一種具有抗靜電特性的環氧樹脂基層壓板及其制備方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及纖維補強聚合物層壓材料技術領域，尤其是一種具有抗靜電特性的環氧樹脂基層壓板及其制備方法。
【背景技術】
[0002]聚合物介質是航天器大量使用的材料，主要用作電力、電子絕緣材料及衛星表面的熱控材料，環氧樹脂層壓板則不僅可以作為航天器電子電路板不可或缺的艙內電子電路PCB板和電力絕緣材料，航天器在太空環境運行過程中會受到各種高能粒子輻射，特別是高能電子，其所具有的能量足以穿透衛星蒙皮進入艙內并注入到PCB板及其它絕緣介質內部，靜電荷在介質內不斷沉積會形成很高的靜電場，典型的聚合物介質及其玻璃布補強層壓材料均具有極高的體積電阻率，在太空真空環境也同樣具有極高的表面電阻率，導致介質內靜電荷不斷積聚而釋放緩慢，最終必然造成聚合物介質局部放電現象，甚至直接導致有機介質材料局部燒毀，放電產生的高能量脈沖則會通過線路耦合或空間耦合導致敏感電子電路誤動作，嚴重時甚至直接導致電子元件燒毀，衛星失效，用在真空、或極端干燥情況下的電子電路也會遇到上述類似問題。
【發明內容】
[0003]為了克服現有的聚合物介質及其玻璃布補強層壓材料均具有極高的體積電阻率的不足，本發明提供了一種具有抗靜電特性的環氧樹脂基層壓板及其制備方法。
[0004]本發明解決其技術問題所采用的技術方案是:一種具有抗靜電特性的環氧樹脂基層壓板，層壓板由基體樹脂、玻璃布和改性劑層壓而成，層壓板中各組分的質量百分比為:環氧樹脂40?60%、玻璃布40?60%、改性劑0.5-30% ο
[0005]進一步的，包括基體樹脂為液體環氧樹脂。
[0006]進一步的，包括玻璃布為無堿玻璃布。
[0007]進一步的，包括改性劑為微納米級半導電氧化物。
[0008]進一步的，包括層壓板各部分的質量百分比為:環氧樹脂45?55%、玻璃布45?55%、改性劑I?10%。
[0009]進一步的，包括層壓板各部分的質量百分比為:環氧樹脂48%、玻璃布50%、改性劑
5% ο
[0010]進一步的，包括層壓板制備方法，包括如下步驟:
步驟一:微納米級金屬氧化物表面處理，稱取粉末微粒尺度小于I微米預設質量的金屬氧化物粉末加入到體積為粉末7?15倍的分析純酒精中，然后將二者的混合物置于超聲攪拌器中分散7?15分鐘，然后加入質量分數為改性劑卜5%的KH550偶聯劑，再繼續超聲攪拌5?45分鐘，然后將上述分散溶液置于烘箱中烘干，即得到經表面處理和分散的改性劑原料；
環氧樹脂膠液配制:稱取定量環氧樹脂原料，和重量比20?30%的工業純二甲苯，先將改性劑加入到二甲苯溶液中充分攪拌，然后再將該懸浮液加入到環氧樹脂中，并充分攪拌； 步驟二:玻璃布預處理，玻璃布表面不能有蠟質，如有需進行脫蠟處理，在傳統層壓板涂布工藝前加一道玻璃布預處理工藝，即采用噴霧的方法向生產線上的玻璃布兩側噴涂經二甲苯稀釋后的偶聯劑，然后經120?140°C烘箱烘干后進入下一道常規涂布工藝；
步驟三:進入常規涂布工藝，所不同的是膠液槽預先注入的是由步驟一所獲得的含有微納米改性劑的膠液和高溫固化劑充分混合后的涂布膠，具體做法為放卷、連續上膠、烘干和收卷，所獲為半固化上膠布；
步驟四:剪裁和置片；
步驟五:加溫加壓固化成型，固化溫度一般為140?160°C，固化時間一般為16?24小時。[0011 ]進一步的，包括步驟一所用的金屬氧化物改性劑為ZnO。
[0012]進一步的，包括步驟一加入偶聯劑分散液之后在烘箱中的烘干溫度為80?100°C，烘干時間為24?36小時。
[0013]進一步的，包括步驟二向玻璃布噴涂偶聯劑后在烘箱中的烘干溫度為120?140°C左右，烘干時間為2?4分鐘。
[0014]本發明的有益效果是，利用該新材料的非線性電導率特性，在空間真空輻射環境下能有效阻止注入材料中靜電荷的積累，以非有害微脈沖電導電流方式釋放危險靜電荷，有效防止產生靜電放電對電子電路的危害。
【附圖說明】
[0015]下面結合附圖和實施例對本發明進一步說明。
[0016]圖1是本發明的制備方法流程圖。
[0017]圖2是本發明與常規PCB板的電導特性對比圖。
【具體實施方式】
[0018]如圖1、2所示，一種具有抗靜電特性的環氧樹脂基層壓板，層壓板由基體樹脂、玻璃布和改性劑層壓而成，層壓板中各組分的質量百分比為:環氧樹脂40?60%、玻璃布40?60%、改性劑0.5?30%，基體樹脂為液體環氧樹脂，玻璃布為無堿玻璃布，改性劑為微納米級半導電氧化物，層壓板各部分的質量百分比為:環氧樹脂45?55%、玻璃布45?55%、改性劑I?10%，層壓板各部分的質量百分比為:環氧樹脂48%、玻璃布50%、改性劑5%，。
[0019]實施例一:該具有抗靜電特性的環氧樹脂基層壓板的制備方法步驟為:
步驟1:改性劑表面處理，稱取粉末微粒尺度小于I微米預設質量的金屬氧化物粉末加入到體積為粉末7倍的分析純酒精中，然后將二者的混合物置于超聲攪拌器中分散10分鐘，然后加入質量分數為改性劑1%的KH550偶聯劑，再繼續超聲攪拌40分鐘，然后將上述分散溶液置于100°C烘箱中烘干24小時，即得到經表面處理和分散的改性劑原料；
環氧樹脂稀釋處理:稱取定量環氧樹脂原料，稱取重量比為20%的工業純二甲苯作為溶液，先將定量改性劑原料加入溶劑充分攪拌，再將該懸浮液加入樹脂原料中，即獲得涂布所需膠液。
[0020]步驟2:玻璃布預處理，玻璃布表面不能有蠟質，如有需進行脫蠟處理。在傳統層壓板涂布工藝前加一道玻璃布預處理工藝，即采用噴霧的方法向生產線上的玻璃布兩側噴涂經二甲苯稀釋后的偶聯劑，然后經120°C烘箱烘制4分鐘后進入下一道常規涂布工藝； 步驟3:按比例向經過步驟2所獲膠液中加入高溫固化劑，充分攪拌，注入膠槽，然后進入常規涂布預固化工藝；
步驟4:剪裁和置片；
步驟5:加溫加壓固化成型，固化溫度140 0C，固化時間24小時。
[0021]實施例二:該具有抗靜電特性的環氧樹脂基層壓板的制備方法步驟為:
步驟1:改性劑表面處理，稱取粉末微粒尺度小于I微米預設質量的金屬氧化物粉末加入到體積為粉末10倍的分析純酒精中，然后將二者的混合物置于超聲攪拌器中分散5分鐘，然后加入質量分數為改性劑1%的KH550偶聯劑，再繼續超聲攪拌45分鐘，然后將上述分散溶液置于80°C烘箱中烘干36小時，即得到經表面處理和分散的改性劑原料；
環氧樹脂稀釋處理:稱取定量環氧樹脂原料，稱取重量比為20%的工業純二甲苯作為溶液，先將定量改性劑原料加入溶劑充分攪拌，再將該懸浮液加入樹脂原料中，即獲得涂布所需膠液；
步驟2:玻璃布預處理，玻璃布表面不能有蠟質，如有需進行脫蠟處理。在傳統層壓板涂布工藝前加一道玻璃布預處理工藝，即采用噴霧的方法向生產線上的玻璃布兩側噴涂經二甲苯稀釋后的偶聯劑，然后經140°C烘箱烘制2分鐘后進入下一道常規涂布工藝；
步驟3:按比例向經過步驟2所獲膠液中加入高溫固化劑，充分攪拌，注入膠槽，然后進入常規涂布預固化工藝；<