本发明专利技术涉及聚合物介电材料技术领域，且公开了一种高强度有机‑无机杂化共聚物介电材料，包括以下配方原料：SiO
【技术实现步骤摘要】
一种高强度有机-无机杂化共聚物介电材料及其制法
本专利技术涉及聚合物介电材料
，具体为一种高强度有机-无机杂化共聚物介电材料及其制法。
技术介绍
介电材料是能在外加电场作用下发生极化、电导、击穿和损耗等现象的材料，通常介电材料属于绝缘体，通过感应而非传导的方式传递、存储和记录电场的作用及影响，其中电极化现象在外加电场作用下，材料中分子的正负电荷中心发生相对位移，产生电偶极矩，介电常数是表征介电材料的基本参数，一般要求所用电介质的介电常数越大越好，介电材料主要分为气体电介质材料如H2、N2等；液体电介质材料如苯、乙醇等；固体电介质材料如TiO2、Al2O3等材料。随着信息和电子工业的快速发展，对于电子电气元件具有很高的要求，即要求介电材料具有优异的介电性能，又要求介电材料具有良好的机械性能和加工性能，常用的无机介电材料由于脆性大，韧性不好，并且加工温度较高，以及不能满足人们在介电材料方面的需求，通过以聚合物为基体，引入高介电常数或易极化的微纳米尺度的无机颗粒或者其它有机物形成了聚合物基复合介电材料，其不仅具备优异的介电性能，同时具备良好的力学性能和加工性能，聚偏氟乙烯在虽然在聚合物介电材料具有一定的应用，但是聚偏氟乙烯的介电常数较低，介电性能较差，并且高介电常数的无机材料与聚偏氟乙烯分散性和相容性较差，在聚合物体系中易发生聚集和团聚，严重影响了聚偏氟乙烯复合材料的加工性能和介电性能。(一)解决的技术问题针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种高强度有机-无机杂化共聚物介电材料及其制法，解决了聚偏氟乙烯材料介电性能较差的问题，同时解决了高介电常数的无机材料与聚偏氟乙烯分散性和相容性较差的问题。(二)技术方案为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种高强度有机-无机杂化共聚物介电材料，包括以下按重量份数计的配方原料：5-7份SiO2-Ag-rGO复合材料、0.5-1份硅烷偶联剂、6-10份Fe3O4-BaTiO3复合材料、2.5-5份盐酸多巴胺、70-82份聚偏氟乙烯、4-7份固化剂。优选的，所述硅烷偶联剂为3-氨丙基三甲氧基硅烷。优选的，所述固化剂为三乙烯四胺。优选的，所述SiO2-Ag-rGO复合材料制备方法包括以下步骤：(1)向反应瓶中加入乙二醇和丙三醇混合溶剂，两者体积比为1.5-2:1，再加入氧化石墨烯和聚乙烯吡咯烷酮，将反应瓶中置于超声分散仪中，加热至50-70℃，进行超声分散处理1-2h，然后加入FeCl3的乙二醇溶液，匀速搅拌并缓慢滴加AgNO3的乙二醇溶液，将反应瓶中置于超声分散仪中，在60-80℃下，进行超声分散处理1-2h，将反应瓶置于油浴锅中加热至120-130℃，匀速搅拌反应3-5h，将溶液置于冰水浴中冷却，过滤除去溶剂，使用蒸馏水洗涤固体产物，并充分干燥，制备得到纳米Ag负载rGO。(2)向反应瓶中加入质量分数为3-6％的氨水溶液和乙醇溶液，两者体积比为2-3:1，再加入纳米Ag负载rGO，并缓慢滴加正硅酸乙酯的水溶液，将反应瓶中置于超声分散仪中，进行超声分散处理20-40min，将反应瓶置于油浴锅中，加热至40-50℃，匀速搅拌回流反应12-15h，将溶液置于冰水浴中冷却，过滤除去溶剂，使用蒸馏水洗涤固体产物，并充分干燥，制备得到SiO2-Ag-rGO复合材料。优选的，所述氧化石墨烯、聚乙烯吡咯烷酮、FeCl3和AgNO3，四者质量比为3-4:10-12:1:8-11。优选的，所述纳米Ag负载rGO和正硅酸乙酯，质量比为1.5-2:1。优选的，所述油浴锅包括箱体，箱体的右侧设置有控制台，箱体的顶部开设有浴槽，浴槽的内部固定连接有隔板，浴槽的顶部放置有盖板，盖板的顶部固定连接有把手，浴槽的槽底壁开设有排水口，箱体的正面固定连接有与排水口相通的水龙头。优选的，所述Fe3O4-BaTiO3复合材料制备方法包括以下步骤：(1)向反应瓶中加入蒸馏水溶剂、BaTiO3、聚苯乙烯磺酸钠、Fe(NO3)3和FeCl2，将反应瓶中置于超声分散仪中，进行超声分散处理3-5h，向溶液中加入氨水，调节溶液pH至9-10。(2)将反应瓶置于油浴锅中，加热至65-75℃，匀速搅拌回流反应2-3h，再加入水合肼溶液，匀速搅拌反应10-15h，将溶液置于冰水浴中冷却，过滤除去溶剂，使用适量的蒸馏水和乙醇洗涤固体产物，并充分干燥，制备得到Fe3O4-BaTiO3复合材料。优选的，所述BaTiO3、聚苯乙烯磺酸钠、Fe(NO3)3、FeCl2和水合肼溶液中的N2H4，五者质量比为14.5-15.5:1.3-1.5:3.8-4:1:20-25。优选的，所述高强度有机-无机杂化共聚物介电材料制备方法包括以下步骤：(1)向反应瓶中加入乙醇溶剂、5-7份SiO2-Ag-rGO复合材料和0.5-1份硅烷偶联剂3-氨丙基三甲氧基硅烷，将反应瓶置于油浴锅中加热至75-85℃，匀速搅拌回流反应8-12h，将溶液冷却至室温，减压浓缩除去溶剂，使用的乙醇洗涤固体产物并充分干燥，制备得到硅烷偶联剂改性SiO2-Ag-rGO复合材料。(2)向反应瓶中加入乙醇溶剂和质量分数为1-3％的氨水溶液，两者体积比1:3-4，再加入6-10份Fe3O4-BaTiO3复合材料和2.5-5份盐酸多巴胺，将反应瓶置于油浴锅中加热至60-70℃，匀速搅拌反应15-20h，将反应瓶置于冰水浴中冷却，过滤除去溶剂，使用蒸馏水洗涤固体产物，并充分干燥，制备得到聚多巴胺包覆Fe3O4-BaTiO3复合材料。(3)向反应瓶中加入甲苯溶剂、硅烷偶联剂改性SiO2-Ag-rGO复合材料、聚多巴胺包覆Fe3O4-BaTiO3复合材料和70-82份聚偏氟乙烯，将反应瓶置于超声分散仪中，在50-70℃下进行超声分散处理4-6h，将反应瓶中置于油浴锅中加热至110-120℃，匀速搅拌回流反应18-24h，然后将溶液冷却至室温，加入4-7份固化剂，匀速搅拌1-2h，将溶液置于成膜模具中，流延成膜，并置于鼓风干燥机中加热至110-130℃进行干燥和固化，制备得到高强度有机-无机杂化共聚物介电材料。(三)有益的技术效果与现有技术相比，本专利技术具备以下有益的技术效果：该一种高强度有机-无机杂化共聚物介电材料，氧化石墨烯的比表面积较低，通过多元醇还原法制备出纳米Ag，均匀分散和负载到氧化石墨烯的表面，减少了纳米Ag的聚集和结块现象，再通过原位生长法，使正硅酸乙酯生成SiO2-Ag-rGO复合材料，纳米SiO2具有优异的绝缘性，使SiO2-Ag-rGO复合材料呈现出良好的介电性能，纳米Ag具有较低的渗流阈值，低掺杂量的纳米Ag大幅增强了聚偏氟乙烯的介电性能，并且纳米SiO2在纳米Ag的周围形成绝缘层，避免了纳米Ag颗粒之间形成导电网络而影响材料的介电性能，虽然氧化石墨烯具有优异的导电性能，但是SiO2-Ag-rGO复合材料通过硅烷偶联剂，增强了与聚偏氟乙烯的分散性和相容性，使氧化石墨烯在聚偏氟乙烯中形成微量的渗流系统，降低了材料的介电损耗，从而提本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种高强度有机-无机杂化共聚物介电材料，包括以下按重量份数计的配方原料，其特征在于：5-7份SiO
【技术特征摘要】
1.一种高强度有机-无机杂化共聚物介电材料，包括以下按重量份数计的配方原料，其特征在于：5-7份SiO2-Ag-rGO复合材料、0.5-1份硅烷偶联剂、6-10份Fe3O4-BaTiO3复合材料、2.5-5份盐酸多巴胺、70-82份聚偏氟乙烯、4-7份固化剂。
2.根据权利要求1所述的一种高强度有机-无机杂化共聚物介电材料，其特征在于：所述硅烷偶联剂为3-氨丙基三甲氧基硅烷。
3.根据权利要求1所述的一种高强度有机-无机杂化共聚物介电材料，其特征在于：所述固化剂为三乙烯四胺。
4.根据权利要求1所述的一种高强度有机-无机杂化共聚物介电材料，其特征在于：所述SiO2-Ag-rGO复合材料制备方法包括以下步骤：
(1)向体积比为1.5-2:1的乙二醇和丙三醇混合溶剂中，加入氧化石墨烯和聚乙烯吡咯烷酮，将溶液置于油浴锅中在50-70℃下，进行超声分散处理1-2h，然后加入FeCl3的乙二醇溶液和AgNO3的乙二醇溶液，将溶液在60-80℃下，进行超声分散处理1-2h，然后将溶液加热至120-130℃，反应3-5h，将溶液除去溶剂、洗涤固体产物、干燥，制备得到纳米Ag负载rGO。
(2)向两者体积比为2-3:1的乙醇溶液和质量分数为3-6％的氨水溶液中，加入纳米Ag负载rGO、正硅酸乙酯的水溶液，将溶液进行超声分散处理20-40min，然后将溶液加热至40-50℃，反应12-15h，将溶液除去溶剂、洗涤固体产物、干燥，制备得到SiO2-Ag-rGO复合材料。
5.根据权利要求4所述的一种高强度有机-无机杂化共聚物介电材料，其特征在于：所述氧化石墨烯、聚乙烯吡咯烷酮、FeCl3和AgNO3，四者质量比为3-4:10-12:1:8-11。
6.根据权利要求4所述的一种高强度有机-无机杂化共聚物介电材料，其特征在于：所述纳米Ag负载rGO和正硅酸乙酯，质量比为1.5-2:1。
7.根据权利要求4所述的一种高强度有机-无机杂化共聚物介电材料，其特征在于：所述油浴锅包括箱体(1)，箱体(1)的右侧设置有控制台(2)，所述箱体(1)的顶部开设有浴槽(3)，所述浴槽(3)的内部固定连接有隔板(4)，所述浴槽(3)的顶部放置有盖板(5)，所述盖板...
【专利技术属性】
技术研发人员：金见习，
申请(专利权)人：新昌县同生生物技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33
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