【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及聚苯硫醚合金材料，尤其涉及一種聚苯硫醚合金材料、制備方法及用途。
技術(shù)介紹
1、聚苯硫醚(polyphenylenesulfide，縮寫pps)是分子中含有對亞苯基硫醚重復(fù)結(jié)構(gòu)單元的高分子聚合物，也是目前世界上產(chǎn)量和使用量最大的特種工程塑料。因分子鏈是由苯環(huán)經(jīng)硫原子交替連接而成，使苯環(huán)的π電子部分交疊，能量進一步降低形成穩(wěn)定的共軛結(jié)構(gòu)。其中苯環(huán)結(jié)構(gòu)賦予聚苯硫醚以剛性的特點，硫醚鍵為聚苯硫醚提供較好柔順性。因而聚苯硫醚具有優(yōu)良的耐高溫、耐腐蝕、自阻燃、以及優(yōu)異的電性能、機械力學性能和易于加工的特性。被廣泛地應(yīng)用于機械、汽車、石油化工、電子電器、5g通訊、動力電池、航天航空等領(lǐng)域。
2、5g是第五代移動電話通信技術(shù)的縮寫，其峰值理論傳輸速度可達每秒10gb，比4g網(wǎng)絡(luò)快數(shù)百倍。5g通訊采用毫米波波段，其最大優(yōu)點為傳播速度快，隨之帶來的最大缺點就是穿透力差、衰減大。因此5g時代的高頻信號想要盡可能減少傳播損耗，要求5g的傳播介質(zhì)材料的介電常數(shù)和介電損耗要小，且在較寬頻率范圍內(nèi)保持穩(wěn)定。
3、5g對低介電材料的介電常數(shù)要求在2.8-3.2之間，遠遠小于4g對介電常數(shù)要求3.4-3.7之間的標準。低介電材料目前主要用于天線材料和柔性線路板材料。對于不同的應(yīng)用場合，介電常數(shù)的要求也不同，通常5g通訊領(lǐng)域要求材料的介電常數(shù)應(yīng)低于3，且介電常數(shù)越低越能降低傳輸損耗，提高傳輸信號的效果。
4、然而，常規(guī)pps材料的介電常數(shù)一般在3-3.5，常用的玻纖增強后的pps介電常數(shù)更是高達4以上，不能滿足5
5、通常情況下，降低pps高分子材料介電常數(shù)的方法有：化學接枝改性法。具體做法包括：1.主要通過在高分子材料分子鏈段中引入非極性基團，形成含較多非極性基團的高分子材料，以降低介電常數(shù)；2.引入介電常數(shù)低的高分子樹脂，如在pps中引入聚四氟乙烯ptfe、聚苯醚ppo、籠型聚硅氧烷等介電常數(shù)較低的高分子材料，形成pps/聚四氟乙烯ptfe、pps/聚苯醚ppo等高分子合金，以降低介電常數(shù)；3.對樹脂進行微發(fā)泡，形成泡孔0.1-10微米發(fā)泡材料，在基本不降低材料強度的情況下，以降低介電常數(shù)；4.在pps中添加氣凝膠材料，如二氧化硅氣凝膠等，添加微孔無機材料如空心玻璃微珠、沸石、分子篩等、添加低價電玻璃纖維、氮化硼、碳化硅等，經(jīng)過共混改性制成復(fù)合材料，降低其介電常數(shù)。
6、公開號為cn108165010a的專利說明書公開了一種高導(dǎo)熱低介電聚苯硫醚復(fù)合材料及其制備方法。該專利即是采用氮化硼作為低介電填料降低材料介電損耗，對介電常數(shù)的降低沒有進行介紹，然而氮化硼的添加比例增加，對pps材料的力學性能影響較大，材料偏脆，不利于材料成型和使用，所使用的增強纖維為玻璃纖維，也會增加材料的介電常數(shù)和介電損耗。
7、公開號為cn109705577a的中國專利技術(shù)專利申請中公開了一種低介電系數(shù)pps，原料包括有：聚苯硫醚45％～70％、空心玻璃微珠20％～40％、低介電系數(shù)玻璃纖維10％～30％、pps增韌劑1％～5％。該專利技術(shù)所使用的低介電系數(shù)玻璃纖維也就是市場上生產(chǎn)的介電常數(shù)為4.2-4.8的低介電常數(shù)玻璃纖維，通過空心玻璃微珠和低介電系數(shù)玻璃纖維協(xié)同作用，來達到降低材料介電常數(shù)，同時保持材料強度和耐高溫性能，獲得的低介電聚苯硫醚材料產(chǎn)品介電常數(shù)較低，然而該專利并沒有研究產(chǎn)品介電損耗問題，限制了其在一些領(lǐng)域的應(yīng)用。
8、公開號cn111718581a的專利技術(shù)專利公開了一種5g天線振子專用低介電常數(shù)低介電損耗增強聚苯硫醚復(fù)合材料及其制備方法和應(yīng)用。該申請公開的專利技術(shù)專利采用原料組成包括：聚苯硫醚樹脂38.5％～68.7％，相容劑1％～3％，石英玻璃纖維20％～35％，無機填充物10％～20％，潤滑劑0.3％～2％，顏料0％～1.5％，經(jīng)共混擠出造粒得到介電常數(shù)3.3-3.7，介電損耗0.002左右的pps復(fù)合材料，但其介電常數(shù)仍然高于3，只能說基本滿足5g天線振子對低介電常數(shù)應(yīng)用需要，且主要是針對5g天線振子專用的pps材料。
9、公開號cn114085528a的專利技術(shù)專利公開了耐候耐熱聚苯醚ppo-pps塑料合金材料及其制備方法和應(yīng)用。專利技術(shù)申請的聚苯醚ppo-pps塑料合金材料，由包括以下重量份的原料制備而成：聚苯醚30份～50份，聚苯基硫醚30份～60份，相容劑3份～10份，抗老化劑1份～3份；該聚苯醚ppo-pps合金材料主要是通過兩種高分子材料共混改性制成塑料合金，克服單獨一種高分子材料的缺點，提高聚苯醚ppo的耐熱耐候性能。并未提及介電常數(shù)和介電損耗問題。
10、公開號cn112280301a的專利技術(shù)專利申請公開了一種低介電常數(shù)的聚苯硫醚復(fù)合材料及其制備工藝。該低介電常數(shù)聚苯硫醚復(fù)合材料由質(zhì)量百分比為30-60％的聚苯硫醚、15-35％的sio2氣凝膠、5-15％的聚四氟乙烯、10-30％的玻璃纖維、0.1-3％的抗氧劑組成。該聚苯硫醚復(fù)合材料的制備方法是通過使用聚四氟乙烯填充的sio2氣凝膠對聚苯硫醚進行熔融混合改性，得到了介電常數(shù)低，同時韌性好、強度高的聚苯硫醚復(fù)合材料。但該專利技術(shù)需要采用昂貴的sio2氣凝膠粉體，且需要先將sio2氣凝膠和聚四氟乙烯熔融共混并超聲脫氣，降溫并粉碎后得到聚四氟乙烯填充的sio2，然后再與聚苯硫醚等共混擠出制備低介電常數(shù)聚苯硫醚復(fù)合材料，制備工藝復(fù)雜，而且也并未探究其介電損耗情況。
11、公開號cn?115181423a的專利技術(shù)專利申請公開了一種高強度低介電常數(shù)聚苯硫醚組合物及制備方法和應(yīng)用。該專利技術(shù)其由以下組分原料按照重量份數(shù)組成：聚苯硫醚樹脂30-60份；聚苯醚樹脂10-40份；無機填充物1-40份；相容劑1-10份；偶聯(lián)劑0.1-1份。該低介電聚苯硫醚/聚苯醚組合物介電常數(shù)雖然較低，基本在2.7-3，滿足5g通訊對低介電材料需求，但其沖擊強度較低，使用受限，而且也沒有研究其介電損耗情況。
12、公開號cn?114213846a的專利技術(shù)專利公開了一種聚苯硫醚樹脂基高頻低損耗復(fù)合材料及其制備方法和應(yīng)用。公開的一種聚苯硫醚樹脂基高頻低損耗復(fù)合材料，各組分及重量份數(shù)為：pps樹脂60-80份；玻璃纖維10-40份；二氧化硅氣凝膠10-40份；增韌劑10-40份；相容劑1-4份；潤滑劑1-3份。該專利技術(shù)主要通過在聚苯硫醚中添加無機材料二氧化硅氣凝膠來降低介電常數(shù)，因受二氧化硅氣凝膠添加量不能過多的影響，介電常數(shù)降低效果有限，基本上在2.8以上。且二氧化硅氣凝膠價格昂貴，還需要用專用偶聯(lián)劑進行處理。
13、公開號cn?111334042a的專利技術(shù)專利公開了低介電常數(shù)聚苯硫醚組合物及其制備方法，所述低介電常數(shù)聚苯硫醚組合物由以下原料制備而成：聚苯硫醚樹脂、氫化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物、氫化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物接枝馬來酸酐、空心玻璃微珠、多面體低聚倍半硅氧烷聚合物、鈦酸酯偶聯(lián)劑、聚四氟乙烯樹脂、超支化聚酯聚合物、芥酸酰胺、n,n'-雙(2,2,6,6-四甲基-4-本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護點】
1.一種聚苯硫醚合金材料，其特征在于，制備所述聚苯硫醚合金材料的原料包括占原料總質(zhì)量為如下質(zhì)量分數(shù)的組份：
2.如權(quán)利要求1所述聚苯硫醚合金材料，其特征在于，所述聚苯硫醚合金材料的介電常數(shù)為2.24-2.61，所述聚苯硫醚合金材料的介電損耗0.003-0.006。
3.如權(quán)利要求1所述聚苯硫醚合金材料，其特征在于，聚苯硫醚、聚苯醚和聚四氟乙烯的質(zhì)量百分數(shù)的總和為60-80％，玻璃纖維和空心玻璃微珠的質(zhì)量百分數(shù)的總和為20-40％。
4.如權(quán)利要求1所述聚苯硫醚合金材料，其特征在于，所述聚苯硫醚的參數(shù)包括：在316℃，5kg荷載下，熔融指數(shù)為：100-1500g/10min，熔點283-285℃，介電常數(shù)2.97-3.1；所述聚苯醚的參數(shù)包括：在300℃，10kg荷載下，熔融指數(shù)為：20-35?g/10min，特性粘度為35-38mPa·s；所述聚四氟乙烯為懸浮法樹脂粉料，所述懸浮法樹脂粉料的平均粒徑為70-260μm。
5.如權(quán)利要求1-4任意一項所述聚苯硫醚合金材料，其特征在于，制備所述聚苯硫醚合金材料的原料由占所述原料總質(zhì)量為如
6.如權(quán)利要求5所述聚苯硫醚合金材料，其特征在于，所述表面改性劑為硅烷偶聯(lián)劑或硅酮粉中的一種或兩種的混合物；所述相容劑為甲基丙烯酸縮水甘油酯、甲基丙烯酸縮水甘油酯的接枝物、馬來酸酐、馬來酸酐的接枝物、聚偏氟乙烯、四氟乙烯-全氟烷基乙烯醚共聚物樹脂、四氟乙烯-丙烯醚樹脂、四氟乙烯-六氟丙烯共聚物樹脂和聚偏氟乙烯中的一種或幾種的混合物；所述玻璃纖維為無堿低介電玻璃短纖維，所述玻璃纖維為200-400目的短切纖維，介電常數(shù)低于4.5；抗氧劑為亞磷酸酯類抗氧劑。
7.一種聚苯硫醚合金材料，其特征在于，制備所述聚苯硫醚合金材料的原料包括占原料總質(zhì)量為如下質(zhì)量份數(shù)的組份：
8.如權(quán)利要求7所述聚苯硫醚合金材料，其特征在于，制備所述聚苯硫醚合金材料的原料還包括占原料總質(zhì)量為如下質(zhì)量份數(shù)的組份：相容劑30-45份、抗氧劑5份和偶聯(lián)劑/硅酮粉15份。
9.一種權(quán)利要求5-6任意一項或權(quán)利要求7-8任意一項所述聚苯硫醚合金材料的制備方法，其特征在于，包括：
10.一種權(quán)利要求1-5任意一項或權(quán)利求6所述聚苯硫醚合金材料或權(quán)利要求7-9任意一項所述聚苯硫醚合金材料作為制作5G天線振子的材質(zhì)的用途。
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種聚苯硫醚合金材料，其特征在于，制備所述聚苯硫醚合金材料的原料包括占原料總質(zhì)量為如下質(zhì)量分數(shù)的組份：
2.如權(quán)利要求1所述聚苯硫醚合金材料，其特征在于，所述聚苯硫醚合金材料的介電常數(shù)為2.24-2.61，所述聚苯硫醚合金材料的介電損耗0.003-0.006。
3.如權(quán)利要求1所述聚苯硫醚合金材料，其特征在于，聚苯硫醚、聚苯醚和聚四氟乙烯的質(zhì)量百分數(shù)的總和為60-80％，玻璃纖維和空心玻璃微珠的質(zhì)量百分數(shù)的總和為20-40％。
4.如權(quán)利要求1所述聚苯硫醚合金材料，其特征在于，所述聚苯硫醚的參數(shù)包括：在316℃，5kg荷載下，熔融指數(shù)為：100-1500g/10min，熔點283-285℃，介電常數(shù)2.97-3.1；所述聚苯醚的參數(shù)包括：在300℃，10kg荷載下，熔融指數(shù)為：20-35?g/10min，特性粘度為35-38mpa·s；所述聚四氟乙烯為懸浮法樹脂粉料，所述懸浮法樹脂粉料的平均粒徑為70-260μm。
5.如權(quán)利要求1-4任意一項所述聚苯硫醚合金材料，其特征在于，制備所述聚苯硫醚合金材料的原料由占所述原料總質(zhì)量為如下質(zhì)量分數(shù)的組份組成：聚苯硫醚30-70％、聚苯醚5-30％、聚四氟乙烯1-15％、玻璃纖維5-30％、空心玻璃微珠3-25...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：陳仕全，唐國強，鐘富生，舒硯勤，
申請(專利權(quán))人：宜賓學院，
類型：發(fā)明
國別省市：
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