本發(fā)明涉及功能高分子材料技術領域，尤其是涉及一種自修復柔性印刷電路板及其制備方法。

背景技術：

傳統(tǒng)的柔性電路板(FPC)是以聚酰亞胺或聚酯薄膜為基材制成，具有許多硬性印刷電路板不具備的優(yōu)點，例如它可以自由彎曲、卷繞、折疊。利用FPC可大大縮小電子產(chǎn)品的體積，適用電子產(chǎn)品向高密度、小型化、高可靠方向發(fā)展的需要。因此，F(xiàn)PC在航天、軍事、移動通訊、手提電腦、計算機外設、PDA、數(shù)字相機等領域或產(chǎn)品上得到了廣泛的應用。柔性印刷線路板有單面、雙面和多層板之分。所采用的基材以聚酰亞胺覆銅板為主，與兼有機械保護和良好電氣絕緣性能的覆蓋膜通過壓制而成最終產(chǎn)品。雙面、多層印制線路板的表層和內(nèi)層導體通過金屬化實現(xiàn)內(nèi)外層電路的電氣連接。

但是，現(xiàn)有的柔性電路板制造成本高，周期長，耐折性不足且破裂受損即意味著報廢；在印制電路和使用過程中會出現(xiàn)微觀裂紋或損傷，導致材料電路不良，降低材料的有效使用壽命。

技術實現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術存在的上述問題，本申請人提供了一種自修復柔性印刷電路板及其制備方法。本發(fā)明電路板使用具有自修復性能的彈性體作為基材，該彈性體基材所需原料均已商業(yè)化，價廉易得，可大大降低電路板的成本；同時本發(fā)明賦予電路板自修復性能，可解決傳統(tǒng)印刷電路板在使用過程中受損后性能下降和報廢的問題，延長材料的服務周期和使用壽命。

本發(fā)明的技術方案如下：

一種自修復柔性印刷電路板，所述電路板的基材由基于動態(tài)硼酸酯鍵的自修復水凝膠彈性體構成。

所述基材所含原料及各原料的重量份數(shù)為：

所述含親水基團的烯類單體或聚合物為丙烯酸類、丙烯酰胺類、聚乙二醇丙烯酸酯類中的一種或多種。

所述含親水基團的烯類單體或聚合物為丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酰胺、N,N-二甲基丙烯酰胺、N-羥甲基丙烯酰胺、聚乙二醇單甲醚丙烯酸酯、聚乙二醇二丙烯酸酯中的一種或多種。

所述含羥基的烯類單體或聚合物為丙烯酸-2-羥基乙酯、丙烯酸-β-羥丙酯、甲基丙烯酸羥乙酯、甲基丙烯酸羥丙酯、丙烯醇中的一種或多種。

所述自由基引發(fā)劑為2,2-二乙氧基苯乙酮、安息香雙甲醚、2-羥基-4-(2-羥乙氧基)-2-甲基苯丙酮中的一種。

所述含硼化合物為硼酸、硼砂、氧化硼中的一種或多種。

一種所述自修復柔性印刷電路板的制備方法，所述方法包括以下步驟：

(1)將含親水基團的烯類單體或聚合物30-70份、含羥基的烯類單體或聚合物5-35份、含硼化合物2-8份、水15-35份和自由基引發(fā)劑0.5-1份按比例投入容器內(nèi)，使用混勻儀震蕩攪拌5-10min，再向溶液中通氮氣3-5min；

(2)將步驟(1)所得混合溶液置于自制模具中，使用254nm紫外燈進行輻照15-20min，即得到基于硼酸酯鍵的自修復水凝膠彈性體；

(3)將步驟(2)所得基于硼酸酯鍵的自修復水凝膠彈性體作為基材，通過印制電路技術，即可得到所述的自修復柔性印刷電路板。

所述步驟(2)中自制模具由兩塊玻璃板夾住硅膠圈制得，玻璃板尺寸為30mm×75mm×1mm，硅膠圈厚度為2mm。

本發(fā)明有益的技術效果在于：

(1)本發(fā)明采用商業(yè)化的單體作為基材原料，價廉易得，成本低；

(2)本發(fā)明采用“一鍋法”制備自修復水凝膠彈性體基材，制備方法簡單易行；

(3)本發(fā)明引入含親水基團的烯類單體或聚合物和含羥基的烯類單體或聚合物，從而使基材具有彈性體的特性，具有優(yōu)良的耐折性；

(4)本發(fā)明引入含羥基的烯類單體或聚合物，與硼酸根形成動態(tài)硼酸酯鍵，兼具共價鍵的穩(wěn)定性和物理交聯(lián)的可逆性，賦予基材優(yōu)異的機械性能和本征自修復性能，修復過程無需外界催化劑或光熱等刺激。

附圖說明

圖1為本發(fā)明自修復柔性印刷電路板自修復及機械性能示意圖。

圖2為實施例1所得自修復水凝膠彈性體修復前后的應力-應變曲線。

圖3為實施例1所得自修復水凝膠彈性體的修復照片。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例，對本發(fā)明進行具體描述。

實施例1

一種自修復柔性印刷電路板的制備方法，所述方法包括以下步驟：

(1)將9g N,N-二甲基丙烯酰胺、1g 2-羥乙基丙烯酸酯、0.25g硼砂、4g水和0.05g 2,2-二乙氧基苯乙酮按比例投入容器內(nèi)，使用混勻儀震蕩攪拌5min，再向溶液中通氮氣3min；

(2)將步驟(1)所得混合溶液置于自制模具中，使用254nm紫外燈進行輻照18min，即得到基于硼酸酯鍵的自修復水凝膠彈性體；

(3)將步驟(2)所得基于硼酸酯鍵的自修復水凝膠彈性體作為基材，通過印制電路技術，即可得到所述的自修復柔性印刷電路板。

所述自制模具由兩塊玻璃板夾住硅膠圈制得，玻璃板尺寸為30mm×75mm×1mm，硅膠圈厚度為2mm。

實施例2

一種自修復柔性印刷電路板的制備方法，所述方法包括以下步驟：

(1)將7g N,N-二甲基丙烯酰胺、3g甲基丙烯酸羥乙酯、0.75g硼砂、4g水和0.05g 2,2-二乙氧基苯乙酮按比例投入容器內(nèi)，使用混勻儀震蕩攪拌10min，再向溶液中通氮氣5min；

(2)將步驟(1)所得混合溶液置于自制模具中，使用254nm紫外燈進行輻照15min，即得到基于硼酸酯鍵的自修復水凝膠彈性體；

(3)將步驟(2)所得基于硼酸酯鍵的自修復水凝膠彈性體作為基材，通過印制電路技術，即可得到所述的自修復柔性印刷電路板。

所述自制模具由兩塊玻璃板夾住硅膠圈制得，玻璃板尺寸為30mm×75mm×1mm，硅膠圈厚度為2mm。

實施例3

一種自修復柔性印刷電路板的制備方法，所述方法包括以下步驟：

(1)將5g丙烯酰胺、5g甲基丙烯酸羥丙酯、1.25g硼砂、6g水和0.05g 2,2-二乙氧基苯乙酮按比例投入容器內(nèi)，使用混勻儀震蕩攪拌8min，再向溶液中通氮氣4min；

(2)將步驟(1)所得混合溶液置于自制模具中，使用254nm紫外燈進行輻照20min，即得到基于硼酸酯鍵的自修復水凝膠彈性體；

(3)將步驟(2)所得基于硼酸酯鍵的自修復水凝膠彈性體作為基材，通過印制電路技術，即可得到所述的自修復柔性印刷電路板。

所述自制模具由兩塊玻璃板夾住硅膠圈制得，玻璃板尺寸為30mm×75mm×1mm，硅膠圈厚度為2mm。

實施例4

一種自修復柔性印刷電路板的制備方法，所述方法包括以下步驟：

(1)將5g丙烯酰胺、5g甲基丙烯酸羥丙酯、1.25g硼酸、6g水和0.05g 2,2-二乙氧基苯乙酮按比例投入容器內(nèi)，使用混勻儀震蕩攪拌8min，調(diào)節(jié)pH值為9，再向溶液中通氮氣4min；

(2)將步驟(1)所得混合溶液置于自制模具中，使用254nm紫外燈進行輻照20min，即得到基于硼酸酯鍵的自修復水凝膠彈性體；

(3)將步驟(2)所得基于硼酸酯鍵的自修復水凝膠彈性體作為基材，通過印制電路技術，即可得到所述的自修復柔性印刷電路板。

所述自制模具由兩塊玻璃板夾住硅膠圈制得，玻璃板尺寸為30mm×75mm×1mm，硅膠圈厚度為2mm。

實施例5

一種自修復柔性印刷電路板的制備方法，所述方法包括以下步驟：

(1)將5g聚乙二醇單甲醚丙烯酸酯、5g甲基丙烯酸羥丙酯、1.25g硼酸、6g水和0.05g 2,2-二乙氧基苯乙酮按比例投入容器內(nèi)，使用混勻儀震蕩攪拌8min，調(diào)節(jié)pH值為9，再向溶液中通氮氣4min；

(2)將步驟(1)所得混合溶液置于自制模具中，使用254nm紫外燈進行輻照20min，即得到基于硼酸酯鍵的自修復水凝膠彈性體；

(3)將步驟(2)所得基于硼酸酯鍵的自修復水凝膠彈性體作為基材，通過印制電路技術，即可得到所述的自修復柔性印刷電路板。

所述自制模具由兩塊玻璃板夾住硅膠圈制得，玻璃板尺寸為30mm×75mm×1mm，硅膠圈厚度為2mm。

測試例：

將實施例1制備的自修復水凝膠彈性體從中間切開，并將斷面迅速接觸結合到一起，然后將水凝膠彈性體放置于密閉容器中，室溫下自修復48h，將修復前、后的水凝膠彈性體在室溫下進行拉伸測試。

圖2為實施例1所得水凝膠彈性體修復前后的應力-應變曲線，由圖2可以看出該自修復水凝膠彈性體具有優(yōu)異的機械性能，斷裂強度為0.57MPa，斷裂伸長率為480％，在修復48h后修復效率接近100％。

圖3所示為水凝膠彈性體修復照片，從照片中可以發(fā)現(xiàn)，修復后的水凝膠在切口處的痕跡幾乎消失，且可以拉伸至原長的數(shù)倍。