CN113337150A - 一种低介电常数柔性腻子及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种低介电常数柔性腻子及其制备方法，所述腻子由改性聚氨酯树脂、炭黑、吡啶硫酮锌与氧化锌复配溶液、填料、聚丙烯酸酯和多异氰酸酯组成；制备方法包括备料、球磨、一次混合、分散和二次混合。本发明提供的一种低介电常数柔性腻子应用于通信天线用电磁结构材料外表面涂覆使用，具有介电常数低柔韧性高的特性，其介电常数ε≈1.8，柔韧性可达10mm，因此，本发明的腻子材料不影响通信天线用对电磁波发射和接收，且腻子膜固化后，长时间使用也不会导致结构接表面出现裂纹甚至开裂的情况。本发明提供的一种低介电常数柔性腻子的制备方法操作简单、制备方便、成本低、适用于工业化大规模生产。
Description
技术领域
本发明属于腻子材料技术领域，具体涉及一种低介电常数柔性腻子及其制备方法。
背景技术
低介电常数材料或称low-K材料是当前半导体行业研究的热门话题。通过降低集成电路中使用的介电材料的介电常数，可以降低集成电路的漏电电流，降低导线之间的电容效应，降低集成电路发热等等。低介电常数材料的研究是同高分子材料密切相关的。低介电腻子材料主要应用于通信天线用电磁结构材料外表面，针对结构材料表面不平整对凹陷部位的补平找齐使用，以利于部件外表面防护漆的涂装。通信天线分为不同频段。因此，需要表面腻子的介电常数低，无频散或低频散特性，目前市面所销售腻子多为填补缺陷用材料，介电常数较大，透波性能差，通信天线电磁结构材料表面涂覆后性能影响大。对于该类型材料，介电常数越大，电磁波在空气与通信天线结构材料表面反射就越大，这将降低传输效率，其介电性能决定透波率的大小。随之科学技术的发展和航天事业的进步，对用于通信天线材料低介电常数要求越来越高。
综上，普通的原子灰等腻子材料介电常数较大(ε≥5)，影响通信天线用对电磁波发射、接收，且腻子膜固化后，难以将复杂异形件凹坑补平，且存在高收缩、柔性差等缺点，长时间使用后易导致结构接表面出现裂纹甚至开裂。因此，急需一种低介电常数并具有一定柔性的腻子材料，用于通信天线用结构材料表面涂覆使用，这种材料具备常用腻子材料性能的同时还有一定柔韧性，并且不影响天线通信。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种超低介电常数、柔性腻子材料，用于通信天线用结构材料外表面；
本发明的另一目的在于提供此种低介电常数柔性腻子的制备方法。
本发明的目的通过以下技术方案来实现：一种低介电常数柔性腻子，它包括以下重量份的原料：
其中，所述填料为玻璃纤维、纳米二氧化硅或玻璃微珠中的任意一种。
进一步地，它包括以下重量份的原料：
作为最优方案，它包括以下重量份的原料：
进一步地，所述改性聚氨酯树脂为环氧改性聚氨酯或氟碳改性聚氨酯中的至少一种，其介电常数ε为2.0～4.0。
进一步地，所述吡啶硫酮锌与氧化锌复配溶液采用以下方法制备：将吡啶硫酸锌、氧化锌和水加入球磨机中，球磨0.5～1.5h，所述氧化锌、吡啶硫酸锌和水的重量比为1:0.5～1:0.5～1.3；将球磨后的溶液用饱和氢氧化钠溶液调节pH值至8～11，再加热至75～85℃搅拌1.5～2.5h，冷却至室温。
进一步地，所述填料的介电常数ε为1.2～7，其中，玻璃纤维其介电常数在ε＝4～7、纳米二氧化硅其介电常数在ε＝1.5～4.0以及玻璃微珠其介电常数在ε＝1.2～2.2。
上述的一种低介电常数柔性腻子的制备方法，它包括以下步骤：
S1.备料：按配方比例称取各原料，备用；
S2.球磨：将改性聚氨酯树脂和炭黑用球磨机单向旋转球磨15～25min，球磨后将浆料使用100目滤网过滤；
S3.一次混合：将步骤S2过滤的浆料中添加吡啶硫酮锌与氧化锌复配溶液，手动搅拌均匀后再加入填料，并手动搅拌至无冻干粉状态；
S4.分散：将步骤S3得到的无干粉状浆料置于转速为1000～1200r/min的高速搅拌机下搅拌8～12min，搅拌分散均匀后边搅拌边加入聚丙烯酸酯并继续搅拌8～12min，再手动搅拌浆料分散；
S5.二次混合：将步骤S4分散后的浆料加入多异氰酸酯，搅拌均匀后即为低介电常数柔性腻子。
本发明具有以下优点：本发明提供的一种低介电常数柔性腻子应用于通信天线用电磁结构材料外表面涂覆使用，具有介电常数低柔韧性高的特性，其介电常数ε≈1.8，柔韧性可达10mm，因此，本发明的腻子材料不影响通信天线用对电磁波发射和接收，且腻子膜固化后，长时间使用也不会导致结构接表面出现裂纹甚至开裂的情况。本发明提供的一种低介电常数柔性腻子的制备方法操作简单、制备方便、成本低、适用于工业化大规模生产。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步的描述，本发明的保护范围不局限于以下所述：
实施例1：一种低介电常数柔性腻子，它包括以下重量份的原料：
其中，所述填料为玻璃纤维，玻璃纤维其介电常数在ε＝4～7，所述改性聚氨酯树脂为环氧改性聚氨酯，其介电常数ε为2.0～4.0。
上述低介电常数柔性腻子的制备方法，它包括以下步骤：
S1.备料：按配方比例称取各原料，备用；
S2.球磨：将改性聚氨酯树脂和炭黑用球磨机单向旋转球磨15min，球磨后将浆料使用100目滤网过滤；
S3.一次混合：将步骤S2过滤的浆料中添加吡啶硫酮锌与氧化锌复配溶液，手动搅拌均匀后再加入填料，并手动搅拌至无冻干粉状态；所述吡啶硫酮锌与氧化锌复配溶液采用以下方法制备：将吡啶硫酸锌、氧化锌和水加入球磨机中，球磨0.5h，所述氧化锌、吡啶硫酸锌和水的重量比为1:0.5:0.5；将球磨后的溶液用饱和氢氧化钠溶液调节pH值至8，再加热至75℃搅拌1.5h，冷却至室温；
S4.分散：将步骤S3得到的无干粉状浆料置于转速为1000r/min的高速搅拌机下搅拌8min，搅拌分散均匀后边搅拌边加入聚丙烯酸酯并继续搅拌8min，再手动搅拌浆料分散；
S5.二次混合：将步骤S4分散后的浆料加入多异氰酸酯，搅拌均匀后即为低介电常数柔性腻子。
实施例2：一种低介电常数柔性腻子，它包括以下重量份的原料：
其中，所述填料为纳米二氧化硅，纳米二氧化硅其介电常数在ε＝1.5～4.0，所述改性聚氨酯树脂为氟碳改性聚氨酯，其介电常数ε为2.0～4.0。
上述低介电常数柔性腻子的制备方法，它包括以下步骤：
S1.备料：按配方比例称取各原料，备用；
S2.球磨：将改性聚氨酯树脂和炭黑用球磨机单向旋转球磨25min，球磨后将浆料使用100目滤网过滤；
S3.一次混合：将步骤S2过滤的浆料中添加吡啶硫酮锌与氧化锌复配溶液，手动搅拌均匀后再加入填料，并手动搅拌至无冻干粉状态；所述吡啶硫酮锌与氧化锌复配溶液采用以下方法制备：将吡啶硫酸锌、氧化锌和水加入球磨机中，球磨1.5h，所述氧化锌、吡啶硫酸锌和水的重量比为1:1:1.3；将球磨后的溶液用饱和氢氧化钠溶液调节pH值至11，再加热至85℃搅拌2.5h，冷却至室温；
S4.分散：将步骤S3得到的无干粉状浆料置于转速为1200r/min的高速搅拌机下搅拌12min，搅拌分散均匀后边搅拌边加入聚丙烯酸酯并继续搅拌12min，再手动搅拌浆料分散；
S5.二次混合：将步骤S4分散后的浆料加入多异氰酸酯，搅拌均匀后即为低介电常数柔性腻子。
实施例3：一种低介电常数柔性腻子，它包括以下重量份的原料：
其中，所述填料为玻璃微珠，玻璃微珠其介电常数在ε＝1.2～2.2，所述改性聚氨酯树脂为环氧改性聚氨酯和氟碳改性聚氨酯的混合，其介电常数ε为2.0～4.0。
上述低介电常数柔性腻子的制备方法，它包括以下步骤：
S1.备料：按配方比例称取各原料，备用；
S2.球磨：将改性聚氨酯树脂和炭黑用球磨机单向旋转球磨18min，球磨后将浆料使用100目滤网过滤；
S3.一次混合：将步骤S2过滤的浆料中添加吡啶硫酮锌与氧化锌复配溶液，手动搅拌均匀后再加入填料，并手动搅拌至无冻干粉状态；所述吡啶硫酮锌与氧化锌复配溶液采用以下方法制备：将吡啶硫酸锌、氧化锌和水加入球磨机中，球磨1h，所述氧化锌、吡啶硫酸锌和水的重量比为1:0.7:1；将球磨后的溶液用饱和氢氧化钠溶液调节pH值至9，再加热至80℃搅拌2h，冷却至室温；
S4.分散：将步骤S3得到的无干粉状浆料置于转速为1100r/min的高速搅拌机下搅拌10min，搅拌分散均匀后边搅拌边加入聚丙烯酸酯并继续搅拌10min，再手动搅拌浆料分散；
S5.二次混合：将步骤S4分散后的浆料加入多异氰酸酯，搅拌均匀后即为低介电常数柔性腻子。
实施例4：一种低介电常数柔性腻子，它包括以下重量份的原料：
其中，所述填料为玻璃纤维、，玻璃纤维其介电常数在ε＝4～7，所述改性聚氨酯树脂为环氧改性聚氨酯，其介电常数ε为2.0～4.0。
上述低介电常数柔性腻子的制备方法，它包括以下步骤：
S1.备料：按配方比例称取各原料，备用；
S2.球磨：将改性聚氨酯树脂和炭黑用球磨机单向旋转球磨20min，球磨后将浆料使用100目滤网过滤；
S3.一次混合：将步骤S2过滤的浆料中添加吡啶硫酮锌与氧化锌复配溶液，手动搅拌均匀后再加入填料，并手动搅拌至无冻干粉状态；所述吡啶硫酮锌与氧化锌复配溶液采用以下方法制备：将吡啶硫酸锌、氧化锌和水加入球磨机中，球磨1.2h，所述氧化锌、吡啶硫酸锌和水的重量比为1:0.8:1.2；将球磨后的溶液用饱和氢氧化钠溶液调节pH值至10，再加热至78℃搅拌1.8h，冷却至室温；
S4.分散：将步骤S3得到的无干粉状浆料置于转速为1080r/min的高速搅拌机下搅拌9min，搅拌分散均匀后边搅拌边加入聚丙烯酸酯并继续搅拌9min，再手动搅拌浆料分散；
S5.二次混合：将步骤S4分散后的浆料加入多异氰酸酯，搅拌均匀后即为低介电常数柔性腻子。
实施例5：一种低介电常数柔性腻子，它包括以下重量份的原料：
其中，所述填料为玻璃微珠，玻璃微珠其介电常数在ε＝1.2～2.2，所述改性聚氨酯树脂为氟碳改性聚氨酯，其介电常数ε为2.0～4.0。
上述低介电常数柔性腻子的制备方法，它包括以下步骤：
S1.备料：按配方比例称取各原料，备用；
S2.球磨：将改性聚氨酯树脂和炭黑用球磨机单向旋转球磨22min，球磨后将浆料使用100目滤网过滤；
S3.一次混合：将步骤S2过滤的浆料中添加吡啶硫酮锌与氧化锌复配溶液，手动搅拌均匀后再加入填料，并手动搅拌至无冻干粉状态；所述吡啶硫酮锌与氧化锌复配溶液采用以下方法制备：将吡啶硫酸锌、氧化锌和水加入球磨机中，球磨1h，所述氧化锌、吡啶硫酸锌和水的重量比为1:0.9:1；将球磨后的溶液用饱和氢氧化钠溶液调节pH值至10，再加热至82℃搅拌2h，冷却至室温；
S4.分散：将步骤S3得到的无干粉状浆料置于转速为1120r/min的高速搅拌机下搅拌9min，搅拌分散均匀后边搅拌边加入聚丙烯酸酯并继续搅拌9min，再手动搅拌浆料分散；
S5.二次混合：将步骤S4分散后的浆料加入多异氰酸酯，搅拌均匀后即为低介电常数柔性腻子。
以下通过实验说明本发明的有益效果：
1.实验对象：实施例1-5，对照组：市售腻子
2.实验方法：将实施例1-5级对照组腻子材料，刮涂或刷涂于聚酯薄膜、马口铁等基材上，常温或加温干燥固化后，测试介电常数、打磨性和柔韧性。
(1)介电性能
将刮涂与聚酯薄膜上固化后的腻子膜片取下，使用模具模切成片材，用矢量网络分析仪复介电常数进行测试。
(2)打磨性
参照GB/T 1770涂膜、腻子膜打磨性测定法，将腻子使用刮涂方式在平滑的马口铁板上制得约0.3mm厚腻子膜，常温放置1h，60℃干燥固化4h后，使用60号水砂纸或砂布，不加水进行干燥打磨，有明显打磨粉尘。具有优异的打磨性能，可手工或使用机械打磨至光滑平整。
(3)柔韧性
参照GB/T 1748腻子膜柔韧性测定法，在平滑的马口铁板上使用刮涂法制得0.3mm厚的腻子膜，常温放置1h，60℃干燥固化4h后，用320-500号水砂纸按打磨性测定法打磨至厚度为0.1mm，放置1h。然后固定于柔韧性测定仪的一端，将它紧贴于仪器的圆柱物的表面上，若腻子表面没有裂痕，即为合格。
3.实验结果：如表1所示：
表1：性能测试结果
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种低介电常数柔性腻子，其特征在于，它包括以下重量份的原料：
改性聚氨酯树脂： 450～550； 炭黑： 5～12；
吡啶硫酮锌与氧化锌复配溶液： 5～14； 填料： 350～420；
聚丙烯酸酯： 5～10； 多异氰酸酯： 10～20；
其中，所述填料为玻璃纤维、纳米二氧化硅或玻璃微珠中的任意一种。
2.根据权利要求1所述的一种低介电常数柔性腻子，其特征在于，它包括以下重量份的原料：
改性聚氨酯树脂： 480～520； 炭黑： 7～10；
吡啶硫酮锌与氧化锌复配溶液： 8～13； 填料： 370～400；
聚丙烯酸酯： 6～9； 多异氰酸酯： 14～18。
3.根据权利要求1所述的一种低介电常数柔性腻子，其特征在于，它包括以下重量份的原料：
改性聚氨酯树脂： 520； 炭黑： 7；
吡啶硫酮锌与氧化锌复配溶液： 10； 填料： 400；
聚丙烯酸酯： 8； 多异氰酸酯： 17。
4.根据权利要求1至3中任意一项所述的一种低介电常数柔性腻子，其特征在于，所述改性聚氨酯树脂为环氧改性聚氨酯或氟碳改性聚氨酯中的至少一种，其介电常数ε为2.0～4.0。
5.根据权利要求1至3中任意一项所述的一种低介电常数柔性腻子，其特征在于，所述吡啶硫酮锌与氧化锌复配溶液采用以下方法制备：将吡啶硫酸锌、氧化锌和水加入球磨机中，球磨0.5～1.5h，所述氧化锌、吡啶硫酸锌和水的重量比为1:0.5～1:0.5～1.3；将球磨后的溶液用饱和氢氧化钠溶液调节pH值至8～11，再加热至75～85℃搅拌1.5～2.5h，冷却至室温。
6.根据权利要求1至3中任意一项所述的一种低介电常数柔性腻子，其特征在于，所述填料的介电常数ε为1.2～7。
7.根据权利要求1至3中任意一项所述的一种低介电常数柔性腻子的制备方法，其特征在于，它包括以下步骤：
S1. 备料：按配方比例称取各原料，备用；
S2. 球磨：将改性聚氨酯树脂和炭黑用球磨机单向旋转球磨15～25min，球磨后将浆料使用100目滤网过滤；
S3. 一次混合：将步骤S2过滤的浆料中添加吡啶硫酮锌与氧化锌复配溶液，手动搅拌均匀后再加入填料，并手动搅拌至无冻干粉状态；
S4. 分散：将步骤S3得到的无干粉状浆料置于转速为1000～1200r/min的高速搅拌机下搅拌8～12min，搅拌分散均匀后边搅拌边加入聚丙烯酸酯并继续搅拌8～12min，再手动搅拌浆料分散；
S5. 二次混合：将步骤S4分散后的浆料加入多异氰酸酯，搅拌均匀后即为低介电常数柔性腻子。
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| PB01 | Publication | ||
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| CB02 | Change of applicant information | ||
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Address after: No.288, west section of Wenming street, new economic Industrial Park, south area of Chengdu modern industrial port, Pidu District, Chengdu, Sichuan 610000 Applicant after: Chengdu Jiachi Electronic Technology Co.,Ltd. Address before: No.288, west section of Wenming street, new economic Industrial Park, south area of Chengdu modern industrial port, Pidu District, Chengdu, Sichuan 610000 Applicant before: CHENGDU JIACHI ELECTRONIC TECHNOLOGY Co.,Ltd. |
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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