CN111469509A - 一种多层混合型高介电常数低介电损耗复合材料及其制备方法 - Google Patents

一种多层混合型高介电常数低介电损耗复合材料及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN111469509A
CN111469509A CN202010299432.2A CN202010299432A CN111469509A CN 111469509 A CN111469509 A CN 111469509A CN 202010299432 A CN202010299432 A CN 202010299432A CN 111469509 A CN111469509 A CN 111469509A
Authority
CN
China
Prior art keywords
surface treatment
dielectric
dielectric constant
composite material
conductive particles
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202010299432.2A
Other languages
English (en)
Inventor
焦元启
谢俊蓉
纪传伟
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Dongguan University of Technology
Original Assignee
Dongguan University of Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Dongguan University of Technology filed Critical Dongguan University of Technology
Priority to CN202010299432.2A priority Critical patent/CN111469509A/zh
Publication of CN111469509A publication Critical patent/CN111469509A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B27/00—Layered products comprising a layer of synthetic resin
    • B32B27/06—Layered products comprising a layer of synthetic resin as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material
    • B32B27/08—Layered products comprising a layer of synthetic resin as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material of synthetic resin
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C48/00—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • B29C48/25—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C48/36—Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it through the nozzle or die
    • B29C48/395—Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it through the nozzle or die using screws surrounded by a cooperating barrel, e.g. single screw extruders
    • B29C48/40—Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it through the nozzle or die using screws surrounded by a cooperating barrel, e.g. single screw extruders using two or more parallel screws or at least two parallel non-intermeshing screws, e.g. twin screw extruders
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C48/00—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • B29C48/25—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C48/92—Measuring, controlling or regulating
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B27/00—Layered products comprising a layer of synthetic resin
    • B32B27/18—Layered products comprising a layer of synthetic resin characterised by the use of special additives
    • B32B27/20—Layered products comprising a layer of synthetic resin characterised by the use of special additives using fillers, pigments, thixotroping agents
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B27/00—Layered products comprising a layer of synthetic resin
    • B32B27/32—Layered products comprising a layer of synthetic resin comprising polyolefins
    • B32B27/322—Layered products comprising a layer of synthetic resin comprising polyolefins comprising halogenated polyolefins, e.g. PTFE
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B33/00—Layered products characterised by particular properties or particular surface features, e.g. particular surface coatings; Layered products designed for particular purposes not covered by another single class
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C2948/00—Indexing scheme relating to extrusion moulding
    • B29C2948/92—Measuring, controlling or regulating
    • B29C2948/92504—Controlled parameter
    • B29C2948/92514—Pressure
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C2948/00—Indexing scheme relating to extrusion moulding
    • B29C2948/92—Measuring, controlling or regulating
    • B29C2948/92504—Controlled parameter
    • B29C2948/92704—Temperature
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2250/00—Layers arrangement
    • B32B2250/24—All layers being polymeric
    • B32B2250/242—All polymers belonging to those covered by group B32B27/32
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2307/00—Properties of the layers or laminate
    • B32B2307/20—Properties of the layers or laminate having particular electrical or magnetic properties, e.g. piezoelectric

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

Abstract

本发明属于储能高分子材料的改性与设计，特别涉及一种多层混合型高介电常数低介电损耗复合材料及其制备方法。针对现有技术高介电常数的聚合物电介质中无法达到同时实现高介电常数低介电损耗的问题，本发明的技术方案是：一种多层混合型高介电常数低介电损耗复合材料，包括如下质量分数的组分：含氟聚合物，55‑94.5％；表面处理导电粒子，0.5‑5％；表面处理陶瓷粒子，5‑40％。作为优选的复合材料由数多层结构构成，层状结构经逐层组装技术制成，每一层层状结构包含含氟聚合物与表面处理导电粒子或包含含氟聚合物与表面处理陶瓷粒子。本发明还提供上述材料的制备方法。本发明用于高储能密度电容器的制备。

Description

一种多层混合型高介电常数低介电损耗复合材料及其制备 方法
技术领域
本发明属于储能高分子材料的改性与设计，特别涉及一种多层混合型高介电常数低介电损耗复合材料及其制备方法，可用于高储能密度电容器的制备。
背景技术
随着电子工业向多功能化发展，电子器件的集成化、小型化和高性能化已经成为一种趋势，特别是拥有高介电常数、低介电损耗、易加工、低成本的复合材料。高介电常数材料因其具有良好的储能和均匀电场的作用使高介电材料在电气、电子方面有着重要作用和广泛的应用前景
目前常用的高介电复合材料有陶瓷粒子/聚合物基复合材料和导电粒子/聚合物基复合材料，对于前者，由于陶瓷粒子的大量添加，材料的力学性能和加工性能下降；而后者存在易导电和介电损耗较大的缺点。
在现有的高介电常数的聚合物电介质的制备和方法中，要达到较高的介电常数，单方面加入大量的陶瓷粒子会降低复合材料的加工性能；单方面加入大量的导电粒子或造成复合材料的损耗太高。无法达到同时实现高介电常数低介电损耗的目的。
发明内容
针对现有技术高介电常数的聚合物电介质中无法达到同时实现高介电常数低介电损耗的问题，本发明提供一种混合型高介电常数低介电损耗复合材料及其制备方法，其目的在于：克服上述加工性能与介电常数之间的矛盾，获得高介电常数且具有良好加工性能的复合材料。
本发明采用的技术方案如下：
一种混合型高介电常数低介电损耗复合材料，所述复合材料由数层层状结构构成，每一层层状结构包含含氟聚合物与表面处理导电粒子或包含含氟聚合物与表面处理陶瓷粒子。
本方案采用多层结构来抑制漏电电流，从而实现控制介电损耗，例如：顶层和底层为表面处理陶瓷粒子/含氟聚合物基复合材料、中间层为导电粒子/聚合物基复合材料；或顶层和底层为表面处理导电粒子/含氟聚合物基复合材料、中间层为表面处理陶瓷粒子/含氟聚合物基复合材料。利用表面处理陶瓷粒子/含氟聚合物层抑制表面处理导电粒子/含氟聚合物层的介电损耗，以达到提高介电常数和降低介电损耗的要求。
优选的，包括如下质量分数的组分：
当层状结构为含氟聚合物与表面处理导电粒子时，含氟聚合物，55-94.5％；表面处理导电粒子，0.5-5％；
当层状结构为含氟聚合物与表面处理陶瓷粒子时，含氟聚合物，55-94.5％；表面处理陶瓷粒子，5-40％。
采用该优选方案后，通过适宜比例的表面处理陶瓷粒子使得复合材料具有较高的介电常数和低的介电损耗。同时由于添加了适宜比例的表面处理导电粒子，从而减少表面处理陶瓷粒子的使用量，使得复合材料整体的加工性能得到了大大的提升。
优选的，所述含氟聚合物为PVDF或PVDF的共聚物。
优选的，所述的表面处理导电粒子的材料为碳材料、金属或导电氧化物中的一种或数种的组合；所述碳材料为炭黑、石墨、碳纳米管、碳纤维或石墨烯中的一种或数种的组合；所述金属为锌、铝、铜、银或镍中的一种或数种的组合；所述导电氧化物为氧化锡。
优选的，所述表面处理陶瓷粒子的材料为钛酸钡、二氧化钛、碳化硅、锆钛酸铅或钛酸铜钙的一种或数种的组合。
优选的，所述表面处理导电粒子和表面处理陶瓷粒子外包覆有聚多巴胺或氢氧化铝中的一种或两种。
上述方案对含氟聚合物、表面处理导电粒子和表面处理陶瓷粒子的材质进行优选，从而进一步提高介电常数并降低介电损耗。
本发明具体包括如下步骤：
步骤1.取表面处理导电粒子与含氟聚合物按比例球磨和粉碎混合均匀，然后用挤出机挤出，最后将挤出料热压得到含表面处理导电粒子的单层膜；取表面处理陶瓷粒子与含氟聚合物按比例球磨和粉碎混合均匀，然后用挤出机挤出，最后将挤出料热压得到含表面处理陶瓷粒子的单层膜；
步骤2.将至少一层含表面处理导电粒子的单层膜和至少一层含表面处理陶瓷粒子的单层膜叠放后热压得到混合型高介电常数低介电损耗复合材料。
本技术方案由于在制备过程中没有引入有机溶剂，避免溶剂挥发污染环境，属于一种清洁制备工艺。
优选的，所述粉碎混合均匀的过程具体为：手动混合后进行全方位行星式球磨混合1-5h，球磨转速为100-500rad/min，然后将球磨后的样品在配有梯形孔的筛网的超离心粉碎仪中进行粉碎和混合，梯形孔的孔径为0.08-0.25mm。
本优选方案的多层混合型高介电常数低介电损耗复合材料的制备过程通过多种方法进行固相混合，可以克服普通单一物理方法难以均匀混合的不足。
优选的，所述挤出机采用双螺杆挤出机，挤出温度为160-250℃；所述热压的条件为，在210-270℃下热压5-20min，压力为5-30Mpa。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
1.通过适宜比例的表面处理陶瓷粒子使得复合材料具有较高的介电常数和低的介电损耗。同时由于添加了适宜比例的表面处理导电粒子，从而减少表面处理陶瓷粒子的使用量，使得复合材料整体的加工性能得到了大大的提升。
2.优选方案采用多层结构，例如：顶层和底层为表面处理陶瓷粒子/含氟聚合物基复合材料、中间层为导电粒子/聚合物基复合材料；或顶层和底层为表面处理导电粒子/含氟聚合物基复合材料、中间层为表面处理陶瓷粒子/含氟聚合物基复合材料。利用表面处理陶瓷粒子/含氟聚合物层抑制表面处理导电粒子/含氟聚合物层的介电损耗，以达到提高介电常数和降低介电损耗的要求。
3.制备过程中没有引入有机溶剂，避免溶剂挥发污染环境，属于一种清洁制备工艺。
4.制备过程通过多种方法进行固相混合，可以克服普通单一物理方法难以均匀混合的不足。
附图说明
本发明将通过例子并参照附图的方式说明，其中：
图1是本发明实施例1中的混合型高介电常数低介电损耗复合材料的示意图；
图2是本发明实施例2中的混合型高介电常数低介电损耗复合材料的示意图；
图3是本发明实施例3中的混合型高介电常数低介电损耗复合材料的示意图；
图4是本发明中的混合型高介电常数低介电损耗复合材料的示意图。
具体实施方式
本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。
一种多层混合型高介电常数低介电损耗复合材料，所述复合材料由数层层状结构构成，每一层层状结构包含含氟聚合物与表面处理导电粒子或包含含氟聚合物与表面处理陶瓷粒子。进一步的，所述复合材料由三层层状结构构成，顶层和底层为表面处理陶瓷粒子/含氟聚合物基复合材料、中间层为导电粒子/聚合物基复合材料；或顶层和底层为表面处理导电粒子/含氟聚合物基复合材料、中间层为表面处理陶瓷粒子/含氟聚合物基复合材料。
作为一种优选的方式，包括如下质量分数的组分：
当层状结构为含氟聚合物与表面处理导电粒子时，含氟聚合物，55-94.5％；表面处理导电粒子，0.5-5％；
当层状结构为含氟聚合物与表面处理陶瓷粒子时，含氟聚合物，55-94.5％；表面处理陶瓷粒子，5-40％。
作为一种优选的方式，所述含氟聚合物为PVDF或PVDF的共聚物。进一步优选的为偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物(PVDF-HFP)，所述含氟聚合物分子量的重均分子量为8.0×104-2.0×106，所述含氟聚合物平均粒径小于30μm。
作为一种优选的方式，所述的表面处理导电粒子的材料为碳材料、金属或导电氧化物中的一种或数种的组合；所述碳材料为炭黑、石墨、碳纳米管、碳纤维或石墨烯中的一种或数种的组合；所述金属为锌、铝、铜、银或镍中的一种或数种的组合；所述导电氧化物为氧化锡。所述高介电常数低介电损耗复合材料中的表面处理导电粒子的粒径尺寸为5-100nm。
作为一种优选的方式，所述表面处理陶瓷粒子的材料为钛酸钡、二氧化钛、碳化硅、锆钛酸铅或钛酸铜钙的一种或数种的组合。
作为一种优选的方式，所述表面处理导电粒子和表面处理陶瓷粒子外包覆有聚多巴胺或氢氧化铝中的一种或两种。
本发明还提供上述混合型高介电常数低介电损耗复合材料的制备方法，包括如下步骤：
步骤1.取表面处理导电粒子与含氟聚合物按比例粉碎混合均匀，然后用挤出机挤出，最后将挤出料热压得到含表面处理导电粒子的单层膜；取表面处理陶瓷粒子与含氟聚合物按比例粉碎混合均匀，然后用挤出机挤出，最后将挤出料热压得到含表面处理陶瓷粒子的单层膜；
步骤2.将至少一层含表面处理导电粒子的单层膜和至少一层含表面处理陶瓷粒子的单层膜叠放后热压得到混合型高介电常数低介电损耗复合材料。
作为一种优选的方式，所述粉碎混合均匀的过程具体为：手动混合后进行全方位行星式球磨混合1-5h，球磨转速为100-500rad/min，然后将球磨后的样品在配有孔径为0.08-0.25mm，优选的可选择0.08、0.12、0.20或0.25mm的筛网的超离心粉碎仪中进行粉碎和混合。
作为一种优选的方式：所述挤出机采用双螺杆挤出机，挤出温度为160-250℃；所述热压的条件为，在210-270℃下热压5-20min，压力为5-30Mpa。
下面通过具体的实施例结合图1至图4对本发明作详细说明。
实施例1至实施例3的制备方法具体为：
步骤[1]:对陶瓷粒子进行表面处理。第一步，向250mL圆底烧瓶中加入150mL去离子水和1gTris-HCl缓冲剂，调节pH值为8.5-9.0，再加入20g纳米钛酸钡，后超声30min。第二步，向第一步的溶液中加入2g HCl-DA，超声10min。第三步，将第二步的溶液进行常温搅拌24h。第四步，将搅拌后的溶液进行离心分离，离心机的转速为9000r/min，离心时间为10分钟，离心后用无水乙醇清洗，再一次进行离心分离，重复3次。第五步，经离心处理后的钛酸钡用去离子水洗涤，最后将其放进60℃的真空烘箱干燥24小时备用。
步骤[2]:对导电粒子进行表面处理并包覆氢氧化铝。在经300℃高温处理的5g石墨中加入45g去离子水和少量的表面活性剂，配成石墨的质量分数为10％的悬浮液。对悬浮液进行超声波分散，然后将悬浮液加热至60℃，并在30分钟均匀将1mol/L的Al2(SO4)3溶液慢慢滴入，同时滴加NaOH来控制pH值并进行机械搅拌，保温一段时间使水解反应充分进行，然后过滤，用蒸馏水反复清洗，直到滤液呈中性，最后将过滤后的石墨经真空干燥，制得Al(OH)3包覆的改性石墨。
步骤[3]:称取2g聚多巴胺包覆的钛酸钡和0.878g PVDF(该比例中钛酸钡的体积分为40％)，将钛酸钡和PVDF球磨4h，后再进行3次高速超离心粉碎，以实现钛酸钡和PVDF混合均匀的效果。然后将混合料在挤出机中进行挤出，挤出温度为170℃,最后将挤出的样品在180℃下进行热压，得到厚度为20μm的单层膜，该单层膜为表面处理陶瓷粒子/含氟聚合物基复合材料。
步骤[4]:称取2g氢氧化铝包覆的石墨和77.53g PVDF(该比例中石墨的体积分为2％)，将石墨和PVDF球磨4h，后再进行3次高速超离心粉碎，以实现石墨和PVDF混合均匀的效果。然后将混合料在挤出机中进行挤出，挤出温度为170℃,最后将挤出的样品在180℃下进行热压，得到厚度为20μm的单层膜，该单层膜为表面处理导电粒子/含氟聚合物基复合材料。
步骤[5]:将单层膜为表面处理陶瓷粒子/含氟聚合物基复合材料和单层膜为表面处理导电粒子/含氟聚合物基复合材料共三层材料确定为底层、中间层和顶层，三层材料一次叠放后进行热压，制得三层的聚合物电介质膜，即高介电常数低介电损耗复合材料。
实施例1
本实施例选择表面处理导电粒子/含氟聚合物基复合材料作为顶层和底层；表面处理陶瓷粒子/含氟聚合物基复合材料为中间层。
在合适的温度和压力下，用热压机将制备的多层复合材料热压成厚度均一的薄片，然后用切片机裁成直径大于22mm的圆薄片。介电性能的测试采用平板电容器法，测试设备宽频介电谱阻抗分析仪。在室温下测试,测试频率为10～107Hz；测试频率为10～107Hz。经测试本实施例介电常数达17.5(10000Hz)，介电损耗为0.014(10000Hz)，且拥有较好的热稳定性和压延性。
实施例2
本实施例选择表面处理导电粒子/含氟聚合物基复合材料作为中间层；表面处理陶瓷粒子/含氟聚合物基复合材料为顶层和底层。
经测试本实施例介电常数达20.5(10000Hz)，介电损耗为0.019(10000Hz)，且拥有较好的热稳定性和压延性。
实施例3
本实施例选择表面处理导电粒子/含氟聚合物基复合材料作为中间层(采用上述步骤[4]中限定的石墨体积分为3％)和底层(步骤[4]中限定的石墨的体积分改为1％)；表面处理陶瓷粒子/含氟聚合物基复合材料为顶层。
经测试本实施例介电常数达20.0，介电损耗为0.015，且拥有较好的热稳定性和压延性。
实施例4
本实施例选择表面处理导电粒子/含氟聚合物基复合材料作为顶层和底层；表面处理陶瓷粒子/含氟聚合物基复合材料为中间层。
经测试本实施例介电常数达24.5(10000Hz)，介电损耗为0.094(10000Hz)，且拥有较好的热稳定性和压延性。
实施例5
本实施例选择表面未处理导电粒子/含氟聚合物基复合材料作为中间层；表面处理陶瓷粒子/含氟聚合物基复合材料为顶层和底层。
经测试本实施例介电常数达27.0(10000Hz)，介电损耗为0.059(10000Hz)，且拥有较好的热稳定性和压延性。
实施例6
本实施例选择表面未处理导电粒子/含氟聚合物基复合材料作为中间层(采用上述步骤[4]中限定的石墨体积分为3％)和底层(步骤[4]中限定的石墨的体积分改为1％)；表面处理陶瓷粒子/含氟聚合物基复合材料为顶层。
经测试本实施例介电常数达22.0，介电损耗为0.072，且拥有较好的热稳定性和压延性。
实施例7
本实施例2g聚多巴胺包覆的钛酸钡、2g氢氧化铝包覆的石墨和78.408g PVDF，球磨4h，后再进行3次高速超离心粉碎，以实现石墨、钛酸钡粒子和PVDF混合均匀的效果。然后将混合料在挤出机中进行挤出，挤出温度为170℃,最后将挤出的样品在180℃下进行热压，得到厚度为20μm的单层膜，该单层膜为表面处理陶瓷粒子/表面处理导电粒子/含氟聚合物基复合材料。
经测试本实施例介电常数达27.0，介电损耗为0.29，且拥有较好的热稳定性和压延性。
通过实施例与对比例的对比可见，本申请的技术方案能够得到兼具高介电常数、低介电损耗、高热稳定性和高压延性的复合材料。
以上所述实施例仅表达了本申请的具体实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本申请保护范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请技术方案构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。

Claims (9)

1.一种多层混合型高介电常数低介电损耗复合材料，其特征在于，所述复合材料由数层层状结构构成，每一层层状结构包含含氟聚合物与表面处理导电粒子或包含含氟聚合物与表面处理陶瓷粒子。
2.按照权利要求1所述的一种多层混合型高介电常数低介电损耗复合材料，其特征在于：包括如下质量分数的组分：
当层状结构为含氟聚合物与表面处理导电粒子时，含氟聚合物，55-94.5％；表面处理导电粒子，0.5-5％；
当层状结构为含氟聚合物与表面处理陶瓷粒子时，含氟聚合物，55-94.5％；表面处理陶瓷粒子，5-40％。
3.按照权利要求1所述的一种多层混合型高介电常数低介电损耗复合材料，其特征在于：所述含氟聚合物为PVDF或PVDF的共聚物，重均分子量为100000～1000000。
4.按照权利要求1所述的一种多层混合型高介电常数低介电损耗复合材料，其特征在于：所述的表面处理导电粒子的材料为碳材料、金属或导电氧化物中的一种或数种的组合；所述碳材料为炭黑、石墨、碳纳米管、碳纤维或石墨烯中的一种或数种的组合；所述金属为锌、铝、铜、银或镍中的一种或数种的组合；所述导电氧化物为氧化锡。
5.按照权利要求1所述的一种多层混合型高介电常数低介电损耗复合材料，其特征在于：所述表面处理陶瓷粒子的材料为钛酸钡、二氧化钛、碳化硅、锆钛酸铅或钛酸铜钙的一种或数种的组合。
6.按照权利要求1所述的一种多层混合型高介电常数低介电损耗复合材料，其特征在于：所述表面处理导电粒子和表面处理陶瓷粒子外包覆有聚多巴胺或氢氧化铝中的至少一种。
7.一种如权利要求1所述的多层混合型高介电常数低介电损耗复合材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1.取表面处理导电粒子与含氟聚合物按比例球磨和粉碎混合，然后用挤出机挤出，最后将挤出料热压得到含表面处理导电粒子的单层膜；取表面处理陶瓷粒子与含氟聚合物按比例球磨和粉碎混合，然后用挤出机挤出，最后将挤出料热压得到含表面处理陶瓷粒子的单层膜；
步骤2.将至少一层含表面处理导电粒子的单层膜和至少一层含表面处理陶瓷粒子的单层膜叠放后热压得到混合型高介电常数低介电损耗复合材料。
8.按照权利要求7所述的一种多层混合型高介电常数低介电损耗复合材料的制备方法，其特征在于，所述粉碎混合均匀的过程具体为：手动混合后进行全方位行星式球磨混合1-5h，球磨转速为100-500rad/min，然后将球磨后的样品在配有梯形孔的筛网的超离心粉碎仪中进行粉碎和混合，梯形孔的孔径为0.08-0.25mm。
9.按照权利要求7所述的一种多层混合型高介电常数低介电损耗复合材料的制备方法，其特征在于：所述挤出机采用双螺杆挤出机，挤出温度为160-250℃；所述热压的条件为，在210-270℃下热压5-20min，压力为5-30Mpa。
CN202010299432.2A 2020-04-16 2020-04-16 一种多层混合型高介电常数低介电损耗复合材料及其制备方法 Pending CN111469509A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010299432.2A CN111469509A (zh) 2020-04-16 2020-04-16 一种多层混合型高介电常数低介电损耗复合材料及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010299432.2A CN111469509A (zh) 2020-04-16 2020-04-16 一种多层混合型高介电常数低介电损耗复合材料及其制备方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN111469509A true CN111469509A (zh) 2020-07-31

Family

ID=71753943

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010299432.2A Pending CN111469509A (zh) 2020-04-16 2020-04-16 一种多层混合型高介电常数低介电损耗复合材料及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111469509A (zh)

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4469747A (en) * 1982-02-10 1984-09-04 Kureha Kagaku Kogyo Kabushiki Kaisha Dielectric films and process for preparing same
JPS63217674A (ja) * 1987-03-06 1988-09-09 Meidensha Electric Mfg Co Ltd 複合圧電体材料
CN102675779A (zh) * 2012-05-10 2012-09-19 北京科技大学 一种含有改性石墨烯高介电常数三相复合材料及制备方法
CN104031297A (zh) * 2014-07-03 2014-09-10 北京化工大学 一种石墨烯基介电弹性体复合材料及其制备方法
CN105235343A (zh) * 2015-10-28 2016-01-13 哈尔滨理工大学 高介电常数低介电损耗聚偏氟乙烯基复合薄膜及制备方法
CN106543606A (zh) * 2016-11-04 2017-03-29 上海交通大学 高储能密度聚合物复合电介质及其制备方法
CN110303734A (zh) * 2019-05-23 2019-10-08 深圳先进技术研究院 电容器用柔性材料、其制备方法及印制线路板

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4469747A (en) * 1982-02-10 1984-09-04 Kureha Kagaku Kogyo Kabushiki Kaisha Dielectric films and process for preparing same
JPS63217674A (ja) * 1987-03-06 1988-09-09 Meidensha Electric Mfg Co Ltd 複合圧電体材料
CN102675779A (zh) * 2012-05-10 2012-09-19 北京科技大学 一种含有改性石墨烯高介电常数三相复合材料及制备方法
CN104031297A (zh) * 2014-07-03 2014-09-10 北京化工大学 一种石墨烯基介电弹性体复合材料及其制备方法
CN105235343A (zh) * 2015-10-28 2016-01-13 哈尔滨理工大学 高介电常数低介电损耗聚偏氟乙烯基复合薄膜及制备方法
CN106543606A (zh) * 2016-11-04 2017-03-29 上海交通大学 高储能密度聚合物复合电介质及其制备方法
CN110303734A (zh) * 2019-05-23 2019-10-08 深圳先进技术研究院 电容器用柔性材料、其制备方法及印制线路板

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
卢鹏荐等: "高介电常数、低介电损耗的聚合物基复合材料", 《化学进展》 *
周文英等著: "《导热高分子材料》", 30 April 2014, 北京：国防工业出版社 *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7567429B2 (en) Electrode material for electric double layer capacitor and process for producing the same
KR101988691B1 (ko) 에너지 저장장치용 전극과 그 제조방법
Zhou et al. Improved dielectric properties and thermal conductivity of PVDF composites filled with core–shell structured Cu@ CuO particles
US20150062779A1 (en) Edlc electrode and manufacturing process thereof
CN108751982B (zh) 一种无铅高储能密度陶瓷材料及其制备方法
KR101623781B1 (ko) 기능성 성형체 및 그 제조 방법
Dai et al. Improved dielectric properties and energy density of PVDF composites using PVP engineered BaTiO 3 nanoparticles
Zhang et al. Recent progress in polymer dielectric energy storage: from film fabrication and modification to capacitor performance and application
Chi et al. Designing of surface modification and sandwich structure: effective routs to improve energy storage property in polyimide-based composite films
Okumura et al. Enhancement of lithium-ion conductivity for Li2. 2C0. 8B0. 2O3 by spark plasma sintering
CN109705500A (zh) 一种复合介电薄膜及其制备方法
CN113736195A (zh) 一种耐高温铁电聚合物基介电储能复合薄膜及其制备方法和应用
Wang et al. Dielectric film with high energy density based on polypropylene/maleic anhydride-grafted polypropylene/boron nitride nanosheet ternary system
CN111469509A (zh) 一种多层混合型高介电常数低介电损耗复合材料及其制备方法
CN110343347B (zh) 聚偏氟乙烯SiO2改性石墨烯复合材料及其制备方法
Song Study on Dielectric and Thermal Properties of ABS/multilayer graphene Composites
KR20230025359A (ko) 건식 전극 필름을 포함하는 전기화학소자용 전극 및 이의 제조 방법
CN115418028A (zh) 一种改性钛酸钡纳米线及其高介电复合材料的制备方法
CN111218072B (zh) 一种高介电高储能的二维片状钛酸锶复合材料及制备方法
CN111554970B (zh) 一种固态电解质及其制备方法和用途
Moharana et al. Treatment of surface-hydroxylated BaTiO3 particles by Bis (2-ethylhexyl) sulfosuccinate sodium salt (AOT) to improve the dielectric and electrical properties of BaTiO3–Poly (vinylidene fluoride) composites
CN112391017A (zh) 一种高储能密度的交联聚偏氟乙烯基纳米复合材料及其制备方法、应用
CN109401142B (zh) 一种具有海岛结构的pvdf基复合材料及其制备方法
CN116656050B (zh) 一种光伏用聚丙烯金属化膜及其制备方法
CN117143377B (zh) 一种聚碳酸酯与聚氨酯共混型薄膜的制备方法及应用

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20200731

RJ01 Rejection of invention patent application after publication