聚苯醚组合物、板材、基板及基板的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及介电材料领域，具体而言，涉及一种聚苯醚组合物、板材、基板及基板 的制作方法。
【背景技术】
[0002] 市场上的商业化高频印制电路板以聚四氟乙烯（PTFE)基材的高频板为主，该类产 品电性能优异；但成本非常高，且因氟树脂力学性能非常低，其加工性能和尺寸稳定性能非 常差。
[0003] 此外，由于聚苯醚（PPO)具有刚性大、耐热性高、难燃、强度较高电性能优良、耐磨、 无毒、耐污染等优点，使得PPO的介电常数和介电损耗在工程塑料中是最小的品种之一，几 乎不受温度、湿度的影响，可用于低、中、高频电场领域。PPO的负荷变形温度可达190°c以 上，脆化温度为-170°c。因普通印制电路板行业的焊接温度在260°C以上，且在加工过程中 需用到有机溶剂如三氯乙烯等卤化烃清洗，热塑性的PPO因能被溶解而需改性，行业的通 用作法是将PPO与热固性树脂共混固化提高其耐热性和耐溶剂性能。但在诸如超材料平板 天线等无源器件领域，此类产品只需在基板上蚀刻出线路，不涉及钻孔和煬焊工艺，可以直 接使用低玻璃化温度的热塑性基材。
[0004] 传统的PPO基覆铜板生产中，环氧树脂等热固性树脂通过溶液混合的方式用上胶 机复合在玻璃纤维布上，再通过加热固化得到覆铜板，在固化过程中，溶液中的有机溶剂挥 发到环境中，容易对环境造成污染。
【发明内容】
[0005] 本发明旨在提供一种聚苯醚组合物、板材、基板及基板的制作方法，以解决现有技 术中的基板制作对环境造成污染的问题。
[0006] 为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种聚苯醚组合物，该聚苯醚 组合物包括以重量百分含量计的：聚苯醚40?90% ;相容剂2?30% ;环形对苯二甲酸丁二 醇酯3?30%。
[0007] 进一步地,上述聚苯醚组合物还包括以重量百分含量计5?40%的空心玻璃微珠。
[0008] 进一步地，上述空心玻璃微珠的密度为0. 3?0. 7g/cm3,优选密度为0. 6g/cm3。
[0009] 进一步地,上述聚苯醚组合物包括以重量百分含量计的：聚苯醚40?90% ;相容剂 2?10% ;环形对苯二甲酸丁二醇酯3?10% ;玻璃微珠5?40%。
[0010] 进一步地,上述聚苯醚组合物包括以重量百分含量计的：聚苯醚50?80% ;相容剂 5?10% ;环形对苯二甲酸丁二醇酯5?10% ;玻璃微珠10?30%。
[0011] 进一步地，上述环形对苯二甲酸丁二醇酯选自CBT100环形对苯二甲酸丁二醇酯、 CBT160环形对苯二甲酸丁二醇酯和CBT200环形对苯二甲酸丁二醇酯组成的组中的一种或 多种。
[0012] 进一步地，上述相容剂选自聚苯醚接技马来酸酐、聚苯醚甲基丙烯酸缩水甘油酯 和聚苯醚接技丙烯酸组成的组中的一种或多种。
[0013] 根据本发明的另一方面，提供了一种板材，该板材采用上述的聚苯醚组合物制备 而成。
[0014] 根据本发明的另一方面，提供了一种基板，基板包括导电箔和板材，该板材为上述 的板材。
[0015] 进一步地，上述导电箔为铜箔或铝箔。
[0016] 根据本发明的另一方面，提供了一种基板的制作方法，该制作方法包括将上述的 板材固定在导电箔上。
[0017] 进一步地，上述制作方法包括：将板材热压固定在导电箔上，其中，热压温度为 230?330°C，热压压力为10?100kg/cm 2。
[0018] 进一步地，上述导电箔为铜箔或铝箔。
[0019] 应用本发明的技术方案，环形对苯二甲酸丁二醇酯的粘度较小，具有很好的流动 性，因此与相容剂配合作用下对聚苯醚能够实现较好的溶解性能和混合性能，不需要有机 溶剂对聚苯醚和相容剂进行溶解，在将其进一步应用于基板的制作时，在加热固化过程中 没有有机溶剂的挥发，对环境无污染。而且，上述聚苯醚组合物中，相容剂的用量越多，各组 分的相容性越好，且聚苯醚组合物的剥离强度越好。
[0020] 除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。 下面将参照【具体实施方式】，对本发明作进一步详细的说明。
【具体实施方式】
[0021] 需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相 互组合。下面将结合实施例来详细说明本发明。
[0022] 在本发明一种典型的实施方式中，提供了一种聚苯醚组合物，该聚苯醚组合物包 括以重量百分含量计的：聚苯醚（PPO) 40?90% ;相容剂2?30% ;环形对苯二甲酸丁二醇 酯（CBT) 3 ?30%。
[0023] 上述实施方式所提供的聚苯醚组合物中，环形对苯二甲酸丁二醇酯的粘度较小， 具有很好的流动性，因此与相容剂配合作用下对聚苯醚能够实现较好的溶解性能和混合性 能，不需要有机溶剂对聚苯醚和相容剂进行溶解，在将其进一步应用于基板的制作时，在加 热固化过程中没有有机溶剂的挥发，对环境无污染。而且，上述聚苯醚组合物中，相容剂的 用量越多，各组分的相容性越好且聚苯醚组合物的剥离强度越好。本发明所用的聚苯醚优 选来自本领域的常用聚苯醚，比如五环聚苯醚、六环聚苯醚。
[0024] 环形对苯二甲酸丁二醇酯的流动性与其聚合度有一定关系，本申请为了优化所 得聚苯醚组合物的互溶性能，优选上述环形对苯二甲酸丁二醇酯为CBT100环形对苯二甲 酸丁二醇酯、CBT160环形对苯二甲酸丁二醇酯或CBT200环形对苯二甲酸丁二醇酯，优选 CBT100环形对苯二甲酸丁二醇酯。因为CBT100中不含催化剂，对降低组合物的熔体粘度具 有较好的效果。
[0025] 在本发明一种优选的实施例中，上述聚苯醚组合物还包括以重量百分含量计5? 40%的空心玻璃微珠。空心玻璃微珠中含有空气，因此将其应用于聚苯醚组合物中时，将空 气引入聚苯醚组合物，进而降低聚苯醚组合物的介电常数。空心玻璃微珠的用量越多，所得 到的聚苯醚组合物的介电常数越低。可用于本发明的空心玻璃微珠的密度为0. 3?0. 7g/ cm3,优选密度为0. 6g/cm3,比如3M公司生产的S60玻璃微珠、马鞍山矿山研究院有限公司 生产的T60玻璃微珠。
[0026] 本发明为了进一步降低聚苯醚组合物的介电常数和损耗，优选上述聚苯醚组合物 包括以重量百分含量计的：聚苯醚40?90% ;相容剂2?10% ;环形对苯二甲酸丁二醇酯 3?10% ;玻璃微珠5?40%。
[0027] 在本发明另一种优选的实施例中，上述聚苯醚组合物包括以重量百分含量计的： 聚苯醚50?80% ;相容剂5?10% ;环形对苯二甲酸丁二醇酯5?10% ;玻璃微珠10?30%。
[0028] 可用于本申请的相容剂优选选自聚苯醚接技马来酸酐（ΡΡ0-ΜΑΗ)、聚苯醚甲基丙 烯酸缩水甘油酯（PPO-GMA)和聚苯醚接技丙烯酸（PPO-AA)组成的组中的一种或多种。上 述相容剂的极性较强，从而有助于增强聚苯醚的极性，进而进一步降低聚苯醚组合物的介 电常数，且上述相容剂具有用量少、相容性好的特性，因此能够降低上述聚苯醚组合物的成 本。
[0029] 在本发明的又一种优选的实施例中，上述聚苯醚组合物还包括抗氧剂、脱模剂、润 滑剂、颜料和\或抗静电剂。利用抗氧剂增强基板的材料的抗氧化性能，进而延长其有效使 用期限，其中可用于本发明的抗氧剂包括但不限于含磷抗氧剂、酚类抗氧剂和含硫抗氧剂； 脱模剂和润滑剂能够改善利用该聚苯醚组合物制作板材过程中的脱模性能，其中可用于本 发明的脱模剂包括但不限于氟类脱模剂、高温蜡，可用于本发明的润滑剂包括但不限于硬 脂酸盐、蜡。本领域技术人员可以以现有技术为依据，适当调节抗氧剂、脱模剂、润滑剂、颜 料和\或抗静电剂的用量。
[0030] 在本发明的另一种典型的实施方式中，提供了一种板材，板材采用上述的聚苯醚 组合物制备而成。所得到的板材剥离强度较高，且当聚苯醚组合物中含有空心玻璃微珠时， 所得到的板材的介电常数和损耗都有明显降低。
[0031] 利用上述聚苯醚组合物制备板材的方法采用现有技术中常用的板材制备方法即 可，优选采用如下的制备方法：将聚苯醚组合物的各组分在混合机中混合均匀，形成混合 物，将混合物置于双螺杆挤出机中，经过挤出机的熔融混合后挤出造粒；利用单螺杆板材挤 出机将挤出的颗粒挤出成型，得到板材。其中的混合条件、挤出条件均可参照本领域的常规 条件进行。
[0032] 在本发明又一种优选的实施方式中，提供了一种基板，该基板包括导电箔和板材， 其中板材采用本发明的板材。利用本发明的板材制作的基板的工作性能较好，且当聚苯醚 组合物中含有空心玻璃微珠时，所得到的基板的介电常数和损耗都有明显降低。本发明优 选采用铜箔或铝箔作为导电箔用于制作铜基板或铝基板。
[0033] 在本发明又一种优选的实施方式中，提供了一种基板的制作方法，该制作方法包 括将上述的板材固定在导电箔上。本发明的制作方法可以采用现有技术中常用的制作基板 的方法进行实施，比如在板材的表面涂覆热固性胶黏剂、压敏胶或热熔性粘结剂，然后将该 板材与导电箔进行粘结；或者采用电镀、真空溅射等方式将板材喷覆到导电箔上。本申请优 选采用下述制作方法实现，该制作方法包括：采用热压机将板材固定在导电箔上，其中，热 压机为平板热压机，热压温度为230?330°C，热压压力为10?lOOkg/cm 2。本发明优选采 用铜箔或铝箔作为导电箔用于制作铜基板或铝基板。
[0034] 以下将结合实施例和对比例，进一步说明本发明的有益效果。
[0035] 其中，以下实施例和对比例所用的聚苯醚（PPO)为蓝星化工公司生产的型号为 LXR35的聚苯醚，环形对苯二甲酸丁二醇酯（CBT)为Cyclics公司生产的CBT100环形对苯 二甲酸丁二醇酯、CBT160环形对苯二甲酸丁二醇酯或CBT200环形对苯二甲酸丁二醇酯， PPO-MAH、PPO-GMA、PPO-AA均为自制，其中PPO-MAH的接枝率为0. 8%，PPO-GMA的接枝率为 0. 6%，PPO-AA的接枝率为0. 7%，玻璃微珠为3M公司生产的S60玻璃微珠或马鞍山矿山研究 院有限公司生产的T60玻璃微珠，本领域技术人员应该清楚的是，以上材料的选择只是本 发明为了说明有益效果而进行的示例性选择，并不用于限制本发明。
[0036] 实施例1
[0037] 按照表1中的原料组成称取各组分，称取的原料总重量为4000g，其中，环形对苯 二甲酸丁二醇酯为CBT100环形对苯二甲酸丁二醇酯；将称取好的各组分放入混