5G用塑料材料和助剂简介

材料

手机天线材料
作为无线通信的重要一环，天线技术革新是推动无线连接发展的关键动力。随着5G时代的来临和物联网时代的规模部署，天线在5G网络中的作用将越来越重要，发展前景亦一片大好。
对于智能手机天线应用，随着手机外观设计的一体化和内部设计的集成化，手机天线已从早期的外置天线发展为内置天线，并且形成了以软板为主流工艺的市场格局。
目前应用较多的软板基材主要是聚酰亚胺(PI)，但是由于PI基材的介电常数和损耗因子较大、吸潮性较大、可靠性较差，因此PI软板的高频传输损耗严重、结构特性较差，已经无法适应当前的高频高速趋势。
随着5G科技的到来，液晶聚合物（LCP）成为一种理想天线材料。它是80年代初期发展起来的一种新型高性能特种工程塑料。LCP具有超卓的电绝缘性能，其介电强度高过一般工程塑料，耐电弧性良好。即使在温度200-300℃下连续使用，也不会影响其电性能。间断使用温度更高达316℃左右！
相比PI，LCP材料介质损耗与导体损耗更小，且更具灵活性和密封性，因而在制造高频器件应用方面前景可观。随着4G向高频高速的5G网络迈进，LCP也有望成为替代PI的新软板工艺。

天线罩材料
天线罩的作用是保护天线系统免受外部环境的影响（如风雪、阳光、生物等），延长天线寿命，同时需要保证电磁波的透过性，因此天线罩材料应满足低介电强度和低介电损耗性、高力学性能、优良的耐候性和工艺性以及轻量化等要求。
天线罩材料可选择的树脂基体主要包括：传统的不饱和聚酯树脂（UP）、环氧树脂（EP）、改性酚醛树脂（PF）以及近年来开始研究和应用的氰酸酯树脂（CE）、有机硅树脂、双马来酰亚胺树脂（BMI）、聚酰亚胺（PI）、聚四氟乙烯（PTFE）等新型耐高温树脂。
手机后壳材料
随着5G时代对手机信号的严格要求，工程塑料手机外壳可能迎来大爆发，改性塑料供应商受益。
（1）5G对手机外壳的信号传输能力提出更高的要求，使用金属外壳会屏蔽信号，玻璃、氧化锆陶瓷、工程塑料对射频信号影响很小，脱颖而出。
（2）和金属外壳相比，玻璃、陶瓷外壳加工良率更低，加工时间更长，价格自然更高；目前可能只有旗舰手机用得起玻璃、陶瓷外壳，且目前玻璃、陶瓷外壳产能不足，而塑料外壳方便大规模量产。
（3）5G将对手机散热有更高要求，手机玻璃、陶瓷外壳易碎，消费者使用玻璃、陶瓷外壳手机往往需要包裹一层TPV弹性体或PC塑料壳。反而增加手机厚度，不易散热。
手机后壳材料主要采用PC合金材料如PC/ABS等，其中，PC/PMMA复合材料也逐渐成为一种热门材料。这种材料是将PMMA和PC通过共挤（非合金材料）制得，包括PMMA层和PC层。PMMA层加硬后能达到4H以上的铅笔硬度，保证了产品的耐刮擦性能，而PC层能确保产品具有足够的韧性，保证了整体的冲击强度。

5G设备导热散热材料
高频率、硬件零部件的升级以及联网设备和天线数量的成倍增长，设备与设备之间及设备本身内部的电磁干扰无处不在，电磁干扰和电磁辐射对电子设备的危害也日益严重。
与此同时，伴随着电子产品的更新升级，设备的功耗不断增大，发热量也随之快速上升。
未来高频率高功率电子产品要着力解决其产生的电磁辐射和热。为此，电子产品在设计时将会加入越来越多的电磁屏蔽及导热器件。因此电磁屏蔽和散热材料及器件的作用将愈发重要，未来需求也将持续增长。
以导热石墨烯为例，5G手机有望在更多关键零部件部位采用定制化导热石墨烯方案，同时复合型和多层高导热膜由于具备更优的散热效果而将会被更多采用。
高频PCB板材料
高频PCB板要求材料介电常数必须小而且很稳定、与铜箔的热膨胀系数尽量一致。同时吸水性要低，否则受潮时会影响介电常数与介电损耗。另外耐热性、抗化学性、冲击强度、剥离强度等亦必须良好。
热塑性材料聚四氟乙烯（PTFE）具有耐高温特点，使用工作温度达250℃。在较宽频率范围内的介电常数和介电损耗都很低，而且击穿电压、体积电阻率和耐电弧性都较高，是理想的PCB板材料。
PTFE还可通过各种形式的填料如玻璃纤维或陶瓷材料加固增强及可改善材料的热膨胀系数，材料兼具PTFE材料本身具有的低的温度特性和电气特性，非常适合于高频毫米波多层板的应用。

助剂

低介电玻纤
玻纤在改性塑料中主要起到增强效果，增加材料的整体强度，5G改性塑料将采用低介电常数的玻璃纤维进行增强改性。低介电玻纤的生产企业有重庆国际复合材料、泰山玻纤等。
低介电填料
为满足高频通讯要求，改性塑料将向低介电常数方面改性，可降低塑料的介电常数的填料有空心玻璃微珠、笼形倍半硅氧烷、介孔二氧化硅、蒙脱土等。空心玻璃微珠是由钠硼硅酸盐材料经特殊工艺制程的薄壁、封闭的微小珠体;笼形倍半硅氧烷的笼形中空结构相当于在树脂基体中接入了纳米气泡，可降低材料的介电常数。空心玻璃微珠生产企业有3M、中科雅丽等。
高介电填料
为满足电子产品的小型化设计，需提高塑料的介电常数，目前用作高介电聚合物基复合材料中的功能填料主要包括金属导体、铁电陶瓷、有机半导体等，如二氧化钛、钛酸锶、钛酸钙、钛酸钡、钛酸锶钡等。此类助剂生产厂家有上海典扬、攀钢钛业、龙蟒佰利联、泛华化学、无锡隆傲电子等。
低介电阻燃剂
目前阻燃剂有卤系阻燃剂和无卤阻燃剂，但出于环保要求，无卤阻燃改性塑料是必然的要求和发展方向，目前，一些含磷阻燃剂具有高效的阻燃性和良好的介电性能，无卤环保，可应用于高频材料中。低介电阻燃剂生产企业有富斯林、香霖化工等企业。
抗老化剂
基站在户外使用比较多，因此需要不少耐候，抗氧化助剂。老化有很多种情况，因此抗老化剂也有很多种，抗氧剂、抗UV剂以及光稳定剂都是抗老化剂的一种，抗氧剂能延缓或抑制塑料氧化降解的物质，抗UV剂主要防止紫外线照射使分子链断裂，塑料老化泛黄。抗老化剂厂商有利安隆、联胜科技、广州志一化工、保定乐凯等。
低介电增韧剂
无机粉体填充改性使复合材料的机械性能降低，加工工艺性变差等，因此需要添加增韧剂，低介电增韧剂有POE、SEBS等。POE生产厂家有埃克森美孚、陶氏化学、三井和LG等企业，SEBS厂商有中国石化、台橡、宁波科元等。
润滑剂
润滑剂的作用是降低物料之间以及物料和加工设备表面的摩擦力，改善改性复合材料的成型加工性，低介电的润滑剂有PE蜡、PTFE微粉等。此类润滑剂厂商有喜多村、歌瑞、上海拓聚、南京天诗等。