[发明专利]一种聚合物基超支化金属酞菁@纳米钛酸钡复合材料及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种聚合物基超支化金属酞菁@纳米钛酸钡复合材料及其制备方法和应用；所述的复合材料中的超支化金属酞菁@纳米钛酸钡颗粒具有核壳结构，先对所述内核纳米钛酸钡作表面处理，引入双氰基末端官能团，然后接枝超支化金属酞菁对内核纳米钛酸钡作进一步的包覆，通过对纳米钛酸钡表面的有机官能化修饰，降低无机纳米颗粒与有机聚合物的表面能差异，增强界面作用，减少粒子的聚集，改善纳米颗粒在聚合物基体中的分散性，从而得到具有高介电常数、低介电损耗、高击穿强度的聚合物基超支化金属酞菁@纳米钛酸钡复合材料，所述复合材料还具有优异的加工性能。所述复合材料适用于制备嵌入式电容器、薄膜电容器、高储能电容等电子电器设备。

技术领域

本发明属于聚合物基纳米复合材料及其制备技术领域，具体涉及一种高介电性能的聚合物基超支化金属酞菁@纳米钛酸钡复合材料及其制备方法和应用。

背景技术

随着电子电器产品变得日益小型化和智能化，电容器和存储器作为电子电器产品内的重要组成部分，其性能决定了电子电器产品的品质与功效，而介电材料作为电容器和存储器的核心材料成分，其介电性能的优越性更是重中之重。

目前应用的介电材料材质主要包括高介电铁电陶瓷和聚合物树脂，但由于高介电铁电陶瓷材料在生产过程中无机材料本身的脆性和粘结力差等原因，导致其加工困难，制备片层材料难度大，成本高，同时其较低的击穿强度也限制了其进一步的发展；虽然聚合物树脂其加工温度低，介电损耗低，与有机电路板兼容性好，但是其介电常数较低，通常在2～5之间，也桎梏了其应用范围。

为了同时满足高介电常数、低介电损耗、高击穿强度以及较好的加工性能，聚合物基纳米陶瓷复合材料应运而生。然而由于纳米陶瓷和聚合物之间巨大的表面能差异，导致两者相容性差，无机纳米粒子容易团聚、产生气孔、空穴等问题，致使复合材料分布不均一，限制了其性能的进一步提升。

发明内容

针对现有技术的缺陷，本发明的目的是提供一种具有核壳结构的超支化金属酞菁@纳米钛酸钡颗粒及其制备方法、包括所述颗粒的具有高介电性能的聚合物基超支化金属酞菁@纳米钛酸钡复合材料及其制备方法和应用。由于所述复合材料中包含了所述颗粒、且所述颗粒均匀分散在聚合物基体中，使得所述复合材料具有高介电性能和优异的加工性能。

本发明中，所述的“高介电性能”是指同时满足高介电常数、低介电损耗和高击穿强度。

为实现上述目的，本发明从以下几个方面着手。

第一方面，本发明涉及一种具有核壳结构的超支化金属酞菁@纳米钛酸钡颗粒，所述核为纳米钛酸钡，所述壳为超支化金属酞菁。

根据本发明，所述纳米钛酸钡为氰基化纳米钛酸钡；优选地，所述氰基化纳米钛酸钡为式(1)所示化合物改性的纳米钛酸钡：

式(1)中，R₁相同或不同，彼此独立地选自-NO₂、-NH₂或-COOH；n＝0～4的整数。

优选地，R₁相同且选自-NO₂。

优选地，n＝1～3的整数；还优选地，n＝1。

根据本发明，所述超支化金属酞菁中的金属选自Cu、Fe、Co、Ni、Zn、Mn中的一种或多种。

根据本发明，所述超支化金属酞菁是由金属源与式(2)所示化合物制备得到的：