本发明涉及膜材料
技术领域：
，尤其涉及一种基于5g通讯用膜材料及其制备方法。
背景技术：
：近年来，随着科学技术及信息时代的快速发展，高频高速通信是未来的重大趋势之一。5g通信作为第五代移动通信网络，其峰值理论传输速度可达每秒数十gb，这比4g网络的传输速度快数百倍，整部超高画质电影可在一秒之内下载完成。随着5g技术的诞生，用智能终端分享3d电影、游戏以及超高画质节目的时代已向我们走来。然而5g通信对移动通信设备、射频基站、集成电路以及相关电子元器件都提出了更高的要求，现有的材料无法满足上述要求，因此，开发基于5g通讯用材料显得非常有必要。在5g时代，电子产品中集成电路向着高密度方向发展，各种元器件及线路线宽尺寸逐渐缩小，其带来的信号串扰、阻容延迟会引起信号传递延迟，并产生功率耗散等负面影响，成为5g通信发展的重大阻碍。在高频高速通信过程中，信号的传输速度、延迟大小、信号干扰及功耗损失等主要去取决于集成电路电介质的介电常数(dk)。介电常数越小，信号传输越快、延迟越小、功耗也更低。在高频高速电路中，高介电常数及损耗会使得电介质产生大量功耗并转化为热量，造成电介质及fpcb温度上升，从而会加快电路和设备的老化速度，降低使用寿命，甚至可能会发生火灾等严重后果。为了解决之一问题，业内研究者们做出来许多努力，研究结果证明，采用基于5g通讯低介电常数膜作为层间绝缘膜以解决器件中信号延迟问题，并生产高速、节电器件是行之有效的方法。申请号为201811545261.6的中国发明专利公开了一种低介电常数挤出级聚丙烯增强材料及制备方法与挤出成型工艺，该材料由以下组分按重量份制备而成：50-80份聚丙烯、10-30份玻璃纤维、2-10份玻璃微珠、2-6份相容剂、2-8份增韧剂、0.5-2份二氧化硅、0.5-1.5份润滑剂、0.4-1.0份抗氧剂、0.2-0.6份光稳定剂。该发明通过在配方体系中添加实心玻璃微珠、玻璃纤维、二氧化硅成分，明显改善体系的外润滑效果及玻纤增强材料的翘曲变形现象，该发明制备得到的聚丙烯材料介电常数低至2.4，且具有优异的耐候性能与抗热氧老化性能。该发明还提供一种聚丙烯增强材料的挤出成型工艺，有利于材料定型，削弱玻纤增强材料的翘曲变形现象。然而，该材料由于添加的填料和添加剂种类和量较多，它们与聚丙烯基材之间的相容性不好，在长期使用过程中，易出现相分离，影响材料使用寿命。因此，开发一种综合性能更高，介电常数和介电损耗更小，耐候性和耐用性更强，机械力学性能更优异的5g通讯用膜材料符合市场需求，具有广泛的市场价值和应用前景，对促进5g通信技术的发展具有非常重要的意义。技术实现要素：本发明目的是为了克服现有技术的不足而提供一种基于5g通讯用膜材料及其制备方法，该制备方法简单易行，制备效率和成品合格率高，对设备和反应条件要求低，原料来源广泛，适合连续规模化生产；通过这种制备方法制备得到的基于5g通讯用膜材料综合性能更高，介电常数和介电损耗更小，耐候性和耐用性更强，机械力学性能更优异，具有较高的经济价值、社会价值和推广应用价值。为达到上述发明目的，本发明采用的技术方案是，一种基于5g通讯用膜材料，其特征在于，是由按照重量份计的如下原料制成：金刚烷基季铵盐硅烷共改性超支化聚苯硫醚60-70份、超支化磺化聚醚醚酮10-20份、微米级中空介孔sio2微球4-7份、偶联剂2-4份、发泡剂0.5-1.5份、五氧化二磷2-4份、2,3,5,6-四氟对苯二甲酸1-3份。优选的，所述发泡剂为3,3'-二磺酰肼二苯砜、偶氮胺基苯、偶氮二甲酸钡、偶氮二甲酸二异丙酯中的至少一种。优选的，所述偶联剂为硅烷偶联剂kh550、硅烷偶联剂kh560、硅烷偶联剂kh570中的至少一种。优选的，所述微米级中空介孔sio2微球的制备方法参见申请号201811337116.9的中国发明专利实施例1。优选的，所述超支化磺化聚醚醚酮的制备方法，参见申请号为201910120153.2的中国发明专利实施例1。优选的，所述金刚烷基季铵盐硅烷共改性超支化聚苯硫醚的制备方法，包括如下步骤：步骤d1、将2-二甲胺基甲基苯酚、1-(氯甲基)金刚烷加入到有机溶剂中，在50-60℃下搅拌反应4-6小时，后旋蒸除去溶剂，得到中间产物；步骤d2、将经过步骤d1制成的中间产物、超支化聚苯硫醚、4-(三甲硅基)苯酚、催化剂加入到高沸点溶剂中，然后向其中加入甲苯，在惰性气体氛围下，120-130℃下搅拌反应2-4小时，通过分水器除去反应过程中生成的水和甲苯，再在130-140℃下搅拌反应3-5小时，后在水中析出，将析出的粗产品用乙醇洗涤3-7次，后旋蒸除去残留乙醇和溶剂，得到金刚烷基季铵盐硅烷共改性超支化聚苯硫醚。优选的，步骤d1中所述2-二甲胺基甲基苯酚、1-(氯甲基)金刚烷、有机溶剂的摩尔比为1:1:(6-10)。优选的，所述有机溶剂为乙醚、氯仿、乙腈中的任意一种。优选的，步骤d2中所述中间产物、超支化聚苯硫醚、4-(三甲硅基)苯酚、催化剂、高沸点溶剂、甲苯的质量比为(0.3-0.5):(3-5):(0.2-0.4):(0.8-1.2):(15-25):(3-5)。优选的，所述催化剂为碳酸铯、碳酸钠、碳酸钾、氢氧化钠中的至少一种；所述高沸点溶剂为二甲亚砜、n,n-二甲基甲酰胺、n,n-二甲基乙酰胺、n-甲基吡咯烷酮中的至少一种；所述惰性气体为氮气、氦气、氖气、氩气中的任意一种。本发明的另一个目的，在于提供一种所述基于5g通讯用膜材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：将各原料按重量份混合均匀后得到混合物料，然后将混合物料加入到单螺杆挤出流延机中，通过熔融挤出，流延成型，冷却，卷取工艺，得到基于5g通讯用膜材料。由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：（1）本发明提供的一种基于5g通讯用膜材料的制备方法，该制备方法简单易行，制备效率和成品合格率高，对设备和反应条件要求低，原料来源广泛，适合连续规模化生产。（2）本发明提供的一种基于5g通讯用膜材料，克服了现有的膜材料介电常数和介电损耗较大，膜综合性能不佳，力学性能和防水性有待进一步提高的缺陷；通过各原料协同作用，使得制成的膜材料综合性能更高，介电常数和介电损耗更小，耐候性和耐用性更强，机械力学性能更优异。（3）本发明提供的一种基于5g通讯用膜材料，金刚烷基季铵盐硅烷共改性超支化聚苯硫醚上的季铵盐阳离子基团易与2,3,5,6-四氟对苯二甲酸上的羧基通过离子键连接，在五氧化二磷作为催化剂的条件下，超支化磺化聚醚醚酮上的磺酸基易与金刚烷基季铵盐硅烷共改性超支化聚苯硫醚上的苯环发生化学反应，使得这些基体材料之间均以化学键连接，有效改善了其综合性能和性能稳定性。（4）本发明提供的一种基于5g通讯用膜材料，结合了超支化聚苯硫醚和超支化磺化聚醚醚酮的优点，使得制成的膜材料介电常数和介电损耗更低，综合性能更佳，通过金刚烷基季铵盐硅烷共改性，增加了材料中的空隙密度，从而降低材料分子密度，有效降低材料介电常数，通过金刚烷大位阻基团的引入，并通过在超支化聚苯硫醚分子链端引入不同的基团，由于原子间距和“自由空间”大，使得材料的介电常数低、介电损耗小。（5）本发明提供的一种基于5g通讯用膜材料，通过引入微米级中空介孔sio2微球、发泡剂，使得材料中含有孔结构，这种结构引入空气，便可以降低材料的密度，达到降低介电常数的目的；各组分协同作用，使得材料综合性能更佳。具体实施方式下面将结合对本发明优选实施方案进行详细说明。下面将结合具体实施例对本发明进行进一步描述，但本发明的保护范围并不仅限于此；所述微米级中空介孔sio2微球的制备方法参见申请号201811337116.9的中国发明专利实施例1；所述超支化磺化聚醚醚酮的制备方法，参见申请号为201910120153.2的中国发明专利实施例1；所述超支化聚苯硫醚的制备方法参见申请号为200710046844.x的中国发明专利实施例1；所涉及到的其它原料均为商业购买。实施例1实施例1提供一种基于5g通讯用膜材料，其特征在于，是由按照重量份计的如下原料制成：金刚烷基季铵盐硅烷共改性超支化聚苯硫醚60份、超支化磺化聚醚醚酮10份、微米级中空介孔sio2微球4份、偶联剂2份、发泡剂0.5份、五氧化二磷2份、2,3,5,6-四氟对苯二甲酸1份。所述发泡剂为3,3'-二磺酰肼二苯砜；所述偶联剂为硅烷偶联剂kh550。所述金刚烷基季铵盐硅烷共改性超支化聚苯硫醚的制备方法，包括如下步骤：步骤d1、将2-二甲胺基甲基苯酚、1-(氯甲基)金刚烷加入到有机溶剂中，在50℃下搅拌反应4小时，后旋蒸除去溶剂，得到中间产物；步骤d2、将经过步骤d1制成的中间产物、超支化聚苯硫醚、4-(三甲硅基)苯酚、催化剂加入到高沸点溶剂中，然后向其中加入甲苯，在惰性气体氛围下，120℃下搅拌反应2-4小时，通过分水器除去反应过程中生成的水和甲苯，再在130℃下搅拌反应3小时，后在水中析出，将析出的粗产品用乙醇洗涤3次，后旋蒸除去残留乙醇和溶剂，得到金刚烷基季铵盐硅烷共改性超支化聚苯硫醚。步骤d1中所述2-二甲胺基甲基苯酚、1-(氯甲基)金刚烷、有机溶剂的摩尔比为1:1:6；所述有机溶剂为乙醚。步骤d2中所述中间产物、超支化聚苯硫醚、4-(三甲硅基)苯酚、催化剂、高沸点溶剂、甲苯的质量比为0.3:3:0.2:0.8:15:3。所述催化剂为碳酸铯；所述高沸点溶剂为二甲亚砜、n,n-二甲基甲酰胺；所述惰性气体为氮气。一种所述基于5g通讯用膜材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：将各原料按重量份混合均匀后得到混合物料，然后将混合物料加入到单螺杆挤出流延机中，通过熔融挤出，流延成型，冷却，卷取工艺，得到基于5g通讯用膜材料。实施例2实施例2提供一种基于5g通讯用膜材料，其特征在于，是由按照重量份计的如下原料制成：金刚烷基季铵盐硅烷共改性超支化聚苯硫醚63份、超支化磺化聚醚醚酮12份、微米级中空介孔sio2微球5份、偶联剂2.5份、发泡剂0.7份、五氧化二磷2.5份、2,3,5,6-四氟对苯二甲酸1.5份。所述发泡剂为偶氮胺基苯；所述偶联剂为硅烷偶联剂kh560。所述金刚烷基季铵盐硅烷共改性超支化聚苯硫醚的制备方法，包括如下步骤：步骤d1、将2-二甲胺基甲基苯酚、1-(氯甲基)金刚烷加入到有机溶剂中，在53℃下搅拌反应4.5小时，后旋蒸除去溶剂，得到中间产物；步骤d2、将经过步骤d1制成的中间产物、超支化聚苯硫醚、4-(三甲硅基)苯酚、催化剂加入到高沸点溶剂中，然后向其中加入甲苯，在惰性气体氛围下，123℃下搅拌反应2.5小时，通过分水器除去反应过程中生成的水和甲苯，再在133℃下搅拌反应3.5小时，后在水中析出，将析出的粗产品用乙醇洗涤4次，后旋蒸除去残留乙醇和溶剂，得到金刚烷基季铵盐硅烷共改性超支化聚苯硫醚。步骤d1中所述2-二甲胺基甲基苯酚、1-(氯甲基)金刚烷、有机溶剂的摩尔比为1:1:7；所述有机溶剂为氯仿。步骤d2中所述中间产物、超支化聚苯硫醚、4-(三甲硅基)苯酚、催化剂、高沸点溶剂、甲苯的质量比为0.35:3.5:0.25:0.9:18:3.5。所述催化剂为碳酸钠；所述高沸点溶剂为n,n-二甲基甲酰胺；所述惰性气体为氦气。一种所述基于5g通讯用膜材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：将各原料按重量份混合均匀后得到混合物料，然后将混合物料加入到单螺杆挤出流延机中，通过熔融挤出，流延成型，冷却，卷取工艺，得到基于5g通讯用膜材料。实施例3实施例3提供一种基于5g通讯用膜材料，其特征在于，是由按照重量份计的如下原料制成：金刚烷基季铵盐硅烷共改性超支化聚苯硫醚65份、超支化磺化聚醚醚酮15份、微米级中空介孔sio2微球5.5份、偶联剂3份、发泡剂1份、五氧化二磷3份、2,3,5,6-四氟对苯二甲酸2份。所述发泡剂为偶氮二甲酸钡；所述偶联剂为硅烷偶联剂kh570。所述金刚烷基季铵盐硅烷共改性超支化聚苯硫醚的制备方法，包括如下步骤：步骤d1、将2-二甲胺基甲基苯酚、1-(氯甲基)金刚烷加入到有机溶剂中，在55℃下搅拌反应5小时，后旋蒸除去溶剂，得到中间产物；步骤d2、将经过步骤d1制成的中间产物、超支化聚苯硫醚、4-(三甲硅基)苯酚、催化剂加入到高沸点溶剂中，然后向其中加入甲苯，在惰性气体氛围下，125℃下搅拌反应3小时，通过分水器除去反应过程中生成的水和甲苯，再在135℃下搅拌反应4小时，后在水中析出，将析出的粗产品用乙醇洗涤5次，后旋蒸除去残留乙醇和溶剂，得到金刚烷基季铵盐硅烷共改性超支化聚苯硫醚。步骤d1中所述2-二甲胺基甲基苯酚、1-(氯甲基)金刚烷、有机溶剂的摩尔比为1:1:8；所述有机溶剂为乙腈。步骤d2中所述中间产物、超支化聚苯硫醚、4-(三甲硅基)苯酚、催化剂、高沸点溶剂、甲苯的质量比为0.4:4:0.3:1:20:4；所述催化剂为碳酸钾；所述高沸点溶剂为n,n-二甲基乙酰胺；所述惰性气体为氖气。一种所述基于5g通讯用膜材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：将各原料按重量份混合均匀后得到混合物料，然后将混合物料加入到单螺杆挤出流延机中，通过熔融挤出，流延成型，冷却，卷取工艺，得到基于5g通讯用膜材料。实施例4实施例4提供一种基于5g通讯用膜材料，其特征在于，是由按照重量份计的如下原料制成：金刚烷基季铵盐硅烷共改性超支化聚苯硫醚68份、超支化磺化聚醚醚酮18份、微米级中空介孔sio2微球6.5份、偶联剂3.5份、发泡剂1.3份、五氧化二磷3.5份、2,3,5,6-四氟对苯二甲酸2.5份。所述发泡剂为3,3'-二磺酰肼二苯砜、偶氮胺基苯、偶氮二甲酸钡、偶氮二甲酸二异丙酯按质量比1:1:3:2混合而成；所述偶联剂为硅烷偶联剂kh550、硅烷偶联剂kh560、硅烷偶联剂kh570按质量比1:3:2混合而成。所述金刚烷基季铵盐硅烷共改性超支化聚苯硫醚的制备方法，包括如下步骤：步骤d1、将2-二甲胺基甲基苯酚、1-(氯甲基)金刚烷加入到有机溶剂中，在58℃下搅拌反应5.5小时，后旋蒸除去溶剂，得到中间产物；步骤d2、将经过步骤d1制成的中间产物、超支化聚苯硫醚、4-(三甲硅基)苯酚、催化剂加入到高沸点溶剂中，然后向其中加入甲苯，在惰性气体氛围下，128℃下搅拌反应3.5小时，通过分水器除去反应过程中生成的水和甲苯，再在138℃下搅拌反应4.8小时，后在水中析出，将析出的粗产品用乙醇洗涤6次，后旋蒸除去残留乙醇和溶剂，得到金刚烷基季铵盐硅烷共改性超支化聚苯硫醚。步骤d1中所述2-二甲胺基甲基苯酚、1-(氯甲基)金刚烷、有机溶剂的摩尔比为1:1:9.5；所述有机溶剂为乙醚。步骤d2中所述中间产物、超支化聚苯硫醚、4-(三甲硅基)苯酚、催化剂、高沸点溶剂、甲苯的质量比为0.47:4.8:0.38:1.1:24:4.8；所述催化剂为碳酸铯、碳酸钠、碳酸钾、氢氧化钠按质量比1:2:3:2混合而成；所述高沸点溶剂为二甲亚砜、n,n-二甲基甲酰胺、n,n-二甲基乙酰胺、n-甲基吡咯烷酮按质量比1:1:3:4混合而成；所述惰性气体为氩气。一种所述基于5g通讯用膜材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：将各原料按重量份混合均匀后得到混合物料，然后将混合物料加入到单螺杆挤出流延机中，通过熔融挤出，流延成型，冷却，卷取工艺，得到基于5g通讯用膜材料。实施例5实施例5提供一种基于5g通讯用膜材料，其特征在于，是由按照重量份计的如下原料制成：金刚烷基季铵盐硅烷共改性超支化聚苯硫醚70份、超支化磺化聚醚醚酮20份、微米级中空介孔sio2微球7份、偶联剂4份、发泡剂1.5份、五氧化二磷4份、2,3,5,6-四氟对苯二甲酸3份。所述发泡剂为偶氮二甲酸二异丙酯；所述偶联剂为硅烷偶联剂kh550。所述金刚烷基季铵盐硅烷共改性超支化聚苯硫醚的制备方法，包括如下步骤：步骤d1、将2-二甲胺基甲基苯酚、1-(氯甲基)金刚烷加入到有机溶剂中，在60℃下搅拌反应6小时，后旋蒸除去溶剂，得到中间产物；步骤d2、将经过步骤d1制成的中间产物、超支化聚苯硫醚、4-(三甲硅基)苯酚、催化剂加入到高沸点溶剂中，然后向其中加入甲苯，在惰性气体氛围下，130℃下搅拌反应4小时，通过分水器除去反应过程中生成的水和甲苯，再在140℃下搅拌反应5小时，后在水中析出，将析出的粗产品用乙醇洗涤7次，后旋蒸除去残留乙醇和溶剂，得到金刚烷基季铵盐硅烷共改性超支化聚苯硫醚。步骤d1中所述2-二甲胺基甲基苯酚、1-(氯甲基)金刚烷、有机溶剂的摩尔比为1:1:10；所述有机溶剂为氯仿。步骤d2中所述中间产物、超支化聚苯硫醚、4-(三甲硅基)苯酚、催化剂、高沸点溶剂、甲苯的质量比为0.5:5:0.4:1.2:25:5；所述催化剂为碳酸铯；所述高沸点溶剂为n-甲基吡咯烷酮；所述惰性气体为氮气。一种所述基于5g通讯用膜材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：将各原料按重量份混合均匀后得到混合物料，然后将混合物料加入到单螺杆挤出流延机中，通过熔融挤出，流延成型，冷却，卷取工艺，得到基于5g通讯用膜材料；所述熔融挤出温度为365℃。对比例1对比例1提供一种基于5g通讯用膜材料，其配方和制备方法与实施例1基本相同，不同的是，步骤s3中没有添加超支化磺化聚醚醚酮。对比例2对比例2提供一种基于5g通讯用膜材料，其配方和制备方法与实施例1基本相同，不同的是，步骤s3中没有添加微米级中空介孔sio2微球。对比例3对比例3提供一种基于5g通讯用膜材料，其配方和制备方法与实施例1基本相同，不同的是，步骤s3中没有添加2,3,5,6-四氟对苯二甲酸。对比例4对比例4提供一种基于5g通讯用膜材料，其配方和制备方法与实施例1基本相同，不同的是，金刚烷基季铵盐硅烷共改性超支化聚苯硫醚的制备过程中没有添加4-(三甲硅基)苯酚。对比例5对比例5提供一种基于5g通讯用膜材料，其配方与申请号为201710569927.0的中国发明专利实施例1相同，制备方法同实施例1。将以上实施例1-5及对比例1-5制备的基于5g通讯用膜材料进行相关性能测试，测试结果和测试方法见表1。表1项目介电常数拉伸强度弯曲强度单位—mpampa测试标准gb/t11297.11-2015gb/t1040.1-2006gb/t9341-2008实施例12.35115.6140实施例22.31116.8143实施例32.26117.3145实施例42.22118.0148实施例52.19119.2150对比例13.1399.6117对比例23.17102.9122对比例32.7597.7114对比例43.04106.6127对比例52.8098.3120从表1可见，本发明实施例公开的基于5g通讯用膜材料，具有优异的机械力学性能，且介电常数更低，这是各原料协同作用的结果。上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据依据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。当前第1页12