一种低介电性能复合材料的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种低介电性能复合材料，属于材料技术领域。
【背景技术】
[0002] 在电绝缘复合材料、透波复合材料等应用领域，介电常数和介质损耗因数是非常 关键的技术指标。例如，针对层压复合材料板等电绝缘制品，低的介电常数和介质损耗因数 能够有助于将载流区域与其他区域分隔开;针对移动通信天线罩等透波制品，低的介电常 数和介质损耗因数可有效的增加其透波率。
[0003] 不饱和聚酯树脂、乙烯基酯树脂、单组份聚氨酯树脂等依靠自由基聚合反应固化 的热固性树脂，由于具有固化方便、粘度适中、浸渍增强纤维容易、工艺性好的优点，被广泛 的用于制造复合材料，是复合材料领域用量最大的一类基体树脂。
[0004] 据申请人了解，由于在常用的高分子聚合物中，聚苯乙烯具有较低的介电常数和 介质损耗因数，所以为了实现低介电常数和介质损耗因数的目的，之前的方法通常会在复 合材料中添加含有苯乙烯结构单元的低介电聚合物，例如在不饱和聚酯树脂、乙烯基酯树 月旨、单组份聚氨酯树脂等体系中，添加聚苯乙烯。这样虽然能够降低复合材料的介电常数和 介质损耗因数，但是由于聚苯乙烯不与基体树脂发生化学反应，仅仅只是物理添加，势必会 降低复合材料的界面性能、强度等其它性能，其添加量一般不能太大，介电常数也不能降低 很多。
[0005] 另外，在环氧树脂中，通常可以添加含有苯乙烯结构单元的共聚物，如SMA(苯乙 烯-马来酸酐共聚物）、苯乙烯-马来酸酐-马来酰亚胺的三元共聚物等材料来实现低介电常 数和介质损耗因数。中国发明专利CN103842433A公开了一种含有苯乙烯、马来酸酐、马来 酰亚胺的三元共聚物的环氧树脂组合物，可有效降低介电常数，提高玻璃化转变温度。这是 利用了共聚物中除苯乙烯以外的其它部分，提供了可以跟环氧树脂反应的活性官能团，从 而使添加的共聚物和树脂反应形成一个整体，有效的提高了其它性能。但是在不饱和聚酯 树脂、乙烯基酯树脂、单组份聚氨酯树脂等依靠自由基聚合反应固化的热固性树脂分子链 上没有可以与这些活性官能团反应的基团，即使添加这些聚合物，也不能解决上述降低界 面性能、力学性能的问题。
【发明内容】
[0006] 本发明的目的在于:针对上述现有技术存在的问题，提出一种实现低介电性能并 保留力学强度等其它性能的低介电性能复合材料。
[0007]为了达到以上目的，本发明的一种低介电性能复合材料，其特征在于包含低介电 共聚物、树脂和架桥剂，所述低介电共聚物，由结构单元I和结构单元II组成或由结构单元I 和结构单元ΠΙ组成；
[0011] 其中m、n和r是表示相应组成单元在该共聚物中的摩尔分数的自然数，R是氢、芳香 族基团或脂肪族基团之一;结构单元I与结构单元II或与结构单元III的摩尔比为范围为1: 1 -20:1;所述树脂的重量含量为10 % -70 % ;所述架桥剂重量含量为1 % -30%;
[0012] 由结构单元I和结构单元II组成的共聚物，其活性官能团为羧基(羧酸酐基）。由结 构单元I和结构单元III组成的共聚物，其活性官能团为羟基。架桥剂可以选择环氧树脂、 GMA(甲基丙烯酸缩水甘油酯）、部分酯化环氧丙烯酸酯、部分酯化聚氨酯丙烯酸酯等物质。 环氧基官能团，可以跟树脂上残留的羟基、羧基反应，也可以跟共聚物上的羧基、羧酸酐基、 羟基反应;双键官能团，可以跟树脂中的不饱和双键共聚;异氰酸官能团可以跟树脂上残留 的羟基、羧基及共聚物上的羧基、羧酸酐基、羟基反应。
[0013] 由于架桥剂的作用，可以把添加的低介电聚合物和树脂连接为一个整体，这样既 降低了复合材料的介电常数和介质损耗因数，又保留了复合材料的力学性能。
[0014] 本发明进一步采取的技术方案为：
[0015] 进一步的，所述树脂为不饱和聚酯树脂、乙烯基酯树脂、单组份聚氨酯树脂之一或 其组合。
[0016] 进一步的，所述架桥剂至少为环氧树脂、甲基丙烯酸缩水甘油酯、酯化环氧丙烯酸 酯、酯化聚氨酯丙烯酸酯以及异氰酸酯的一种。
[0017] 进一步的，所述共聚物与树脂的重量比为5-100:100。
[0018] 进一步的，还含有增强纤维和氢氧化铝填料。
[0019]进一步的，所述增强纤维的重量含量为10-80%，氢氧化铝填料的重量含量为0-50% 〇
[0020] 进一步的，所述增强纤维包括玻璃纤维、石英纤维、玄武岩纤维、芳纶纤维。
[0021] 进一步的，所述低介电性能复合材料在1GHZ以上频率下介电常数不大于3.8,介质 损耗因数不大于〇.〇1。
[0022] 本发明的有益效果:本发明使用拉挤或模压工艺生产，可用于电工绝缘、通讯等要 求低介电性能的领域。本发明创造性的将含有苯乙烯结构单元的低介电聚合物，加入到通 过自由基聚合固化的不饱和聚酯树脂、乙烯基酯树脂、单组份聚氨酯树脂等热固性树脂中， 有效的降低了体系的介电常数和介质损耗因数。同时，本发明创造性的引入了同时可以和 低介电共聚物与树脂发生化学反应的架桥剂，将两个连为一体，保留了复合材料的界面性 能、力学性能。另外，复合材料中，加入了氢氧化铝作为填料，进一步的降低了介电常数和介 质损耗因数。
【具体实施方式】
[0023]本发明的实施方案提供了一种低介电性能的复合材料，含有苯乙烯结构单元的共 聚物、树脂、架桥剂、引发剂、添加剂、增强纤维和填料。
[0024]所述树脂是不饱和聚酯树脂、乙烯基酯树脂、单组份聚氨酯树脂等依靠自由基聚 合反应固化的热固性树脂。
[0025]所述架桥剂是环氧树脂、GMA(甲基丙烯酸缩水甘油酯）、部分酯化环氧丙烯酸酯、 部分酯化聚氨酯丙烯酸酯、异氰酸酯等可以同时与共聚物及树脂发生化学反应的物质。
[0026]所述引发剂是过氧化甲乙酮、过氧化苯甲酰、过氧化甲基异丁基酮、过氧化苯甲酸 叔丁酯等有机过氧化物一种及其组合。对于各种实施方案，该引发剂的添加量为树脂组分 重