一种高介电液晶高分子复合材料及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种高介电液晶高分子复合材料及其制备方法，属于高分子材料技术领域，所述高介电液晶高分子复合材料主要包括以下组分：液晶聚合物；聚(偏二氟乙烯

【技术实现步骤摘要】
一种高介电液晶高分子复合材料及其制备方法


[0001]本申请涉及高分子材料
，尤其涉及一种高介电液晶高分子复合材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]随着科学技术的不断突破，电子电气行业发展迅速，轻量化、小型化、集成化已经是电子产品的未来发展趋势，电容器作为电气元件重要的一环，广泛应用在电子设备、通信设备以及其他脉冲功率设备中。电容器的大小和效率对整个进程影响至关重要，高介电聚合物基复合材料正是使电容器能够小型化的一个重要方法。
[0003]传统的高介电材料主要是无机陶瓷材料(如钛酸钡、钛酸铜钙、钛酸锆等)，虽然这些材料具有非常高的介电常数，但同时也存在介电损耗高的问题。

技术实现思路

[0004]本申请实施例提供了一种高介电液晶高分子复合材料及其制备方法，以解决现有高介电高分子复合材料存在介电损耗高的技术问题。
[0005]第一方面，本申请实施例提供了一种高介电液晶高分子复合材料，所述高介电液晶高分子复合材料包括以下组分：液晶聚合物；聚(偏二氟乙烯
‑
co
‑
六氟丙烯)；改性多壁碳纳米管；以及改性介电陶瓷；
[0006]以质量份数计，所述改性多壁碳纳米管包括以下组分：
[0007]多壁碳纳米管0.5～2份；聚乙烯吡咯烷酮1～4份；硅烷偶联剂1.5～5份；
[0008]以质量份数计，所述改性介电陶瓷包括以下组分：
[0009]介电陶瓷10～20份；多巴类化合物1～2份。
[0010]进一步地，所述硅烷偶联剂包括乙烯基甲基二甲氧基硅烷、3
‑
(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷和3
‑
巯丙基三甲氧基硅烷中的至少一种。
[0011]进一步地，所述介电陶瓷包括钛酸钡、钛酸锶和钛酸钙中的至少一种。
[0012]进一步地，所述多巴类化合物包括多巴、多巴胺和盐酸多巴胺中的至少一种。
[0013]进一步地，所述液晶聚合物为全芳香族液晶聚合物。
[0014]进一步地，所述液晶聚合物、聚(偏二氟乙烯
‑
co
‑
六氟丙烯)、改性多壁碳纳米管和改性介电陶瓷的质量比为(20～35)：(14～16)：(1～4)：(10～20)。
[0015]第二方面，本申请实施例提供了一种第一方面所述的高介电液晶高分子复合材料的制备方法，所述制备方法包括：
[0016]得到改性多壁碳纳米管；
[0017]得到改性介电陶瓷；
[0018]将聚(偏二氟乙烯
‑
co
‑
六氟丙烯)溶解于第一溶剂中，得到第一溶液；
[0019]将所述改性多壁碳纳米管和所述改性介电陶瓷溶解于第二溶剂中，得到第二溶液；
[0020]将所述第一溶液加入到所述第二溶液中搅拌混合，得到第三溶液；
[0021]将液晶聚合物加入到所述第三溶液中搅拌混合，得到第四溶液；
[0022]将所述第四溶液加入到水中进行洗涤，后干燥、热压成型，得到高介电液晶高分子复合材料。
[0023]进一步地，所述得到改性多壁碳纳米管，具体包括：
[0024]将多壁碳纳米管加入到第三溶剂中，得到第五溶液；
[0025]将聚乙烯吡咯烷酮加入到第四溶剂中，得到第六溶液；
[0026]将所述第五溶液加入到所述第六溶液中，后室温下密封、离心分离，得到第一沉淀物；
[0027]将硅烷偶联剂加入第五溶剂中，调节pH至9
‑
10，得到第七溶液；
[0028]将所述第一沉淀物加入到所述第七溶液中进行搅拌，后离心分离，得到第二沉淀物；
[0029]将所述第二沉淀物进行洗涤，后干燥、研磨，得到改性多壁碳纳米管。
[0030]进一步地，所述得到改性介电陶瓷，具体包括：
[0031]将介电陶瓷加入到Tris缓冲液中，得到第八溶液；
[0032]将多巴类化合物加入到所述第八溶液中并调节pH值至8～9，后冰浴中超声8～15min，得到第九溶液；
[0033]将所述第九溶液于室温下搅拌10～24h，后真空抽滤、洗涤、干燥，得到核壳结构的介电陶瓷；
[0034]将所述核壳结构的介电陶瓷分散于水中，后冰浴中超声0.5～1h，得到第十溶液；
[0035]将所述AgNO3溶液加入到所述第十溶液中，后经冰浴中搅拌1～2h、离心分离、洗涤和干燥，得到改性介电陶瓷。
[0036]进一步地，所述热压成型的工作参数包括：温度为300℃～350℃，压力为10MPa～15MPa。
[0037]本申请实施例提供的上述技术方案与现有技术相比具有如下优点：
[0038]本申请实施例提供了一种高介电液晶高分子复合材料，该高介电液晶高分子复合材料采用聚(偏二氟乙烯
‑
co
‑
六氟丙烯)、改性多壁碳纳米管以及改性介电陶瓷与液晶聚合物进行复合，不同填料间起到了明显的协同增强的作用，得到兼具高介电和低介电损耗的液晶高分子复合材料。具体来说：有机硅烷偶联剂提高了多壁碳纳米管与基体之间的相容性，使得其分散均匀，并且由于在其表面接枝绝缘层，降低了渗流阈值；在介电陶瓷表面包覆聚多巴胺层，PDA壳和含氟聚合物之间的氢键大大增强了纳米复合材料的界面粘合力，而且成功引入了纳米银颗粒的库伦屏蔽效应；通过利用两种改性填料之间的协同作用，使得液晶高分子复合材料在保证高介电性能的情况下，还具有低介电损耗的特点，有效解决了现有高介电高分子复合材料存在介电损耗高的技术问题。
附图说明
[0039]此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本专利技术的实施例，并与说明书一起用于解释本专利技术的原理。
[0040]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现
有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0041]图1为本申请实施例提供的一种高介电液晶高分子复合材料的制备方法的流程示意图。
具体实施方式
[0042]下面将结合具体实施方式和实施例，具体阐述本专利技术，本专利技术的优点和各种效果将由此更加清楚地呈现。本领域技术人员应理解，这些具体实施方式和实施例是用于说明本专利技术，而非限制本专利技术。
[0043]在整个说明书中，除非另有特别说明，本文使用的术语应理解为如本领域中通常所使用的含义。因此，除非另有定义，本文使用的所有技术和科学术语具有与本专利技术所属领域技术人员的一般理解相同的含义。若存在矛盾，本说明书优先。
[0044]除非另有特别说明，本专利技术中用到的各种原材料、试剂、仪器和设备等，均可通过市场购买得到或者可通过现有方法制备得到。
[0045]随着科学技术的不断突破，电子电气行业发展迅速，轻量化、小型化、集成化已经是电子产品的未来发展趋势，电容器作为电本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高介电液晶高分子复合材料，其特征在于，所述高介电液晶高分子复合材料包括以下组分：液晶聚合物；聚(偏二氟乙烯
‑
co
‑
六氟丙烯)；改性多壁碳纳米管；以及改性介电陶瓷；以质量份数计，所述改性多壁碳纳米管包括以下组分：多壁碳纳米管0.5～2份；聚乙烯吡咯烷酮1～4份；硅烷偶联剂1.5～5份；以质量份数计，所述改性介电陶瓷包括以下组分：介电陶瓷10～20份；多巴类化合物1～2份。2.根据权利要求1所述的高介电液晶高分子复合材料，其特征在于，所述硅烷偶联剂包括乙烯基甲基二甲氧基硅烷、3
‑
(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷和3
‑
巯丙基三甲氧基硅烷中的至少一种。3.根据权利要求1所述的高介电液晶高分子复合材料，其特征在于，所述介电陶瓷包括钛酸钡、钛酸锶和钛酸钙中的至少一种。4.根据权利要求1所述的高介电液晶高分子复合材料，其特征在于，所述多巴类化合物包括多巴、多巴胺和盐酸多巴胺中的至少一种。5.根据权利要求1所述的高介电液晶高分子复合材料，其特征在于，所述液晶聚合物为全芳香族液晶聚合物。6.根据权利要求1～5任一项所述的高介电液晶高分子复合材料，其特征在于，所述液晶聚合物、聚(偏二氟乙烯
‑
co
‑
六氟丙烯)、改性多壁碳纳米管和改性介电陶瓷的质量比为(20～35)：(14～16)：(1～4)：(10～20)。7.一种权利要求1～6任一项所述的高介电液晶高分子复合材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：得到改性多壁碳纳米管；得到改性介电陶瓷；将聚(偏二氟乙烯
‑
co
‑
六氟丙烯)...

【专利技术属性】
技术研发人员：于冉，张东宝，徐良，乐泽伟，陈荣强，张建，邵彩萍，
申请(专利权)人：宁夏清研高分子新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：