[發(fā)明專利]環(huán)氧樹(shù)脂復(fù)合材料及其制備方法與應(yīng)用

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210020329.9
• 申請(qǐng)日: 2022-01-10
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN114292495B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-08-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 何慧;李剛
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 深圳市佳迪達(dá)新材料科技有限公司
• 主分類號(hào): C08L63/00
• 分類號(hào): C08L63/00;C08L5/08;C08K3/22;C08K3/04
• 代理公司: 華進(jìn)聯(lián)合專利商標(biāo)代理有限公司 44224
• 代理人: 向薇

本發(fā)明提供了一種環(huán)氧樹(shù)脂復(fù)合材料，以質(zhì)量百分?jǐn)?shù)計(jì)，包括如下原料：60％～80％的環(huán)氧樹(shù)脂、5％～20％的介電填料與5％～20％的固化劑；環(huán)氧樹(shù)脂為雙酚A型環(huán)氧樹(shù)脂；介電填料為二氧化鈦、碳納米管與殼聚糖以氫鍵偶聯(lián)的復(fù)合物。混雜介電填料能夠在雙酚A型環(huán)氧樹(shù)脂中進(jìn)行良好地分散、復(fù)合，最終有效地提高復(fù)合材料的介電常數(shù)，并且減低復(fù)合材料的介電損耗，避免其發(fā)熱現(xiàn)象。進(jìn)一步地，環(huán)氧樹(shù)脂復(fù)合材料中所包含的介電填料比例較小，避免了填料本身對(duì)環(huán)氧樹(shù)脂的其他性能帶來(lái)不利影響。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及樹(shù)脂領(lǐng)域，特別是涉及一種環(huán)氧樹(shù)脂復(fù)合材料及其制備方法與應(yīng)用。

背景技術(shù)

隨著近年來(lái)通信技術(shù)的快速發(fā)展和5G時(shí)代的加速到來(lái)，各種電子器件向著小型化、多功能化、輕量化發(fā)展，例如具有濾波、儲(chǔ)能等作用的儲(chǔ)能器件。由于高介電常數(shù)的電介質(zhì)材料可應(yīng)用范圍較廣，如直流電容器、電應(yīng)力控制產(chǎn)品、介電彈性體驅(qū)動(dòng)器、薄膜晶體管等，與此同時(shí)良好的電介質(zhì)材料還具有較小的介電損耗以保證電介質(zhì)材料處于電場(chǎng)中時(shí)損失的電能更少，因此具有高介電常數(shù)、低介電損耗的電介質(zhì)材料成為了電子行業(yè)研究的熱點(diǎn)。

傳統(tǒng)的高介電材料采用的是陶瓷材料，雖然介電常數(shù)滿足要求，但陶瓷材料柔韌性低，不利于微型化設(shè)計(jì)和加工，同時(shí)陶瓷材料的成本也較高。

聚合物電介質(zhì)材料成本低、介電損耗低、加工性好、韌性好，彌補(bǔ)了傳統(tǒng)電介質(zhì)材料的不足，豐富了電介質(zhì)材料的種類，有利于提高電介質(zhì)材料的綜合性能、拓寬電介質(zhì)材料的應(yīng)用領(lǐng)域。其中，環(huán)氧樹(shù)脂具有力學(xué)性能優(yōu)異、固化收縮率低、耐腐蝕、吸水率低的特點(diǎn)，是一種重要的高分子材料，在航空航天、軍事、機(jī)械、電子、能源、化工等眾多國(guó)防科技及國(guó)民建設(shè)領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用。但是，通常純的環(huán)氧樹(shù)脂介電常數(shù)值較低：電場(chǎng)頻率為60Hz時(shí)環(huán)氧樹(shù)脂的介電常數(shù)為3.5～5.0，因此在其用作電介質(zhì)材料的基體材料時(shí)，需要加入大量的電介質(zhì)材料滿足材料對(duì)低介電常數(shù)的要求。

將環(huán)氧樹(shù)脂與具有高介電常數(shù)的無(wú)機(jī)粒子復(fù)合是常用的制備高介電常數(shù)環(huán)氧樹(shù)脂復(fù)合材料的方法。傳統(tǒng)方法公開(kāi)了一種高介電常數(shù)環(huán)氧樹(shù)脂組合物，該高介電常數(shù)環(huán)氧樹(shù)脂包括環(huán)氧樹(shù)脂、固化劑、固化劑促進(jìn)劑、高介電填料、應(yīng)力吸收劑和氣相白炭黑，環(huán)氧樹(shù)脂的重量占組合物總重量的3％～25％，高介電填料使用鈦酸鋇或氧化鋁，占組合物的絕大部分。但是，這樣的方法往往使填料在樹(shù)脂基體中容易團(tuán)聚難于分散，從而影響材料的其它性能，并且環(huán)氧樹(shù)脂較脆，加入大量填料之后對(duì)環(huán)氧樹(shù)脂的力學(xué)性能有不利的影響。

發(fā)明內(nèi)容

基于此，本發(fā)明提供了一種環(huán)氧樹(shù)脂復(fù)合材料，其具有較高的介電常數(shù)與較低的介電損耗，同時(shí)所包含的介電填料質(zhì)量比例較低，保證環(huán)氧樹(shù)脂良好的力學(xué)性能。

本發(fā)明通過(guò)如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)。

一種環(huán)氧樹(shù)脂復(fù)合材料，以質(zhì)量百分?jǐn)?shù)計(jì)，包括如下原料：60％～80％的環(huán)氧樹(shù)脂、5％～20％的介電填料與5％～20％的固化劑；

所述環(huán)氧樹(shù)脂為雙酚A型環(huán)氧樹(shù)脂；

所述介電填料為二氧化鈦、碳納米管與殼聚糖以氫鍵偶聯(lián)的復(fù)合物。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述固化劑為固化劑593。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述雙酚A型環(huán)氧樹(shù)脂選自E42、E44或E51。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，二氧化鈦、碳納米管與殼聚糖以氫鍵偶聯(lián)的復(fù)合物的制備包括如下步驟：

將所述殼聚糖與酸混合，進(jìn)行水解反應(yīng)，然后將水解反應(yīng)結(jié)束后的物料與所述二氧化鈦以及所述碳納米管混合，制備懸浮液；

將所述懸浮液與堿混合，分層，取固體，洗滌，干燥。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述殼聚糖、所述二氧化鈦、所述碳納米管與所述酸的質(zhì)量比為(0.001～0.01):(0.01～0.1):(0.005～0.05):1。