[发明专利]一种超材料基材及其制备方法

说明书

本发明公开了一种超材料基材，包括100份的聚苯醚、60～150份的二氧化钛、12.5～25份的硅灰石以及0.1～3.75份的硅烷偶联剂。制备方法包括：将聚苯醚、二氧化钛、硅灰石以及硅烷偶联剂按比例进行共混，得混合物料；将混合物料烘干后，热压成型，制得超材料基材。本发明提供的制备超材料基材的方法，通过在聚苯醚树脂中均匀混入合适的陶瓷粉组合以及助剂，使最终制得的超材料基材的密度低于2g/cm³，损耗正切角＜10^‑3，且超材料基材的加工性、耐环境性能优良。由于本发明提供的超材料基材具有低密度低介电常数、低损耗的性能且加工性能和耐环境性能优异。

技术领域

本发明涉及复合材料领域，更具体地，涉及一种超材料基材及其制备方法。

背景技术

超材料的重要特征包括：超材料通常是具有新奇人工结构的复合材料；“超材料“具有超常的物理性质(往往是自然界的材料中所不具备的)；超材料性质由构成材料的本征性质及其中的人造微结构共同决定。超材料一般包括基材及附着在基材上的人造微结构。在现有技术中，通常使用陶瓷、高分子材料、铁电材料、铁氧材料或铁磁材料作为基材来制备超材料。

然而现有的超材料基材的性能较差，例如，密度较大、介电损耗较高、加工性差、耐环境性能不好等缺点。

发明内容

针对相关技术中的问题，本发明提出一种超材料基材及其制备方法，以解决现有的超材料基材的性能较差的问题。

根据本发明的一方面，提供了一种制备超材料基材的方法，包括以下步骤：将聚苯醚、二氧化钛、硅灰石以及硅烷偶联剂按比例进行共混，得混合物料；将混合物料烘干后，热压成型，制得超材料基材。

在上述方法中，采用球磨方式，实施的将聚苯醚、二氧化钛、硅灰石以及硅烷偶联剂按比例进行共混的步骤。

在上述方法中，通过使用全方位行星式球磨机进行球磨，其中，全方位行星式球磨机使用0.5mm～4mm的锆珠，球磨时间为4小时～10小时。

在上述方法中，在100℃～120℃的温度下将混合物料烘干，烘干时间为1.5～2小时。

在上述方法中，采用热压机，在温度为200～330℃、压力为6～12MPa的条件下，实施热压成型，且热压成型的持续时间为0.3～3h。

在上述方法中，制得的超材料基材按质量份数包括100份的聚苯醚、50～200份的二氧化钛、10～40份的硅灰石以及0.1～5份的硅烷偶联剂。

在上述方法中，制得的超材料基材按质量份数包括100份的聚苯醚、60～150份的二氧化钛、12.5～25份的硅灰石以及0.1～3.75份的硅烷偶联剂。

在上述方法中，还包括，通过覆铜工艺在超材料基材的表面处覆铜箔，制得覆铜箔的超材料基材。

在上述方法中，铜箔的厚度为0.005mm～0.009mm。

根据本发明的另一方面，还提供了一种上述方法制备的超材料基材以及覆铜箔的超材料基材。

本发明提供的制备超材料基材的方法，通过在聚苯醚树脂中均匀混入合适的陶瓷粉组合以及助剂，使最终制得的超材料基材的密度低于2g/cm³，损耗正切角＜10^-3，且超材料基材的加工性、耐环境性能优良。由于本发明提供的超材料基材具有低密度低介电常数、低损耗的性能且加工性能和耐环境性能优异，因此，该超材料基材可以用于航空航天等领域中的无线通信系统或设备中。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。