一种低介电常数的环氧树脂复合材料及其制备方法与流程

1.本发明属于复合材料领域，特别涉及一种低介电常数的环氧树脂复合材料及其制备方法。


背景技术：

2.环氧树脂是指分子中含有两个以上环氧基团的一类聚合物的总称。它是环氧氯丙烷与双酚a或多元醇的缩聚产物。由于环氧基的化学活性，可用多种含有活泼氢的化合物使其开环，固化交联生成网状结构，因此它是一种热固性树脂。环氧树脂注射成型工艺的特点是改变了传统的大批量生产需要的多套模具，能较好地控制放热反应，实现单人单机、管道式密封闭循环操作，改善了工作环境，降低了劳动强度。环氧树脂中，双酚a型环氧树脂产量最大，品种最多。然而，现有环氧树脂尤其是双酚a型环氧树脂低介电性较差，达不到特定领域对低介电性能的要求。


技术实现要素：

3.本发明的目的是提供一种低介电常数的环氧树脂复合材料及其制备方法，以解决现有技术中的问题。
4.本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
5.一种低介电常数的环氧树脂复合材料，其由以下重量份的组分制备而成：
[0006][0007]
作为优选的技术方案，所述环氧树脂复合材料还包括300-1000份的针状硅灰石。进一步优选的，所述针状硅灰石的径比为22-26，目数为1000-1250目。
[0008]
作为优选的技术方案，所述邻甲酚酚醛线性环氧树脂的环氧当量为 195-255g/eq，25℃粘度为1000-2000mpas；所述抗氧剂为抗氧剂v85-p。
[0009]
本发明还公开了上述所述的低介电常数的环氧树脂复合材料的制备方法，步骤如下：按配比将各个组分混合均匀后得到混合物，然后利用注射机将混合物注入模具内进行固化，固化完成后即得到最终产物。优选的，所述注射机的料筒温度前段为130-150℃，后段为150-160℃，喷嘴温度为160-170℃。所述固化包括两个阶段，分别为：第一阶段在160-170℃温度中固化0.5-1h，第二阶段在170-180℃温度中固化0.5-1h；固化分成两个阶段，可以使固化过程温和，保持环氧树脂树脂复合材料分子量的稳定增长，有利于产品性能的进一步提升。
[0010]
与现有技术相比，本发明有益效果体现在：
[0011]
本发明以邻甲酚酚醛线性环氧树脂为原料，以邻苯二甲酸酐为固化剂，以苄基二
甲胺为促进剂，经过固化反应后制备得到的产品具有较好的力学性能及低介电性能。
[0012]
本发明使用高长径比针状硅灰石作为填充剂，相对比滑石粉、碳酸钙、普通的硅灰石来说，制备得到的产品不仅强度与冲击性能大幅提高，介电常数还能进一步明显降低。
具体实施方式
[0013]
下面结合实施例对本发明作进一步描述，以下实施例仅是对本发明进行说明而非对其加以限定。
[0014]
实施例及对比例所有原料均为市售。
[0015]
其中，邻甲酚酚醛线性环氧树脂为中国台湾地区南亚npcn-703。
[0016]
苄基二甲胺生产商为新典化学材料(上海)有限公司；
[0017]
邻苯二甲酸酐、六氢邻苯二甲酸酐生产商为济南元素化工有限公司。
[0018]
抗氧剂v85-p生产商为南雄志一精细化工有限公司
[0019]
针状硅灰石长径比为25，目数为1250目，潍坊康庄建材有限公司。
[0020]
双酚a型环氧树脂e-42，高透明，挥发物≤0.5％，生产商为青岛百辰科技；
[0021]
双酚a型酚醛环氧树脂f51，环氧当量/(g/mol)185～195，济宁棠邑化工有限公司。
[0022]
苯酚型酚醛环氧树脂,环氧当量(g/eq)：172～185, 中国台湾地区南亚nppn-638
×
80。
[0023]
硅灰石长径比15，目数为800目，潍坊康庄建材有限公司。
[0024]
滑石粉、碳酸钙目数为2000目，长兴华阳塑胶材料有限公司。
[0025]
各实施例及对比例制得的产品的性质测试按以下条件进行：
[0026]
拉伸强度测试：按iso 527-2标准进行，试样尺寸为170*10*4mm，拉伸速度为50mm/min；
[0027]
弯曲强度测试：按iso 178标准进行，试样尺寸为80*10*4mm，弯曲速度为2mm/min，跨距为64mm；
[0028]
简支梁缺口冲击强度测试：按iso 179-1标准进行，试样尺寸为80*10*1mm，制样方式为模塑；
[0029]
介电常数测试用样条尺寸为8mm
×
3.2mm
×
1.6mm，在测试样条表面均匀涂上银电极后进行介电常数的测试，测试按照gb/t 1409-2006进行，测试频率为 1mhz。
[0030]
实施例1
[0031]
一种低介电常数的环氧树脂复合材料的制备方法，步骤如下：
[0032]
将1000份邻甲酚酚醛线性环氧树脂、10份苄基二甲胺、400份邻苯二甲酸酐、 2份抗氧剂v85-p混合均匀后得到混合物，利用注射机将混合物注入模具内进行固化，即得低介电常数的环氧树脂复合材料。
[0033]
其中：注射机的料筒温度前段为130℃，后段为150℃，喷嘴温度为160℃；固化包括两个阶段，分别为：第一阶段在160℃温度中固化1h，第二阶段在170℃温度中固化1h。
[0034]
实施例2
[0035]
一种低介电常数的环氧树脂复合材料的制备方法，步骤如下：
[0036]
将1000份邻甲酚酚醛线性环氧树脂、20份苄基二甲胺、500份邻苯二甲酸酐、 8份抗氧剂v85-p混合均匀后得到混合物，利用注射机将混合物注入模具内进行固化，即得低介
电常数的环氧树脂复合材料。
[0037]
其中：注射机的料筒温度前段为150℃，后段为160℃，喷嘴温度为170℃；所述固化包括两个阶段，分别为：第一阶段在170℃温度中固化0.5h，第二阶段在180℃温度中固化0.5h。
[0038]
实施例3
[0039]
一种低介电常数的环氧树脂复合材料的制备方法，步骤如下：
[0040]
将1000份邻甲酚酚醛线性环氧树脂、15份苄基二甲胺、450份邻苯二甲酸酐、 5份抗氧剂v85-p混合均匀后得到混合物，利用注射机将混合物注入模具内进行固化，即得低介电常数的环氧树脂复合材料。
[0041]
其中：注射机的料筒温度前段为140℃，后段为155℃，喷嘴温度为165℃；所述固化包括两个阶段，分别为：第一阶段在165℃温度中固化1h，第二阶段在 175℃温度中固化0.5h。
[0042]
对比例1(以实施例3作为对比)
[0043]
一种环氧树脂复合材料的制备方法，步骤如下：
[0044]
将1000份环氧树脂e-42、15份苄基二甲胺、450份邻苯二甲酸酐、5份抗氧剂 v85-p混合均匀后得到混合物，利用注射机将混合物注入模具内进行固化，即得环氧树脂复合材料。
[0045]
其中：注射机的料筒温度前段为140℃，后段为155℃，喷嘴温度为165℃；所述固化包括两个阶段，分别为：第一阶段在165℃温度中固化1h，第二阶段在 175℃温度中固化0.5h。
[0046]
对比例2(以实施例3作为对比)
[0047]
一种环氧树脂复合材料的制备方法，步骤如下：
[0048]
将1000份双酚a型酚醛环氧树脂f51、15份苄基二甲胺、450份邻苯二甲酸酐、 5份抗氧剂v85-p混合均匀后得到混合物，利用注射机将混合物注入模具内进行固化，即得环氧树脂复合材料。
[0049]
其中：注射机的料筒温度前段为140℃，后段为155℃，喷嘴温度为165℃；所述固化包括两个阶段，分别为：第一阶段在165℃温度中固化1h，第二阶段在 175℃温度中固化0.5h。
[0050]
对比例3(以实施例3作为对比)
[0051]
一种环氧树脂复合材料的制备方法，步骤如下：
[0052]
将1000份苯酚型酚醛环氧树脂、15份苄基二甲胺、450份邻苯二甲酸酐、5 份抗氧剂v85-p混合均匀后得到混合物，利用注射机将混合物注入模具内进行固化，即得环氧树脂复合材料。
[0053]
其中：注射机的料筒温度前段为140℃，后段为155℃，喷嘴温度为165℃；所述固化包括两个阶段，分别为：第一阶段在165℃温度中固化1h，第二阶段在 175℃温度中固化0.5h。
[0054]
对比例4(以实施例3作为对比)
[0055]
一种环氧树脂复合材料的制备方法，步骤如下：
[0056]
将1000份邻甲酚酚醛线性环氧树脂、15份苄基二甲胺、450份六氢邻苯二甲酸酐、5
份抗氧剂v85-p混合均匀后得到混合物，利用注射机将混合物注入模具内进行固化，即得环氧树脂复合材料。
[0057]
其中：注射机的料筒温度前段为140℃，后段为155℃，喷嘴温度为165℃；所述固化包括两个阶段，分别为：第一阶段在165℃温度中固化1h，第二阶段在 175℃温度中固化0.5h。
[0058]
实施例4
[0059]
一种低介电常数的环氧树脂复合材料的制备方法，步骤如下：
[0060]
将1000份邻甲酚酚醛线性环氧树脂、15份苄基二甲胺、450份邻苯二甲酸酐、 5份抗氧剂v85-p、300份针状硅灰石混合均匀后得到混合物，利用注射机将混合物注入模具内进行固化，即得低介电常数的环氧树脂复合材料。
[0061]
其中：注射机的料筒温度前段为140℃，后段为155℃，喷嘴温度为165℃；所述固化包括两个阶段，分别为：第一阶段在165℃温度中固化1h，第二阶段在 175℃温度中固化0.5h。
[0062]
实施例5
[0063]
一种低介电常数的环氧树脂复合材料的制备方法，步骤如下：
[0064]
将1000份邻甲酚酚醛线性环氧树脂、15份苄基二甲胺、450份邻苯二甲酸酐、 5份抗氧剂v85-p、1000份针状硅灰石混合均匀后得到混合物，利用注射机将混合物注入模具内进行固化，即得低介电常数的环氧树脂复合材料。
[0065]
其中：注射机的料筒温度前段为140℃，后段为155℃，喷嘴温度为165℃；所述固化包括两个阶段，分别为：第一阶段在165℃温度中固化1h，第二阶段在 175℃温度中固化0.5h。
[0066]
实施例6
[0067]
一种低介电常数的环氧树脂复合材料的制备方法，步骤如下：
[0068]
将1000份邻甲酚酚醛线性环氧树脂、15份苄基二甲胺、450份邻苯二甲酸酐、 5份抗氧剂v85-p、600份针状硅灰石混合均匀后得到混合物，利用注射机将混合物注入模具内进行固化，即得低介电常数的环氧树脂复合材料。
[0069]
其中：注射机的料筒温度前段为140℃，后段为155℃，喷嘴温度为165℃；所述固化包括两个阶段，分别为：第一阶段在165℃温度中固化1h，第二阶段在 175℃温度中固化0.5h。
[0070]
对比例5(与实施例6做对比)
[0071]
一种环氧树脂复合材料的制备方法，步骤如下：
[0072]
将1000份邻甲酚酚醛线性环氧树脂、15份苄基二甲胺、450份邻苯二甲酸酐、 5份抗氧剂v85-p、600份滑石粉混合均匀后得到混合物，利用注射机将混合物注入模具内进行固化，即得环氧树脂复合材料。
[0073]
其中：注射机的料筒温度前段为140℃，后段为155℃，喷嘴温度为165℃；所述固化包括两个阶段，分别为：第一阶段在165℃温度中固化1h，第二阶段在 175℃温度中固化0.5h。
[0074]
对比例6(与实施例6做对比)
[0075]
一种环氧树脂复合材料的制备方法，步骤如下：
[0076]
将1000份邻甲酚酚醛线性环氧树脂、15份苄基二甲胺、450份邻苯二甲酸酐、 5份抗氧剂v85-p、600份碳酸钙混合均匀后得到混合物，利用注射机将混合物注入模具内进行固化，即得环氧树脂复合材料。
[0077]
其中：注射机的料筒温度前段为140℃，后段为155℃，喷嘴温度为165℃；所述固化包括两个阶段，分别为：第一阶段在165℃温度中固化1h，第二阶段在 175℃温度中固化0.5h。
[0078]
对比例7(与实施例6做对比)
[0079]
一种环氧树脂复合材料的制备方法，步骤如下：
[0080]
将1000份邻甲酚酚醛线性环氧树脂、15份苄基二甲胺、450份邻苯二甲酸酐、 5份抗氧剂v85-p、600份硅灰石混合均匀后得到混合物，利用注射机将混合物注入模具内进行固化，即得环氧树脂复合材料。
[0081]
其中：注射机的料筒温度前段为140℃，后段为155℃，喷嘴温度为165℃；所述固化包括两个阶段，分别为：第一阶段在165℃温度中固化1h，第二阶段在 175℃温度中固化0.5h。
[0082]
分别对各实施例和对比例得到的产品进行物性检测，其性能如表1所示：
[0083]
性能测试结果见表1：
[0084]
表1各实施例和对比例得到的产品的性能测试结果
[0085][0086]
通过上述数据可以看出，本发明采用邻甲酚酚醛线性环氧树脂与固化剂邻苯二甲
酸酐、促进剂苄基二甲胺一起反应，制备得到的产品具有较好的力学性能及低介电性能。本发明使用高长径比针状硅灰石作为填充剂，相对比滑石粉、碳酸钙、普通的硅灰石来说，不仅强度与冲击性能大幅提高，介电常数还能进一步明显降低。
[0087]
这些实施例仅用于说明本发明而不应该限制本发明的范围。此外，在阅读了本发明所述内容之后，本领域技术人员对本发明做各种等价形式的改动或修改，这些等价形式同样属于本技术的权利要求书所限定的范围。