一种低介电常数液体硅橡胶复合材料及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及高分子材料技术领域，具体涉及一种低介电常数液体硅橡胶复合材料 及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 随着器件集成度的提高和延迟时间的缩短，低介电常数材料的需求和应用越来越 广泛。低介电常数材料按材料性质可分为无机类和有机聚高分子类。目前国内对低介电高 分子材料的研宄主要集中在低介电常数的聚酰亚胺、聚芳醚酮、环氧树脂等热塑性或热固 塑料的研宄，而几乎没有关于低介电橡胶类弹性体高分子材料的研宄。常用的降低高分子 材料介电常数的方法有增加高分子材料的自由体积、在分子中引入氟原子和生成具有纳米 微孔的高分子材料。其中，在分子中引入氟原子获得的掺氟低介电常数材料在高温时会缓 慢放出氟化氢和氟气，因而并不被看好，而通过降低材料自由体积或生成纳米微孔获得介 电材料虽然具有较好的综合性能，但高分子基体材料以及纳米致孔剂的选择范围较窄，制 备工艺复杂难控制，从而使其应用受到限制。由于空气的介电常数很低，将高分子材料基体 与无机中空填料复合，相当于在基体中引入了部分空气，从而可明显降低材料的介电常数， 获得低介电常数的高分子复合材料，目前，只有关于将中空二氧化硅与环氧树脂复合制备 低介电材料的报道，未见将中空填料用于橡胶类制备低介电弹性体材料的文献和报道。
[0003] 硅橡胶具有耐高低温性能、耐候性、化学稳定性、电气绝缘性等，而液体硅橡胶除 具上述优良性能外，还具有良好的流动性，能够满足不同的成型工艺要求，适合于多种成型 工艺，广泛用于航空航天、电子、汽车机械以及包装等领域。未经补强的硅橡胶本体的介电 常数在3. 8 (60Hz、常温）左右，经过白炭黑等填料补强的硅橡胶，其介电常数更高，不能满 足集成电路等对低介电常数材料的要求。
【发明内容】
[0004] 【技术问题】
[0005] 本发明的目的是为了解决上述现有技术的问题，提出了一种低介电常数液体硅橡 胶复合材料及其制备方法。
[0006] 【技术方案】
[0007] 为了达到上述的技术效果，本发明采取以下技术方案：
[0008] 本发明是采用缩合型或加成型的液体硅橡胶与一种中空的无机填料复合，由于液 体硅橡胶的低粘度特征，与中空填料的混合可以直接通过机械搅拌实现，而不需通过密炼、 混炼等会破坏中空填料完整性的方式，能够保证中空填料的完整性，使硅橡胶同时具有较 好的力学性能和低介电常数。
[0009] -种低介电常数液体硅橡胶复合材料，它是由以下重量份的组分制备而成：
[0010] 1〇〇份液体硅橡胶生胶、20~75份中空无机填料、1~10份交联剂、0. 1~3份催 化剂。
[0011] 本发明更进一步的技术方案，所述液体硅橡胶生胶是粘度为2000~lOOOOOmPa. s 的液体硅橡胶生胶；它是一种或多种选自羟基封端聚二甲基硅氧烷、羟基封端聚甲基苯基 硅氧烷、乙條基封端聚^甲基硅氧烷、乙條基封端聚甲基苯基硅氧烷的液体娃橡胶生月父。
[0012] 本发明更进一步的技术方案，所述中空无机填料是一种或多种选自中空二氧化 硅、玻璃中空微珠、硅石中空微珠的中空无机填料。
[0013] 本发明更进一步的技术方案，所述交联剂是一种或多种选自三烷氧基硅烷、四烷 氧基硅烷、聚甲基氛硅氧烷的交联剂。
[0014] 本发明更进一步的技术方案，所述催化剂选自铂类催化剂、有机锡类催化剂或钛 酸酯类催化剂。
[0015] 本发明所述低介电常数液体硅橡胶复合材料的制备方法，它包括以下步骤：
[0016] 首先，将上述的重量份的液体硅橡胶、无机中空填料和交联剂通过机械搅拌混合 均匀，得到基础胶料；
[0017] 然后，将基础胶料中加入上述重量份的催化剂，继续搅拌混合均匀；
[0018] 最后，将添加了催化剂的基础胶料在室温至120°C范围内进行硫化，得到所述低介 电常数液体硅橡胶复合材料。
[0019] 下面将详细地说明本发明。
[0020] 一种低介电常数液体硅橡胶复合材料，它是由以下重量份的组分制备而成：
[0021] 100份液体硅橡胶生胶、20~75份中空无机填料、1~10份交联剂、0. 1~3份催 化剂。
[0022] 本发明更进一步的技术方案，所述液体硅橡胶生胶是粘度为2000~lOOOOOmPa. s 的液体硅橡胶生胶；它是一种或多种选自羟基封端聚二甲基硅氧烷、羟基封端聚甲基苯基 硅氧烷、乙條基封端聚^甲基硅氧烷、乙條基封端聚甲基苯基硅氧烷的液体娃橡胶生月父。
[0023] 本发明使用的硅橡胶具有耐高低温性能、耐候性、化学稳定性、电气绝缘性等特 点，而液体硅橡胶除具上述优良性能外，还具有良好的流动性，能够满足不同的成型工艺要 求，适合多种成型工艺。
[0024] 本发明中，由于使用的液体硅橡胶粘度较低，流动性好，液体硅橡胶生胶与中空填 料以及交联剂的混合可以直接通过机械搅拌的方式完成，可以避免通过常用的密炼或混炼 方式时中空填料会破碎的问题，最大程度保持中空填料的完整性，大幅度降低硅橡胶的介 电常数，同时也可以避免通过添加溶剂改进填料在基体中的分散带来的环保问题。
[0025] 本发明更进一步的技术方案，所述中空无机填料是一种或多种选自中空二氧化 硅、玻璃中空微珠、硅石中空微珠的中空无机填料。
[0026] 本发明使用中空无机填料，是因为空气的介电常数很低，将高分子材料基体与无 机中空填料复合，相当于在基体中引入了部分空气，从而可明显降低材料的介电常数，获得 低介电常数的高分子材料。
[0027] 本发明更进一步的技术方案，所述交联剂是一种或多种选自三烷氧基硅烷、四烷 氧基硅烷、聚甲基氛硅氧烷的交联剂；
[0028] 本发明更进一步的技术方案，所述催化剂选自铂类催化剂、有机锡类催化剂或钛 酸酯类催化剂。
[0029] 本发明更进一步的技术方案，液体硅橡胶生胶、交联剂与催化剂的有如下3种组 合：
[0030] 1)液体硅橡胶生胶为羟基封端聚二甲基硅氧烷或羟基封端聚甲基苯基硅氧烷中 的一种或两种时，交联剂为二烷氧基硅烷、四烷氧基硅烷中的任意一种或多种时，催化剂可 选有机锡类催化剂或钛酸酯类催化剂中的一种；
[0031] 2)液体硅橡胶生胶为羟基封端聚二甲基硅氧烷或羟基封端聚甲基苯基硅氧烷中 的一种或两种时，交联剂为聚甲基氢硅氧烷时，催化剂只能为铂类催化剂；
[0032] 3)液体硅橡胶生胶中含有乙烯封端基聚二甲基硅氧烷、乙烯基封端聚甲基中的一 种或两种时，交联剂只能为聚甲基氢硅氧烷，催化剂只能为铂类催化剂；
[0033] 当液体硅橡胶生胶为羟基封端聚二甲基硅氧烷或羟基封端聚甲基苯基硅氧烷中 的一种或两种时，而交联剂为聚甲基氢硅氧烷时，由于在硫化过程中，生胶中的端羟基与交 联剂聚甲基氢硅氧烷中的Si-H键反应会释放氢气，从而会在基体中形成泡孔，由于空气的 介电常数为1，远低于硅橡胶基体的介电常数（约为3. 8)，因此，会进一步降低液体硅橡胶 /无机中空填料复合材料的介电常数。
[0034] 本发明所述低介电常数液体硅橡胶复合材料的制备方法，它包括以下步骤：
[0035] 首先，将上述的重量份的液体硅橡胶、无机中空填料