一种用于高储能电容器的复合介电材料及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种用于高储能电容器的复合介电材料及其制备方法，所述的复合介电材料由钛酸钡和环氧树脂组成，所述的制备方法包括如下步骤：a）钛酸钡表面处理，b）制备混合悬浊液，c）热压成型。本发明专利技术揭示了一种用于高储能电容器的复合介电材料及其制备方法，该复合介电材料不仅具有高介电常数和低损耗，还具有较高的力学性能和可加工性能，其制备方法合理、易于操作、环境污染少。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种电子材料，尤其涉及一种用于高储能电容器的复合介电材料及其制备方法，属于电子材料

技术介绍
电子材料是现代电子工业和科学技术发展的物质基础，主要是指在电子技术和微电子技术中使用的材料，包括介电材料、半导体材料、压电与铁电材料、导电金属及其合金材料、磁性材料、光电子材料以及其他相关材料。电子材料涵盖范围广泛，其主要功能在于本身为光机能性，或会影响产品电气性质的材料。当前，电子材料主要应用于IC制造、平面显示器、构装、印刷电路板、太阳电池等产业。作为电子材料之一的介电材料，其性能要求越来越高，尤其是用于高储能电容器中的介电材料，更迫切需要具有高介电系数、低损耗，同时具有较高力学性能和可加工性能。目前，用于高储能电容器中的介电材料大多采用复合材料，而复合材料的性能决定于所选填充颗粒的分散性。然而，现有的制备技术往往存在填充颗粒团聚严重，造成大量气孔存在从而导致复合材料的力学、电气等性能严重下降的问题。
技术实现思路
针对上述需求，本专利技术提供了一种用于高储能电容器的复合介电材料及其制备方法，该复合介电材料不仅具有高介电常数和低损耗，还具有较高的力学性能和可加工性能，其制备方法合理、易于操作、环境污染少。本专利技术是一种用于高储能电容器的复合介电材料及其制备方法，所述的复合介电材料由钛酸钡和环氧树脂组成，所述的制备方法包括如下步骤：a）钛酸钡表面处理，b）制备混合悬浊液，c）热压成型。在本专利技术一较佳实施例中，所述的钛酸钡和环氧树脂占复合介电材料的质量分数分别为：钛酸钡40～60％，环氧树脂40～60％。在本专利技术一较佳实施例中，所述的钛酸钡原料选用纳米钛酸钡粒子，其粒径为85～100nm，密度为5.85g/m3。在本专利技术一较佳实施例中，所述的步骤 a）中，钛酸钡表面处理先用硅烷偶联剂KH550进行处理，再进行过滤和真空干燥。在本专利技术一较佳实施例中，所述的步骤b）中，制备混合悬浊液包括如下步骤：1）制取钛酸钡粉末悬浊液；2）加环氧树脂、分散剂、固化剂、促进剂，制取混合悬浊液。在本专利技术一较佳实施例中，所述的步骤c）中，热压成型包括如下步骤：1）将制取的混合悬浊液进行烘干与脱泡处理；2）在80～160℃、15MPa模压工艺条件下成型并冷却至室温。本专利技术揭示了一种用于高储能电容器的复合介电材料及其制备方法，该复合介电材料不仅具有高介电常数和低损耗，还具有较高的力学性能和可加工性能，其制备方法合理、易于操作、环境污染少。附图说明下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明：图1是本专利技术实施例用于高储能电容器的复合介电材料制备方法的工序步骤图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术的较佳实施例进行详细阐述，以使本专利技术的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本专利技术的保护范围做出更为清楚明确的界定。图1是本专利技术实施例用于高储能电容器的复合介电材料制备方法的工序步骤图；该复合介电材料由钛酸钡和环氧树脂组成，所述的制备方法包括如下步骤：a）钛酸钡表面处理，b）制备混合悬浊液，c）热压成型。本专利技术提及的用于高储能电容器的复合介电材料采用溶液法以钛酸钡与环氧树脂进行复合制备而成，其中，钛酸钡原料选用纳米钛酸钡粒子，其粒径为85～100nm，密度为5.85g/m3。该复合介电材料中钛酸钡的质量分数为40～60％，环氧树脂的质量分数为40～60％。通过对该复合介电材料进行介电性能、热性能及力学性能的测试，结果表明：采用本专利技术制备方法制成的复合介电材料具有最佳的介电性能、力学性能及热稳定性能。实施例1具体制备方法如下：a）钛酸钡表面处理，首先配置好硅烷偶联剂KH550，再将钛酸钡纳米粒子加入到硅烷偶联剂KH550处理液中，搅拌混合20min，然后进行过滤，再将过滤后的产物放入真空干燥箱中，在60℃下干燥1h，获得偶联剂处理钛酸钡纳米粒子。经硅烷偶联剂处理后，纳米钛酸钡表面包覆了一层偶联剂，减少了颗粒之间的相互作用，从而提高了纳米钛酸钡的分散性。b）制备混合悬浊液，具体制备过程为：先将一定量的经偶联剂处理的纳米钛酸钡粉末放入聚四氟乙烯球磨灌中，其占复合材料的质量分数为40%，并加入适量丙酮，经过超声处理形成钛酸钡粉末悬浊液；然后加入一定量的双酚A型环氧树脂，其占复合材料的质量分数为60%，同时加入适量聚醚胺固化剂、磷酸酯分散剂、二乙基四甲基咪唑促进剂，再将聚四氟乙烯球磨灌置于行星式球磨机上球磨24h，形成均匀的混合悬浊液。c）热压成型，具体制备过程为：先将制得的混合悬浊液倒入烘干容器中在75℃烘箱中烘1h；然后放入真空烘箱中抽除材料中的气泡；再以热压法制成厚度约1mm的圆片，模压工艺条件为：温度80～160℃梯度升温，压力15MPa；最后在同一压力下冷却至室温，即制得纳米钛酸钡/环氧树脂复合介电材料。实施例2具体制备方法如下：a）钛酸钡表面处理，首先配置好硅烷偶联剂KH550，再将钛酸钡纳米粒子加入到硅烷偶联剂KH550处理液中，搅拌混合20min，然后进行过滤，再将过滤后的产物放入真空干燥箱中，在60℃下干燥1h，获得偶联剂处理钛酸钡纳米粒子。经硅烷偶联剂处理后，纳米钛酸钡表面包覆了一层偶联剂，减少了颗粒之间的相互作用，从而提高了纳米钛酸钡的分散性。b）制备混合悬浊液，具体制备过程为：先将一定量的经偶联剂处理的纳米钛酸钡粉末放入聚四氟乙烯球磨灌中，其占复合材料的质量分数为50%，并加入适量丙酮，经过超声处理形成钛酸钡粉末悬浊液；然后加入一定量的双酚A型环氧树脂，其占复合材料的质量分数为50%，同时加入适量聚醚胺固化剂、磷酸酯分散剂、二乙基四甲基咪唑促进剂，再将聚四氟乙烯球磨灌置于行星式球磨机上球磨24h，形成均匀的混合悬浊液。c）热压成型，具体制备过程为：先将制得的混合悬浊液倒入烘干容器中在75℃烘箱中烘1h；然后放入真空烘箱中抽除材料中的气泡；再以热压法制成厚度约1mm的圆片，模压工艺条件为：温度80～160℃梯度升温，压力15MPa；最后在同一压力下冷却至室温，即制得纳米钛酸钡/环氧树脂复合介电材料。由于纳米钛酸钡经表面处理后分散性大大提高，同时还与环氧树脂基体之间形成化学键接，增加了体系的界面结合效果，故既能提高复合材料的介电常数，还能有效地降低复合材料的介质损耗，大幅提高复合材料的冲击韧性。本专利技术揭示了一种用于高储能电容器的复合介电材料及其制备方法，该复合介电材料不仅具有高介电常数和低损耗，还具有较高的力学性能和可加工性能，其制备方法合理、易于操作、环境污染少。以上所述，仅为本专利技术的具体实施方式，但本专利技术的保护范围并不局限于此，任何熟悉本领域的技术人员在本专利技术所揭露的技术范围内，可不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本专利技术的保护范围之内。因此，本专利技术的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于高储能电容器的复合介电材料及其制备方法，其特征在于，所述的复合介电材料由钛酸钡和环氧树脂组成，所述的制备方法包括如下步骤：a）钛酸钡表面处理，b）制备混合悬浊液，c）热压成型。

【技术特征摘要】
1.一种用于高储能电容器的复合介电材料及其制备方法，其特征在于，所述的复合介电材料由钛酸钡和环氧树脂组成，所述的制备方法包括如下步骤：a）钛酸钡表面处理，b）制备混合悬浊液，c）热压成型。
2.根据权利要求1所述的用于高储能电容器的复合介电材料及其制备方法，其特征在于，所述的钛酸钡和环氧树脂占复合介电材料的质量分数分别为：钛酸钡40～60％，环氧树脂40～60％。
3.根据权利要求1所述的用于高储能电容器的复合介电材料及其制备方法，其特征在于，所述的钛酸钡原料选用纳米钛酸钡粒子，其粒径为85～100nm，密度为5.85g/m3。
4.根据权利要求1所述的用于高储能电...

【专利技术属性】
技术研发人员：马进，
申请(专利权)人：常熟市微尘电器有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32