Диэлектрический материал на основе политетрафторэтилена

Диэлектрический материал на основе политетрафторэтилена

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ НА ОСНОВЕ ПОЛИТЕТРАФТОРЭТИЛЕНА, включающий неорганический напол ЕНитель в виде порошка и Моноволокна, о т л И; ч аю щ и и с .я тем, что, с uejibro повышения стабильности диэлектрической проницаемости при сохранении низкихдиЭлектрическизс потерь и обеспечения способности к химической металлизации поверхности, в качестве неорганического наполнителя, он содержит порошок двуокиси титана, легированный оловом и паллсодием в соотно шении соответственно

СОЮЗ СОВЕТСНИХ ..СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

„„SU„„1 34 A

9(58 С 08 L 27/18; С 08 К 7/04, ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Ф \

9а

ВВ

Ъг

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTHA

I (21) 3309274/23-05 (22.) 30. 06. 81 (4.6) 07..05.83 . Бюл.. М 17 (72) В.А ° Краснов, N.E. Борисов, Н.Д.. Белкин, М.С. Деденева, Е.A.Êóçü-. менков, А..К, Пугачев, К .П, Иельни-i кова:, О.A. Пирог, О.В. Тутаков, Г,В. Трунов и Т.В. Дубовик (5 3) 678 . 74 3 .-4 1. 0 4 (088 . 8) (56 ) 1; .Панщин ЮоА., Малкевич С.Г

Дунаевская Ц.С. Фторопласты, Л., "Химия l 1978., с. 217.-219.

2. Авторское свйдетельство CCCP . 9 713886, кл. С 08 L 27/18, 1977 (прототип) °.(54)(57) ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИИ МАТЕРИАЛ

НА OCHOBg ПОЛИТЕТРАФТОРЭТИЛЕНА, включающий неорганический наполнитель в виде порошка и моноволокна, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью повышения стабильности диэлектрической проницаемости при сохранении низких диэлектрических потерь и обеспечения способности к .химической металлизации поверхности, в качестве неорганического наполйителя.он содержит порошок двуокиси титана, легированный оловом и палладием в соотношении соответственно (99,989

99, 940 ): (О, 001-0; 01 ): (0,01-0, 05 }. и моноволокно, вЫбранное из группы, включающей алюмоборосиликатное, кремнеземное,:каолиновое, базальтовое или их смеси, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Политетрафторэтилен 4670

Двуокись. титана, .леги- а рованная оловом и палладием в указайном соотношении 15-40

Указанное моноволокно 15-20 С

1016334

Изобретение относится к композицион ням материалам на основе политетрафторэтилена и может быть использовано в электро- и радиотехнике, в частности, для изготовления электроизоляционных изделий.

Известны композиционные материалы на основе политетрафторэтилена, содержащие наполнители — графит, бронзу, кокс, дисульфит молибдена в виде порошка и стеклянное волокно (1).

Недостатки известных композиционных материалов — ухудшение диэлектрических свойств и сложность подготовки поверхности изделий при металлизации. 35

Наиболее близким к изобретению техническим решением является материал на основе политетрафторэтилена, со держащий в качестве наполнителя молотое ультрасупертонкое базальтовое волокно в количестве 6-10 вес.Ъ и аэросил 1-3 вес.Ъ. Молотое ультрасупертонкое базальтовое волокно получают измельчением холста, при этом получают частицы с размерами по диа- 25 метру 1-3 мкм при длине 200-300 мкм, пригодные для получения композиции.

Применяемый аэросил марки A-380 представляет собой двуокись кремния с удельной поверхностью 380 и /ч 21.

Основные недостатки известной композиции — отсутствие стабильности диэлектрической проницаемости и адгезии к другим материалам, невозможность металлизации поверхности химическим методом,а также неоднородность материала, что создает неоднородность диэлектрических свойств материала и ограничивает возможность применения его для изготовления электроизоляционных изделий. 40

Для обеспечения способности политетрафторэтилена и материалов на его основе к металлизации поверхность изделий подвергают обработке растворами натрия или тлеющим электричес- 4 > ким разрядом в условиях вакуума с последующей дополнительной обработкой ее растворами солей благородных металлов, например растворами хлоридов золота, серебра, платины или палладия в соляной кислоте. После обработки поверхности изделий по известной технологии она приобретает способность к химической металлизации, однако указанная обработка ухудшает диэлектрические свойства материала, например, тангенс угла диэлектрических потерь снижается с 2 10 до

2.10 5, удельное поверхностное электросопротивление с 1 10" до 2 10л Ом, при этом покрытия, полученные химичес- 60 ким методом, имеют низкую адгезию.

Цель изобретения — улу йаение стабильности диэлектрической проницаемости при сохранении низких диэлектри час х потерь и обеспечение способности к химической металлизации поверхности.

Для достижения поставленной цели диэлектрический материал на основе политетрафторэтилена, включающий неорганический наполнитель в виде порошка и моноволокна, в качестве неорганического наполнителя содержит порошок двуокиси титана, легированной оловом и палладием в соотношении соответственно (99,989-99,940)

: (0,001-0,01 ): (О, 01-0, 05 ) и моноволокно, выбранное из группы, включающей алюмоборосиликатное, кремнеземное, каолиновое, базальтовое или их смеси, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Политетр фторэтилен 40-70

Двуокись титана, легированная оловом и палладием 15-40

Моноволокно 15-20

Указанное моноволокно представляет собой частицы диаметром 0,510 мкм при длине 10-100 мкм.

Порошкообразная двуокись титана содержит в качестве легирующих добавок олово и палладий удельная поI г верхность составляет 2500-5000 см /г °

Диэлектрический материал на основе политетрафторэтилена получают путем смешивания компонентов, полученную смесь таблетируют в пресс-формах при удельном давлении 10-25 МПа, затем заготовку (таблетку ) подвергают термообработке B свободном состоянии в электропечи с вращающимся подом и рециркуляцией воздуха внутри рабочей камеры. Температура термообработки

370-390 >С. Бремя термообработки 3035 мин на 1 мм высоты заготовки. После выдержки при температуре заготовку охлаждают до нормальной температуры.

Примеры предлагаемого диэлектрического материала на основе политетрафторэтилена и свойства представлены в табл. 1 и 2 соответственно.

9 Полученные заготовки из диэлектрического материала после механической обработки обрабатывают в растворе химической металлизации следующего состава, г/л:

Медь сернокислая 35

Сегнетова соль 140

Едкий натр 50

Натрий углекислый 30

Формалин, мл/л 80-100

Процесс химической металлизации проводят в течение 25-30 мин, после чего заготовки промывают водой в течение 15-20 мин.

Сравнительные характеристики полученного слоя меди на поверхности материалов представлены в табл . 3.

Как видно из табл. 2 и 3, диэлектрическая проницаемость полученного диэлектрического материала 3 начитель1016334 но улучшается (в 10 раз) при сохранении низких диэлектрических потерь, .

При содержании двуокиси титана легированной 15-40 мас.% и моноволокна или смеси моноволокон от 15-20 мас.Ъ обеспечивается процесс химического осаждения металла на поверхности материала после механической обработки, Содержание двуокиси титана легированной выше 40 мас.Ъ и моноволокна или смеси моноволокон выше 20 мас.а не. 10 улучшает процесс металлизации и не

Таблица 1

Соотношение компонентов, мас. Ъ < по примеру компонент

1 (контрольный) 8 (контрольный) Политетрафторэтилен

30 40 40 55 50 70 70 70

45 40 40 30 20 15 15 10

Двуокись титана

Легированное моноволокно: алюмоборосиликатное

5 5

20

5 10

5 кремнеземное

15

10 базальтовое

15 каолиновое

Таблица 2

Примеры композицйонного материала на основе политетрафторэтилена

Показатели

Известный 1 2 3 (контрольный) Тангенс угла диэлектрических потерь при частоте 10 Гц.0,0009

5,8+0,6

5,2+0,5 5,2+0,5

Удельное объемное электросопротивлрние, QM-см

2 ° 10 1. 10

3-10

5 ° 10

Удельное поверхностное электросопротивление, Ом

6 ° 10

3..10 2 10

4 "10

Диэлектрическая проницаемость при частоте 10 Гц, % 2,35+5

v,придает материалу новых полезных свойств °

Полученный диэле.;трический материал может быть использован при изготовлении печатных схем средствами аддитивной технологии, что позволяет снизить их стоимость в 3-4 раза по сравнению с фольгированными материалами, исключить расход фольги, закупаемой по импорту, и повысить плотность монтажа.

0,0008 0,0006 0,0006

1016334

Продолжение табл. 2

Примеры композиционного материала на основе политетрафторэтилена

Показатели

0,0004 0,0004 (ф004

4,4+0,5 4,2+0,45 2,9+0,5 2,9+0,5 2,6 0 99

Удельное объемное элек гросопротивление., См см

4 -10 4 10 2. 10 2 10 2 10

Удельное поверх-. ностное электросопротивление, OM 4:.10 4 10 2-10" 2 10 2-10

О ц а 3

Табли

Примеры композиционного материала

Известный

Показатели

Нет

5-6 5-6 5-6 4-5 .4-5 2-3. 2-3 Следы йдгезия меди к материалу, гс/см

960 980 975 960 950 955 960 Нет

Нет

Составитель Н. Кулакова техред M. Ãeïåð ; Корректор М. Коста

Редактор Н. Джуган

Заказ 3316/25 Тираж 494 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, )<-35,. Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Тангенс угла диэлектрических потерь при частоте 10 Гц. диэлектрическая проницаемость при частоте

106 Гц, /„

Слой меди на поверхности материала, мкм

1 (конт роль ный ).

7 8 (контрольный)