一种绝缘石英布及其制备方法与流程

本申请涉及绝缘功能材料，特别涉及一种绝缘石英布及其制备方法。

背景技术：

1、随着ai算力服务器、高频通信、新能源动力电池产业的快速迭代升级，市场对高频绝缘基材的介电稳定性、低损耗特性、耐湿热老化性能、尺寸精度及长期耐高温可靠性提出了严苛的标准化要求，绝缘石英材料是现有高频绝缘基材的有力候选之一。

2、相关工艺中，绝缘石英材料多采用石英粉体掺杂、玻璃组分改良、氟树脂单面贴合、二氧化硅溶胶表层涂覆、单一硅烷偶联剂浸渍改性等方式，但石英粉体掺杂和玻璃组分改良的产品绝缘性能和力学性能不佳，使用寿命短，树脂贴合、溶胶涂覆和偶联剂浸渍方案中，成品存在接近6μm的固定厚度增量，无法实现超薄零增厚制备，占用高频板材及电芯装配空间，制约高端器件小型化发展，且仅能修饰纤维表层结构，无法封堵石英布的三维贯通微孔，基材存在吸湿缺陷，高频介电损耗参数易发生持续性漂移。

技术实现思路

1、针对上述现有技术的至少一个问题，本申请提供一种绝缘石英布及其制备方法。具体技术方案如下：

2、一方面，本申请提供一种绝缘石英布，所述绝缘石英布包括石英基布、填充结构和包覆层；

3、所述填充结构填充所述石英基布的孔隙，包括树脂交联的纳米纤维素网络结构和无机纳米颗粒填料；

4、所述包覆层包覆所述石英基布和所述填充结构表面。

5、示例性实施方式中，所述填充结构包括基于钛酸酯偶联剂交联的纳米纤维素、无机纳米颗粒填料和聚偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物树脂；

6、示例性实施方式中，所述无机纳米颗粒填料包括空心二氧化硅球；

7、示例性实施方式中，所述包覆层包括浸渍粘接液的成分？

8、示例性实施方式中，所述包覆层的厚度为0.5～2μm。

9、另一方面，本申请提供一种绝缘石英布制备方法，所述制备方法包括：

10、s1，提供石英基布、改性纳米纺丝液和浸渍粘结液，所述改性纳米纺丝液包括改性纳米纤维素、树脂、偶联剂和无机纳米颗粒填料；

11、s2，通过静电纺丝工艺将所述改性纳米纺丝液沉积至所述石英基布表面，形成初始沉积层；

12、s3，在负压环境下，涂覆所述浸渍粘结液，使所述初始沉积层的改性纳米纺丝液渗入所述石英基布的孔隙，并形成包覆层；

13、s4，对形成有所述包覆层的石英基布进行烘干、固化定型和高温处理，得到所述绝缘石英布。

14、示例性实施方式中，所述改性纳米纺丝液包括下述质量份的物质：30-40%的改性纳米纤维素、50-60%树脂、2-5%偶联剂和5-9%无机纳米颗粒填料，其余成分为溶剂。

15、示例性实施方式中，所述改性纳米纤维素包括羧基化纳米纤维素。

16、示例性实施方式中，所述树脂包括聚偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物树脂。

17、示例性实施方式中，所述偶联剂包括钛酸酯偶联剂。

18、示例性实施方式中，所述无机纳米颗粒填料包括空心纳米二氧化硅球。

19、示例性实施方式中，所述溶剂包括无水n,n-二甲基甲酰胺。

20、示例性实施方式中，所述浸渍粘结液包括下述质量份的物质：70-80%的甲基苯基有机硅树脂和15-20%的硅烷偶联剂，其余成分为无水乙醇。

21、示例性实施方式中，所述静电纺丝工艺的环境温度为23～25℃。

22、示例性实施方式中，所述静电纺丝工艺的相对湿度35%～45%rh。

23、示例性实施方式中，所述静电纺丝工艺的高压电压为18～20kv。

24、示例性实施方式中，所述初始沉积层的厚度为2-5μm。

25、示例性实施方式中，所述初始沉积层填充所述石英基布的孔隙，所述初始沉积层的孔隙率为40～45%。

26、示例性实施方式中，步骤s3中涂覆工艺采用的负压为-0.02mpa～-0.05mpa。

27、示例性实施方式中，所述涂覆工艺的涂布运行速度围殴7-10m/min。

28、示例性实施方式中，所述包覆层的厚度为0.5～2μm。

29、示例性实施方式中，步骤s3中得到的形成有包覆层的石英基布中，纳米纤维素的网络孔道的填充率大于等于92%。

30、示例性实施方式中，步骤s4中的烘干处理包括对形成有所述包覆层的石英基布进行分段梯度烘干处理，在分段梯度烘干过程中，各分段的烘干温度依次升高。

31、示例性实施方式中，所述分段梯度烘干的第一烘干阶段的烘干温度为70-90℃，烘干时长为2-4min。

32、示例性实施方式中，所述分段梯度烘干的第二烘干阶段的烘干温度为120-140℃，烘干时长为4-6min。

33、示例性实施方式中，所述分段梯度烘干的第三烘干阶段的烘干温度为150-170℃，烘干时长为3-5min。

34、示例性实施方式中，固化定型的辊压温度为120℃～175℃。

35、示例性实施方式中，固化定型的辊压压力为0.3-0.4mpa。

36、示例性实施方式中，固化定型的压合速度为2-3m/min。

37、示例性实施方式中，所述高温处理的温度为110-130℃。

38、示例性实施方式中，所述高温处理的时长为3.5-5h。

39、示例性实施方式中，在步骤s1之前，所述制备方法还包括：

40、提供无碱石英基布；

41、采用无水乙醇对所述无碱石英基布进行喷淋脱脂，烘干、冷却后，得到所述石英基布。

42、另一方面，本申请还提供一种电子产品，所述电子产品包括如上所述的绝缘石英布。

43、基于上述技术方案，本申请具有以下有益效果：

44、本申请的技术方案中，提供石英基布、改性纳米纺丝液和浸渍粘结液，改性纳米纺丝液包括改性纳米纤维素、树脂、偶联剂和无机纳米颗粒填料；通过静电纺丝工艺将改性纳米纺丝液沉积至石英基布表面，形成初始沉积层；在负压环境下，涂覆浸渍粘结液，使初始沉积层的改性纳米纺丝液渗入石英基布的孔隙，并形成包覆层；对形成有包覆层的石英基布进行烘干、固化定型和高温处理，得到绝缘石英布。如此，本申请方案摒弃了传统的表层堆叠增厚涂覆工艺，采用基材内部孔道渗透填充改性模式，构建有机-无机双向交联结构，并依托微负压压差驱动交联的无机纳米填料、纳米纤维素网络结构精准填充石英基布的三维微孔结构，实现基材微孔的完整封闭且成品的近乎零厚度增量，从源头阻断基材吸湿路径和厚度堆叠，并显著提升基材与改性层界面的附着力，避免产品掉粉、层间剥离等问题，满足10ghz及以上高频场景下低损耗、高稳定、可量产的基材应用需求。

1.一种绝缘石英布，其特征在于，所述绝缘石英布包括石英基布、填充结构和包覆层；

2.根据权利要求1中所述的绝缘石英布，其特征在于，所述绝缘石英布满足下述特征中的至少之一：

3.一种应用于权利要求1-2中任一项所述的绝缘石英布的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：

4.根据权利要求3中所述的制备方法，其特征在于，步骤s1满足下述特征中的至少之一：

5.根据权利要求3中所述的制备方法，其特征在于，步骤s2满足下述特征中的至少之一：

6.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述制备方法满足下述特征中的至少之一：

7.根据权利要求3-6中任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤s4中的烘干处理包括对形成有所述包覆层的石英基布进行分段梯度烘干处理，在分段梯度烘干过程中，各分段的烘干温度依次升高；

8.根据权利要求3-6中任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤s4中的固化定型处理满足下述特征中的至少之一：

9.根据权利要求3-6中任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤s4中的高温处理满足下述特征中的至少之一：

10.根据权利要求3-6中任一项所述的制备方法，其特征在于，在步骤s1之前，所述制备方法还包括：