一种低介电损耗黑色亚光涂料及其制备方法与应用
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种低介电损耗黑色亚光涂料及其制备方法，以及所述亚光涂料的用途。
【背景技术】
[0002]随着电子、信息技术的迅速发展，未来的电子元件的小型化、高速化已成为趋势，迫切要求线路板材料及高透波复合材料如航空雷达罩等具备较低的介电损耗，而为电子材料起保护作用的树脂基体涂料更要求其具备较低的介电损耗。
[0003]常规的透波材料树脂基体如环氧树脂(EP)、双马来酰亚胺树脂(BMI)、聚酰亚胺树脂(PD等不同程度存在着微波介电性能不佳或尺寸稳定性不佳等问题，难以满足新技术发展所带来的高性能要求；氰酸酯树脂是含有三嗪环的高度交联网络结构的大分子，树脂固化后的收缩率低、电性能好，介电损耗正切值低。但氰酸酯树脂也存在韧性低、脆而硬、难以加工等缺陷，而采用环氧树脂改性氰酸酯树脂可有效提高氰酸酯树脂的韧性，其他性能都没有降低。
[0004]在氰酸酯固化反应时固化过程容易受到限制，通常需要200°C以上来提高固化程度，以实现较低的介电性能。为降低固化反应温度，提高固化反应程度，采用过渡金属络合物如乙酰丙酮盐、有机锡等进行催化反应，可降低固化温度，但催化剂使用量过高会导致介电损耗增加，因此适当的催化剂用量也影响树脂基体涂料的介电性能。
[0005]另外，通过添加无机填料以改善树脂基体涂料的介电性能也是最简单、经济且行之有效的方法，目前中国专利CN 101429337A中采用添加空心微球的方法增加空隙，以降低介电损耗，但对于氰酸酯树脂基体，由于空隙缺陷会导致力学性能的降低，难以满足树脂基体涂料所需要的力学性能要求。
[0006]本发明致力于解决低介电损耗涂料的上述缺陷，开发耐高温、低介电损耗黑色亚光涂料及其制备方法。
【发明内容】
[0007]发明目的:本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种具有耐高温、低介电损耗等优点的黑色亚光涂料。本发明另一个目的是提供该黑色亚光涂料的制备方法和其应用。
[0008]技术方案:为了实现以上目的，本发明采取的技术方案为:
[0009]—种低介电损耗黑色亚光涂料，所述涂料主要包括以下几种组分:环氧改性氰酸酯树脂预聚物100份、低介电损耗的黑色陶瓷填料I?5份、增稠剂I?2份、润湿流平剂0.1?I份及溶剂O?50份；
[0010]所述环氧改性氰酸酯树脂预聚物由环氧树脂，氰酸酯树脂和催化剂预聚合得至IJ，环氧改性氰酸酯树脂预聚物分子量为:1000?100000 ;所述涂料介电常数(“)为2.5彡Δ ε彡3.3，介电损耗正切值(tan δ )为0.005彡tan δ彡0.01。
[0011]在本发明的实施方案中，所述环氧改性氰酸酯预聚物中，所述环氧树脂包括:E51型环氧树脂、E44型环氧树脂、F-48型环氧树脂、F-51双酚A型环氧树脂和/或酚醛型环氧树脂；所述氰酸酯树脂包括:双酚A型氰酸酯树脂和/或酚醛型氰酸酯树脂。
[0012]在本发明的实施方案中，所述环氧改性氰酸酯预聚物中含有催化剂，所述催化剂包括:双酚A(2，2-二(4-羟基苯基)丙烷)、酚醛树脂、乙酰丙酮锌和/或辛酸亚锡。
[0013]在本发明的实施方案中，所述环氧改性氰酸酯预聚物是通过将环氧树脂、氰酸酯树脂、催化剂在一定温度下预聚合一段时间得到；所述环氧树脂与氰酸酯树脂的重量比为1:9?5:5 ;所述催化剂的浓度为10?100ppm ;所述预聚合温度为80?150°C，所述预聚合时间为I?10小时。
[0014]在本发明的实施方案中，所述黑色陶瓷填料为介电损耗小的黑色陶瓷粉体，包括碳化硅和碳氮化硅。
[0015]在本发明的实施方案中，所述增稠剂为气相或沉淀白炭黑；所述润湿流平剂为聚醚改性聚硅氧烷。
[0016]在本发明的实施方案中，所述溶剂包括丁酮、甲苯、混合二甲苯、乙二醇单丁醚、乙酸丁酯中的至少一种。
[0017]在本发明的实施方案中，所述涂料使用固含量为50?80%，采用喷涂或辊涂方式均匀分布于基材表面；或者所述涂料使用固含量为100%，在80?100°C下熔融成液体，直接进行喷涂或辊涂方式分布于基材表面。
[0018]本发明另一方面还提供一种低介电损耗黑色亚光涂料的制备方法，包括如下步骤:
[0019](I)取氰酸酯单体、环氧树脂和催化剂在氮气保护下，按照一定重量比例于80?150°C，预聚反应I?10h，得到环氧改性氰酸酯预聚物；
[0020](2)将步骤(I)得到的环氧改性氰酸酯预聚物在80?100°C下与一定比例的黑色陶瓷填料、增稠剂、润湿流平剂混合均匀；
[0021](3)按照使用要求添加溶剂得到一定固含量的涂料。
[0022]本发明再一方面，提供本发明所述的低介电损耗黑色亚光涂料在电磁窗、天线罩、高频层压线路板上制备涂料层中的应用。
[0023]有益效果:本发明提供的低介电损耗黑色亚光涂料通过大量实验筛选出最佳的原料组成和原料配比，采用本发明的原料组成及其重量配比的涂料，可以显著提高黑色亚光涂料的介电性能、耐温性能以及与氰酸酯等热固性树脂基体的附着力，使得本发明的亚光涂料具有介电常数和介电损耗正切值小，不反射电磁波等优点，应用范围广泛，可克服现有技术的诸多不足。
[0024]本发明适用于但不限于高频PCB板、电磁窗、高透波天线罩等的低介电损耗功能涂料。
【具体实施方式】
[0025]下面结合实施例，对本发明进一步说明；下述实施例是说明性的，不是限定性的，不能以下述实施例来限定本发明的保护范围。
[0026]将环氧树脂、氰酸酯树脂、催化剂在80?150°C下预聚合I?10小时；催化剂的浓度为:10?100ppm ;得到环氧改性氰酸酯预聚物。
[0027]然后加入以下几种组分:低介电损耗的黑色陶瓷填料、增稠剂、润湿流平剂及溶剂等，混合搅拌均匀，得到低介电损耗的涂料；
[0028]该涂料具有介电常数低和介电损耗正切值小，不反射电磁波等优点。
[0029]实施例1
[0030]在100mL的三口烧瓶中加入50g环氧树脂E51、450g双酚A型氰酸酯树脂、0.005g催化剂双酸A，在80°C下通氮气，搅拌预聚合10小时；催化剂的浓度为:10ppm ;得到膏状的浅黄色环氧改性氰酸酯预聚物，平均分子量1000。然后加入25g低介电损耗的黑色陶瓷填料碳化娃、1g