The invention discloses a ceramic / polymer composite material which is compounded by a surface modified ceramic and a polymer matrix with a rigid polymer in situ. The surface is modified in situ to form a rigid polymer in situ polymerization on the surface of the ceramic by functionalization of the ceramic surface, chain transfer, and monomer polymerization step. In addition, the invention also provides the preparation method and application of the ceramic / polymer composite material. In the invention, the surface of the modified in situ polymer can increase dielectric composite dielectric constant increase in composite inorganic filler content conditions; modification layer and the accurate control, can effectively overcome the ceramic and polymer materials of poor compatibility and uneven mixing and other issues, provide scientific and quantitative basis for the interface effect of dielectric composites.
【技术实现步骤摘要】
一种陶瓷/聚合物复合材料、制备方法及应用
本专利技术涉及陶瓷/聚合物复合材料
,具体涉及一种陶瓷/聚合物复合材料、制备方法以及精准调控所述界面层厚度以用来调控所述的陶瓷/聚合物复合材料的介电常数及储能密度等的应用。
技术介绍
陶瓷/聚合物介电复合材料广泛应用于可再生能源系统和电子、电气等领域,因而在科学研究和商业应用等方面引起了极大的兴趣。介电复合材料中填充的陶瓷粉末一般具有纳米尺度,陶瓷颗粒和聚合物基体之间的界面区域面积非常大,并成为复合材料中主要的一部分,因此复合物中的界面性质成为影响其性能的最主要因素之一。为获得更大的界面面积,制得介电常数高、抗击穿电场值、储能密度等良好性能的陶瓷/聚合物复合物,除了填充具有纳米尺度的陶瓷颗粒外,还需要改善陶瓷颗粒在复合物中分散不均匀和相容性差的问题,这些问题将严重影响复合物的抗击穿电场值,从而限制了复合材料储能密度的提高。针对这些问题,在过去的十几年里,研究者针对上述问题致力于陶瓷颗粒表面修饰。常见的表面修饰剂主要包括采用多巴胺、双氧水、硅烷偶联剂、聚乙烯醇及聚乙烯吡咯烷酮等。现有的修饰方法大都是在陶瓷颗粒表面吸附或者包覆柔性小分子或聚合物,形成一层树脂层,然而该树脂层厚度通常保持在较低的值,比如2~6nm,无法有效地将整个被修饰的陶瓷粒子包裹,上述的问题无法得到显著改善。另外,为改善介电复合材料的介电常数,现有技术中,大多通过提高陶瓷颗粒的含量的等方法实现;然而,当前报道的陶瓷/聚合物复合物介电常数仍然限制在较低的水平,还无法满足实际应用的要求。可见单纯依靠添加高介电常数的陶瓷颗粒来获得高性能的介电常数并不 ...
【技术保护点】
一种陶瓷/聚合物复合材料,其特征在于,由表面原位修饰有刚性聚合物的陶瓷和聚合物基体复合而成。
【技术特征摘要】
1.一种陶瓷/聚合物复合材料,其特征在于,由表面原位修饰有刚性聚合物的陶瓷和聚合物基体复合而成。2.如权利要求1所述的陶瓷/聚合物复合材料,其特征在于,所述表面原位修饰为通过陶瓷表面官能化、链转移、单体聚合在陶瓷的表面原位聚合形成刚性聚合物。3.如权利要求2所述的陶瓷/聚合物复合材料,其特征在于,所述的刚性聚合物为聚乙烯基对苯二甲酸二(对甲氧基苯酚)酯、纤维素、含氟聚合物中的至少一种。4.如权利要求2所述的陶瓷/聚合物复合材料,其特征在于,所述的刚性聚合物为聚乙烯基对苯二甲酸二(对甲氧基苯酚)酯。5.如权利要求4所述的陶瓷/聚合物复合材料,其特征在于,表面原位修饰步骤为:陶瓷经双氧水处理得表面羟基化的陶瓷,随后再经(3-氨基丙基)二甲基乙氧基硅烷处理,得表面氨基化的陶瓷;将表面氨基化的陶瓷与二硫代苯甲酸(4-氰基戊酸)反应得表面接枝CPDB的陶瓷,最后将表面接枝CPDB的陶瓷在无水、无氧条件下和偶氮二异丁腈和MPCS聚合,得到PMPCS修饰的陶瓷。6.如权利要求1~5任一项所述的陶瓷/聚合物复合材料,其特征在于,所述的陶瓷为钛酸钡、钛酸锶钡、锆钛酸铅、二氧化钛、钛酸钠、铌镁酸铅钛酸铅、钛酸锶、钛酸铋钠、铌酸钾钠中的至少一种;所述的陶瓷的形貌为纳米球、纳米线、纳米棒、纳米管、纳米片中的至少一种。7.如权利要求6所述的陶瓷/聚...
【专利技术属性】
技术研发人员:罗行,张斗,陈盛,周科朝,
申请(专利权)人:中南大学,
类型:发明
国别省市:湖南,43
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