇、2951:、3051:、3151:、3251:、3351:、3451:，优选 270 3201:，进一步优选 300。。。所述热处理的时间为1飞小时，例如1.2小时、1.4小时、1.8小时、2.2小时、2.6小时、3.2小时、3.8小时、4.2小时、4.本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高填料含量PTFE基材的制备方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：（1）将氟树脂粉末与无机填料混合，得到氟树脂粉末和无机填料的混合物，然后加入润滑剂，继续搅拌，得到面团状混合物；（2）将步骤（1）得到的面团状混合物挤出，压延，得到片材；（3）对步骤（2）得到的片材进行热处理，以除去润滑剂；（4）将热处理后的片材浸润氟树脂分散乳液，静置后，干燥，烘焙，烧结，得到高填料含量PTFE基材。

【技术特征摘要】
1.一种高填料含量PTFE基材的制备方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤: (1)将氟树脂粉末与无机填料混合，得到氟树脂粉末和无机填料的混合物，然后加入润滑剂，继续搅拌，得到面团状混合物； (2)将步骤(I)得到的面团状混合物挤出，压延，得到片材； (3)对步骤(2)得到的片材进行热处理，以除去润滑剂； (4)将热处理后的片材浸润氟树脂分散乳液，静置后，干燥，烘焙，烧结，得到高填料含量PTFE基材。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述氟树脂粉末选自聚四氟乙烯树脂粉末、四氟乙烯-全氟烷氧基乙烯基醚树脂粉末或全氟乙烯丙烯共聚物树脂粉末中的任意一种或者至少两种的混合物，优选PTFE树脂粉末； 优选地，所述氟树脂粉末的粒径为50 μ m以内，优选45 μ m以内，进一步优选40 μ m以内； 优选地，所述无机填料选自氢氧化铝、二氧化硅、二氧化钛、钛酸钡、滑石粉、云母、硫酸钡、立德粉、碳酸钙、硅灰石、高岭土、水镁石、硅藻土、膨润土、硅微粉或浮石粉中的任意一种或者至少两种的混合物，优选二氧化硅、二氧化钛或钛酸钡中的任意一种或者至少两种的混合物，进一步优选二氧化硅或/和二氧化钛； 优选地，采用偶联剂处理无机填料表面；优选地，所述无机填料的粒径为20 μ m以内，优选17 μ m以内，进一步优选15 μ m以内；优选地，所述润滑剂选自脂肪烃类、金属皂类、脂肪族酰胺类、脂肪族酸类、脂肪族酯类或脂肪族醇类中的任 意一种或者至少两种的混合物，优选脂肪烃类、脂肪族醇类或脂肪族酯类中的任意一种或者至少两种的混合物，进一步优选二丙二醇、聚异丁烯或邻苯二甲酸二辛酯中的任意一种或者至少两种的混合物。3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，步骤(3)所述热处理的温度为250^3500C，优选 27(T320°C，进一步优选 300°C ； 优选地，所述热处理的时间为1飞小时，优选1.5^5.5小时，进一步优选2飞小时； 优选地，所述氟树脂分散乳液选自PTFE乳液、PFA乳液或FEP乳液中的任意一种或者至少两种的混合物； 优选地，步骤(4)所述的静置时间为2 分钟，优选3飞分钟，进一步优选3飞分钟； 优选地，所述干燥的温度为8(Tl50°C，优选9(Tl20°C，进一步优选95 110°C ； 优选地，所述干燥的时间为Γ12分钟，优选5 11分钟，进一步优选5 10分钟； 优选地，所述烘焙的温度为20(T300°C，优选22(T280°C，进一步优选250°C ； 优选地，所述烘焙的时间为Γ12分钟，优选5 11分钟，进一步优选5 10分钟； 优选地，所述烧结的温度为34(T400°C，优选35(T390°C，进一步优选380°C ； 优选地，所述烧结的时间为4 12分钟，优选5 11分钟，进一步优选5 10分钟。4.一种高填料含量PTFE基材，其特征在于，所述高填料含量PTFE基材由权利要求1_3之一所述方法制备得到。5.一种高填料含量PTFE覆铜板，其特征在于，所述高填料含量PTFE覆铜板包括至少一个如权利要求4所述的高填料含量PTFE基材，及覆于叠合后的PTFE基材的一侧或者两侧的铜箔。6.一种高填料含量PTFE覆铜板的制备方法，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：江恩伟，
申请(专利权)人：广东生益科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44