本發(fā)明涉及高分子材料加工，具體涉及一種低介電常數(shù)電磁屏蔽導(dǎo)熱聚醚醚酮復(fù)合材料及其制備方法。

背景技術(shù)：

1、隨著科技的快速發(fā)展，電子設(shè)備和通信技術(shù)已廣泛應(yīng)用與社會(huì)的各個(gè)領(lǐng)域，當(dāng)今5g無線通信時(shí)代的大力發(fā)展，材料已經(jīng)成為限制5g技術(shù)發(fā)展的重要因數(shù)之一。一方面，5g的傳播速度快、信號(hào)強(qiáng)度低，需要材料的介電常數(shù)較低；另一方面，5g的電磁波覆蓋能力較差，要求材料的電磁屏蔽能力強(qiáng)；并且，5g的高發(fā)熱量也要求使用導(dǎo)熱能力強(qiáng)、耐熱性好的材料。

2、聚醚醚酮（peek）是在主鏈結(jié)構(gòu)中含有一個(gè)酮鍵和兩個(gè)醚鍵的重復(fù)單元所構(gòu)成的高聚物，屬特種高分子材料。由于peek材料有低介電常數(shù)與金屬替代等特性，在5g領(lǐng)域可以用于天線模塊、濾波器、連接器等相關(guān)的組件。公開號(hào)cn113308083a，名稱為一種低介電常數(shù)聚醚醚酮復(fù)合材料及其制備方法的發(fā)明專利公開了所述低介電常數(shù)聚醚醚酮復(fù)合材料，由以下重量份數(shù)原料組成：聚醚醚酮樹脂50-80份、熱致型液晶聚合物10-30份、摻雜二氧化硅2-5份、相容劑1-2份、偶聯(lián)劑0.5-1份、抗氧劑0.5-1份。上述技術(shù)方案中雖然實(shí)現(xiàn)了較低介電常數(shù)的聚醚醚酮復(fù)合材料，但是仍無法滿足對(duì)材料的高導(dǎo)熱性、強(qiáng)電磁屏蔽能力的要求。

3、因此，需要提供一種低介電常數(shù)電磁屏蔽導(dǎo)熱聚醚醚酮復(fù)合材料及其制備方法，以解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、有鑒于此，本發(fā)明提供一種低介電常數(shù)電磁屏蔽導(dǎo)熱聚醚醚酮復(fù)合材料及其制備方法，實(shí)現(xiàn)復(fù)合材料同時(shí)具備低介電常數(shù)、強(qiáng)電磁屏蔽以及高導(dǎo)熱的性能。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種低介電常數(shù)電磁屏蔽導(dǎo)熱聚醚醚酮復(fù)合材料，所述聚醚醚酮復(fù)合材料包括以下原料：聚醚醚酮樹脂、低介電玻璃纖維、導(dǎo)電填料、低介電填料和助劑。

3、可選的，所述聚醚醚酮復(fù)合材料包括以下重量百分比的原料：聚醚醚酮樹脂為45~77%，低介電玻璃纖維10~30%，導(dǎo)電填料5~10%、低介電填料5~10%和助劑3~5%。

4、可選的，所述聚醚醚酮樹脂為芳香族聚醚醚酮樹脂；所述低介電玻璃纖維的介電常數(shù)為3~5。

5、本發(fā)明中芳香族聚醚醚酮樹脂具有出色的機(jī)械性能和耐化學(xué)性；耐高溫性，長期使用溫度可達(dá)到260℃；其電性能也非常出色，在室溫下，介電常數(shù)為3.2，介電損耗為0.02；良好的加工性能，在熔點(diǎn)以上具有較好的熔融流動(dòng)性和熱穩(wěn)定性；耐熱水性和耐蒸汽性，能在蒸氣環(huán)境下使用；阻燃性，耐磨性，高強(qiáng)度，高剛性，熱變形溫度高，熱膨脹系數(shù)小；尺寸穩(wěn)定性，吸水率低且吸水后尺寸變化小，機(jī)械強(qiáng)度變化少；成型收縮率很小，適宜精密成型加工。將聚醚醚酮樹脂作為基體樹脂，可以使復(fù)合材料繼承上述的優(yōu)異性能，擁有更多的應(yīng)用領(lǐng)域。

6、本發(fā)明中使用介電常數(shù)為3~5的低介電玻璃纖維，其保持原有的機(jī)械強(qiáng)度的情況下，介電常數(shù)以及介電損耗較低，一方面可以增強(qiáng)樹脂基體的力學(xué)性能，另一方面可以避免引起復(fù)合材料介電常數(shù)和介電損耗的增加。

7、可選的，所述助劑包括主抗氧劑、耐高溫輔抗氧劑、抗靜電劑和潤滑劑。

8、本發(fā)明將主抗氧劑和耐高溫輔抗氧劑復(fù)配使用，可以延緩復(fù)合材料在加工和使用過程中的熱氧化速率，延長復(fù)合材料的使用壽命；抗靜電劑可以抑制復(fù)合材料使用過程中的靜電產(chǎn)生，潤滑劑可以增強(qiáng)基體樹脂與填充劑之間的相容性，提高填充劑在基體樹脂中的分散性，提高耐磨性。

9、可選的，所述導(dǎo)電填料為石墨、碳納米管、碳纖維、石墨烯和炭黑中的一種或幾種。

10、電磁波傳播到屏蔽材料表面時(shí)，通常以3種不同機(jī)理進(jìn)行衰減：未被反射進(jìn)入屏蔽體的吸收損耗；在反射表面的反射損耗；在屏蔽體內(nèi)部的多重反射。電磁波的反射損耗與屏蔽材料的導(dǎo)電率有密切關(guān)系，材料的導(dǎo)電率越大，其反射損耗越大，材料的屏蔽效能越強(qiáng)。導(dǎo)電填料分散在聚合物中形成導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)，顯著增加電磁波的衰減。并且聚醚醚酮樹脂的自潤滑性也能夠使導(dǎo)電填料更好的分散在基體樹脂中，形成良好的導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)，提高復(fù)合材料的電導(dǎo)率。熱量傳遞的本質(zhì)是由溫度梯度引起的能量轉(zhuǎn)移現(xiàn)象，微觀角度看，聲子是晶格振動(dòng)的量子化能量，溫度梯度造成了聲子的濃度差，在濃度差的作用下，聲子進(jìn)行擴(kuò)散，形成定向擴(kuò)散流，聲子的定向運(yùn)動(dòng)就造成能量的定向運(yùn)動(dòng)，這就是熱傳導(dǎo)。但在樹脂基體中聲子在非晶相中的缺陷和雜質(zhì)進(jìn)行界面散射，導(dǎo)致樹脂基體的熱傳導(dǎo)效果差。上述導(dǎo)電填料同時(shí)也是一種高導(dǎo)熱材料，導(dǎo)熱材料的填充構(gòu)建的導(dǎo)熱網(wǎng)絡(luò)能夠有效增強(qiáng)復(fù)合材料的熱導(dǎo)率。

11、可選的，所述低介電填料為云母粉、高嶺土、氮化硼和碳化硅中的一種或幾種。

12、本發(fā)明在樹脂基體中加入低介電填料，主要是使低介電填料分子進(jìn)入樹脂基體分子中，減小了分子密度，使復(fù)合材料的分子極化降低，從而降低了復(fù)合材料的介電常數(shù)。

13、可選的，所述主抗氧劑為n,n'-雙-(3-(3,5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙?；?己二胺；所述耐高溫輔抗氧化劑為雙(2,4—二枯基苯基)季戊四醇二亞磷酸酯；所述抗靜電劑為聚季銨鹽；所述潤滑劑為聚四氟乙烯微粉蠟。

14、本發(fā)明中在主抗氧劑的分子中存在著活潑氫原子，這種h原子比髙分子鏈的h原于活潑，能與被分解出來的大分子鏈自由基r?或roo?結(jié)合，從而破壞了鏈的增長，起了抗氧劑的作用；輔抗氧劑與有機(jī)物分解產(chǎn)生的氫過氧化物作用，防止自由基的產(chǎn)生，進(jìn)而阻止更多自由基持續(xù)地產(chǎn)生，達(dá)到保持有機(jī)物的熱穩(wěn)定性和延長有機(jī)物的使用壽命；加工前后期都存在光、熱、氧的影響，主抗氧劑和輔抗氧劑協(xié)同作用，可以延緩有機(jī)物在加工和使用過程中的熱氧化速率。將抗靜電劑加入樹脂基體內(nèi)部時(shí)，能夠在材料表面形成一層抗靜電的分子層，并且在分子層受到破壞時(shí)，內(nèi)部的抗靜電劑滲透到材料表面，修補(bǔ)受損分子層，起到抑制靜電的作用。聚四氟乙烯微粉蠟作為潤滑劑，一方面能夠增加相容性，促進(jìn)填料分散；另一方面其較低的介電常數(shù)也能夠影響復(fù)合材料的介電常數(shù)。

15、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明還提供一種低介電常數(shù)電磁屏蔽導(dǎo)熱聚醚醚酮復(fù)合材料的制備方法，包括以下步驟：

16、s1、將聚醚醚酮樹脂、低介電填料、導(dǎo)電填料和助劑混合均勻，得到混合物料；

17、s2、將所述混合物料從主加料口加入至雙螺桿擠出機(jī)中，將所述低介電玻璃纖維從側(cè)加料口加入至所述雙螺桿擠出機(jī)中，所述混合物料和所述低介電玻璃纖維在所述雙螺桿擠出機(jī)的螺桿腔內(nèi)混合均勻，得到二次混合物料；

18、s3、所述二次混合物料經(jīng)過加熱熔融、擠出造粒、過篩后，得到低介電常數(shù)電磁屏蔽導(dǎo)熱聚醚醚酮復(fù)合材料。

19、可選的，s1中聚醚醚酮樹脂與低介電填料、導(dǎo)電填料和助劑混合均勻前，對(duì)聚醚醚酮樹脂進(jìn)行干燥，干燥的溫度為150~160℃，干燥的時(shí)間為2~4h。

20、可選的，所述加熱熔融的溫度為350~400℃。

21、本發(fā)明的上述技術(shù)方案至少包括以下有益效果：

22、本發(fā)明提供的一種低介電常數(shù)電磁屏蔽導(dǎo)熱聚醚醚酮復(fù)合材料，以聚醚醚酮樹脂為基體樹脂，以低介電玻璃纖維、導(dǎo)電填料和低介電填料復(fù)配作為填充劑，增強(qiáng)基體樹脂的力學(xué)性能、提高電導(dǎo)率及導(dǎo)熱系數(shù)并降低介電常數(shù)，通過助劑增強(qiáng)基體樹脂和填充劑之間的相容性，并且助劑中的潤滑劑可以進(jìn)一步降低復(fù)合材料的介電常數(shù)，此外，導(dǎo)電填料帶來了良好的散熱能力，低介電填料以及導(dǎo)電填料能夠做為成核劑促進(jìn)聚醚醚酮樹脂結(jié)晶，基于此，本技術(shù)使用低介電填料和導(dǎo)電填料，復(fù)配低介電玻璃纖維，并與聚醚醚酮樹脂共混，制備的低介電常數(shù)電磁屏蔽導(dǎo)熱聚醚醚酮復(fù)合材料不僅具有較低的介電常數(shù)，還有良好的電磁屏蔽能力和導(dǎo)熱性能。