[發明專利]高介電常數的陶瓷?聚合物復合材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201510367647.2
• 申請日: 2015-06-26
• 公開（公告）號: CN104985896B
• 公開（公告）日: 2017-03-08
• 發明（設計）人: 吳佩萱;房飛宇;張麟;陳新;王晗;陳新度;劉強
• 申請（專利權）人: 廣東工業大學
• 主分類號: B32B27/08
• 分類號: B32B27/08;B32B27/18;B32B27/20
• 代理公司: 廣州嘉權專利商標事務所有限公司44205
• 代理人: 譚英強,鄭澤萍

技術領域

本發明涉及復合材料領域，特別是涉及一種高介電常數的陶瓷-聚合物復合材料及其制備方法。

背景技術

現有技術中，制作陶瓷-聚合物的方法一般是采用偶聯劑與陶瓷粉直接結合后再加入聚合物材料的方式，但是將偶聯劑與陶瓷粉直接結合具有明顯缺陷，當偶聯劑用量過大時，容易導致材料的介電損耗增大；偶聯劑用量過少時，若直接與陶瓷粉混合，容易只與少量陶瓷粉結團，更不利于陶瓷粉末分散。另外，目前方法制成的陶瓷-聚合物，其微觀結構并不均勻，導致介電常數較低，介電性能較差。

發明內容

為了解決上述的技術問題，本發明的目的是提供一種高介電常數的陶瓷-聚合物復合材料的制備方法，本發明的另一目的是提供一種高介電常數的陶瓷-聚合物復合材料。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：

高介電常數的陶瓷-聚合物復合材料的制備方法，包括：

步驟1、將硅烷偶聯劑溶在第一溶劑中，制備成第一溶液；

步驟2、將陶瓷粉末與第一溶液混合后，制備成懸浮液；

步驟3、將聚合物材料溶在第二溶劑中，制備成第二溶液；

步驟4、將懸浮液與第二溶液混合后，制備成陶瓷-聚合物復合材料漿體；

步驟5、將陶瓷-聚合物復合材料漿體制備成固態薄膜后，采用熱處理方法使固態薄膜改性；

步驟6、將兩固態薄膜中聚合物密度較大的面壓合在一起后，制成多層復合材料。

進一步，所述硅烷偶聯劑選自乙烯基硅烷、氨基硅烷、環氧基硅烷、巰基硅烷以及甲基丙烯酰氧基硅烷偶聯劑中的至少一種，所述第一溶劑選自甲醇、乙醇、異丙醇、甲苯以及丙酮中的至少一種。

進一步，所述陶瓷粉末選自鈦酸鋇、鈦酸鍶、鈦酸鍶鋇、鈦酸銅鈣以及La、Ce、Nd、Eu和Fe多摻雜鈦酸鋇中的至少一種。

進一步，所述聚合物材料選自聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚偏氟乙烯、聚三氟氯乙烯、聚乙烯-四氟乙烯、聚偏氟乙烯-三氟乙烯、聚偏氟乙烯-三氟氯乙烯以及聚偏氟乙烯-三氟乙烯-二氟氯乙烯中的至少一種，所述第二溶劑選自氮氮二甲基甲酰胺、乙酸乙酯、丙酮、甲苯、四氫呋喃以及氯仿中的至少一種。

進一步，所述懸浮液中，硅烷偶聯劑占陶瓷粉末總質量的1%~10%或占陶瓷粉末總體積的5%~30%。

進一步，所述陶瓷-聚合物復合材料漿體中，陶瓷粉末與聚合物材料的體積比X的取值范圍為：0<X≤50%。

進一步，所述步驟1，其具體為：

將硅烷偶聯劑加入第一溶劑中使其水解獲得水解溶液后，將水解溶液充分攪拌，制備成第一溶液。

進一步，所述步驟4，其具體為：

將懸浮液與第二溶液充分混合后進行超聲分散，制備成陶瓷-聚合物復合材料漿體。

進一步，所述步驟5，其具體為：

將陶瓷-聚合物復合材料漿體通過溶液流延法在石英片上制備成固態薄膜后，采用熱處理方法使固態薄膜改性。

本發明解決其技術問題所采用的另一技術方案是：

高介電常數的陶瓷-聚合物復合材料，該復合材料是采用所述的高介電常數的陶瓷-聚合物復合材料的制備方法制成的。

本發明的有益效果是：本發明的高介電常數的陶瓷-聚合物復合材料的制備方法，包括：步驟1、將硅烷偶聯劑溶在第一溶劑中，制備成第一溶液；步驟2、將陶瓷粉末與第一溶液混合后，制備成懸浮液；步驟3、將聚合物材料溶在第二溶劑中，制備成第二溶液；步驟4、將懸浮液與第二溶液混合后，制備成陶瓷-聚合物復合材料漿體；步驟5、將陶瓷-聚合物復合材料漿體制備成固態薄膜后，采用熱處理方法使固態薄膜改性；步驟6、將兩固態薄膜中聚合物密度較大的面壓合在一起后，制成多層復合材料。本方法制成的陶瓷-聚合物復合材料，聚合物材料與陶瓷粉末的結合度較好，避免了結團現象，而且微觀結構更加均勻，其介電常數極大提高，介電損失降低，介電性能更優異。

本發明的另一有益效果是：本發明的高介電常數的陶瓷-聚合物復合材料，是采用所述的高介電常數的陶瓷-聚合物復合材料的制備方法制成的。本陶瓷-聚合物復合材料，聚合物材料與陶瓷粉末的結合度較好，避免了結團現象，而且微觀結構更加均勻，其介電常數極大提高，介電損失降低，介電性能更優異。

附圖說明

下面結合附圖和實施例對本發明作進一步說明。

圖1是本發明的高介電常數的陶瓷-聚合物復合材料的制備方法的步驟5中獲得的固態薄膜的內部結構示意圖；

圖2是采用傳統方法對固態薄膜進行壓合的示意圖；