CN113372733A - 一种低介电常数液晶复合材料及制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种低介电常数液晶复合材料及制备方法，其中，所述低介电常数液晶复合材料，按重量份数计，包括组分：TLCP树脂500‑800份、玻璃纤维100‑200份、增韧剂50‑100份、抗氧剂5‑10份和PE树脂5‑10份。本发明所制备的低介电常数液晶复合材料具有较低的介电常数，能够满足5G领域的需求。
Description
技术领域
本发明涉及液晶高分子领域，具体涉及一种低介电常数液晶复合材料及制备方法。
背景技术
随着电子工业的高速发展，通信速度越来越快，5G通信正走向世界，因此，需要使用低介电常数且具有良好可加工性的材料来制造具有复杂设计的5G通信零部件。
液晶高分子聚合物(Liquid Crystal Polyester，简称为LCP)是一种新型的高分子材料，其在熔融态时一般呈现液晶性，具有高强度、高刚性、耐高温、电绝缘性佳、成型加工性能好等优异性能，因此被广泛应用于电子、电气、光导纤维、汽车及宇航等领域。然而，多数传统的LCP在1GHz-20GHz高频电场下的介电常数一般在3.7-4.5区间内，此介电常数区间内的LCP材料难以满足5G通信器件对低介电常数和低介电损耗的高要求。
因此，现有技术还有待于进步和发展。
发明内容
本发明针对上述技术存在的问题，提供一种低介电常数液晶复合材料及制备方法，旨在解决现有的LCP材料的介电常数难以满足5G方面的需求的技术问题。
为实现上述目的，本发明通过以下技术方案实现：
一种低介电常数液晶复合材料，其中，按重量份数计，包括以下组分：
所述的低介电常数液晶复合材料，其中，所述玻璃纤维为圆截面玻璃纤维或异形玻璃纤维中的一种。
所述的低介电常数液晶复合材料，其中，所述圆截面玻璃纤维的直径为5-10um。
所述的低介电常数液晶复合材料，其中，所述异形玻璃纤维横截面的短长径比为1：(2-4)。
所述的低介电常数液晶复合材料，其中，所述TLCP树脂的熔点为300-400℃。
所述的低介电常数液晶复合材料，其中，所述TLCP树脂的介电常数范围为2.5-5。
所述的低介电常数液晶复合材料，其中，所述增韧剂为MBS树脂、苯乙烯弹性体或热塑性聚酯弹性体中的一种或多种。
所述的低介电常数液晶复合材料，其中，所述抗氧剂为受阻酚和亚磷酸酯的组合物。
另一方面，本发明还提供有一种低介电常数液晶复合材料的制备方法，用于制备如前述的低介电常数液晶复合材料，其中，所述制备方法包括如下步骤：
将TLCP树脂、增韧剂、抗氧剂以及PE树脂进行混合，得到混合物；
将所述混合物和玻璃纤维经熔融挤出、造粒，得到低介电常数液晶复合材料。
有益效果：本发明所制备的低介电常数液晶复合材料，其中，以TLCP树脂作为复合材料的基材，添加有玻璃纤维，玻璃纤维具有优良的电绝缘性，能够降低整个体系的介电常数，同时，添加的增韧剂可对TLCP树脂起到较好的增强效果，此外，添加的PE树脂是一种柔顺性很好的热塑性树脂，可赋予TLCP树脂基材良好的韧性与加工性能，且PE还具有优越的电学性能，是一种良好的高频绝缘材料，其介电损耗与介电常数几乎与温度与频率无关，进而能保证TLCP复合材料的高频绝缘性。
附图说明
图1为本发明一种低介电常数液晶复合材料的制备方法的流程示意图。
具体实施方式
为了便于理解本申请，下面将参照相关附图对本申请进行更全面的描述。附图中给出了本申请的较佳实施方式。但是，本申请可以以不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是对本申请的公开内容理解的更加透彻全面。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本申请。
本发明中，所提供的低介电常数液晶复合材料，其按重量份数计，包括有：TLCP树脂500-800份、玻璃纤维100-200份、增韧剂50-100份、抗氧剂5-10份、PE树脂5-10份。
本发明中，通过上述技术方案，将TLCP树脂作为复合材料的基材，其具有良好的机械性能、加工性、电绝缘性与耐热性等，因此可赋予复合材料优异的综合性能，进一步地，在原料中添加玻璃纤维，玻璃纤维具有优良的电绝缘性，同时，也可对TLCP树脂起到较好的增强效果，使得复合材料的机械强度得到进一步的提升。
此外，本发明中，在TLCP树脂中还添加有PE树脂，PE树脂是一种柔顺性很好的热塑性树脂，具有软而韧的力学性能，可赋予TLCP树脂基材良好的韧性与加工性能，进一步地，PE还具有优越的电学性能，是一种良好的高频绝缘材料，且其介电损耗与介电常数几乎与温度和频率无关，进而保证了TLCP复合材料的高频电绝缘性，另外，PE具有少量的双键和醚键，可与TLCP树脂在熔融状态下发生接枝聚合，从而提高TLCP树脂基材的柔顺性与韧性，进一步提高TLCP复合材料的质地均匀性、综合性能及性能稳定性。
在本发明中，所采用的玻璃纤维可以是圆截面玻璃纤维或异形玻璃纤维中的一种，其中，异形玻璃纤维包括有横截面为椭圆形、茧形或四边形的玻璃纤维，优选地，异形玻璃纤维横截面的短长径比为1：(2-4)，圆截面玻璃纤维的直径为5-10um。
第二方面，如图1所示，本发明还提供有一种低介电常数液晶复合材料的制备方法，其包括如下步骤：
S10、将TLCP树脂、增韧剂、抗氧剂以及PE树脂进行混合，得到混合物；
S20、将所述混合物和玻璃纤维经熔融挤出、造粒，得到低介电常数液晶复合材料。
优选地，熔融挤出在双螺杆挤出机中进行。
下面通过具体实施例对本发明一种低介电常数液晶复合材料及制备方法做进一步的解释说明：
实施例1
混合：取TLCP树脂500份、玻璃纤维100份、增韧剂50份、抗氧剂5份和PE 5份在高混机中混合均匀，其中，混合速度为20-30r/min，混合时间为20-30min。
挤出造粒：将混合后的原料加入双螺杆挤出机中，挤出温度为300-350℃，挤出速度控制在50-100r/min，并采用常规切粒工艺进行切粒干燥，颗粒长度为4-6mm，得到低介电常数液晶复合材料。
实施例2
混合：取TLCP树脂600份、玻璃纤维100份、增韧剂50份和PE 5份在高混机中混合均匀，其中，混合速度为20-30r/min，混合时间为20-30min。
挤出造粒：将混合后的原料加入双螺杆挤出机中，挤出温度为300-350℃，挤出速度控制在50-100r/min，并采用常规切粒工艺进行切粒干燥，颗粒长度为4-6mm，得到低介电常数液晶复合材料。
实施例3
混合：取TLCP树脂700份、玻璃纤维100份、增韧剂50份、抗氧剂5份和PE 5份在高混机中混合均匀，其中，混合速度为20-30r/min，混合时间为20-30min。
挤出造粒：将混合后的原料加入双螺杆挤出机中，挤出温度为300-350℃，挤出速度控制在50-100r/min，并采用常规切粒工艺进行切粒干燥，颗粒长度为4-6mm，得到低介电常数液晶复合材料。
实施例4
混合：取TLCP树脂800份、玻璃纤维100份、增韧剂50份、抗氧剂5份和PE 5份在高混机中混合均匀，其中，混合速度为20-30r/min，混合时间为20-30min。
挤出造粒：将混合后的原料加入双螺杆挤出机中，挤出温度为300-350℃，挤出速度控制在50-100r/min，并采用常规切粒工艺进行切粒干燥，颗粒长度为4-6mm，得到低介电常数液晶复合材料。
实施例5
混合：取TLCP树脂600份、玻璃纤维200份、增韧剂50份和PE 5份在高混机中混合均匀，其中，混合速度为20-30r/min，混合时间为20-30min。
挤出造粒：将混合后的原料加入双螺杆挤出机中，挤出温度为300-350℃，挤出速度控制在50-100r/min，并采用常规切粒工艺进行切粒干燥，颗粒长度为4-6mm，得到低介电常数液晶复合材料。
实施例6
混合：取TLCP树脂600份、玻璃纤维100份、增韧剂100份和PE 5份在高混机中混合均匀，其中，混合速度为20-30r/min，混合时间为20-30min。
挤出造粒：将混合后的原料加入双螺杆挤出机中，挤出温度为300-350℃，挤出速度控制在50-100r/min，并采用常规切粒工艺进行切粒干燥，颗粒长度为4-6mm，得到低介电常数液晶复合材料。
实施例7
混合：取TLCP树脂600份、玻璃纤维200份、增韧剂100份和PE 5份在高混机中混合均匀，其中，混合速度为20-30r/min，混合时间为20-30min。
挤出造粒：将混合后的原料加入双螺杆挤出机中，挤出温度为300-350℃，挤出速度控制在50-100r/min，并采用常规切粒工艺进行切粒干燥，颗粒长度为4-6mm，得到低介电常数液晶复合材料。
本发明中，对实施例1至实施例7中所制备的低介电常数液晶复合材料的介电性能进行分析，结果如下表所示：
| 项目 | 对照例 | 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 实施例4 | 实施例5 | 实施例6 | 实施例7 |
| 介电常数 | 3.7 | 2.8 | 2.9 | 2.6 | 2.8 | 2.5 | 2.6 | 2.6 |
| 介电损耗 | 0.002 | 0.002 | 0.002 | 0.0019 | 0.0019 | 0.0018 | 0.0019 | 0.0019 |
需要说明的是，表中的对照组是以单纯的TLCP树脂(T3300，南通海迪，熔点为330-340℃)为例进行对照，从表中数据可看出，本发明所制备的低介电常数液晶复合材料的介电常数得到明显的降低。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (9)
1.一种低介电常数液晶复合材料，其特征在于，按重量份数计，包括以下组分：
2.根据权利要求1所述的低介电常数液晶复合材料，其特征在于，所述玻璃纤维为圆截面玻璃纤维或异形玻璃纤维中的一种。
3.根据权利要求2所述的低介电常数液晶复合材料，其特征在于，所述圆截面玻璃纤维的直径为5-10um。
4.根据权利要求2所述的低介电常数液晶复合材料，其特征在于，所述异形玻璃纤维横截面的短长径比为1：(2-4)。
5.根据权利要求1所述的低介电常数液晶复合材料，其特征在于，所述TLCP树脂的熔点为300-400℃。
6.根据权利要求1所述的低介电常数液晶复合材料，其特征在于，所述TLCP树脂的介电常数范围为2.5-5。
7.根据权利要求1所述的低介电常数液晶复合材料，其特征在于，所述增韧剂为MBS树脂、苯乙烯弹性体或热塑性聚酯弹性体中的一种或多种。
8.根据权利要求1所述的低介电常数液晶复合材料，其特征在于，所述抗氧剂为受阻酚和亚磷酸酯的组合物。
9.一种低介电常数液晶复合材料的制备方法，用于制备如权利要求1-9所述的低介电常数液晶复合材料，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：
将TLCP树脂、增韧剂、抗氧剂以及PE树脂进行混合，得到混合物；
将所述混合物和玻璃纤维经熔融挤出、造粒，得到低介电常数液晶复合材料。
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20210910 |