一种有机介电材料、复合膜及其制备方法与应用技术

本发明专利技术公开了一种有机介电材料、复合膜及其制备方法与应用。所述材料包括带亲水基团的基底，所述基底表面含有经氟化改性后形成的疏水层，所述氟化改性为通过表面引发的可控自由基聚合法于所述基底表面引入含氟基团。本发明专利技术公开的有机介电材料具有优秀的疏水性，具有较高的介电常数、低损耗因数，适用于电润湿技术领域。领域。领域。

【技术实现步骤摘要】
一种有机介电材料、复合膜及其制备方法与应用


[0001]本专利技术属于材料
，具体涉及一种有机介电材料、复合膜及其制备方法与应用。

技术介绍

[0002]有机介电材料是一种极其重要的微电子基本材料，特别是高聚物具有体积电阻率高(1016
‑
1020Ω*cm)、介质损耗低(＜10
－4
)等半导体特殊优良的电性能，同时某些高聚物还具有优良的导电性能。另外，由于高聚物成型加工容易，品型多，故在电器方向应用广泛。高分子电介质材料包括聚丙烯(PP)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚碳酸酯(PC)等。然而，随着科学技术的进步，对有机介电材料的疏水性能要求越来越高，现今的大部分有机介电材料已越来越不能满足生产需要。

技术实现思路

[0003]本专利技术旨在至少解决上述现有技术中存在的技术问题之一。为此，本专利技术提出一种有机介电材料，具有疏水性能好的特点。
[0004]本专利技术还提出一种有机介电材料的制备方法。
[0005]本专利技术还提出具有上述有机介电材料的复合膜。
[0006]本专利技术还提出上述复合膜的制备方法。
[0007]本专利技术还提出一种显示器件。
[0008]本专利技术还提出一种电子器件。
[0009]本专利技术还提出上述有机介电材料和复合膜的应用。
[0010]本专利技术的第一方面，提出了一种有机介电材料，所述材料包括带亲水基团的基底，所述基底表面含有经氟化改性后形成的疏水层，所述氟化改性为通过表面引发的可控自由基聚合法于所述基底表面引入含氟基团。
[0011]根据本专利技术实施例的有机介电材料，至少具有以下有益效果：本专利技术采用新的合成方法，通过表面引发活性聚合，从而对基底进行改性，得到有机介电材料。本专利技术得到的有机介电材料由于疏水层中含氟基团的引入，具有优秀的疏水性，同时，具有优秀的介电性能，介电常数高、低损耗因数，且具有高频稳定的特点(如，可在MHz范围内保持稳定)。本专利技术表面引发聚合反应条件温和简单易操作，聚合效果很好，很大程度上提高了材料的疏水性，制备得到低毒、环境友好型含氟疏水绝缘材料，完美解决微电子塑料短缺的问题。
[0012]本专利技术的有机介电材料可用于航空航天、电气绝缘、电子元件封装、液晶显示、汽车、医疗、卫星、核潜艇、微电子或精密机械包装
，尤其适用于电润湿

[0013]在本专利技术的一些实施方式中，所述表面引发的可控自由基聚合处理包括原子转移自由基聚合、氮氧基自由基聚合或可逆加成
‑
碎裂链转移聚合中的至少一种。
[0014]需要说明的是，表面引发的可控自由基聚合：SI
‑
CRP；原子转移自由基聚合：ATRP；氮氧基自由基聚合：NMP；可逆加成
‑
碎裂链转移聚合：RAFT。
[0015]在本专利技术的一些优选的实施方式中，所述原子转移自由基聚合包括无机催化剂催化的原子转移自由基聚合。
[0016]通过上述实施方式，本专利技术表面引发聚合反应条件温和简单易操作，可在常温条件下实现改性原料的接枝，形成疏水层。本专利技术可采用无机金属盐催化ATRP在基底上聚合，聚合效果很好，很大程度上提高了材料的疏水性，制备得到低毒、环境友好型含氟疏水绝缘材料，且所得材料在具有优秀疏水性的同时，具有较高的透光率。通过本专利技术的一些实验例可知，可通过改变反应时间来控制接枝长度，从而调节疏水层的厚度。
[0017]在本专利技术的一些实施方式中，所述疏水层为聚合物刷。
[0018]在本专利技术的一些实施方式中，所述含氟基团包括
‑
CF3、
‑
CHF2、
‑
CH2F中的至少一种。
[0019]在本专利技术的一些实施方式中，所述基底的表面含有多个醇羟基。
[0020]在本专利技术的一些实施方式中，所述基底包括含有羟基的生物质颗粒。
[0021]在本专利技术的一些实施方式中，所述基底包括微纳米纤维素。
[0022]在本专利技术的一些优选的实施方式中，所述微纳米纤维素包括纤维素纳米晶、纤维素纳米纤维、微晶纤维素、细菌纤维素或纤维素球中的至少一种。
[0023]通过上述实施方式，本专利技术公开的是氟化微纳米纤维素(包括氟化纤维素纳米晶)，具有广阔的应用空间。如，当为氟化纤维素纳米晶时，为微纳胶体颗粒，具有丰富的聚合物加工特性：首先，可用有机溶剂、离子溶剂等对其进行加热溶解来通过旋涂法或其他加工工艺制备薄膜；其次，由于氟化纤维素纳米晶具有一定的熔点，可对其进行直接加热熔融手段，通过挤出法或其他加工工艺制备纤维、熔喷布等产品，应用范围广。
[0024]在本专利技术的一些实施方式中，所述氟化改性使用的改性剂包括含氟聚合单体和溴化剂。
[0025]所述含氟聚合单体是指具有含氟基团的聚合单体。
[0026]在本专利技术的一些优选的实施方式中，所述含氟聚合单体包括丙烯酸氟代酯类聚合单体。
[0027]在本专利技术的一些更优选的实施方式中，所述丙烯酸氟代酯类聚合单体包括甲基丙烯酸三氟乙酯、(甲基)丙烯酸三氟甲酯、(甲基)丙烯酸三氟乙酯、(甲基)丙烯酸四氟丙酯、(甲基)丙烯酸四氟丁酯、(甲基)丙烯酸五氟乙酯、(甲基)丙烯酸五氟丙酯、(甲基)丙烯酸五氟丁酯、(甲基)丙烯酸六氟丁酯、(甲基)丙烯酸七氟丁酯、(甲基)丙烯酸七氟戊酯、(甲基)丙烯酸八氟戊酯、(甲基)丙烯酸八氟己酯、(甲基)丙烯酸九氟戊酯、(甲基)丙烯酸九氟己酯、(甲基)丙烯酸十氟己酯、(甲基)丙烯酸十氟庚酯、(甲基)丙烯酸十一氟己酯、(甲基)丙烯酸十一氟庚酯、(甲基)丙烯酸十二氟庚酯、(甲基)丙烯酸十二氟辛酯、(甲基)丙烯酸十三氟庚酯、(甲基)丙烯酸十三氟辛酯、(甲基)丙烯酸十四氟辛酯、(甲基)丙烯酸十四氟壬酯(甲基)丙烯酸十五氟辛酯、(甲基)丙烯酸十五氟癸酯、(甲基)丙烯酸十六氟壬酯、(甲基)丙烯酸十六氟癸酯、(甲基)丙烯酸十七氟癸酯、(甲基)丙烯酸十七氟十一酯、(甲基)丙烯酸十八氟癸酯、(甲基)丙烯酸十八氟十一酯、(甲基)丙烯酸十九氟十一酯或(甲基)丙烯酸十九氟十二酯中的至少一种。
[0028]其中，甲基丙烯酸三氟乙酯：TFEMA。
[0029]在本专利技术的一些优选的实施方式中，所述溴化剂与所述基底表面亲水基团反应。
[0030]在本专利技术的一些更优选的实施方式中，所述溴化剂包括2
‑
溴异丁酰溴或2
‑
溴丙酰
溴中的至少一种。
[0031]本专利技术的第二方面，提出了一种有机介电材料的制备方法，包括如下步骤：取带亲水基团的基底，通过氟化改性在所述基底表面形成疏水层，其中，所述氟化改性为通过表面引发的可控自由基聚合法于所述基底表面引入含氟基团。
[0032]根据本专利技术实施例的一种有机介电材料的制备方法，至少具有以下有益效果：本专利技术采用新的合成方法，通过表面引发活性聚合，从而对基底进行改性，得到有机介电材料。本专利技术表面引发聚合反应条件温和简单易操作，可在常温条件下实现改性原料本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种有机介电材料，其特征在于，所述材料包括带亲水基团的基底，所述基底表面含有经氟化改性后形成的疏水层，所述氟化改性为通过表面引发的可控自由基聚合法于所述基底表面引入含氟基团。2.根据权利要求1所述的一种有机介电材料，其特征在于，所述含氟基团包括
‑
CF3、
‑
CHF2、
‑
CH2F中的至少一种；优选地，所述基底的表面含有多个醇羟基；优选地，所述基底包括含有羟基的生物质颗粒；优选地，所述基底包括微纳米纤维素；优选地，所述微纳米纤维素包括纤维素纳米晶、纤维素纳米纤维、微晶纤维素、细菌纤维素或纤维素球中的至少一种。3.根据权利要求1所述的一种有机介电材料，其特征在于，所述氟化改性使用的改性剂包括含氟聚合单体和溴化剂；优选地，所述含氟聚合单体包括丙烯酸氟代酯类聚合单体；优选地，所述丙烯酸氟代酯类聚合单体包括甲基丙烯酸三氟乙酯、(甲基)丙烯酸三氟甲酯、(甲基)丙烯酸三氟乙酯、(甲基)丙烯酸四氟丙酯、(甲基)丙烯酸四氟丁酯、(甲基)丙烯酸五氟乙酯、(甲基)丙烯酸五氟丙酯、(甲基)丙烯酸五氟丁酯、(甲基)丙烯酸六氟丁酯、(甲基)丙烯酸七氟丁酯、(甲基)丙烯酸七氟戊酯、(甲基)丙烯酸八氟戊酯、(甲基)丙烯酸八氟己酯、(甲基)丙烯酸九氟戊酯、(甲基)丙烯酸九氟己酯、(甲基)丙烯酸十氟己酯、(甲基)丙烯酸十氟庚酯、(甲基)丙烯酸十一氟己酯、(甲基)丙烯酸十一氟庚酯、(甲基)丙烯酸十二氟庚酯、(甲基)丙烯酸十二氟辛酯、(甲基)丙烯酸十三氟庚酯、(甲基)丙烯酸十三氟辛酯、(甲基)丙烯酸十四氟辛酯、(甲基)丙烯酸十四氟壬酯(甲基)丙烯酸十五氟辛酯、(甲基)丙烯酸十五氟癸酯、(甲基)丙烯酸十六氟壬酯、(甲基)丙烯酸十六氟癸酯、(甲基)丙烯酸十七氟癸酯、(甲基)丙烯酸十七氟十一酯、(甲基)丙烯酸十八氟癸酯、(甲基)丙烯酸十八氟十一酯、(甲基)丙烯酸十九氟十一酯或(甲基)丙烯酸十九氟十二酯中的至少一种；优选地，所述溴化剂包括2
‑
溴异丁酰溴或2
‑
溴丙酰溴中的至少一种。4.一种有机介电材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：取带亲水基团的...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐雪珠，徐卓凡，郭媛媛，蒋洪伟，周国富，
申请(专利权)人：华南师范大学，
类型：发明
国别省市：