本發(fā)明屬于電子材料
技術領域：
，具體涉及一種無鹵高介電性能電子材料及其制備方法。
背景技術：
：電子材料有著極其廣泛的應用，其需要具備良好的介電性能以及絕緣性能，同時耐熱性以及阻燃性能也很關鍵，尤其是介電性能直接關系材料的應用層次。但是現(xiàn)有技術如果不采用鹵素阻燃劑則達不到較好的阻燃效果，同時磷系阻燃劑會降低材料介電性能。技術實現(xiàn)要素：本發(fā)明提供了一種無鹵高介電性能電子材料及其制備方法。為達到上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用如下技術方案：一種無鹵高介電性能電子材料的制備方法，包括以下步驟：將富勒烯衍生物加入氰酸酯氯苯溶液中，然后加入順丁烯二酸酐，回流反應40分鐘后加入雙羧基鄰苯二甲酰亞胺，反應1小時后旋蒸結合干燥除去溶劑，得到氰酸酯預聚物；將氰酸酯預聚物與二苯氧膦、萘酚酚醛樹脂、四縮水甘油基二氨基二亞甲基苯混合后于110℃攪拌1小時后加入二氧化鈦晶須與烯醇硅醚，繼續(xù)攪拌50分鐘，自然冷卻得到氰酸酯改性物；然后將氰酸酯改性物粉碎后與聚苯硫醚、空心氧化鋁加入擠出機中，于155℃擠出得到無鹵高介電性能粒子；然后熱壓無鹵高介電性能粒子得到無鹵高介電性能電子材料。本發(fā)明還公開了一種無鹵高介電性能粒子及其制備方法，包括以下步驟：將富勒烯衍生物加入氰酸酯氯苯溶液中，然后加入順丁烯二酸酐，回流反應40分鐘后加入雙羧基鄰苯二甲酰亞胺，反應1小時后旋蒸結合干燥除去溶劑，得到氰酸酯預聚物；將氰酸酯預聚物與二苯氧膦、萘酚酚醛樹脂、四縮水甘油基二氨基二亞甲基苯混合后于110℃攪拌1小時后加入二氧化鈦晶須與烯醇硅醚，繼續(xù)攪拌50分鐘，自然冷卻得到氰酸酯改性物；然后將氰酸酯改性物粉碎后與聚苯硫醚、空心氧化鋁加入擠出機中，于155℃擠出得到無鹵高介電性能粒子。本發(fā)明還公開了一種氰酸酯改性物及其制備方法，所述氰酸酯改性物的制備方法包括以下步驟：將富勒烯衍生物加入氰酸酯氯苯溶液中，然后加入順丁烯二酸酐，回流反應40分鐘后加入雙羧基鄰苯二甲酰亞胺，反應1小時后旋蒸結合干燥除去溶劑，得到氰酸酯預聚物；將氰酸酯預聚物與二苯氧膦、萘酚酚醛樹脂、四縮水甘油基二氨基二亞甲基苯混合后于110℃攪拌1小時后加入二氧化鈦晶須與烯醇硅醚，繼續(xù)攪拌50分鐘，自然冷卻得到氰酸酯改性物。本發(fā)明還公開了一種氰酸酯預聚物及其制備方法，所述氰酸酯預聚物的制備方法包括以下步驟：將富勒烯衍生物加入氰酸酯氯苯溶液中，然后加入順丁烯二酸酐，回流反應40分鐘后加入雙羧基鄰苯二甲酰亞胺，反應1小時后旋蒸結合干燥除去溶劑，得到氰酸酯預聚物。本發(fā)明中，富勒烯衍生物、氰酸酯、順丁烯二酸酐、雙羧基鄰苯二甲酰亞胺、二苯氧膦、萘酚酚醛樹脂、四縮水甘油基二氨基二亞甲基苯、二氧化鈦晶須、烯醇硅醚、聚苯硫醚、空心氧化鋁的質量比為0.4∶100∶10∶12∶10∶30∶45∶6∶8∶20∶3。本發(fā)明中，所述空心氧化鋁的粒徑為80～120納米；所述二氧化鈦晶須的長度為220～250納米；所述熱壓的條件為150℃/0.1mpa/40分鐘+180℃/1mpa/70分鐘+220℃/1.5mpa/70分鐘。本發(fā)明還公開了上述制備方法制備的無鹵高介電性能電子材料。本發(fā)明還公開了上述無鹵高介電性能粒子、氰酸酯改性物或者氰酸酯預聚物在制備電子材料中的應用，電子材料具備優(yōu)異的介電性能以及良好的阻燃性能、耐熱性能以及加工性能。本發(fā)明中，氰酸酯與環(huán)氧樹脂為基體結合酚醛樹脂，剛性結構可以保證耐熱性，同時添加有機小分子，一方面增加各組分的相容性，另一方面提高材料的加工性能，避免局部缺陷，尤其是萘環(huán)結構既可以增加材料的熱性能又不會對加工不利，通過用量配合，避免對介電性能的影響。磷元素可以阻燃，但是現(xiàn)有技術添加含磷化合物至體系中，會導致體系介電性能的下降，如果將磷元素結合進分子鏈則會造成體系耐熱性的下降，本發(fā)明采用磷元素、硅元素協(xié)同作用，分別通過溶液反應以及熔融聚合的工藝，逐步反應，通過用量的控制，避免了對體系極性的增加導致介電性能下降的問題，更主要的是，幾種小分子不是常規(guī)阻燃劑，本發(fā)明將幾種化合物通過反應接入熱固性交聯(lián)網絡，避免了小分子對體系熱性能的影響，尤其通過物質的配比以及反應性的選擇結合工藝的控制，避免氰酸酯、環(huán)氧等過早聚合，也防止了交聯(lián)聚合物固化不足；除了有機磷化合物與其他物質的協(xié)同作用外，無機材料的添加在粒徑以及用量限定下，利于提高阻燃以及介電性能，避免了無機物質異質帶來的問題。本發(fā)明中，烯醇硅醚的化學結構式為：在富勒烯衍生物pcbm的作用下，氰酸酯預聚并接上小分子可以形成較好的反應能力，可以在熔融過程中將元素帶入高分子鏈，從而使得整體磷元素分布均勻并發(fā)揮作用，對阻燃有利；通過小分子的加入提高了氰酸酯環(huán)氧酚醛樹脂混合體系的加工性能，并且小分子可以參與交聯(lián)網絡，同時互相也能發(fā)生反應，比如利用順丁烯二酸酐、雙羧基鄰苯二甲酰亞胺可以提高樹脂的相容性以及磷硅化合物的分散水平，并利于后續(xù)無機材料的分散與融合；烯醇硅醚可以進一步提高無機材料以及環(huán)氧與氰酸酯的融合性，利于保證其他性能的同時發(fā)揮優(yōu)異的介電性能。本發(fā)明通過工藝選擇，在反應過程中，原料之間相互接觸的概率更高，在混合過程避免反應過度造成熱壓反應不均，熱壓時反應速度更快，交聯(lián)網絡生成率更高；通過調節(jié)攪拌、熱壓反應溫度與時間，控制混合時反應程度，方法設計巧妙且合理；通過添加無機材料等，保持了樹脂基體的力學性能以及耐熱性能。本發(fā)明在熱壓前采用擠出的方式既可以增加各物質的混合，又能夠提高物質之間的反應水平，特別是對于無機材料，避免了常規(guī)攪拌方式帶來的界面反應差導致體系介電性能下降的問題。本發(fā)明添加少量富勒烯衍生物，既避免提高成本，又能夠增加氰酸酯與其他物質的反應性，從而對提高阻燃性、保持介電性能有很大幫助，尤其是該富勒烯衍生物帶有酯基，可與有機物質良好相容并發(fā)生一定反應，避免其對電性能的影響；通過無機材料的加入提高了熱性能，尤其是在限定參數(shù)的基礎上，保持了體系的韌性與介電性能。具體實施方式實施例一一種無鹵高介電性能電子材料的制備方法，包括以下步驟：將4g富勒烯衍生物pcbm加入4000g氰酸酯氯苯溶液(25wt％)中，然后加入100g順丁烯二酸酐，回流反應40分鐘后加入120g雙羧基鄰苯二甲酰亞胺，反應1小時后旋蒸、135℃干燥除去溶劑，得到氰酸酯預聚物；將氰酸酯預聚物與100g二苯氧膦、300g萘酚酚醛樹脂、450g四縮水甘油基二氨基二亞甲基苯混合后于110℃攪拌1小時后加入60g二氧化鈦晶須與80g烯醇硅醚，繼續(xù)攪拌50分鐘，自然冷卻得到氰酸酯改性物；然后將氰酸酯改性物粉碎后與200g聚苯硫醚、30g空心氧化鋁加入擠出機中，于155℃擠出得到無鹵高介電性能粒子；然后熱壓無鹵高介電性能粒子得到無鹵高介電性能電子材料?？招难趸X的粒徑為80～120納米，二氧化鈦晶須的長度為220～250納米；所述熱壓的條件為150℃/0.1mpa/40分鐘+180℃/1mpa/70分鐘+220℃/1.5mpa/70分鐘。對比例一與實施例一一致，其中不同之處在于，不含富勒烯衍生物。對比例二與實施例一一致，其中不同之處在于，不加入烯醇硅醚。對比例三與實施例一一致，其中不同之處在于，將烯醇硅醚改為正硅酸乙酯。對比例四與實施例一一致，其中不同之處在于，不含無機材料。對比例五與實施例一一致，其中不同之處在于，不擠出制備粒子，熔融混合后熱壓。表1材料性能表征tgtd介電損耗介電常數(shù)氧指數(shù)撈邊阻燃等級實施例一235℃445℃0.0053.2234＞40v0對比例一226℃434℃0.0083.653036v0對比例二228℃440℃0.0073.552831v1對比例三207℃413℃0.0113.882833v1對比例四222℃429℃0.0093.7432＞40v0對比例五217℃418℃0.0093.6832＞40v0表1為實施例以及對比例制備的材料的相關性能，可以明顯看出，本發(fā)明的產品具備優(yōu)異的介電性能；同時用3mol/l氫氧化鈉溶液、3mol/l氯化鈉溶液和3mol/l的醋酸溶液分別進行耐腐蝕測試，時間為20天，實施例產品表面都未有發(fā)生變化，保持了原有的狀態(tài)，具有良好的耐腐蝕效果；說明本發(fā)明通過合理的物質配伍，選擇幾種小分子以及無機材料加入基礎樹脂結合制備工藝，可避免物質單獨存在的問題比如酚醛介電性能差、磷化合物熱性能差的問題，通過協(xié)同作用，制備的產品阻燃性能優(yōu)異，同時介電性能、熱性能也達到很好的效果。當前第1頁12