CN106633180B - 一种超低介电纳米复合高分子材料的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种超低介电纳米复合高分子材料的制备方法,其特征是:取二氧化硅、树脂和乙醇;二氧化硅:树脂的重量比例为1:100~10:100;搅拌下将二氧化硅分散在乙醇中,超声振荡,配制成0.01~0.1g/mL的混合料;将树脂加入到混合料中,超声振荡得到混合浆料;将混合浆料倒入模具中并转移到烘箱中,干燥处理使乙醇挥发;将放有干燥后物料的模具放入热压机内,在温度150~450oC、压力2~10MPa下热压0.5~3小时,再降至室温,即制得超低介电纳米复合高分子材料。采用本发明,生产过程简单,制备的超低介电纳米复合高分子材料介电常数明显降低,并有优良的力学性能,特别适用于电子封装材料,实用性强。
Description
技术领域
本发明属于高分子材料的制备,涉及一种超低介电纳米复合高分子材料的制备方法。本发明制备的超低介电纳米复合高分子材料特别适用于电子封装材料。
背景技术
半个世纪以来,以集成电路为核心的微电子工业发生着深刻而又日新月异的变化,时至今日依然展现出强劲的发展态势。集成电路性能与其特征尺寸往往有着直接联系,随着特征尺寸减小,集成电路性能相应地获得明显提升。然而当特征尺寸降低到250纳米左右,由于线路间距离缩小,系统电阻-电容提高,将造成信号延迟。在电路间形成低介电(Low-k)绝缘材料,能够有效降低系统电容,提高器件及集成电路的稳定性和运行速度。低介电是指在外加电场下,电子、偶极子或者偶极子基团随外电场方向重新排列能力较弱。近年来,随着集成电路特征尺寸不断减小,超低介电(介电常数小于2.0)材料受到了较大关注。
现有技术中,降低材料介电常数的手段主要有化学结构设计(例如:通过改变分子链化学结构的对称性、引入氟原子)和引入多孔结构(例如:模板法、原位致孔)两个方面。化学法获得的低介电材料的介电常数普遍在2~3 之间,且设计和合成成本高,材料工业化难度较大;而多孔材料目前是唯一证明有效的实现超低介电的途径,但存在力学性能下降、吸湿甚至短路等缺陷。因此探索新型超低介电制备技术具有重要意思。
发明内容
本发明的目的旨在克服现有技术中的不足,提供一种超低介电纳米复合高分子材料的制备方法。本发明基于纳米复合概念制备超低介电材料,即将无机纳米粒子引入树脂基体中,形成纳米复合材料,由于纳米复合体系中的界面效应诱导树脂聚合物形成球形对称排列,从而显著降低极化率和介电常数。
本发明的内容是:一种超低介电纳米复合高分子材料的制备方法(系一种热压共混成型工艺),其特征是步骤为:
a、配料:取二氧化硅、树脂和乙醇;二氧化硅:树脂的重量比例为1:100~10:100;搅拌下将二氧化硅分散在乙醇中,超声振荡10~30min,配制成0.01~0.1g/mL的混合料;
b、制备超低介电纳米复合高分子材料:将树脂(较好的是树脂微粉,树脂的粒径范围较好的为50~300微米)加入到混合料中,超声振荡0.5~1小时,得到混合浆料(为无机纳米粒子充分分散的混合浆料);将混合浆料倒入模具中并转移到烘箱中,在温度50~80oC下干燥处理使乙醇挥发完全;干燥后,将放有干燥后物料的模具放入热压机内(盖上压模),在温度150~450oC、压力2~10 MPa的条件下热压0.5~3 小时,再自然降温至室温,即制得超低介电纳米复合高分子材料。
本发明的内容中:步骤a中所述树脂可以是聚乙烯(重均分子量(Mw)为10~50万,产品生产企业和型号有:中国石油兰州石化公司,DX-070;十堰三洲科技有限公司,SC-700等)、聚苯乙烯(重均分子量(Mw)为25~50万,产品生产企业和型号有:中石化北京燕化石油化工股份有限公司,PS668D;江苏镇江奇美化工有限公司,PG-383M等)、或聚四氟乙烯(重均分子量(Mw)为70~500万,产品生产企业和型号有:日本大金,F-104;四川晨光科新,CGM-16F等)。所述树脂均为热塑性树脂。
本发明的内容中:步骤a中所述二氧化硅较好的是直径为10~500 nm的二氧化硅球形纳米粒子。
本发明的内容中:步骤b中制得超低介电纳米复合高分子材料可以是制得厚度为200~1000微米的超低介电薄膜或厚度为1mm以上(较好的是1~5mm)的超低介电片材。
本发明的内容还可以是:一种超低介电纳米复合高分子材料的制备方法(系一种溶液共混成型工艺),其特征是步骤为:
a、配料:取二氧化硅、树脂和溶剂;二氧化硅:树脂的重量比例为1:100~10:100;搅拌下将二氧化硅分散在溶剂中,超声振荡15~35min,配制成0.01~0.1g/mL的混合料;
所述溶剂是甲苯、N,N-二甲基甲酰胺或均三甲苯;
b、制备超低介电纳米复合高分子材料:将树脂加入到混合料中,搅拌1~3小时,加入树脂,常温搅1.5~2.5小时,减压蒸馏去除溶剂(较好的是甲苯),将减压蒸馏去除溶剂后余下的物料倒入模具中,在温度75~80oC预固化1.5~2.5小时,在温度110~115oC固化2.5~3.5小时,即制得超低介电纳米复合高分子材料(系一种环氧树脂/二氧化硅超低介电薄膜);
所述树脂是重量比为1.45:1的双酚A二缩水甘油醚与间苯二甲胺的混合物(产品生产企业和型号有:镇江丹宝树脂有限公司,E-44;星辰化工无锡树脂厂,E-44等,为热固性树脂,环氧值(当量/100g):0.41~0.47)。
上述超低介电纳米复合高分子材料的制备方法(系一种溶液共混成型工艺)中:步骤b所述制备超低介电纳米复合高分子材料可以替换为:将树脂加入到混合料中,搅拌1~3小时,在温度为常温~60oC、压力为0.1~0.2个大气压的条件下脱气泡后,得混合物料;将混合物料倒入模具上,在温度55~60oC下减压蒸去溶剂(较好的是N,N-二甲基甲酰胺),(缓慢)升温至150~155oC固化1~1.5小时,再(缓慢)升温至220~250oC热处理1~2小时,即制得超低介电纳米复合高分子材料(系一种聚酰亚胺/二氧化硅超低介电薄膜);
所述树脂是聚酰胺酸(产品生产企业和型号有:美国杜邦,TP-8541;美国RTP,TP-8549等,为热塑性树脂)。
上述超低介电纳米复合高分子材料的制备方法(系一种溶液共混成型工艺)中:步骤b所述制备超低介电纳米复合高分子材料还可以替换为:将树脂加入到混合料中,在温度180~190oC下搅拌8~10小时,在温度为常温~60oC、压力为0.1~0.2个大气压的条件下脱气泡,得混合物料;将混合物料倒入模具上,在温度55~60oC下减压蒸去溶剂(较好的是均三甲苯),(缓慢)升温至180~200oC固化8~10小时,再(缓慢)升温至220~250oC缓慢升温至250度热处理1~2小时,即制得超低介电纳米复合高分子材料(系一种有机硅树脂/二氧化硅超低介电薄膜);
所述树脂是双(苯并环丁烯)乙烯基二硅氧烷(简称DVSBCB)(产品生产企业和型号有:美国陶氏Cyclotene200等,为热固性树脂)。
步骤a中所述二氧化硅较好的是直径为10~500 nm的二氧化硅球形纳米粒子。
步骤b中制得超低介电纳米复合高分子材料可以是制得厚度为200~1000微米的超低介电薄膜或厚度为1mm以上(较好的是1~5mm)的超低介电片材。
与现有技术相比,本发明具有下列特点和有益效果:
(1)采用本发明,基于纳米复合概念制备超低介电材料,即将无机纳米粒子引入树脂基体中,形成纳米复合材料,由于纳米复合体系中的界面效应诱导树脂聚合物形成球形对称排列,从而显著降低极化率和介电常数;
(2)采用本发明,制得的超低介电纳米复合高分子材料的介电常数降低明显,例如:1~10%(重量百分比)的二氧化硅加入聚乙烯(简称PE)均匀混合后,通过热压成型得到的含二氧化硅的聚乙烯基体制备的超低介电复合材料其介电常数下降了0.9达到了1.5的超低介电常数,介电损耗在10-4级别;对于环氧树脂和聚酰亚胺,介电常数最低可达2.5左右,且有极低的介电损耗;而常规多孔法达到同等级别介电常数,孔隙率至少需达到40%,从而对材料力学性能造成较大影响;
(3)本发明可适用于多种热塑性和热固性树脂,包括聚四氟乙烯、聚苯乙烯、环氧树脂、聚酰亚胺和有机硅树脂等;
(4)采用本发明,克服了现有技术化学结构设计和多孔结构存在的缺陷,在拥有超低介电常数的同时拥有优异的力学性能,生产操作过程简单易行,成本低,制备的超低介电纳米复合高分子材料特别适用于电子封装材料;
(5)本发明产品制备工艺简单,工序简便,容易操作,实用性强。
具体实施方式
下面给出的实施例拟对本发明作进一步说明,但不能理解为是对本发明保护范围的限制,该领域的技术人员根据上述本发明的内容对本发明作出的一些非本质的改进和调整,仍属于本发明的保护范围。
实施例1:
一种超低介电纳米复合高分子材料(聚乙烯/二氧化硅超低介电薄膜)的制备方法,步骤为:取1g直径为15nm的二氧化硅球形粒子加入10 mL离心管后倾入20 mL乙醇,超声15 min使二氧化硅充分分散,将20 g低密度聚乙烯微粉加入其中,经过超声、振荡一小时得到二氧化硅球形粒子充分分散的混合浆料;将浆料倒在不锈钢平板(5*5cm)上并转移到烘箱中70oC下干燥处理使乙醇挥发完全。干燥后,将放有物料的模具放入热压机内盖上不锈钢平板,设置热压温度150oC,保温1小时后在2 MPa的压力下成型,随后自然降温至室温便得到含二氧化硅球形粒子的聚乙烯基超低介电复合材料(膜厚:200微米)(即超低介电纳米复合高分子材料)。介电常数为1.5,损耗为1E-3。
实施例2:
一种超低介电纳米复合高分子材料(聚四氟乙烯/二氧化硅超低介电薄膜)的制备方法,步骤为:取1 g直径为15nm的二氧化硅纳米粒子,加入10 mL离心管后倾入20 mL乙醇,超声15 min使二氧化硅充分分散,将20 g聚四氟乙烯基体加入其中,经过超声、振荡一小时得到二氧化硅纳米棒充分分散的混合浆料;将浆料倒在不锈钢平板(5*5cm)上并转移到烘箱中70oC下干燥处理使乙醇挥发完全;干燥后,将放有物料的模具放入热压机内盖上不锈钢平板,设置热压温度380oC,保温2小时后在5 MPa的压力下成型,随后自然降温至室温便得到含二氧化硅的聚四氟乙烯基超低介电复合材料(板材厚度:5mm)(即超低介电纳米复合高分子材料)。介电常数为1.4,损耗为8E-4。
实施例3:
一种超低介电纳米复合高分子材料(聚苯乙烯/二氧化硅超低介电薄膜)的制备方法,步骤为:取1g直径为15nm的二氧化硅球形粒子加入10 mL离心管后倾入20 mL乙醇,超声15 min使二氧化硅充分分散,将20 g聚苯乙烯微粉加入其中,经过超声、振荡一小时得到二氧化硅球形粒子充分分散的混合浆料;将浆料倒在不锈钢平板(5*5cm)上并转移到烘箱中70oC下干燥处理使乙醇挥发完全;干燥后,将放有物料的模具放入热压机内盖上不锈钢平板,设置热压温度260oC,保温1小时后在2 MPa的压力下成型,随后自然降温至室温便得到含二氧化硅球形粒子的聚乙烯基超低介电复合材料(膜厚:300微米)(即超低介电纳米复合高分子材料)。介电常数为1.8,损耗为5E-3。
实施例4:
一种超低介电纳米复合高分子材料(环氧树脂/二氧化硅超低介电薄膜)的制备方法,步骤为:取5g直径为15nm的二氧化硅纳米粒子,加入250mL单颈瓶后倾入100 mL甲苯,超声30min使二氧化硅充分分散;加入双酚A二甘油醚(48.6g)和间苯二甲胺(33.43g),常温充分搅拌2小时,减压蒸馏去除甲苯;溶液倒入模具中80oC预固化两小时,110oC固化三小时,获得环氧树脂板材(厚度5 mm)(即超低介电纳米复合高分子材料)。介电常数为3.0,损耗为8E-3。
实施例5:
一种超低介电纳米复合高分子材料(聚酰亚胺/二氧化硅超低介电薄膜)的制备方法,步骤为:取1g直径为15nm的二氧化硅纳米粒子,加入100mL单颈瓶后倾入20 mLN,N-二甲基甲酰胺,超声30min使二氧化硅充分分散;加入聚酰胺酸20g,常温充分搅拌2小时,减压脱气泡;溶液倒入模具上,60oC减压去除N,N-二甲基甲酰胺,缓慢升温至150oC一小时,缓慢升温至250oC,热处理一小时,获得聚酰亚胺薄膜(厚度100微米)(即超低介电纳米复合高分子材料)。介电常数为2.8,损耗为5E-3。
实施例6:
一种超低介电纳米复合高分子材料(有机硅树脂/二氧化硅超低介电薄膜)的制备方法,步骤为:取1g直径为15nm的二氧化硅纳米粒子,加入100mL单颈瓶后倾入20 mL均三甲苯,超声30min使二氧化硅充分分散;加入双(苯并环丁烯)乙烯基二硅氧烷(简称DVSBCB)20g;180oC溶液搅拌处理10小时,减压脱气泡(0.1个大气压,常温);溶液倒入模具上,60oC减压去除均三甲苯,缓慢升温至180oC十小时,缓慢升温至250oC,热处理一小时,获得有机硅树脂薄膜(厚度100微米)(即超低介电纳米复合高分子材料)。介电常数为2.0,损耗为8E-4。
实施例7:
一种超低介电纳米复合高分子材料(聚苯乙烯/二氧化硅超低介电薄膜)的制备方法,步骤为:取1g直径为15nm的二氧化硅纳米粒子,加入100mL单颈瓶后倾入20 mL甲苯,超声30min使二氧化硅充分分散;加入聚苯乙烯20g;常温溶液搅拌处理2小时,减压脱气泡;溶液倒入模具内,40oC缓慢去除甲苯,获得聚苯乙烯/二氧化硅薄膜(厚度100微米)(即超低介电纳米复合高分子材料)。介电常数为1.6,损耗为3E-3。
实施例8:
一种超低介电纳米复合高分子材料的制备方法,步骤为:
a、配料:取二氧化硅、树脂和乙醇;二氧化硅:树脂的重量比例为1:100;搅拌下将二氧化硅分散在乙醇中,超声振荡10min,配制成0.01g/mL的混合料;
b、制备超低介电纳米复合高分子材料:将树脂(较好的是树脂微粉,树脂的粒径范围较好的为50~300微米)加入到混合料中,超声振荡0.5小时,得到混合浆料(为无机纳米粒子充分分散的混合浆料,后同);将混合浆料倒入模具中并转移到烘箱中,在温度50oC下干燥处理使乙醇挥发完全;干燥后,将放有干燥后物料的模具放入热压机内(盖上压模),在温度150oC、压力2 MPa的条件下热压3 小时,再自然降温至室温,即制得超低介电纳米复合高分子材料。
实施例9:
一种超低介电纳米复合高分子材料的制备方法,步骤为:
a、配料:取二氧化硅、树脂和乙醇;二氧化硅:树脂的重量比例为1:10;搅拌下将二氧化硅分散在乙醇中,超声振荡30min,配制成0.1g/mL的混合料;
b、制备超低介电纳米复合高分子材料:将树脂加入到混合料中,超声振荡1小时,得到混合浆料;将混合浆料倒入模具中并转移到烘箱中,在温度80oC下干燥处理使乙醇挥发完全;干燥后,将放有干燥后物料的模具放入热压机内(盖上压模),在温度450oC、压力10MPa的条件下热压0.5 小时,再自然降温至室温,即制得超低介电纳米复合高分子材料。
实施例10:
一种超低介电纳米复合高分子材料的制备方法,步骤为:
a、配料:取二氧化硅、树脂和乙醇;二氧化硅:树脂的重量比例为1:20;搅拌下将二氧化硅分散在乙醇中,超声振荡20min,配制成0.05g/mL的混合料;
b、制备超低介电纳米复合高分子材料:将树脂加入到混合料中,超声振荡0.8小时,得到混合浆料;将混合浆料倒入模具中并转移到烘箱中,在温度65oC下干燥处理使乙醇挥发完全;干燥后,将放有干燥后物料的模具放入热压机内(盖上压模),在温度300oC、压力6 MPa的条件下热压1.8 小时,再自然降温至室温,即制得超低介电纳米复合高分子材料。
实施例11~17:
一种超低介电纳米复合高分子材料的制备方法,步骤为:
a、配料:取二氧化硅、树脂和乙醇;二氧化硅:树脂的重量比例为1:100~10:100(实施例11~17的重量比例分别为:2:100、3:100、4:100、6:100、7:100、8:100、9:100);搅拌下将二氧化硅分散在乙醇中,超声振荡10~30min,配制成0.01~0.1g/mL(实施例11~17分别为:0.02g/mL、0.03g/mL、0.04g/mL、0.06g/mL、0.07g/mL、0.08g/mL、0.09g/mL)的混合料;
b、制备超低介电纳米复合高分子材料:将树脂加入到混合料中,超声振荡0.5~1小时,得到混合浆料;将混合浆料倒入模具中并转移到烘箱中,在温度50~80oC下干燥处理使乙醇挥发完全;干燥后,将放有干燥后物料的模具放入热压机内(盖上压模),在温度150~450oC、压力2~10 MPa的条件下热压0.5~3 小时,再自然降温至室温,即制得超低介电纳米复合高分子材料。
上述实施例8~17中:步骤a中所述树脂可以是聚乙烯(重均分子量(Mw)为10~50万,产品生产企业和型号有:中国石油兰州石化公司,DX-070;十堰三洲科技有限公司,SC-700等)、聚苯乙烯(重均分子量(Mw)为25~50万,产品生产企业和型号有:中石化北京燕化石油化工股份有限公司,PS668D;江苏镇江奇美化工有限公司,PG-383M等)、或聚四氟乙烯(重均分子量(Mw)为70~500万,产品生产企业和型号有:日本大金,F-104;四川晨光科新,CGM-16F等)。所述树脂均为热塑性树脂。
上述实施例8~17中:步骤a中所述二氧化硅较好的是直径为10~500 nm中任一的二氧化硅球形纳米粒子。
上述实施例8~17中:步骤b中制得超低介电纳米复合高分子材料是制得厚度为200~1000微米中任一的超低介电薄膜或厚度为1mm以上(较好的是1~5mm中任一)的超低介电片材。
实施例18:
一种超低介电纳米复合高分子材料的制备方法,步骤为:
a、配料:取二氧化硅、树脂和溶剂;二氧化硅:树脂的重量比例为1:100;搅拌下将二氧化硅分散在溶剂中,超声振荡15min,配制成0.01g/mL的混合料;
所述溶剂是甲苯、N,N-二甲基甲酰胺或均三甲苯;
b、制备超低介电纳米复合高分子材料:将树脂加入到混合料中,搅拌1小时,加入树脂,常温搅1.5小时,减压蒸馏去除溶剂(较好的是甲苯),将减压蒸馏去除溶剂后余下的物料倒入模具中,在温度75oC预固化2.5小时,在温度110oC固化3.5小时,即制得超低介电纳米复合高分子材料(系一种环氧树脂/二氧化硅超低介电薄膜)。
实施例19:
一种超低介电纳米复合高分子材料的制备方法,步骤为:
a、配料:取二氧化硅、树脂和溶剂;二氧化硅:树脂的重量比例为1:10;搅拌下将二氧化硅分散在溶剂中,超声振荡35min,配制成0.1g/mL的混合料;
所述溶剂是甲苯、N,N-二甲基甲酰胺或均三甲苯;
b、制备超低介电纳米复合高分子材料:将树脂加入到混合料中,搅拌3小时,加入树脂,常温搅2.5小时,减压蒸馏去除溶剂(较好的是甲苯),将减压蒸馏去除溶剂后余下的物料倒入模具中,在温度80oC预固化1.5小时,在温度115oC固化2.5小时,即制得超低介电纳米复合高分子材料(系一种环氧树脂/二氧化硅超低介电薄膜)。
实施例20:
一种超低介电纳米复合高分子材料的制备方法,步骤为:
a、配料:取二氧化硅、树脂和溶剂;二氧化硅:树脂的重量比例为1:20;搅拌下将二氧化硅分散在溶剂中,超声振荡25min,配制成0.05g/mL的混合料;
所述溶剂是甲苯、N,N-二甲基甲酰胺或均三甲苯;
b、制备超低介电纳米复合高分子材料:将树脂加入到混合料中,搅拌2小时,加入树脂,常温搅2小时,减压蒸馏去除溶剂(较好的是甲苯),将减压蒸馏去除溶剂后余下的物料倒入模具中,在温度78oC预固化2小时,在温度1135oC固化3小时,即制得超低介电纳米复合高分子材料(系一种环氧树脂/二氧化硅超低介电薄膜)。
实施例21~27:
一种超低介电纳米复合高分子材料的制备方法,步骤为:
a、配料:取二氧化硅、树脂和溶剂;二氧化硅:树脂的重量比例为1:100~10:100(实施例21~27的重量比例分别为:2:100、3:100、4:100、6:100、7:100、8:100、9:100);搅拌下将二氧化硅分散在溶剂中,超声振荡15~35min,配制成0.01~0.1g/mL(实施例21~27分别为:0.02g/mL、0.03g/mL、0.04g/mL、0.06g/mL、0.07g/mL、0.08g/mL、0.09g/mL)的混合料;
所述溶剂是甲苯、N,N-二甲基甲酰胺或均三甲苯;
b、制备超低介电纳米复合高分子材料:将树脂加入到混合料中,搅拌1~3小时,加入树脂,常温搅1.5~2.5小时,减压蒸馏去除溶剂(较好的是甲苯),将减压蒸馏去除溶剂后余下的物料倒入模具中,在温度75~80oC预固化1.5~2.5小时,在温度110~115oC固化2.5~3.5小时,即制得超低介电纳米复合高分子材料(系一种环氧树脂/二氧化硅超低介电薄膜)。
上述实施例18~27中:所述树脂是重量比为1.45:1的双酚A二缩水甘油醚与间苯二甲胺的混合物(产品生产企业和型号可以有:镇江丹宝树脂有限公司,E-44;星辰化工无锡树脂厂,E-44等,为热固性树脂,环氧值(当量/100g):0.41~0.47)。
实施例28:
一种超低介电纳米复合高分子材料的制备方法,步骤b所述制备超低介电纳米复合高分子材料替换为:将树脂加入到混合料中,搅拌1小时,在温度为常温oC、压力为0.1个大气压的条件下脱气泡后,得混合物料;将混合物料倒入模具上,在温度55oC下减压蒸去溶剂(较好的是N,N-二甲基甲酰胺),(缓慢)升温至150oC固化1.5小时,再(缓慢)升温至220oC热处理2小时,即制得超低介电纳米复合高分子材料(系一种聚酰亚胺/二氧化硅超低介电薄膜);
所述树脂是聚酰胺酸(产品生产企业和型号有:美国杜邦,TP-8541;美国RTP,TP-8549等,为热塑性树脂);
其它同实施例18~27中任一,省略。
实施例29:
一种超低介电纳米复合高分子材料的制备方法,步骤b所述制备超低介电纳米复合高分子材料替换为:将树脂加入到混合料中,搅拌3小时,在温度为60oC、压力为0.2个大气压的条件下脱气泡后,得混合物料;将混合物料倒入模具上,在温度60oC下减压蒸去溶剂(较好的是N,N-二甲基甲酰胺),(缓慢)升温至155oC固化1小时,再(缓慢)升温至250oC热处理1小时,即制得超低介电纳米复合高分子材料(系一种聚酰亚胺/二氧化硅超低介电薄膜);
所述树脂是聚酰胺酸(产品生产企业和型号有:美国杜邦,TP-8541;美国RTP,TP-8549等,为热塑性树脂);
其它同实施例18~27中任一,省略。
实施例30:
一种超低介电纳米复合高分子材料的制备方法,步骤b所述制备超低介电纳米复合高分子材料替换为:将树脂加入到混合料中,搅拌2小时,在温度为30oC、压力为0.15个大气压的条件下脱气泡后,得混合物料;将混合物料倒入模具上,在温度58oC下减压蒸去溶剂(较好的是N,N-二甲基甲酰胺),(缓慢)升温至152oC固化1.2小时,再(缓慢)升温至2350oC热处理1.5小时,即制得超低介电纳米复合高分子材料(系一种聚酰亚胺/二氧化硅超低介电薄膜);
所述树脂是聚酰胺酸(产品生产企业和型号有:美国杜邦,TP-8541;美国RTP,TP-8549等,为热塑性树脂);
其它同实施例18~27中任一,省略。
实施例30:
一种超低介电纳米复合高分子材料的制备方法,步骤b所述制备超低介电纳米复合高分子材料替换为:将树脂加入到混合料中,在温度180oC下搅拌10小时,在温度为常温oC、压力为0.1个大气压的条件下脱气泡,得混合物料;将混合物料倒入模具上,在温度55oC下减压蒸去溶剂(较好的是均三甲苯),(缓慢)升温至180oC固化10小时,再(缓慢)升温至220oC热处理2小时,即制得超低介电纳米复合高分子材料(系一种有机硅树脂/二氧化硅超低介电薄膜);
所述树脂是双(苯并环丁烯)乙烯基二硅氧烷(简称DVSBCB)(产品生产企业和型号有:美国陶氏Cyclotene200等,为热固性树脂);
其它同实施例18~27中任一,省略。
实施例31:
一种超低介电纳米复合高分子材料的制备方法,步骤b所述制备超低介电纳米复合高分子材料替换为:将树脂加入到混合料中,在温度190oC下搅拌8小时,在温度为60oC、压力为0.2个大气压的条件下脱气泡,得混合物料;将混合物料倒入模具上,在温度60oC下减压蒸去溶剂(较好的是均三甲苯),(缓慢)升温至200oC固化8小时,再(缓慢)升温至250oC热处理1小时,即制得超低介电纳米复合高分子材料(系一种有机硅树脂/二氧化硅超低介电薄膜);
所述树脂是双(苯并环丁烯)乙烯基二硅氧烷(简称DVSBCB)(产品生产企业和型号有:美国陶氏Cyclotene200等,为热固性树脂);
其它同实施例18~27中任一,省略。
实施例32:
一种超低介电纳米复合高分子材料的制备方法,步骤b所述制备超低介电纳米复合高分子材料替换为:将树脂加入到混合料中,在温度185oC下搅拌9小时,在温度为30oC、压力为0.15个大气压的条件下脱气泡,得混合物料;将混合物料倒入模具上,在温度58oC下减压蒸去溶剂(较好的是均三甲苯),(缓慢)升温至190oC固化9小时,再(缓慢)升温至235oC热处理1.5小时,即制得超低介电纳米复合高分子材料(系一种有机硅树脂/二氧化硅超低介电薄膜);
所述树脂是双(苯并环丁烯)乙烯基二硅氧烷(简称DVSBCB)(产品生产企业和型号有:美国陶氏Cyclotene200等,为热固性树脂);
其它同实施例18~27中任一,省略。
上述实施例18~32中:步骤a中所述二氧化硅较好的是直径为10~500 nm中任一的二氧化硅球形纳米粒子。
上述实施例18~32中:步骤b中制得超低介电纳米复合高分子材料可以是制得厚度为200~1000微米中任一的超低介电薄膜或厚度为1mm以上(较好的是1~5mm中任一)的超低介电片材。
上述实施例中:所采用的各原料均为市售产品。
上述实施例中:所采用的百分比例中,未特别注明的,均为重量(质量)百分比例或本领域技术人员公知的百分比例;所述重量(质量)份可以均是克或千克。
上述实施例中:各步骤中的工艺参数(温度、时间、浓度等)和各组分用量数值等为范围的,任一点均可适用。
本发明内容及上述实施例中未具体叙述的技术内容同现有技术。
本发明不限于上述实施例,本发明内容所述均可实施并具有所述良好效果。
Claims (9)
1.一种超低介电纳米复合高分子材料的制备方法,其特征是步骤为:
a、配料:取二氧化硅、树脂和乙醇;二氧化硅:树脂的重量比例为1:100~10:100;搅拌下将二氧化硅分散在乙醇中,超声振荡10~30min,配制成0.01~0.1g/mL的混合料;
b、制备超低介电纳米复合高分子材料:将树脂加入到混合料中,超声振荡0.5~1小时,得到混合浆料;将混合浆料倒入模具中并转移到烘箱中,在温度50~80oC下干燥处理使乙醇挥发完全;干燥后,将放有干燥后物料的模具放入热压机内,在温度150~450oC、压力2~10 MPa的条件下热压0.5~3 小时,再自然降温至室温,即制得超低介电纳米复合高分子材料。
2.按权利要求1所述超低介电纳米复合高分子材料的制备方法,其特征是:步骤a中所述树脂是聚乙烯、聚苯乙烯或聚四氟乙烯。
3.按权利要求1或2所述超低介电纳米复合高分子材料的制备方法,其特征是:步骤a中所述二氧化硅是直径为10~500 nm的二氧化硅球形纳米粒子。
4.按权利要求1或2所述超低介电纳米复合高分子材料的制备方法,其特征是:步骤b中制得超低介电纳米复合高分子材料是制得厚度为200~1000微米的超低介电薄膜或厚度为1mm以上的超低介电片材。
5.一种超低介电纳米复合高分子材料的制备方法,其特征是步骤为:
a、配料:取二氧化硅、树脂和溶剂;二氧化硅:树脂的重量比例为1:100~10:100;搅拌下将二氧化硅分散在溶剂中,超声振荡15~35min,配制成0.01~0.1g/mL的混合料;
所述溶剂是甲苯、N,N-二甲基甲酰胺或均三甲苯;
b、制备超低介电纳米复合高分子材料:将树脂加入到混合料中,搅拌1~3小时,加入树脂,常温搅1.5~2.5小时,减压蒸馏去除溶剂,将减压蒸馏去除溶剂后余下的物料倒入模具中,在温度75~80oC预固化1.5~2.5小时,在温度110~115oC固化2.5~3.5小时,即制得超低介电纳米复合高分子材料;
所述树脂是重量比为1.45:1的双酚A二缩水甘油醚与间苯二甲胺的混合物。
6.按权利要求5所述超低介电纳米复合高分子材料的制备方法,其特征是:步骤b所述制备超低介电纳米复合高分子材料替换为:将树脂加入到混合料中,搅拌1~3小时,在温度为常温~60oC、压力为0.1~0.2个大气压的条件下脱气泡后,得混合物料;将混合物料倒入模具上,在温度55~60oC下减压蒸去溶剂,升温至150~155oC固化1~1.5小时,再升温至220~250oC热处理1~2小时,即制得超低介电纳米复合高分子材料;
所述树脂是聚酰胺酸。
7.按权利要求5所述超低介电纳米复合高分子材料的制备方法,其特征是:步骤b所述制备超低介电纳米复合高分子材料替换为:将树脂加入到混合料中,在温度180~190oC下搅拌8~10小时,在温度为常温~60oC、压力为0.1~0.2个大气压的条件下脱气泡,得混合物料;将混合物料倒入模具上,在温度55~60oC下减压蒸去溶剂,升温至180~200oC固化8~10小时,再升温至220~250oC缓慢升温至250度热处理1~2小时,即制得超低介电纳米复合高分子材料;
所述树脂是双(苯并环丁烯)乙烯基二硅氧烷。
8.按权利要求5、6或7所述超低介电纳米复合高分子材料的制备方法,其特征是:步骤a中所述二氧化硅是直径为10~500 nm的二氧化硅球形纳米粒子。
9.按权利要求5、6或7所述超低介电纳米复合高分子材料的制备方法,其特征是:步骤b中制得超低介电纳米复合高分子材料是制得厚度为200~1000微米的超低介电薄膜或厚度为1mm以上的超低介电片材。
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