[發明專利]一種聚醚酰亞胺/鈦酸鋇/石墨烯介電復合材料的制備方法

在審

• 申請號: 201710912110.9
• 申請日: 2017-09-29
• 公開（公告）號: CN109575595A
• 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: C08L79/08
• 分類號: C08L79/08;C08K3/24;C08K3/04
• 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

本發明公開了一種聚醚酰亞胺/鈦酸鋇/石墨烯介電復合材料的制備方法，具體包括如下步驟：1）按一定比例，將乙醇與聚醚酰亞胺混合配制聚醚酰亞胺溶液，采用物理分散方法將石墨烯與鈦酸鋇（BaTiO3，BT）均勻分散在聚醚酰亞胺溶液，經超聲波細胞粉碎處理20?25min，得到聚醚酰亞胺/鈦酸鋇/石墨烯混合溶液；2）混合溶液經90?100℃真空條件下熱處理2?2.5 h，以排除乙醇溶劑和水，然后加入固化劑，攪拌混合均勻，獲得固化體系；3）固化體系在室溫下真空除氣30?35min，而后在45?55℃下熱固化4?5 h，90?100℃下固化5?6h，得到聚醚酰亞胺/鈦酸鋇/石墨烯復合材料。該方法工藝簡單，制備周期短，制備得到的到復合材料介電常數高。

技術領域

本發明涉及介電復合材料制備技術領域，具體是一種聚醚酰亞胺/鈦酸鋇/石墨烯介電復合材料的制備方法。

背景技術

高分子材料有很多的優點，其性能非常優異，如強度高、質量輕、加工性能好、電氣絕緣性能好、韌性好，以及價格便宜等，在很多領域里正在被廣泛地應用。但是高分子材料的加工性能差、耐老化性能差，高溫性能差，強度方面有一定的局限，易應力松弛和蠕變，介電常數低。21世紀以來科技的巨大發展帶動著各行業的進步，使傳統聚合物的材料使用受到了限制。這時高分子材料與金屬材料、無機非金屬材料的有效復合，可以改善高分子聚合物材料的一些性能，如易加工性、介電性能的大幅升高以及力學性能的升高，使高分子材料的應用得到了很大的拓寬。

高介電材料主要包括的有高介電性能的無機材料，比如陶瓷材料BaTiO3，還有高介電性能的高分子聚合物材料。當前制備高介電常數材料的主要方法就是，將介電陶瓷或導體填料等功能體加入到高分子聚合物基體中制成復合材料。然而介電陶瓷/聚合物復合材料和導體/聚合物復合材料都是各具特色的，前者想要獲得高介電常數一般應加入高含量的介電陶瓷，不利于加工，燒結溫度過高，同時還有可能導致材料的柔性和機械性能變差，使用壽命和材料穩定性都會下降，而后者的介電損耗相對較高。于是，大量的導體/介電陶瓷/聚合物三元復合材料開始被研制。將高介電陶瓷、導電粒子分別或者是同時加入到聚合物基體中, 可以獲得具有較高的介電性能的材料。因此，將陶瓷顆粒（低損耗）與導電粒子（高介電）混合，再與高分子聚合物復合，這成為制備高介電、低損耗復合材料的一種較為合適的方法。

石墨烯在很多方面都具有很好的性能，石墨烯很小的填充量也能明顯地改善復合材料的各方面性能。石墨烯同時具有納米硅片和碳納米管的優點，這樣石墨烯在提髙聚合物材料力學性能的同時還可以提高聚合物材料的導電、導熱性能。正是由于石墨烯優越的化學和物理性能，在新材料中的應用特別廣泛。

發明內容

本發明的目的在于提供一種聚醚酰亞胺/鈦酸鋇/石墨烯高介電復合材料的制備方法，該方法工藝簡單，制備周期短，制備得到的到復合材料介電常數高。

實現本發明目的的技術方案是：

一種聚醚酰亞胺/鈦酸鋇/石墨烯介電復合材料的制備方法，具體包括如下步驟：

1）按一定比例，將乙醇與聚醚酰亞胺混合配制聚醚酰亞胺溶液，采用物理分散方法將石墨烯與鈦酸鋇（BaTiO3，BT）均勻分散在聚醚酰亞胺溶液，經超聲波細胞粉碎處理20 -25min，得到聚醚酰亞胺/鈦酸鋇/石墨烯混合溶液；

2）混合溶液經90-100℃真空條件下熱處理2-2.5 h，以排除乙醇溶劑和水，然后加入固化劑，攪拌混合均勻，獲得固化體系；

3）固化體系在室溫下真空除氣30-35min，而后在45-55℃下熱固化4-5 h，90-100℃下固化5 -6h，得到聚醚酰亞胺/鈦酸鋇/石墨烯復合材料。

步驟1）中，所述的聚醚酰亞胺與乙醇的質量比為4:1。

步驟1）中，所述的聚醚酰亞胺、鈦酸鋇、石墨烯的質量比為100：10-15：0.5-2。