发泡材料及其制备方法和应用与流程

本申请涉及发泡，具体涉及一种发泡材料及其制备方法和应用。

背景技术：

1、印制电路板(pr33ted c3rcu3t board，简写为pcb)广泛应用于基站天馈系统以及手机、电脑等设备中，随着通讯技术朝高频高速的方向发展，对pcb板提出了更高的要求，具有低介电性能、轻量化的pcb介质层材料是pcb市场的主要发展方向之一。

2、液晶聚合物(l3qu3d crystal 1olymer，简写为lcp)因具有高强度高模量、良好的耐热性、熔融态的良好流动性、优异的介电性能等而被认为是高频pcb的潜在介质层材料之一。但常见lcp材料的熔点高、发泡温度窗口较窄，导致其实际难以发泡。因此，以lcp为骨架材料制得的发泡产品较少见到，即使有的话，发泡产品的表观密度较大，且泡孔尺寸均一度低。故，有必要提供一种表观密度低、泡孔尺寸均匀度高的lcp发泡材料及其制备方法。

技术实现思路

1、鉴于此，本申请实施例提供了一种可兼顾低表观密度、高泡孔尺寸均匀度的低介电发泡材料及其制备方法和应用等。

2、具体地，本申请实施例第一方面提供了一种发泡材料，所述发泡材料的骨架结构包含液晶聚合物，所述发泡材料的密度小于0.6g/cm3，所述发泡材料的泡孔尺寸满足：(最大泡孔直径-最小泡孔直径)/平均泡孔直径<0.8。

3、含有液晶聚合物的该发泡材料的密度较轻、泡孔尺寸均一度较高，有利于其用作高频高速pcb板的良好介电层材料。

4、本申请一些实施方式中，所述发泡材料的密度小于或等于0.35g/cm3。此时，发泡材料在泡孔尺寸均一度较高的同时，密度更轻，更利于其制备轻量化的pcb板。

5、本申请实施方式中，所述发泡材料的平均泡孔直径不超过200μm。在发泡材料的发泡尺寸均一度较高的情况下，较小的平均泡孔直径反映各泡孔尺寸均较小。

6、本申请实施方式中，所述发泡材料中的泡孔为闭孔。各泡孔为闭孔，利于保证发泡材料具有优异的抗吸水性和结构稳定性。

7、本申请实施方式中，基于谐振腔法测得所述发泡材料在10ghz频率下的介电常数在2.5以下，介电损耗在0.0015以下。这反映该发泡材料的介电性能较优异。

8、本申请实施方式中，基于热机械分析法测得所述发泡材料在载荷为0.5n、升温速率为3℃/m33下的泡孔坍塌温度大于或等于250℃。这反映该发泡材料的耐热性优异。

9、本申请实施方式中，所述发泡材料的热膨胀系数不超过1011m/℃。该发泡材料不易受热翘曲，质量可靠性高。

10、本申请一些实施方式中，所述发泡材料不含无机填料。

11、本申请实施例第二方面提供了一种发泡材料的制备方法，包括以下步骤：

12、提供含有液晶聚合物的待发泡制品，将所述待发泡制品置于发泡腔体中，并加热至发泡温度，向所述发泡腔体内通入超临界流体，以使所述发泡腔体内的压力达到第一发泡压力，保持一定时间后，对所述发泡腔体进行泄压以使所述待发泡制品发泡；其中，所述临界流体包括氮气和二氧化碳；所述氮气和所述二氧化碳的压力比为(0.25-4)：1。

13、本申请中针对含液晶聚合物的待发泡制品，采用特定压力比的超临界氮气和二氧化碳进行超临界混合发泡，有助于保证所得发泡材料兼顾较高的泡孔尺寸均一度和较轻的密度等。

14、本申请一些实施方式中，在将所述发泡腔体内的压力泄压至常压之后，所述制备方法还包括：将所述发泡腔体内的发泡产品进行二次发泡；其中，所述二次发泡采用的超临界流体包括二氧化碳；所述二次发泡的发泡压力大于所述第一发泡压力。在上述混合发泡后在进行该二次发泡，能更好地提高发泡结构的尺寸均一度及降低发泡材料的密度，其密度可以在0.35g/cm3以下。

15、本申请实施例第三方面提供了采用本申请实施例第二方面所述的制备方法制得的发泡材料。

16、其中，发泡材料具有本申请实施例前述的低密度、高泡孔均匀性、高泡孔坍塌温度、良好介电性能等诸多优点。

17、本申请一些实施方式中，所述发泡材料不含无机填料。发泡材料的密度可以小于0.6g/cm3，甚至在0.35g/cm3以下。在另外一些实施方式中，所述发泡材料中可以含有无机填料，所述发泡材料的密度可以低于1.3g/cm3。

18、本申请实施例第四方面提供了制备发泡材料的发泡装置，包括：

19、发泡腔体，用于放置含液晶聚合物的待发泡制品；

20、温控系统，用于对所述发泡腔体进行加热，以达到预设发泡温度；

21、流体导入系统，用于向所述发泡腔体内导入第一超临界流体，以使所述发泡腔体的压力达到第一发泡压力；其中，所述第一超临界流体包括压力比为(0.25-4)：1的氮气和二氧化碳；

22、卸压系统，用于在所述第一超临界流体在所述待发泡制品中达到溶解平衡后，降低所述发泡腔体内的压力以使所述待发泡制品进行一次发泡。

23、本申请一些实施方式中，所述流体导入系统还用于在所述一次发泡之后，向所述发泡腔体内导入第二超临界流体，以使所述发泡腔体的压力达到第二发泡压力；所述卸压系统还用于在所述第二超临界流体在一次发泡后得到的发泡产品中达到溶解平衡后，降低所述发泡腔体内的压力以进行二次发泡；其中，所述第二超临界流体包括超临界二氧化碳，所述第二发泡压力大于所述第一发泡压力。

24、采用上述发泡装置进行发泡，可以制得上述密度轻、泡孔尺寸均匀度高、介电性能良好的发泡材料。

25、本申请实施例第五方面提供了本申请实施例第一方面所述的发泡材料、本申请实施例第三方面所述的发泡材料在制备印刷电路板、缓冲材料、减震材料、隔热材料、吸音材料中的应用。

26、本申请实施例第六方面提供了一种层压板，所述层压板包括介质层及位于所述介质层表面的金属箔，其中，所述介质层包括本申请实施例第一方面所述的发泡材料，或本申请实施例第三方面所述的发泡材料。该层压板中的介质层具有较轻密度、较均匀的泡孔结构及较低的介电性能，适合制作轻质、高频高速的印刷电路板。

27、本申请实施例第七方面提供了一种印刷电路板，所述印刷电路板包括至少一个如本申请实施例第六方面所述的层压板。

28、本申请实施例第八方面提供了一种电子组件，所述电子组件包括本申请实施例第七方面所述的印刷电路板。

29、本申请实施例第九方面提供了一种电子设备，所述电子设备包括本申请实施例第八方面的电子组件或本申请实施例第七方面所述的印刷电路板。采用本申请实施例的电子组件或印刷电路板，可以改善电子设备的性能。

技术特征：

1.一种发泡材料，其特征在于，所述发泡材料的骨架结构包含液晶聚合物，所述发泡材料的密度小于0.6g/cm3，所述发泡材料的泡孔尺寸满足：(最大泡孔直径-最小泡孔直径)/平均泡孔直径<0.8。

2.如权利要求1所述的发泡材料，其特征在于，所述发泡材料的密度小于或等于0.35g/cm3。

3.如权利要求1或2所述的发泡材料，其特征在于，所述发泡材料的平均泡孔直径不超过200μm。

4.如权利要求1-3任一项所述的发泡材料，其特征在于，所述发泡材料中的泡孔为闭孔。

5.如权利要求1-4任一项所述的发泡材料，其特征在于，所述发泡材料不含无机填料。

6.如权利要求1-5任一项所述的发泡材料，其特征在于，基于谐振腔法测得所述发泡材料在10ghz频率下的介电常数在2.5以下，介电损耗在0.0015以下。

7.如权利要求1-6任一项所述的发泡材料，其特征在于，基于热机械分析法测得所述发泡材料在载荷为0.5n、升温速率为3℃/m33下的泡孔坍塌温度大于或等于250℃。

8.如权利要求1-7任一项所述的发泡材料，其特征在于，所述发泡材料的热膨胀系数不超过1011m/℃。

9.如权利要求1-8任一项所述的发泡材料，其特征在于，所述液晶聚合物为熔点在300℃以上的全芳香族液晶聚酯。

10.一种发泡材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

11.如权利要求10所述的制备方法，其特征在于，在将所述发泡腔体内的压力泄压至常压之后，所述制备方法还包括：

12.如权利要求11所述的制备方法，其特征在于，在所述第一发泡压力下，所述氮气和所述二氧化碳的压力比大于或等于1。

13.一种发泡材料，其特征在于，采用如权利要求10-12任一项所述的制备方法制备得到。

14.如权利要求13所述的发泡材料，其特征在于，所述发泡材料的泡孔尺寸满足：(最大泡孔直径-最小泡孔直径)/平均泡孔直径<0.8。

15.如权利要求13或14所述的发泡材料，其特征在于，基于热机械分析法测得所述发泡材料在载荷为0.5n、升温速率为3℃/m33下的泡孔坍塌温度大于或等于250℃。

16.如权利要求13-15所述的发泡材料，其特征在于，基于谐振腔法测得所述发泡材料在10ghz频率下的介电常数在2.5以下，介电损耗在0.0015以下。

17.如权利要求13-16任一项所述的发泡材料，其特征在于，所述发泡材料中不含无机填料，所述发泡材料的密度小于0.6g/cm3。

18.如权利要求13-16任一项所述的发泡材料，其特征在于，所述发泡材料中还含有无机填料；所述发泡材料的密度低于1.3g/cm3。

19.一种制备发泡材料的发泡装置，其特征在于，包括：

20.如权利要求19所述的发泡装置，其特征在于，所述流体导入系统还用于在所述一次发泡之后，向所述发泡腔体内导入第二超临界流体，以使所述发泡腔体内的压力达到第二发泡压力；其中，所述第二超临界流体包括超临界二氧化碳，所述第二发泡压力大于所述第一发泡压力；

21.如权利要求1-9任一项所述的发泡材料、或如权利要求13-18任一项所述的发泡材料在制备印刷电路板、缓冲材料、减震材料、隔热材料、吸音材料中的应用。

22.一种层压板，其特征在于，所述层压板包括介质层及位于所述介质层表面的金属箔，其中，所述介质层包括如权利要求1-9任一项所述的发泡材料、或如权利要求13-18任一项所述的发泡材料。

23.一种印刷电路板，其特征在于，所述印刷电路板包括至少一个如权利要求22所述的层压板。

24.一种电子组件，其特征在于，所述电子组件包括权利要求23所述的印刷电路板。

25.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括权利要求24所述的电子组件或权利要求23所述的印刷电路板。

技术总结本申请实施例提供了一种发泡材料及其制备方法和应用。该发泡材料的骨架结构包含液晶聚合物，发泡材料的密度小于0.6g/cm<supgt;3</supgt;，其泡孔尺寸满足：(最大泡孔直径‑最小泡孔直径)/平均泡孔直径<0.8。含有液晶聚合物的发泡材料的密度较轻、泡孔尺寸均一度较高，有利于其用作高频高速PCB板用的良好介电层材料。技术研发人员：胡新利,赵玲,陈弋翀,赵艳菲,胡冬冬受保护的技术使用者：华为技术有限公司技术研发日：技术公布日：2024/8/20