[發(fā)明專利]一種聚四氟乙烯基復(fù)合材料及其制備方法與應(yīng)用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510691311.1
• 申請日: 2015-10-22
• 公開（公告）號: CN106609020B
• 公開（公告）日: 2019-01-04
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 梁飛;張路;呂文中;范桂芬;王曉川
• 申請（專利權(quán)）人: 華中科技大學(xué)
• 主分類號: C08L27/18
• 分類號: C08L27/18;C08K9/10;C08K3/08;C08K3/22
• 代理公司: 華中科技大學(xué)專利中心 42201
• 代理人: 朱仁玲

本發(fā)明公開了一種聚四氟乙烯基復(fù)合材料，包括聚四氟乙烯以及分散于其中的Ag@TiO₂，所述Ag@TiO₂為TiO₂包覆納米銀顆粒的核殼結(jié)構(gòu)顆粒，其中，所述納米銀顆粒與所述TiO₂的摩爾比為1:10～1:4，所述TiO₂為金紅石型，所述Ag@TiO₂在所述復(fù)合材料中的體積分數(shù)為30％～70％，其粒徑小于600nm。本發(fā)明還公開了該復(fù)合材料的制備方法與應(yīng)用。本發(fā)明通過在聚四氟乙烯中填充Ag@TiO₂，制備了一種具有較高的相對介電常數(shù)的復(fù)合材料，同時通過調(diào)節(jié)Ag@TiO₂在材料中的比例，可以根據(jù)需求優(yōu)化材料的介電性能，具有廣泛的工程實用性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于有機/無機復(fù)合材料領(lǐng)域，更具體地，涉及一種聚四氟乙烯基復(fù)合材料及其制備方法與應(yīng)用。

背景技術(shù)

聚合物基復(fù)合介電材料是以有機聚合物為基體，將具有高相對介電常數(shù)或易極化的微納米尺寸無機顆粒或其它有機物作為填充物復(fù)合而成，綜合了無機材料的高介電性能，同時還兼?zhèn)渚酆衔锏恼辰Y(jié)性、韌性、易加工性，在信息和微電子工業(yè)等領(lǐng)域具有廣泛應(yīng)用。該領(lǐng)域的研究與應(yīng)用的關(guān)鍵是材料合成路線的設(shè)計與性能的有機結(jié)合，聚合物基體與表面修飾無機顆粒界面的良好作用，使其具有優(yōu)良的介電特性。目前聚合物基復(fù)合介電材料的無機顆粒添加物主要有金屬氧化物、金屬納米顆粒以及核殼結(jié)構(gòu)顆粒。

電子科技大學(xué)肖勇等人研究了金紅石TiO₂復(fù)合PTFE對其介電性能的影響(參見《TiO₂含量對PTFE/TiO₂微波介質(zhì)復(fù)合材料性能的影響》肖勇，吳孟強，袁穎，龐翔，陳黎，童啟銘，壓電與聲光，1004-2474(2012)05-0768-04)，通過填充金紅石型TiO₂而提高復(fù)合材料的介電常數(shù)。復(fù)合介電材料在1000Hz下的相對介電常數(shù)為5～12，改善比較有限，同時，當(dāng)金紅石型TiO₂的質(zhì)量分數(shù)超過60％時，部分TiO₂顆粒會發(fā)生團聚，這會影響材料的機械性能。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)的以上缺陷或改進需求，本發(fā)明通過將Ag@TiO₂核殼結(jié)構(gòu)顆粒分散于聚四氟乙烯，制備出了一種具有高相對介電常數(shù)的復(fù)合材料。

為實現(xiàn)上述目的，按照本發(fā)明的一個方面，提供了一種聚四氟乙烯基復(fù)合材料，包括聚四氟乙烯以及Ag@TiO₂，所述Ag@TiO₂為金紅石型TiO₂包覆納米銀顆粒的核殼結(jié)構(gòu)顆粒，其粒徑小于600nm，其中，所述納米銀顆粒與所述金紅石型TiO₂的摩爾比為1:10～1:4，所述Ag@TiO₂以30％～70％的體積分數(shù)分散于所述復(fù)合材料中，使得所述復(fù)合材料在1000Hz下的相對介電常數(shù)為15～95。

優(yōu)選地，所述納米銀顆粒的粒徑為50nm～120nm。

優(yōu)選地，所述金紅石型TiO₂的相對介電常數(shù)為80～110。

優(yōu)選地，所述Ag@TiO₂的粒徑小于400nm。

優(yōu)選地，所述納米銀顆粒與所述金紅石型TiO₂的摩爾比為3:20～1:5。

按照本發(fā)明的另一方面，還提供了該復(fù)合材料的制備方法，包括以下步驟：