[发明专利]高温时高介电常数陶瓷/聚酰亚胺复合薄膜的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及陶瓷/聚酰亚胺复合薄膜的制备方法的领域。

背景技术

近年来，随着电力及电子行业的迅速发展，具有高介电性能的有机功能电介质材料有着引人瞩目的使用前景，尤其是聚酰亚胺基复合材料的优异性能及易加工性等特点，吸引了各国学者的极大关注，取得了可观的进展，其中，具有高介电常数的陶瓷颗粒作为增强相已经成为了研究的热点。在高温下的高介电常数的陶瓷/聚酰亚胺复合薄膜，可用于制备嵌入式电容器及高储能密度介质材料。但是，现有陶瓷/聚酰亚胺复合薄膜制备过程中，原料成本高，工艺复杂，并且复合薄膜在高温(210℃)下应用时其介电常数不高，仅提高到10²数量级，而提高薄膜在高温场下的介电常数是目前亟待解决的关键问题。

发明内容

本发明是要解决现有的制备方法中，原料成本高，工艺复杂，制备得到的陶瓷/聚酰亚胺复合薄膜在高温(210℃)下应用时其介电常数不高的技术问题，而提供了高温时高介电常数陶瓷/聚酰亚胺复合薄膜的制备方法。

高温时高介电常数陶瓷/聚酰亚胺复合薄膜的制备方法，具体是按以下步骤完成的：

一、向乙二醇甲醚中，加入硝酸钙、硝酸铜和硝酸锆，在40℃~60℃下，以300r/min~500r/min的搅拌速率搅拌20min~40min后，冷却至室温，得到溶液，向溶液中加入钛酸四丁酯，以300r/min~500r/min的搅拌速率搅拌40min~80min后，静置20h~28h，得溶胶；其中，所述的乙二醇甲醚的体积与硝酸钙的物质的量的比为（3.65L~8.65L）:1mol，硝酸铜与硝酸钙的摩尔比为（2~4）:1，硝酸锆与硝酸钙的摩尔比为（0.01~0.1）:1，钛酸四丁酯与硝酸钙的摩尔比为（3.5~4.5）:1；

二、将步骤一得到的溶胶点燃，得粉体，将粉体用研钵研磨1h~2h后，放入马弗炉中，以4℃/min~8℃/min的速率，升温至750℃~850℃，保温1.5h~2.5h后，继续以4℃/min~8℃/min的速率升温至1000℃~1100℃，保温5h~7h，冷却至室温，得到固体，将得到的固体以500r/min~700r/min的转速球磨至粒径不超过8μm，得陶瓷颗粒；

三、向二甲基乙酰胺中，加入4,4'-二氨基二苯醚和步骤二得到的陶瓷颗粒，以40kHz~60kHz的频率超声3h~5h后，在搅拌速率为400r/min~800r/min的搅拌条件下，加入均苯四甲酸二酐，全部加完后，继续搅拌，全部反应时间为2h~4h，然后静置6h~36h，得到陶瓷/聚酰胺酸的混合溶液；其中，二甲基乙酰胺的体积与步骤二得到的陶瓷颗粒的质量比为（2.8mL~6.5mL）:1g，所述的4,4'-二氨基二苯醚与步骤二得到的陶瓷颗粒的质量比为（0.17~0.39）:1，加入的均苯四甲酸二酐与步骤二得到的陶瓷颗粒的质量比为（0.19~0.43）:1；

四、取步骤三得到的陶瓷/聚酰胺酸的混合溶液，涂于玻璃上，将涂有混合溶液的玻璃放入干燥箱中，从室温加热至180℃~330℃进行酰亚胺化处理，即得到陶瓷/聚酰亚胺复合薄膜。

本发明的优点：

一、本发明提供的高温时高介电常数陶瓷/聚酰亚胺复合薄膜的制备方法，制备工艺简单，采用经Zr改性的陶瓷的介电常数高达10⁴，采用4,4'-二氨基二苯醚和均苯四甲酸二酐作为聚酰亚胺基底的原材料，成本低廉；采用原位聚合和超声振荡相结合的方法，克服了传统制备方法中颗粒团聚的问题；

二、本发明提供的高温时高介电常数陶瓷/聚酰亚胺复合薄膜的制备方法，制备得到的陶瓷/聚酰亚胺复合薄膜，在210℃和100Hz的条件下，陶瓷/聚酰亚胺复合薄膜的介电常数可以达到1000，达到了10³数量级，可以满足高温场210℃下的应用。

附图说明