一種用于高儲(chǔ)能電容器的復(fù)合介電材料及其制備方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明提供了一種用于高儲(chǔ)能電容器的復(fù)合介電材料及其制備方法，所述的復(fù)合介電材料由鈦酸鋇和環(huán)氧樹(shù)脂組成，所述的制備方法包括如下步驟：a）鈦酸鋇表面處理，b）制備混合懸濁液，c）熱壓成型。本發(fā)明揭示了一種用于高儲(chǔ)能電容器的復(fù)合介電材料及其制備方法，該復(fù)合介電材料不僅具有高介電常數(shù)和低損耗，還具有較高的力學(xué)性能和可加工性能，其制備方法合理、易于操作、環(huán)境污染少。
【專(zhuān)利說(shuō)明】—種用于高儲(chǔ)能電容器的復(fù)合介電材料及其制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種電子材料，尤其涉及一種用于高儲(chǔ)能電容器的復(fù)合介電材料及其制備方法，屬于電子材料【技術(shù)領(lǐng)域】。

【背景技術(shù)】
[0002]電子材料是現(xiàn)代電子工業(yè)和科學(xué)技術(shù)發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)，主要是指在電子技術(shù)和微電子技術(shù)中使用的材料，包括介電材料、半導(dǎo)體材料、壓電與鐵電材料、導(dǎo)電金屬及其合金材料、磁性材料、光電子材料以及其他相關(guān)材料。電子材料涵蓋范圍廣泛，其主要功能在于本身為光機(jī)能性，或會(huì)影響產(chǎn)品電氣性質(zhì)的材料。當(dāng)前，電子材料主要應(yīng)用于1C制造、平面顯示器、構(gòu)裝、印刷電路板、太陽(yáng)電池等產(chǎn)業(yè)。
[0003]作為電子材料之一的介電材料，其性能要求越來(lái)越高，尤其是用于高儲(chǔ)能電容器中的介電材料，更迫切需要具有高介電系數(shù)、低損耗，同時(shí)具有較高力學(xué)性能和可加工性能。目前，用于高儲(chǔ)能電容器中的介電材料大多采用復(fù)合材料，而復(fù)合材料的性能決定于所選填充顆粒的分散性。然而，現(xiàn)有的制備技術(shù)往往存在填充顆粒團(tuán)聚嚴(yán)重，造成大量氣孔存在從而導(dǎo)致復(fù)合材料的力學(xué)、電氣等性能?chē)?yán)重下降的問(wèn)題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對(duì)上述需求，本發(fā)明提供了一種用于高儲(chǔ)能電容器的復(fù)合介電材料及其制備方法，該復(fù)合介電材料不僅具有高介電常數(shù)和低損耗，還具有較高的力學(xué)性能和可加工性能，其制備方法合理、易于操作、環(huán)境污染少。
[0005]本發(fā)明是一種用于高儲(chǔ)能電容器的復(fù)合介電材料及其制備方法，所述的復(fù)合介電材料由鈦酸鋇和環(huán)氧樹(shù)脂組成，所述的制備方法包括如下步驟:a)鈦酸鋇表面處理，b)制備混合懸濁液，c)熱壓成型。
[0006]在本發(fā)明一較佳實(shí)施例中，所述的鈦酸鋇和環(huán)氧樹(shù)脂占復(fù)合介電材料的質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為:鈦酸鋇40?60%，環(huán)氧樹(shù)脂40?60%。
[0007]在本發(fā)明一較佳實(shí)施例中，所述的鈦酸鋇原料選用納米鈦酸鋇粒子，其粒徑為85 ?lOOnm,密度為 5.85g/m3。
[0008]在本發(fā)明一較佳實(shí)施例中，所述的步驟a)中，鈦酸鋇表面處理先用硅烷偶聯(lián)劑KH550進(jìn)行處理，再進(jìn)行過(guò)濾和真空干燥。
[0009]在本發(fā)明一較佳實(shí)施例中，所述的步驟b)中，制備混合懸濁液包括如下步驟:1)制取鈦酸鋇粉末懸濁液；2)加環(huán)氧樹(shù)脂、分散劑、固化劑、促進(jìn)劑，制取混合懸濁液。
[0010]在本發(fā)明一較佳實(shí)施例中，所述的步驟c)中，熱壓成型包括如下步驟:1)將制取的混合懸濁液進(jìn)行烘干與脫泡處理；2)在80?160°C、15MPa模壓工藝條件下成型并冷卻至室溫。
[0011]本發(fā)明揭示了一種用于高儲(chǔ)能電容器的復(fù)合介電材料及其制備方法，該復(fù)合介電材料不僅具有高介電常數(shù)和低損耗，還具有較高的力學(xué)性能和可加工性能，其制備方法合理、易于操作、環(huán)境污染少。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0012]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明:
圖1是本發(fā)明實(shí)施例用于高儲(chǔ)能電容器的復(fù)合介電材料制備方法的工序步驟圖。

【具體實(shí)施方式】
[0013]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的較佳實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)闡述，以使本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和特征能更易于被本領(lǐng)域技術(shù)人員理解，從而對(duì)本發(fā)明的保護(hù)范圍做出更為清楚明確的界定。
[0014]圖1是本發(fā)明實(shí)施例用于高儲(chǔ)能電容器的復(fù)合介電材料制備方法的工序步驟圖；該復(fù)合介電材料由鈦酸鋇和環(huán)氧樹(shù)脂組成，所述的制備方法包括如下步驟:a)鈦酸鋇表面處理，b)制備混合懸濁液，c)熱壓成型。
[0015]本發(fā)明提及的用于高儲(chǔ)能電容器的復(fù)合介電材料采用溶液法以鈦酸鋇與環(huán)氧樹(shù)脂進(jìn)行復(fù)合制備而成，其中，鈦酸鋇原料選用納米鈦酸鋇粒子，其粒徑為85?lOOnm，密度為5.85g/m3。該復(fù)合介電材料中鈦酸鋇的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為40?60%，環(huán)氧樹(shù)脂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為40?60%。通過(guò)對(duì)該復(fù)合介電材料進(jìn)行介電性能、熱性能及力學(xué)性能的測(cè)試，結(jié)果表明:采用本發(fā)明制備方法制成的復(fù)合介電材料具有最佳的介電性能、力學(xué)性能及熱穩(wěn)定性能。
[0016]實(shí)施例1
具體制備方法如下:
a)鈦酸鋇表面處理，首先配置好硅烷偶聯(lián)劑KH550，再將鈦酸鋇納米粒子加入到硅烷偶聯(lián)劑KH550處理液中，攪拌混合20min，然后進(jìn)行過(guò)濾，再將過(guò)濾后的產(chǎn)物放入真空干燥箱中，在60°C下干燥lh，獲得偶聯(lián)劑處理鈦酸鋇納米粒子。經(jīng)硅烷偶聯(lián)劑處理后，納米鈦酸鋇表面包覆了一層偶聯(lián)劑，減少了顆粒之間的相互作用，從而提高了納米鈦酸鋇的分散性。
[0017]b)制備混合懸濁液，具體制備過(guò)程為:先將一定量的經(jīng)偶聯(lián)劑處理的納米鈦酸鋇粉末放入聚四氟乙烯球磨灌中，其占復(fù)合材料的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為40%，并加入適量丙酮，經(jīng)過(guò)超聲處理形成鈦酸鋇粉末懸濁液；然后加入一定量的雙酚A型環(huán)氧樹(shù)脂，其占復(fù)合材料的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為60%，同時(shí)加入適量聚醚胺固化劑、磷酸酯分散劑、二乙基四甲基咪唑促進(jìn)劑，再將聚四氟乙烯球磨灌置于行星式球磨機(jī)上球磨24h，形成均勻的混合懸濁液。
[0018]c)熱壓成型，具體制備過(guò)程為:先將制得的混合懸濁液倒入烘干容器中在75°C烘箱中烘lh ;然后放入真空烘箱中抽除材料中的氣泡；再以熱壓法制成厚度約1_的圓片，模壓工藝條件為:溫度80?160°C梯度升溫，壓力15MPa;最后在同一壓力下冷卻至室溫，SP制得納米鈦酸鋇/環(huán)氧樹(shù)脂復(fù)合介電材料。
[0019]實(shí)施例2 具體制備方法如下:
a)鈦酸鋇表面處理，首先配置好硅烷偶聯(lián)劑KH550，再將鈦酸鋇納米粒子加入到硅烷偶聯(lián)劑KH550處理液中，攪拌混合20min，然后進(jìn)行過(guò)濾，再將過(guò)濾后的產(chǎn)物放入真空干燥箱中，在60°C下干燥lh，獲得偶聯(lián)劑處理鈦酸鋇納米粒子。經(jīng)硅烷偶聯(lián)劑處理后，納米鈦酸鋇表面包覆了一層偶聯(lián)劑，減少了顆粒之間的相互作用，從而提高了納米鈦酸鋇的分散性。
[0020]b)制備混合懸濁液，具體制備過(guò)程為:先將一定量的經(jīng)偶聯(lián)劑處理的納米鈦酸鋇粉末放入聚四氟乙烯球磨灌中，其占復(fù)合材料的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為50%，并加入適量丙酮，經(jīng)過(guò)超聲處理形成鈦酸鋇粉末懸濁液；然后加入一定量的雙酚A型環(huán)氧樹(shù)脂，其占復(fù)合材料的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為50%，同時(shí)加入適量聚醚胺固化劑、磷酸酯分散劑、二乙基四甲基咪唑促進(jìn)劑，再將聚四氟乙烯球磨灌置于行星式球磨機(jī)上球磨24h，形成均勻的混合懸濁液。
[0021]c)熱壓成型，具體制備過(guò)程為:先將制得的混合懸濁液倒入烘干容器中在75°C烘箱中烘lh ;然后放入真空烘箱中抽除材料中的氣泡；再以熱壓法制成厚度約1_的圓片，模壓工藝條件為:溫度80?160°C梯度升溫，壓力15MPa;最后在同一壓力下冷卻至室溫，SP制得納米鈦酸鋇/環(huán)氧樹(shù)脂復(fù)合介電材料。由于
納米鈦酸鋇經(jīng)表面處理后分散性大大提高，同時(shí)還與環(huán)氧樹(shù)脂基體之間形成化學(xué)鍵接，增加了體系的界面結(jié)合效果，故既能提高復(fù)合材料的介電常數(shù)，還能有效地降低復(fù)合材料的介質(zhì)損耗，大幅提高復(fù)合材料的沖擊韌性。
[0022]本發(fā)明揭示了一種用于高儲(chǔ)能電容器的復(fù)合介電材料及其制備方法，該復(fù)合介電材料不僅具有高介電常數(shù)和低損耗，還具有較高的力學(xué)性能和可加工性能，其制備方法合理、易于操作、環(huán)境污染少。
[0023]以上所述，僅為本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明所揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可不經(jīng)過(guò)創(chuàng)造性勞動(dòng)想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求書(shū)所限定的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1.一種用于高儲(chǔ)能電容器的復(fù)合介電材料及其制備方法，其特征在于，所述的復(fù)合介電材料由鈦酸鋇和環(huán)氧樹(shù)脂組成，所述的制備方法包括如下步驟:a)鈦酸鋇表面處理，b)制備混合懸濁液，c)熱壓成型。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于高儲(chǔ)能電容器的復(fù)合介電材料及其制備方法，其特征在于，所述的鈦酸鋇和環(huán)氧樹(shù)脂占復(fù)合介電材料的質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為:鈦酸鋇40?60%，環(huán)氧樹(shù)脂40?60%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于高儲(chǔ)能電容器的復(fù)合介電材料及其制備方法，其特征在于，所述的鈦酸鋇原料選用納米鈦酸鋇粒子，其粒徑為85?lOOnm，密度為5.85g/m3。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于高儲(chǔ)能電容器的復(fù)合介電材料及其制備方法，其特征在于，所述的步驟a)中，鈦酸鋇表面處理先用硅烷偶聯(lián)劑KH550進(jìn)行處理，再進(jìn)行過(guò)濾和真空干燥。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于高儲(chǔ)能電容器的復(fù)合介電材料及其制備方法，其特征在于，所述的步驟b)中，制備混合懸濁液包括如下步驟:1)制取鈦酸鋇粉末懸濁液；2)加環(huán)氧樹(shù)脂、分散劑、固化劑、促進(jìn)劑，制取混合懸濁液。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于高儲(chǔ)能電容器的復(fù)合介電材料及其制備方法，其特征在于，所述的步驟c)中，熱壓成型包括如下步驟:1)將制取的混合懸濁液進(jìn)行烘干與脫泡處理；2)在80?160°C、15MPa模壓工藝條件下成型并冷卻至室溫。
【文檔編號(hào)】C08L63/00GK104292764SQ201410600390
【公開(kāi)日】2015年1月21日 申請(qǐng)日期:2014年10月31日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月31日
【發(fā)明者】馬進(jìn) 申請(qǐng)人:常熟市微塵電器有限公司