[發明專利]一種高介電常數石墨烯復合薄膜及制備方法

在審

• 申請號: 201710907879.1
• 申請日: 2017-09-29
• 公開（公告）號: CN109575515A
• 公開（公告）日: 2019-04-05
• 發明（設計）人: 肖干鳳
• 申請（專利權）人: 肖干鳳
• 主分類號: C08L63/00
• 分類號: C08L63/00;C08L79/08;C08K7/00;C08K3/04;C08J5/18
• 代理公司: 桂林市華杰專利商標事務所有限責任公司 45112
• 代理人: 周雯

本發明提供一種高介電常數石墨烯復合薄膜及制備方法，薄膜組成包括：聚合物基體，增韌體，介電填料，聚合物基體為環氧樹脂EP，增韌體是聚醚酰亞胺PEI,介電填料是石墨烯片GnPs，制備方法采用溶液共混法制備，該薄膜具有高介電常數、韌性好，具有高達400的介電常數，且該制備方法工藝簡單，易成型加工，成型周期短。

技術領域

本發明屬于高分子復合材料領域，具體涉及一種高介電常數石墨烯復合薄膜及制備方法。

背景技術

在如今的電子工業中，集成電路的小型化是重要的發展趨勢，而高導電性以及高介電常數的嵌入式電容器是其小型化的前提；

無機陶瓷材料介電常數高，并且已經廣泛的應用于電子器件絕緣領域而成為聚合物中的熱選材料，但是無機陶瓷材料脆性大，擊穿場強度較低；而單一的高分子材料雖然具有良好的加工性和柔韌性，但是介電常數不高，

現有技術制備復合薄膜的方法制備工藝復雜，難成型加工，且成型周期長。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明提供一種高介電常數石墨烯復合薄膜及制備方法，

該薄膜具有良好的柔韌性, 擊穿場強度高，且具有高的介電常數,

該制備方法易制備工藝簡單，易成型加工, 成型周期短，

實現本發明目的的技術方案是：

一種高介電常數石墨烯復合薄膜，其組成包括：聚合物基體，增韌體，介電填料，聚合物基體為環氧樹脂EP，增韌體是聚醚酰亞胺PEI，介電填料是石墨烯片GnPs,其中:

所述環氧樹脂質量份為100份，

所述聚醚酰亞胺質量份為25—35份，

所述石墨烯片質量份為0.1—2份。

一種高介電常數石墨烯復合薄膜的制備方法，是采用溶液共混法制備，具體制備步驟如下：

1)配制聚醚酰亞胺PEI溶液；

2)制備石墨烯片GnPs分散液；

3)制備GnPs/PEI分散液；

4)制備GnPs/PEI/EP復合材料；

5)GnPs/PEI/EP復合材料成膜；

所述步驟1）：是將PEI溶于二氯甲烷DCM中，按質量比為PEI:二氯甲烷DCM=10:90 的比例配制，得到PEI/DCM分散液；

所述步驟2）：準確稱量聚乙烯吡咯烷酮PVP的質量于錐形瓶中，倒入45 mL的DCM，在磁力攪拌使PVP溶解后，稱量等質量的GnPs于錐形瓶中，繼續攪拌5-6分鐘后，將錐形瓶轉移到超聲微波組合反應系統中超聲30 min得到GnPs分散液；

所述步驟3）：將步驟1）得到的分散液滴加入步驟（2）所得到的的分散液中，磁力攪拌5-6分鐘，再放入超聲微波組合反應系統中超聲30 min后，得到GnPs/PEI/DCM中的分散液；

所述步驟4）：將步驟3）得到的分散液滴加到預熱至80-100℃的EP中，在恒溫磁力攪拌器上85℃蒸除DCM，待無氣泡后加入固化劑，攪拌均勻，得到GnPs/PEI/EP復合材料；

所述步驟4）采用的固化劑是用質量比為二甲基卞胺 ：甲基四氫苯酐 = 0.3:100在常溫下混合均勻而成的。

所述步驟5）：將步驟4）所得的GnPs/PEI/EP復合材料，滴取出，涂抹在預先制備的好小銅片上，用載玻片沿著直線方向均勻刮過，刮完之后，在室溫下靜置一段時間，轉移到100 ℃烘箱內固化2 h后，再轉移到130 ℃烘箱固化10 h后，得到GnPs/PEI/EP復合薄膜。