[發明專利]一種可控泡孔形態的電介質材料及制備方法

在審

• 申請號: 201911383260.0
• 申請日: 2019-12-27
• 公開（公告）號: CN111117251A
• 公開（公告）日: 2020-05-08
• 發明（設計）人: 劉聰;阿拉木斯;肖藤;劉奕賢
• 申請（專利權）人: 西南科技大學
• 主分類號: C08L83/04
• 分類號: C08L83/04;C08K3/04;C08J9/00;H01G4/18
• 代理公司: 北京天盾知識產權代理有限公司 11421
• 代理人: 趙桂芳

本發明屬于電介質材料技術領域，公開了一種可控泡孔形態的電介質材料及制備方法，可控泡孔形態的電介質材料為石墨烯/硅橡膠電介質泡沫材料，所述石墨烯/硅橡膠電介質泡沫材料由石墨烯與室溫硫化硅橡膠按重量百分比1：100、2：100、3：100或4：100組成；在制備時首先采用超聲分散石墨烯，之后干燥箱除去部分酒精，加入B組份，攪拌除去酒精，加入A組份攪拌，澆筑固化脫模，制作硅橡膠泡沫復合材料。本發明提供的可調泡孔形態的電介質泡沫材料用作介電材料，具有泡孔結構可調節介電常數的優點，制備方法過程簡單。

技術領域

本發明屬于電介質材料技術領域，尤其涉及一種可控泡孔形態的電介質材料及制備方法。

背景技術

目前，最接近的現有技術：隨著微電電路和封裝技術的發展，電容器得到了廣泛應用，電容器的需求以容量大、發熱小、體積小、擊穿電壓高為主要導向。電容器中存在電介質材料，隨著人類需求的提升，對電介質材料提出了更高的要求，除了希望它有優異的力學性能、熱學性能，還需要它有高的介電常數和低介電損耗，而在一些電路板中需要低介電常數的材料來降低互連線的RC延遲和串擾噪聲等，因此復合材料的介電常數可以調節顯得很有必要。

綜上所述，現有技術存在的問題是：現有的電介質材料的介電常數調節，不能滿足不同應用的需求。

解決上述技術問題的難度：現有的技術可以調節介電常數，但往往是改變填料的添加量，改變基體和填料之間的界面關系。本方案主要從基體上改變結構，控制泡孔形態(泡孔數目、泡孔直徑)來調節介電常數的大小，制備的材料還具備泡沫的優異性能。找到泡孔數目、泡孔直徑與介電常數大小的關系存在一定的難度。介電損耗的大小不能做的很小。

解決上述技術問題的意義：為開發和制作滿足預期大小的介電常數的電容器提供一定的理論基礎和技術指導。并且保持介電常數較低水平。

發明內容

針對現有技術存在的問題，本發明提供了一種可控泡孔形態的電介質材料及制備方法。

本發明是這樣實現的，一種可控泡孔形態的電介質材料是石墨烯/硅橡膠電介質泡沫材料，所述石墨烯與室溫硫化硅橡膠的重量百分比為1：100、2：100、3：100或者4：100；所述電介質材料經過超聲分散，行星攪拌、機械攪拌等，最終復合在管狀模具上制成過介電材料。

本發明的另一目的在于提供一種可控泡孔形態的電介質材料的制備方法，包括如下步驟：

步驟一、超聲分散：稱取一份質量的石墨烯粉末，加入足量的無水乙醇，在超聲波分散器(FS-1200N)中分散，分散功率選擇840W，超聲分散30min，得到分散后的溶液。功率840W，時間30min，是根據試驗確定.石墨烯在此功率下分散效果最佳，與現有技術在不同材料基體中有區別，具體為功率大小不同，具有獨立的適用性.

步驟二、靜置：將步驟一中的混合溶液靜置去除上清液，使用行星攪拌10min，再使用真空干燥箱干燥，干燥溫度選擇120℃，時間選擇10min。行星攪拌10min，可以除去一部分酒精，并把石墨烯分散液再次分散均勻，由試驗而得，與現有技術不同，大部分攪拌是分散均勻，此處攪拌也有去除部分酒精的作用。

步驟三、加入B組份：向步驟二所制得的含有少量乙醇的分散液中加入B組份。

步驟四、行星攪拌：將步驟三的溶液在自轉公轉攪拌機中快速攪拌10min，得到不含酒精的石墨烯和B組份的溶液。10min能夠使石墨烯充分地分散在B組份溶液中，數據是試驗得出，現有技術沒有出現介紹。時間過短攪拌不均勻，時間過長，內部發熱，影響硅橡膠性能。

步驟五、添加A組份：向步驟四中所得溶液中加入A組份，后用精密電動攪拌器迅速攪拌30s。試驗測試不同時長，時間過長容易部分泡孔破壞，時間過短攪拌不均勻。