[发明专利]一种低介电热塑性聚氨酯复合材料及其制备方法和用途

说明书

本发明涉及一种低介电热塑性聚氨酯复合材料及其制备方法和用途，所述复合材料包括热塑性聚氨酯(TPU)100份；氢键有机框架0.1～100份；金属有机框架和/或共价有机框架0～100份。制备方法包括将热塑性聚氨酯，氢键有机框架充分混合，然后熔融共混。制备的复合材料的介电性能，导热性能优异，可以用于低介电领域如线缆、薄膜等。

技术领域

本发明涉及一种低介电聚氨酯复合材料及其制备方法和用途，属于介电弹性体材料技术领域。

背景技术

随着电子和通信技术的不断发展，对低介电常数材料的需求也越来越高，以降低器件功率损耗。同时低介电常数材料可以降低介质层所带来的寄生电容，对电磁波传播方向的影响更小。

热塑性聚氨酯弹性体(TPU)是一种可以熔融加工的热塑性弹性体，它可以在很宽的硬度范围内保持较高的弹性，具有良好的机械强度和优异的耐磨性能，此外，TPU还具有优良的耐老化性和耐低温性。但是TPU分子链带有极性，存在永久偶极距，在交变电场的作用条件下，分子产生极化，介电常数及介电损耗较大。

有机框架为一类带有多孔结构的材料，这种框架使得内部孔状网络结构能够有效的吸附分子，在气体存储、药物输送、催化、感应器等领域得到了广泛研究，但是其电学性能仍处于初步研究中，有机框架主要为氢键有机框架(HOFs)，金属有机框架(MOFs)，共价有机框架(COFs)。氢键有机框架为拥有电子供体和电子受体的有机分子通过氢键键合而形成的有机框架；金属有机框架由含金属节点(也称为二级结构单元)和有机连接体构建的新兴的一类多孔材料；共价有机框架为一类通过共价键连接的有机多孔结晶聚合物。

专利CN 104538298 A制备了一种低介电常数ZIF-8薄膜，ZIFs作为MOFs中的一个分支，具有良好的热化学稳定性，其薄膜的介电常数可低至2.04，但是其薄膜的制备麻烦，膜的厚度不易精确控制并且强度低。

专利CN 109293957 A涉及一类具有超低介电常数的COFs薄膜材料。通过在两种不互溶的溶液界面间反应形成的一种高度结晶性的、厚度均一的、多孔的、柔性的、湿度抵抗的新型超低介电常数的薄膜材料，其介电常数可低至1.19；但是制备过程麻烦，并且膜的厚度以及表面光洁度难以控制。

需要开发一种低介电热塑性聚氨酯复合材料，在保持其基本性能的同时，可以降低介电常数。

发明内容

本发明的目的是提供一种低介电常数以及介电损耗的热塑性聚氨酯复合材料，由于TPU分子链的极性大，在高频条件下的介电常数大，需要解决热塑性聚氨酯在高频下介电常数大的问题。

为了达到以上目的，本发明采用的具体技术方案为：

一种低介电热塑性聚氨酯(TPU)/有机框架复合材料，包含以下重量份的原料：

热塑性聚氨酯100份；

氢键有机框架0.1～100份，优选5～50份，更优选10～30份。

金属有机框架和/或共价有机框架0～100份，优选5～50份，更优选地10～30份。

优选地，所述热塑性聚氨酯弹性体硬度为60A～80D，更优选80A～60D。