CN111363256A - 基于三元乙丙橡胶的热固性介电材料、制备方法及积层板 - Google Patents

基于三元乙丙橡胶的热固性介电材料、制备方法及积层板 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于三元乙丙橡胶的热固性介电材料、制备方法及积层板，所述方法包括：将三元乙丙橡胶、促交联剂、粉末状填料、纤维填料与固化剂进行分散混合，形成均匀胶料，其中，所述三元乙丙橡胶为5‑25重量份，所述促交联剂为5‑25重量份，所述粉末状填料为50‑85重量份，所述纤维填料为1‑5重量份，所述固化剂为0.1‑3重量份；将所述均匀胶料成型为特定形状的物料；对所述特定形状的物料进行二次固化，形成所述热固性介电材料。该热固性介电材料具有良好的机械强度和介电性能，适用于印刷电路板的制作。

Description

基于三元乙丙橡胶的热固性介电材料、制备方法及积层板
技术领域
本发明属于积层板制造技术领域，具体涉及一种基于三元乙丙橡胶的热固性介电材料、制备方法及积层板。
背景技术
覆铜板(积层板)是电子通信领域的关键基础材料之一，广泛应用于高频通信、卫星导航、雷达等领域，高性能覆铜板材料要求具有极低的介电损耗、热稳定性、化学稳定性以及良好的加工性能。最常见的高性能覆铜板主要有以聚四氟乙烯为主要成分的聚四氟乙烯覆铜板以及以热固型聚烯烃和热固型聚芳香醚为主要成分的覆铜板。由于材料成本的关系，这两种高性能覆铜板的价格远高于传统的环氧树脂板。
目前市场对高性能覆铜板的需求主要体现在：由于电子产品高速信号处理的要求，半导体元器件内部向外散发的热量有所增加，需要覆铜板具有较高的耐热性和导热性；为了减少高速、高频信号的传输损失，需要采用低介电常数以及介质损失角正切值较低的基板材料。因此，寻找新的在高频环境中具有低介电常数，低介电损耗的材料，是覆铜板材料研发中一个需要不断探索的技术课题。
三元乙丙橡胶(Ethylene Propylene Diene Monomer，EPDM)是以乙烯、丙烯和二烯烃聚合而成的一种通用合成橡胶。三元乙丙橡胶具有优异的耐热、耐臭氧、耐老化和电绝缘性，同时介电常数远低于普通环氧树脂的介电常数范围，因而可以作为一种高性能覆铜板的潜在材料。但是，单纯的热固型三元乙丙橡胶往往是柔软且高弹性的，其机械硬度无满足覆铜板加工的要求。
发明内容
为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种基于三元乙丙橡胶的热固性介电材料、制备方法及积层板。本发明要解决的技术问题通过以下技术方案实现：
本发明的一个方面提供了一种基于三元乙丙橡胶的热固性介电材料的制备方法，包括：
S1：将三元乙丙橡胶、促交联剂、粉末状填料、短纤维填料与固化剂进行分散混合，形成均匀胶料，其中，所述三元乙丙橡胶为5-25重量份，所述促交联剂为5-25重量份，所述粉末状填料为50-85重量份，所述纤维填料为1-5重量份，所述固化剂为0.1-3重量份；
S2：将所述均匀胶料成型为特定形状的物料；
S3：对所述特定形状的物料进行二次固化，形成所述热固性介电材料。
在本发明的一个实施例中，所述S1还包括：
在进行分散混合时，添加与所述三元乙丙橡胶具有相容性的共混高分子，且所述共混高分子与所述三元乙丙橡胶、所述促交联剂、所述粉末状填料、所述纤维填料以及所述固化剂一同进行分散混合；并且当所述三元乙丙橡胶为100重量份时，所述共混高分子为0-50重量份。
在本发明的一个实施例中，所述S1包括：
S11：将预定量的所述三元乙丙橡胶、所述促交联剂、所述粉末状填料、所述纤维填料和所述共混高分子进行混合，形成混合物料；
S12：在所述混合物料中加入所述固化剂，并加热以进一步分散混合形成均匀物料，其中，加热温度低于所述固化剂的分解温度。
在本发明的一个实施例中，所述三元乙丙橡胶包括以共聚方式形成聚合物的乙烯单体、丙烯单体和二烯烃单体，其中，所述乙烯单体占所述三元乙丙橡胶的比例为大于30wt％，所述二烯烃单体占所述三元乙丙橡胶的比例为大于9wt％。
在本发明的一个实施例中，所述粉末状填料包括二氧化钛陶瓷、钛酸钡陶瓷、钛酸锶陶瓷、二氧化硅陶瓷、硅酸钙陶瓷、刚玉、玻璃纤维、氮化硼、氮化铝、氮化硅、碳化硅、氧化铍、氧化铝、氧化镁、云母、滑石粉、蒙拓土、氢氧化镁、氢氧化铝和高岭土中的一种或多种。
在本发明的一个实施例中，所述纤维状填料包括E-玻璃纤维、S-玻璃纤维、硼纤维、石墨纤维、芳香聚酰胺纤维、石墨烯纤维和碳纳米管纤维中的一种或多种。
在本发明的一个实施例中，所述S2包括：
将所述均匀胶料进行粉碎，制成粉状物料，将所述粉状物料或者直接将所述均匀胶料通过特定形状的模具制成特定形状的固体物料。
在本发明的一个实施例中，所述S3包括：
S31：在所述S2的成型过程中，在150-200℃的温度下对物料进行第一次固化，固化时间为1min-10h；
S32：将经第一次固化的物料冷却至室温；
S33：将冷却后的物料在250-300℃的温度下进行第二次固化，固化时间为1-10h，冷却后形成所述热固性介电材料。
本发明的另一方面提供了一种基于三元乙丙橡胶的热固性介电材料，根据上述实施例中任一项所述的方法进行制备，所述热固性介电材料包括均匀混合的三元乙丙橡胶、促交联剂、粉末状填料、纤维填料和固化剂，其中，所述三元乙丙橡胶为5-25重量份，所述促交联剂为5-25重量份，所述粉末状填料为50-85重量份，所述纤维填料为1-5重量份，所述固化剂为0.1-3重量份。
本发明的又一方面提供了一种积层板，由金属材料与上述实施例中任一项所述的热固性介电材料贴合形成。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
1、本发明通过使用含有高不饱和键的三元乙丙橡胶，借助促交联剂和粉末状填料、纤维填料，提高了高分子体系的机械强度，获得了硬度合适的热固性介电材料和积层板材料。
2、本发明通过高温下两次固化，进一步增加了热固性介电材料中高分子的交联密度，提高了制品的硬度。
3、本发明使用的三元乙丙橡胶体系，可以制备在高频环境下具有低介电损耗的热固性材料，与已有的热固性聚苯醚材料相比，避免了目前改性聚苯醚介电性能一致性差的问题。
以下将结合附图及实施例对本发明做进一步详细说明。
附图说明
图1是本发明实施例提供的一种基于三元乙丙橡胶的热固性介电材料的制备方法的流程图；
图2是本发明实施例提供的一种层压板的截面示意图。
具体实施方式
为了进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及具体实施方式，对依据本发明提出的一种基于三元乙丙橡胶的热固性介电材料、制备方法及积层板进行详细说明。
有关本发明的前述及其他技术内容、特点及功效，在以下配合附图的具体实施方式详细说明中即可清楚地呈现。通过具体实施方式的说明，可对本发明为达成预定目的所采取的技术手段及功效进行更加深入且具体地了解，然而所附附图仅是提供参考与说明之用，并非用来对本发明的技术方案加以限制。
应当说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的物品或者设备中还存在另外的相同要素。
【实施例一】
请参见图1，图1是本发明实施例提供的一种基于三元乙丙橡胶的热固性介电材料的制备方法的流程图。
该制备方法包括：
S1：将三元乙丙橡胶、促交联剂、粉末状填料、纤维填料与固化剂进行分散混合，形成均匀胶料，其中，所述三元乙丙橡胶为5-25重量份，所述促交联剂为5-25重量份，所述粉末状填料为50-85重量份，所述纤维填料为1-5重量份，所述固化剂为0.1-3重量份；
进一步地，所述S1还包括：
在进行分散混合时，添加与所述三元乙丙橡胶具有相容性的共混高分子，且所述共混高分子与所述三元乙丙橡胶、所述促交联剂、所述粉末状填料、所述纤维填料以及所述固化剂一同进行分散混合；并且当所述三元乙丙橡胶为100重量份时，所述共混高分子为0-50重量份。
具体地，三元乙丙橡胶是由乙烯单体、丙烯单体以及其他二烯烃单体共聚形成的聚合物，其中二烯单元可以是丁二烯、异戊二烯、双环戊二烯、1，4-己二烯或4-亚乙基-2-降冰片烯。为了增加交联密度，二烯烃单体的成分在三元乙丙橡胶总质量中不小于9wt％。乙烯单体成分在三元乙丙橡胶的总质量中不小于30wt％，优选地，不小于50wt％。较高的二烯烃单体成分与较高的乙烯单体成分能够显著提高固化后制品的硬度。对于三元乙丙橡胶组分，本实施例优选地采用如下几款产品，如Lion Elastomer生产的Rolayene 535和Rolayene 547，由Dow生产的Nordel 6530XFC等。
需要说明的是，所述三元乙丙橡胶中还可以包括对于三元乙丙橡胶进行化学修饰的产品，例如马来酸酐接枝、甲基丙烯缩水甘油酯接枝、或环氧化三元乙丙橡胶等。另外，所述三元乙丙橡胶还可以扩展为以三元乙丙橡胶为主链的共聚物，例如三元乙丙橡胶与苯乙烯共聚物、AES树脂等。以上所述三元乙丙橡胶也可能以几种产品的混合物来使用，例如未修饰的三元乙丙橡胶与AES树脂的混合物等。
进一步地，所述促交联剂包括提供多个交联位点的单体分子和聚合物，可以显著增加固化过程中的交联密度，提高最终产品的机械性能。任何能与三元乙丙橡胶进行交联反应的单体或聚合物都可以使用，包括但不仅限于，二乙烯基苯、三聚氰酸三烯丙酯、苯二甲酸二烯丙酯、多官能团丙烯酸化合物，聚丁二烯等。使用时可以包括其中的一种或几种。所述交联剂使用的量可以在20-100重量份(以三元乙丙橡胶为100重量份)。在本实施例中，所述促交联剂优选地为聚丁二烯类交联剂，例如，Sartomer公司生产的Ricon 153和Ricon154等。
进一步地，所述介电材料还包括与所述三元乙丙橡胶具有相容性的共混高分子，0-50重量份(以三元乙丙橡胶为100重量份)。
具体地，在上述高分子体系中还可以加入另外一种或者几种共混高分子以便获得具有其他特殊性能的产品，或者是改良加工成型过程的性能。这些高分子要求与三元乙丙橡胶具有良好的相容性，包括但不限于乙烯、丙烯单聚物(如高密度聚乙烯等)或者共聚物(如环氧乙烷、环氧乙烯聚合物)，聚苯醚类高分子、聚异戊二烯(如天然橡胶)、丁腈橡胶类聚合物、聚降冰片烯类聚合物、含不饱和键的聚酯类高分子等。所述共混高分子可以参与固化交联，或者不参与交联反应而仅仅穿插在交联形成的网络结构中，以起到改性的作用。所述共混高分子的用量通常在总高分子体系质量的50wt％以下。
本实施例中的粉末状填料的主要作用包括：作为增强材料提高所制备的机械强度；调节所制备材料的电性能，特别是材料的介电常数和损耗；调节材料的热膨胀系数，提高产品在温度变化时的稳定性；增加高分子材料的热传导性。
本实施例中的粉末状填料包括但不仅限于，二氧化钛陶瓷、钛酸钡陶瓷、钛酸锶陶瓷、二氧化硅陶瓷(包括无定形硅和石英粉)，硅酸钙陶瓷、刚玉、玻璃纤维、氮化硼、氮化铝、氮化硅、碳化硅、氧化铍、氧化铝、氧化镁、云母、滑石粉、蒙拓土、氢氧化镁、氢氧化铝、高岭土。以上无机填料可以混合使用。上述无机填料还可以进行表面修饰(物理吸附或者化学修饰)后使用，例如氨基硅烷修饰后钛酸钡陶瓷等。上述无机填料可以以固体颗粒、多孔结构、中空微球等多种形式使用。根据本发明的一个实施例，优选地采用无定形硅为主要填料。具体型号可以选用例如Tatsumori公司的球形硅微粉RD-8等。本发明所用粉状填料用量在50-85重量份之间。
另外，为了增加粉状填料与高分子组分的相容性，所述粉末状填料可以提前用相应的偶联剂处理，常用的偶联剂包括硅烷偶联剂、钛酸盐偶联剂或者复合偶联剂等。具体地，在本实例中采用Momentive的A174硅烷偶联剂。
进一步地，除了上述粉末状填料之外，本实施例制备过程中还包括纤维填料，以进一步地增加制品的强度。所述纤维填料包括但不仅限于E-玻璃纤维、S-玻璃纤维、硼纤维、石墨纤维、芳香聚酰胺纤维(如Kevlar纤维)、石墨烯纤维、碳纳米管纤维等。
本实施例的固化剂可以采用含硫或者不含硫体系，但更倾向于使用自由基引发剂，即在受热后分解产生自由基，引发高分子体系中不饱和键产生自由基型交联反应。这里的自由基引发剂包括重氮类自由基引发剂和过氧化物自由基引发剂。优选地，采用过氧化物类自由基引发剂，例如，过氧化二异丙苯(dcp)、双叔丁基过氧化二异丙基苯(无味dcp)、2，5-二甲基-2，5-双(叔丁基过氧化)己烷(dbph)等。上述自由基引发剂可以单独或者混合使用。
在本实施例中，所述S1具体包括：
S11：将预定量的上述三元乙丙橡胶、促交联剂、粉末状填料、纤维填料和共混高分子进行混合，直到各组分均匀分散，形成混合物料；
S12：在所述混合物料中加入固化剂，并加热以进一步分散混合形成均匀物料，其中，加热温度低于所述固化剂的分解温度。
需要说明的是，在本步骤中，各组分的混合可以在炼胶机或捏合机中进行。
S2：将所述均匀胶料成型为特定形状的物料；
具体地，将所述均匀胶料进行粉碎，制成粉状物料，将所述粉状物料或者直接将所述均匀胶料通过压、挤的方式转移入特定形状的模具中，例如模压机、挤出机或压延机的模具中，制成特定形状的物料。
在本实施例中，对于填料量高的胶料(填料量80-85重量份)，在步骤S1中混合均匀的胶料冷却到室温后较硬。可以通过切碎机和粉碎机将胶料粉碎成粉状物料后再转移入模具进行成型。对于填料量较低的胶料(填料量50-80重量份)，混合均匀后的胶料较软，可以直接转入模具中压制成型。
以模压为例，模压成型温度一般在150-200℃之间，模压压力一般在1.5-8.0Mpa之间，具体温度与压力取决于促交联剂、固化剂的种类，填料量的高低，体系的流动性等。模压时间一般可以在1分钟至10小时。
S3：对所述特定形状的物料进行二次固化，形成所述热固性介电材料。
具体地，在步骤S2所述的成型过程中，在150-200℃的温度下对所述特定形状的物料进行第一次固化，在第一次固化中，固化剂分解产生自由基，引发高分子链间的交联。
经过第一次固化的制品冷却后再进行第二次高温固化。第二次固化的温度为250-300℃之间。在这个温度下，高分子链之间可以进一步交联，继续增加制品的交联度，从而极大提高材料的硬度。第二步固化一般地可以在惰性气体(如氮气)的保护下在高温烘箱中进行。固化时间为1-10小时。最终，将经过二次固化后的制品冷却后即可使用。
【实施例二】
在上述实施例的基础上，本实施例提供了一种基于三元乙丙橡胶的热固性介电材料，由实施例一所述的方法进行制备。
该热固性介电材料包括均匀混合的三元乙丙橡胶、促交联剂、粉末状填料、纤维填料与固化剂，其中，所述三元乙丙橡胶为5-25重量份，所述促交联剂为5-25重量份，所述粉末状填料为50-85重量份，所述纤维填料为1-5重量份，所述固化剂为0.1-3重量份。
在本实施例中，所述热固性介电材料还包括与所述三元乙丙橡胶具有相容性的共混高分子，并且当三元乙丙橡胶为100重量份时，所述共混高分子为0-50重量份。
【实施例三】
在上述实施例的基础上，本实施例提供了一种积层板(laminate)由金属材料与实施例一或实施例二中所述的热固性介电材料贴合形成。所述金属材料包括铜、铝、锌，以及包含上述一种或几种金属的合金(如黄铜)等。本实施例对所用金属材料的厚度、大小、形状、表面形貌无要求。
请参见图2，图2是本发明实施例提供的一种层压板的截面示意图。如图所示，该层压板包括导电层1-a和介质层1-b，导电层1-a被覆在介质层1-b上组成电路材料，导电层1-a由上述金属材料制成，介质层1-b由上述热固性介电材料制成。如上述实施例所述，介质层1-b包含了聚合物1-c(例如，三元乙丙橡胶、促交联剂、固化剂)和填料1-d(例如，粉末状填料、短纤维填料)。由于填料的均匀分布，因此介质层1-b在X，Y方向与Z方向上的介电性能、热性能以及机械性能差别远小于传统的玻纤布增强的层压板材料。
此外，本发明实施例所述的热固性介电材料还可以用于制作微波透镜、微波窗口和棒状天线等。
为了进一步阐述，以下将描述更具体的实施例。表1为本发明实施例的介电材料所使用的原料的名称和型号。
表1本发明实施例所使用的热固性介电材料所使用的原料的名称和型号
Figure BDA0002454352750000111
【实施例四】
在上述实施例的基础上，本实施例提供了一种基于三元乙丙橡胶的热固性介电材料的较优制备方法。所述热固性介电材料按照重量分数包括：三元乙丙橡胶(Royalene535)8.8重量份、促交联剂(Ricon154)8.8重量份、硅微粉填料(RD-8)80重量份、硅烷偶联剂(A174)0.8重量份、短切玻纤(T538A)1.0重量份、固化剂(DCP)0.6重量份。
本实施例的制备方法为：将上述规定重量份的三元乙丙橡胶，促交联剂，硅微粉，硅烷偶联剂，短切玻纤与固化剂在室温下通过炼胶机混炼直到分散均匀，混炼时使用冷却水控制温度，不超过120℃；随后，将混炼后的片状物料用切碎机进行切碎，然后再用粉碎机粉碎；接着，将粉料转移入模具中，用模压机将粉料模压成为3.0mm厚度，直径50.0mm的圆片，其中，模压温度为190℃，压力5.0Mpa，保压固化30分钟；最后，将冷却至室温的物料转移到充氮高温烘箱中，300℃下进行第二次固化，固化时间2小时。
本实施例的配方、实验参数与物性测试结果请参见表2。
【实施例五】
在上述实施例的基础上，本实施例提供了一种包含了三元乙丙橡胶的热固性介电材料的覆铜板的制作方法。所述热固性介电材料的配方与实施例四相同，按照重量分数包括：三元乙丙橡胶(Royalene 535)8.8重量份、促交联剂(Ricon154)8.8重量份、硅微粉填料(RD-8)80重量份、硅烷偶联剂(A174)0.8重量份、短切玻纤(T538A)1.0重量份、固化剂(DCP)0.6重量份。
本实施例的制备方法为：将上述规定重量份的三元乙丙橡胶，促交联剂，硅微粉，硅烷偶联剂，短切玻纤与固化剂在室温下通过炼胶机混炼直到分散均匀，混炼时使用冷却水控制温度，不超过120℃；随后，将混炼后形成的片状物料用压延机在室温下反复压延，制成厚度1.3mm的表面光滑的胶片；接着，将3层胶片叠合后，夹在两层铜箔(HFZ，1oz)之间，在真空中(不大于15托)以3.0Mpa的压力在190℃热压1个小时进行一次固化，之后在3.0Mpa的压力下，将压机温度升高到250℃进行第二次固化，固化时间1小时。
本实施例的配方、实验参数与物性测试结果请参见表2。
【实施例六】
在上述实施例的基础上，本实施例提供了另一种基于三元乙丙橡胶的热固性介电材料的制备方法，相比于实施例四，本实施例减少了填料的用量。所述热固性介电材料按照重量分数包括：三元乙丙橡胶(Royalene 535)22.6重量份、促交联剂(Ricon154)22.6重量份、硅微粉填料(RD-8)50重量份、硅烷偶联剂(A174)0.8重量份、短切玻纤(T538A)1.0重量份、固化剂(DCP)3.0重量份。
本实施例的制备方法为：将上述规定重量份的三元乙丙橡胶，促交联剂，硅微粉，硅烷偶联剂，短切玻纤与过氧化物固化剂在室温下通过炼胶机混炼直到分散均匀，混炼时使用冷却水控制温度，不超过120℃；随后，将混炼后的物料直接转移入模具中，用模压机将物料模压成为3.0mm厚度，直径50.0mm的圆片，其中，模压温度为190℃，压力5.0Mpa，保压固化2小时；接着，将冷却至室温的物料转移到充氮高温烘箱中，300℃下进行第二次固化，固化时间2小时。
本实施例的配方、实验参数与物性测试结果请参见表2。
【实施例七】
在上述实施例的基础上，本实施例提供了另一种基于三元乙丙橡胶的热固性介电材料的制备方法，相比于实施例四，本实施例用一定量的纤维填料替代了粉状填料。所述热固性介电材料按照重量分数包括：三元乙丙橡胶(Royalene 535)8.8重量份、促交联剂(Ricon154)8.8重量份、硅微粉填料(RD-8)76重量份、硅烷偶联剂(A174)0.8重量份、短切玻纤(T538A)5.0重量份、固化剂(DCP)0.6重量份。
本实施例的制备方法为：将上述规定重量份的三元乙丙橡胶，促交联剂，硅微粉，偶联剂，短切玻纤与固化剂在室温下混炼直到分散均匀，混炼时使用冷却水控制温度，不超过120℃；将混炼后的片状物料用切碎机进行切碎，然后再用粉碎机粉碎；将粉料转移入模具中，用模压机将粉料模压成为3.0mm厚度，直径50.0mm的圆片，其中，模压温度为190℃，压力5.0Mpa，保压固化30分钟；将冷却至室温的物料转移到充氮高温烘箱中，300℃下进行第二次固化，固化时间2小时。
本实施例的配方、实验参数与物性测试结果请参见表2。
为了与本发明实施例的热固性介电材料的性能进行对比，本发明提供了一个对比例，该对比例在实施实例四的基础上未加入纤维增强填料，制备热固性介电材料。所述热固性介电材料按照重量分数包括：三元乙丙橡胶(Royalene 535)8.8重量份、促交联剂(Ricon154)8.8重量份、硅微粉填料(RD-8)81重量份、硅烷偶联剂(A174)0.8重量份、固化剂(DCP)0.6重量份。
本对比例的制备方法为：将上述三元乙丙橡胶，促交联剂，硅微粉，偶联剂与过氧化物固化剂在室温下混炼直到分散均匀，混炼时使用冷却水控制温度，不超过120℃；将混炼后的片状物料用切碎机进行切碎，然后再用粉碎机粉碎；将粉料转移入模具中，用模压机将粉料模压成为3.0mm厚度，直径50.0mm的圆片。模压温度为190℃，压力5.0Mpa，保压固化30分钟；将冷却至室温的物料转移到充氮高温烘箱中，300℃下进行第二次固化，固化时间2小时。
本对比例的配方、实验参数与物性测试结果请参见表2。
上述实施例的性能测试中，介电常数和介电损耗的测试是用微带线谐振法，按照IPC-TM-6502.5.5.5标准在0-12GHz条件下测试，表2中列举的介电常数与损耗是在10GHz左右材料的介电常数与介电损耗。吸水率按照ASTMD570标准，在50℃水中放置48小时后测试。实施例五中与铜箔的剥离强度按照IPC-TM-6502.4.8方法测试。
表2本发明实施例提供的各种配方形成的介电材料的组分及性能
Figure BDA0002454352750000141
Figure BDA0002454352750000151
实施例四是优化后的最佳配比，所制得的热固性材料机械强度高，在高频条件下介电损耗小，吸水率低。
实施例五是采用了与实施例四相同的配方制备了半固化片，进而通过层压的方式制备覆铜板，具有良好的机械与介电性能。实施例五说明本发明所述材料与制备方法可以用于生产适合高频环境的高性能覆铜板。
实施例六与实施例四相比较，说明可以通过改变填料量来调节介电材料的介电常数。同时，实施例六中的热固性材料的机械强度明显低于实施例四，说明填料量的降低会造成材料硬度的下降。
实施例七与实施例四相比较，实施例七中的热固性材料硬度略大于实施例四的硬度，说明增加纤维填料的含量可以有限地增加材料的硬度。但纤维填料量过大会导致各组分在混合时操作困难。
对比例一与实施例四相比较，其介电性能相差不大。但是，对比例一中固化后的材料机械强度远低于实施例四的热固性材料。说明纤维增强的方式可以显著提高该材料的硬度。
综上，本发明实施例通过使用含有高不饱和键的三元乙丙橡胶，借助促交联剂和粉末状填料、纤维填料，提高了高分子体系的机械强度，获得了硬度合适的热固性介电材料和积层板材料。通过高温下两次固化，进一步增加了最终制成的热固性介电材料中高分子的交联密度，提高了制品的硬度。此外，本发明实施例使用的三元乙丙橡胶体系，可以制备在高频环境下具有低介电损耗的热固性材料，与已有的热固性聚苯醚材料相比，避免了目前改性聚苯醚介电性能一致性差的问题。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种基于三元乙丙橡胶的热固性介电材料的制备方法，其特征在于，包括：
S1：将三元乙丙橡胶、促交联剂、粉末状填料、纤维填料与固化剂进行分散混合，形成均匀胶料，其中，所述三元乙丙橡胶为5-25重量份，所述促交联剂为5-25重量份，所述粉末状填料为50-85重量份，所述纤维填料为1-5重量份，所述固化剂为0.1-3重量份；
S2：将所述均匀胶料成型为特定形状的物料；
S3：对所述特定形状的物料进行二次固化，形成所述热固性介电材料。
2.根据权利要求1所述的基于三元乙丙橡胶的热固性介电材料的制备方法，其特征在于，所述S1还包括：
在进行分散混合时，添加与所述三元乙丙橡胶具有相容性的共混高分子，且所述共混高分子与所述三元乙丙橡胶、所述促交联剂、所述粉末状填料、所述纤维填料以及所述固化剂一同进行分散混合；并且当所述三元乙丙橡胶为100重量份时，所述共混高分子为0-50重量份。
3.根据权利要求2所述的基于三元乙丙橡胶的热固性介电材料的制备方法，其特征在于，所述S1包括：
S11：将预定量的所述三元乙丙橡胶、所述促交联剂、所述粉末状填料、所述纤维填料和所述共混高分子进行混合，形成混合物料；
S12：在所述混合物料中加入所述固化剂，并加热以进一步分散混合形成均匀物料，其中，加热温度低于所述固化剂的分解温度。
4.根据权利要求1所述的基于三元乙丙橡胶的热固性介电材料的制备方法，其特征在于，所述三元乙丙橡胶包括以共聚方式形成聚合物的乙烯单体、丙烯单体和二烯烃单体，其中，所述乙烯单体占所述三元乙丙橡胶的比例为大于30wt％，所述二烯烃单体占所述三元乙丙橡胶的比例为大于9wt％。
5.根据权利要求1所述的基于三元乙丙橡胶的热固性介电材料的制备方法，其特征在于，所述粉末状填料包括二氧化钛陶瓷、钛酸钡陶瓷、钛酸锶陶瓷、二氧化硅陶瓷、硅酸钙陶瓷、刚玉、玻璃纤维、氮化硼、氮化铝、氮化硅、碳化硅、氧化铍、氧化铝、氧化镁、云母、滑石粉、蒙拓土、氢氧化镁、氢氧化铝和高岭土中的一种或多种。
6.根据权利要求1所述的基于三元乙丙橡胶的热固性介电材料的制备方法，其特征在于，所述纤维状填料包括E-玻璃纤维、S-玻璃纤维、硼纤维、石墨纤维、芳香聚酰胺纤维、石墨烯纤维和碳纳米管纤维中的一种或多种。
7.根据权利要求1所述的基于三元乙丙橡胶的热固性介电材料的制备方法，其特征在于，所述S2包括：
将所述均匀胶料进行粉碎，制成粉状物料，将所述粉状物料或者直接将所述均匀胶料通过特定形状的模具制成特定形状的固体物料。
8.根据权利要求1所述的基于三元乙丙橡胶的热固性介电材料的制备方法，其特征在于，所述S3包括：
S31：在所述S2的成型过程中，在150-200℃的温度下对物料进行第一次固化，固化时间为1min-10h；
S32：将经第一次固化的物料冷却至室温；
S33：将冷却后的物料在250-300℃的温度下进行第二次固化，固化时间为1-10h，冷却后形成所述热固性介电材料。
9.一种基于三元乙丙橡胶的热固性介电材料，其特征在于，根据权利要求1至8中任一项所述的方法进行制备，所述热固性介电材料包括均匀混合的三元乙丙橡胶、促交联剂、粉末状填料、纤维填料和固化剂，其中，所述三元乙丙橡胶为5-25重量份，所述促交联剂为5-25重量份，所述粉末状填料为50-85重量份，所述短纤维填料为1-5重量份，所述固化剂为0.1-3重量份。
10.一种积层板，其特征在于，由金属材料与如权利要求9所述的热固性介电材料贴合形成。
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