[发明专利]具有高介电常数低介电损耗聚合物复合材料及其制备方法

权利要求书

1.一种具有高介电常数低介电损耗聚合物复合材料，其特征在于该复合材料按质量百分比计含有以下组分：

聚合物基体材料 50~99%，

内含氟离子的笼型倍半硅氧烷 1~50%；

所述的内含氟离子的笼型倍半硅氧烷的结构通式为：

式中中的至少一种，可相同或不同，中的任一种；

其中，氟离子包裹于笼型倍半硅氧烷的内部， X络合在笼型倍半硅氧烷的外部，M代表钾离子；

所述的聚合物基体材料为热塑性聚合物基体材料或者热固性聚合物基体材料，其中热塑性聚合物基体材料为聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚苯醚、聚碳酸酯、聚乳酸、聚氨酯、苯乙烯-丁二烯的嵌段共聚物或者乙烯辛烯的嵌段共聚物中的任一种；热固性聚合物基体材料为环氧树脂、酚醛树脂、苯并噁嗪树脂或聚酰亚胺中的任一种；

该复合材料的介电常数为2.41-17.4，介电损耗为0.0007-0.066，击穿强度为98.8-402.6KV/mm。

2.一种权利要求1所述的具有高介电常数低介电损耗聚合物复合材料的制备方法，该方法的工艺步骤和条件如下：

（1）先将硅氧烷单体加入溶剂Ⅰ中室温搅拌溶解，使其浓度为0.1-0.3 M，然后加入以硅氧烷单体0.1-1.2倍摩尔量的离子对供体，并在室温搅拌反应16-48小时后浓缩，于沉降剂中沉降，过滤得到固体粉末，干燥即得内含氟离子的笼型倍半硅氧烷；

（2）按质量百分比计，将1~50%内含氟离子的笼型倍半硅氧烷与50~99%的热塑性聚合物基材料预混后，于热塑性聚合物基材料熔点以上进行熔融共混挤出，即可得到含内含氟离子的笼型倍半硅氧烷并具有高介电常数低介电损耗聚合物复合材料，或者

按质量百分比计，先将1~50%内含氟离子的笼型倍半硅氧烷在常温下搅拌溶解在溶剂Ⅱ中，然后再将50~99%的热塑性聚合物基体材料加入其中，常规条件搅拌溶解，除去溶剂Ⅱ，即可得到含内含氟离子的笼型倍半硅氧烷并具有高介电常数低介电损耗聚合物复合材料，或者

按质量百分比计，先将1~50%内含氟离子的笼型倍半硅氧烷在常温下搅拌溶解于溶剂Ⅲ中，然后将50~99%的热固性聚合物基体材料的单体或预聚体加入继续搅拌溶解，再加入含量为热固性聚合物基体材料的单体或预聚体0.1-1wt%的固化剂混合均匀，除去溶剂Ⅲ后按照常规固化条件进行固化，即可得到含内含氟离子的笼型倍半硅氧烷并具有高介电常数低介电损耗聚合物复合材料。

3.根据权利要求2所述的具有高介电常数低介电损耗聚合物复合材料的制备方法，其特征在于制备方法中所述的硅氧烷为三甲氧基硅烷或三乙氧基硅烷，其结构通式如下：

式中R为乙烯基、苯基、氨丙基、异丁基、甲基苯、乙烯基苯和三氟丙基中的至少一种。

4.根据权利要求2或3所述的具有高介电常数低介电损耗聚合物复合材料的制备方法，其特征在于制备方法步骤（1）中所述的溶剂Ⅰ为无水四氢呋喃、无水氯仿、无水甲苯或无水丙酮中的任一种；沉降剂为甲醇、乙醇或正己烷中的任一种；离子对供体为四甲基氟化铵、四乙基氟化铵、四丁基氟化铵中的任一种，或者是18-冠醚-6和氟化钾的组合。

5.根据权利要求2或3所述的具有高介电常数低介电损耗聚合物复合材料的制备方法，其特征在于制备方法步骤（2）中所述的溶剂Ⅱ为四氢呋喃、氯仿、二甲苯、二氯甲烷、N，N-二甲基甲酰胺或N，N-二甲基乙酰胺中的任一种；所述的溶剂Ⅲ为四氢呋喃、丙酮、甲苯或乙醇中的任一种。

6.根据权利要求4所述的具有高介电常数低介电损耗聚合物复合材料的制备方法，其特征在于制备方法步骤（2）中所述的溶剂Ⅱ为四氢呋喃、氯仿、二甲苯、二氯甲烷、N，N-二甲基甲酰胺或N，N-二甲基乙酰胺中的任一种；所述的溶剂Ⅲ为四氢呋喃、丙酮、甲苯或乙醇中的任一种。