CN110760185A - 一种低介电常数聚苯硫醚组合物及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种低介电常数聚苯硫醚组合物及其制备方法，该组合物按质量份由35～65份的聚苯硫醚、20～50份的气凝胶添加剂、4.5～10份的第二添加剂、10～30份的玻璃纤维和0.1～0.5份的抗氧剂组成，其中所述第二添加剂为六方氮化硼和/或六方碳化硅。本发明通过气凝胶为主改性聚苯硫醚，大幅降低其介电常数和介电损耗，并且保持良好的力学性能。加工与成型工艺简单，可应用于5G基站、微基站***的壳体和防护材料、数据通迅终端、多媒体终端等智能终端的壳体、中框等支撑、防护材料、连接器、开关、线圈骨架、电路板、接线盒等。

Description

一种低介电常数聚苯硫醚组合物及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种低介电常数聚苯硫醚组合物及其制备方法。
背景技术
5G网络是第五代移动通信网络，具有速率极高(eMBB)、容量极大(mMTC)和时延极低(URLLC)三个特征。改性塑料是5G技术实现必需的基础原材料之一，在智能手机、平板电脑(Ipad)、个人数码助理(PDA)、笔记本电脑、电子书阅读器、可穿戴设备、掌上游戏机和智能金融终端机(拉卡拉、POS机)、智能信息终端机、智能视频影音终端机、智能家居、智能家电、智能传媒、智能汽车、智能交通、智能物流运输、智能城市等领域广泛应用。通讯方式的巨大改变使得材料人必须深入研究和设计改性塑料的介电性能。5G基站基于多天线Massive MIMO(大规模输入输出)、新型编码LDPC/Polar等5G先进新技术，不能在4G基站的基础上进行升级，必须重新搭建。5G产业链建设过程中所需的5G基站、微基站***的壳体和防护材料、数据通迅终端、多媒体终端等智能终端的壳体、中框等支撑、防护材料、连接器、开关、线圈骨架、电路板、接线盒等都需要用到聚苯硫醚材料。但传统聚苯硫醚的介电常数较大，无法满足苛刻的使用要求。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足之处，提供了一种低介电常数聚苯硫醚组合物及其制备方法，解决了上述背景技术中介电常数较大的问题。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案之一是：提供了一种低介电常数聚苯硫醚组合物，按质量份由如下组分组成：
Figure BDA0002217049380000021
其中，所述第一添加剂包括SiO2气凝胶、Al2O3气凝胶、TiO2气凝胶、炭气凝胶、SiO2/Al2O3气凝胶、SiO2/TiO2气凝胶中的至少一种(介电常数1.1～1.3)，所述第二添加剂为六方氮化硼和/或六方碳化硅(介电常数1.5～1.8)。
在本发明一较佳实施例中，所述聚苯硫醚的分子量为50000～100000。
在本发明一较佳实施例中，所述第一添加剂为SiO2气凝胶。
在本发明一较佳实施例中，所述玻璃纤维为D型、E型硼硅酸盐系玻璃纤维中的至少一种，且玻璃纤维的直径为3～20μm。
在本发明一较佳实施例中，所述抗氧剂为抗氧剂MB、抗氧剂1010中的至少一种。
在本发明一较佳实施例中，低介电常数聚苯硫醚组合物的介电常数为2.2～2.8。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案之一是：提供了上述一种低介电常数聚苯硫醚组合物的制备方法，包括如下步骤：
按质量份将35～65份的聚苯硫醚、20～50份的第一添加剂、4.5～10份的第二添加剂和0.1～0.5份的抗氧剂加入搅拌机中，在300～500转/min的转速下搅拌3～5分钟混合均匀；将混合物加入到双螺杆挤出机中，将10～30份的玻璃纤维通过侧喂加入，于260～330℃下熔融挤出造粒，即得到低介电常数聚苯硫醚组合物。
在本发明一较佳实施例中，所述双螺杆挤出机的各段控制温度为：喂料段260～280℃、塑化剪切段290～310℃、机头310～330℃、螺杆转速200～300r/min。
本技术方案与背景技术相比，它具有如下优点：
本发明通过气凝胶为主改性聚苯硫醚，大幅降低其介电常数和介电损耗，利用气凝胶实现各组分间良好相容，并且保持良好的拉伸强度等力学性能。普通聚苯硫醚的介电常数为3.5～5.0，本发明制备的组合物介电常数可达2.2～2.8。且本发明加工与成型工艺简单，可应用于5G基站、微基站***的壳体和防护材料、数据通迅终端、多媒体终端等智能终端的壳体、中框等支撑、防护材料、连接器、开关、线圈骨架、电路板、接线盒等。
具体实施方式
实施例1
本实施例的一种低介电常数聚苯硫醚组合物，按下述配方备料(质量分数)：
聚苯硫醚：65％
SiO2气凝胶：20％
六方氮化硼：4.5％
玻璃纤维：10％
抗氧剂1010：0.5％
(1)按上述配比，将聚苯硫醚、SiO2气凝胶、六方氮化硼、抗氧剂加入搅拌机中，在300～500转/min的转速下搅拌3～5分钟混合均匀；
(2)将步骤(1)的混合物采用专用双螺杆挤出机，将玻璃纤维通过侧喂加入，熔融挤出造粒，即得到低介电常数聚苯硫醚组合物。
双螺杆挤出机各段的控制温度为：喂料段：260℃、塑化剪切段290℃、机头310℃、螺杆转速200r/min。
将本实施例的成品采用注射加工成标准样条进行测试，其性能如表1：
表1实施例1样品性能测试参数
实施例 介电常数(10GHz) 介电损耗(10GHz) 拉伸强度(MPa)
1 2.8 0.013 120
实施例2
本实施例的一种低介电常数聚苯硫醚组合物，按下述配方备料(质量分数)：
聚苯硫醚：35％
SiO2气凝胶：50％
六方氮化硅：4.9％
玻璃纤维：10％
抗氧剂1010：0.1％
(1)按上述配比，将聚苯硫醚、SiO2气凝胶、六方氮化硼、抗氧剂加入搅拌机中，在300～500转/min的转速下搅拌3～5分钟混合均匀；
(2)将步骤(1)的混合物采用专用双螺杆挤出机，将玻璃纤维通过侧喂加入，熔融挤出造粒，即得到低介电常数聚苯硫醚组合物。
双螺杆挤出机各段的控制温度为：喂料段：280℃、塑化剪切段310℃、机头330℃、螺杆转速300r/min。
将本实施例的成品采用注射加工成标准样条进行测试，其性能如表1：
表2实施例2样品性能测试参数
实施例 介电常数(10GHz) 介电损耗(10GHz) 拉伸强度(MPa)
2 2.2 0.002 100
实施例3
本实施例的一种低介电常数聚苯硫醚组合物，按下述配方备料(质量分数)：
聚苯硫醚：44％
SiO2气凝胶：25.7％
六方氮化硅：5％
六方氮化硼：5％
玻璃纤维：20％
抗氧剂1010：0.3％
(1)按上述配比，将聚苯硫醚、SiO2气凝胶、六方氮化硼、抗氧剂加入搅拌机中，在300～500转/min的转速下搅拌3～5分钟混合均匀；
(2)将步骤(1)的混合物采用专用双螺杆挤出机，将玻璃纤维通过侧喂加入，熔融挤出造粒，即得到低介电常数聚苯硫醚组合物。
双螺杆挤出机各段的控制温度为：喂料段：270℃、塑化剪切段300℃、机头320℃、螺杆转速250r/min。
将本实施例的成品采用注射加工成标准样条进行测试，其性能如表1：
表3实施例3样品性能测试参数
实施例 介电常数(10GHz) 介电损耗(10GHz) 拉伸强度(MPa)
3 2.5 0.008 130
以上所述，仅为本发明较佳实施例而已，故不能依此限定本发明实施的范围，即依本发明专利范围及说明书内容所作的等效变化与修饰，皆应仍属本发明涵盖的范围内。

Claims (8)

1.一种低介电常数聚苯硫醚组合物，其特征在于，按质量份由如下组分组成：
Figure FDA0002217049370000011
其中，所述第一添加剂包括SiO2气凝胶、Al2O3气凝胶、TiO2气凝胶、炭气凝胶、SiO2/Al2O3气凝胶、SiO2/TiO2气凝胶中的至少一种，所述第二添加剂为六方氮化硼和/或六方碳化硅。
2.根据权利要求1所述的一种低介电常数聚苯硫醚组合物，其特征在于：所述聚苯硫醚的分子量为50000～100000。
3.根据权利要求1所述的一种低介电常数聚苯硫醚组合物，其特征在于：所述第一添加剂为SiO2气凝胶。
4.根据权利要求1所述的一种低介电常数聚苯硫醚组合物，其特征在于：所述玻璃纤维为D型、E型硼硅酸盐系玻璃纤维中的至少一种，且玻璃纤维的直径为3～20μm。
5.根据权利要求1所述的一种低介电常数聚苯硫醚组合物，其特征在于：所述抗氧剂为抗氧剂MB、抗氧剂1010中的至少一种。
6.根据权利要求1所述的一种低介电常数聚苯硫醚组合物，其特征在于：低介电常数聚苯硫醚组合物的介电常数为2.2～2.8。
7.如权利要求1～6任一项所述的一种低介电常数聚苯硫醚组合物的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
按质量份将35～65份的聚苯硫醚、20～50份的第一添加剂、4.5～10份的第二添加剂和0.1～0.5份的抗氧剂加入搅拌机中，在300～500转/min的转速下搅拌3～5分钟混合均匀；将混合物加入到双螺杆挤出机中，将10～30份的玻璃纤维通过侧喂加入，于260～330℃下熔融挤出造粒，即得到低介电常数聚苯硫醚组合物。
8.根据权利要求7所述的一种低介电常数聚苯硫醚组合物的制备方法，其特征在于：所述双螺杆挤出机的各段控制温度为：喂料段260～280℃、塑化剪切段290～310℃、机头310～330℃、螺杆转速200～300r/min。
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