CN111057362B - 一种用于5g手机印刷电路板的低介电常数的改性塑料 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于5G手机印刷电路板的低介电常数的改性塑料，其组分及质量百分含量为：聚酮28％‑40％；聚苯醚8％‑15％；玻璃纤维30％‑50％；聚四氟乙烯4％‑8％；相容剂5％‑8％；多壁碳纳米管0.2％‑0.8％；抗氧剂168 0.1％‑2.1％；硅烷偶联剂0.8％‑1.2％。本发明材料具有刚性好，热变形温度高，韧性和耐水解性优良，且介电常数低的特点。能够满足5g手机等高频电磁领域对印刷电路板基材的性能要求。

Description

一种用于5G手机印刷电路板的低介电常数的改性塑料
技术领域
本发明属于塑料领域，涉及5G手机印刷电路板用塑料，尤其是一种用于5G手机印刷电路板的低介电常数的改性塑料。
背景技术
作为承载电子线路的一般有机印刷电路板(PCB)的基板材料，通常是由高分子树脂、高分子树脂的助剂和填充剂及增强材料组成的绝缘体。其介电常数定义为，作为填充在规定电极之间的电介质而获得的电容量与相同电极之间为真空时的电容量之比。它宏观上表示出这种绝缘材料存贮电荷能力的大小。介质在外加电场中会产生感应电荷而削弱电场。如果有高介电常数的材料放在电场中，电场的强度会在电介质中有可观的下降。
5G时代，信号的传输速度快于4G，要求材料对信号的的干扰小，介电常数小，保证大数据的传输不受干扰。比较理想的是在保证印刷电路板(PCB)的力学性能、绝缘性和耐高温性情况下，介电常数尽可能的小。但是，大多数介电常数小的高分子材料，比如通用塑料PE，PP的介电常数分别为2.3和2.4左右，其玻璃化转变温度低，其刚性较低，耐高温性差。与此相反，工程塑料的玻璃化转变温度高，刚性和耐高温性优良，但介电常数较大，比如脂肪族尼龙66的介电常数为3.4，用玻璃纤维增强后。其介电常数高达3.4～4.2。芳香族尼龙PPA在加入玻璃纤维增强后，其介电常数为3.7～3.9。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足之处，提供一种高刚性(弯曲强度大于200MPa、弯曲模量大于9500MPa)、耐高温(热变形温度大于220℃)，介电常数为2.2-2.5的印刷电路板(PCB)专用高分子材料。
本发明解决技术问题所采用的技术方案是：
一种用于5G手机印刷电路板的低介电常数的改性塑料，其组分及质量百分含量为：聚酮28％-40％；聚苯醚8％-15％；玻璃纤维30％-50％；聚四氟乙烯4％-8％；相容剂5％-8％；多壁碳纳米管0.2％-0.8％；抗氧剂168 0.1％-2.1％；硅烷偶联剂0.8％-1.2％。
而且，所述的抗氧剂为抗氧剂168与抗氧剂1098的组合物，其中抗氧剂168的质量百分含量为0.5％-1％，抗氧剂1098的质量百分含量为0.5％-1.1％。
而且，所述的相容剂为POE-g-MAH。
而且，所述的多壁碳纳米管的直径为20-70nm。
而且，所述的硅烷偶联剂为KH560。
优选的，改性塑料组分及质量百分含量为：聚酮为40％，聚苯醚为15％，玻璃纤维为30％，聚四氟乙烯为5％，相容剂POE-g-MAH为8％，多壁碳纳米管为0.2％，抗氧剂168为0.5％，抗氧剂1098为0.5％，硅烷偶联剂KH560为0.8％。
考虑到手机印刷电路板(PCB)基板的工作环境和性能要求。选择以聚酮(POK)材料和聚苯醚(PPE)合金为主。聚酮(POK)材料突出的优点是耐水解性好，不吸水，刚性保持性良好。又利用了聚苯醚(PPE)介电常数(2.7)较低的优点。克服了目前常用的脂肪族尼龙(PA6、PA66)容易吸收空气中的水分，刚性下降的不足。这种聚酮(POK)材料和聚苯醚(PPE)合金在材料成本上，比芳香族尼龙(PPA)低30％，具有明显的价格优势。
本发明技术采用多壁碳纳米管和聚四氟乙烯作为原料，降低了材料的介电常数。使其能适应超高频的电磁信号的工作要求。
本发明的优点和积极效果是：
本发明材料具有刚性好，热变形温度高，韧性和耐水解性优良，且介电常数低的特点。能够满足5g手机等高频电磁领域对印刷电路板基材的性能要求。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本发明作进一步详述，以下实施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本发明的保护范围。
实施例1
一种用于5G手机印刷电路板的低介电常数的改性塑料，其组分及质量百分含量为：
聚酮(POK) 40％
聚苯醚(PPE) 15％
玻璃纤维 30％
聚四氟乙烯(PTFE) 5％
相容剂(POE-g-MAH) 8％
多壁碳纳米管(直径20-70nm) 0.2％
抗氧剂168 0.5％
抗氧剂1098 0.5％
硅烷偶联剂(KH560) 0.8％
制备方法为：
将除玻璃纤维外的其它各原料和助剂按照配方质量称重，经过低速搅拌机(150r/min-200r/min)混合均匀后加入到双螺杆挤塑机中，玻璃纤维(短纤)从侧喂料口加入，挤塑机机筒各区(1区紧邻料斗)的温度设定见下表：
双螺杆挤塑机各区温度设定
Figure BDA0002348406350000031
主机转速250r/min-350 r/min。熔融挤出料条经过水槽冷却后切粒烘干即得到该产品
产品检测结果如下：
Figure BDA0002348406350000032
实施例2
一种用于5G手机印刷电路板的低介电常数的改性塑料，其组分及质量百分含量为：
聚酮(POK) 34％
聚苯醚(PPE) 10％
玻璃纤维 40％
聚四氟乙烯(PTFE) 8％
相容剂(POE-g-MAH) 5％
多壁碳纳米管(直径20-70nm) 0.5％
抗氧剂168 0.8％
抗氧剂1098 1.1％
硅烷偶联剂(KH560) 0.6％
制备方法与实施例1相同。
检测结果如下：
性能 标准 测量值
拉伸强度 GB/T1040(MPa) 115
弯曲强度 GB/T1042(MPa) 210
弯曲模量 GB/T1042(MPa) 10200
缺口冲击强度 GB/T1043(MPa) 9.5
介电常数 GB/T1409 2.4
实施例3
一种用于5G手机印刷电路板的低介电常数的改性塑料，其组分及质量百分含量为：
聚酮(POK) 28％
聚苯醚(PPE) 8％
玻璃纤维 50％
聚四氟乙烯(PTFE) 4％
相容剂(POE-g-MAH) 6％
多壁碳纳米管(直径20-70nm) 0.8％
抗氧剂168 1％
抗氧剂1098 1％
硅烷偶联剂(KH560) 1.2％
制备方法与实施例1相同。
检测结果如下：
性能 标准 测量值
拉伸强度 GB/T1040(MPa) 138
弯曲强度 GB/T1042(MPa) 240
弯曲模量 GB/T1042(MPa) 11800
缺口冲击强度 GB/T1043(MPa) 8.3
介电常数 GB/T1409 2.2
以上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离发明构思的前提下，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。

Claims (6)

1.一种用于5G手机印刷电路板的低介电常数的改性塑料，其组分及质量百分含量为：
聚酮 28%-40%
聚苯醚 8%-15%
玻璃纤维 30%-50%
聚四氟乙烯 4%-8%
相容剂 5%-8%
多壁碳纳米管 0.2%-0.8%
抗氧剂 0.1%-2.1%
硅烷偶联剂 0.8%-1.2%；
所述改性塑料的介电常数为2.2-2.5，弯曲强度大于200MPa、弯曲模量大于9500 MPa、热变形温度大于220℃。
2.根据权利要求1所述的改性塑料，其特征在于：所述的抗氧剂为抗氧剂168 与抗氧剂1098的组合物，其中抗氧剂168的质量百分含量为0.5%-1%，抗氧剂1098的质量百分含量为0.5%-1.1%。
3.根据权利要求1所述的改性塑料，其特征在于：所述的相容剂为POE-g-MAH。
4.根据权利要求1所述的改性塑料，其特征在于：所述的多壁碳纳米管的直径为20-70nm。
5.根据权利要求1所述的改性塑料，其特征在于：所述的硅烷偶联剂为KH560。
6.根据权利要求1所述的改性塑料，其特征在于：其组分及质量百分含量为：聚酮为40%，聚苯醚为15%，玻璃纤维为30%，聚四氟乙烯为5%，相容剂POE-g-MAH 为8%，多壁碳纳米管为0.2%，抗氧剂168为0.5%，抗氧剂1098为0.5%，硅烷偶联剂KH560为0.8%。
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