[发明专利]一种介电复合材料、其制备方法及平板型电容器

说明书

本发明公开了一种介电复合材料、其制备方法及平板型电容器，该介电复合材料的制备方法包括：S1、将具有钙钛矿结构或类钙钛矿结构的陶瓷纤维、导电粒子和聚合物用溶剂溶解，得到混合物；S2、混合物经静电纺丝工艺后得到介电复合材料。本发明还公开了一种介电复合材料，其包括聚合物和填充在聚合物中的导电粒子和陶瓷纤维。本发明还公开了基于介电复合材料的平板型电容器，其具有金属电极‑介电复合材料‑金属电极的三明治结构。本发明克服了现有技术中复合材料的介电常数低、介电损耗高、在电子元器件智能化、小型化的应用领域受到限制的缺陷，提供了具有高介电常数、低介电损耗的复合材料，并将其应用于平板型电容器中。

技术领域

本发明涉及介电材料的制备技术领域，具体涉及一种介电复合材料、其制备方法及平板型电容器。

背景技术

随着电子集成技术的飞速发展和电子工业领域的巨大需求增长，如何制备出性能优异且具有产业化价值的介电材料成为了研究者们研究的重点。目前的新型介电材料主要为聚合物基复合材料，聚合物复合材料包括聚合物-聚合物复合材料和聚合物-无机物复合材料。由于聚合物材料的介电常数通常都不高，因此一般是选择具有高介电常数的导电粒子进行填充。导电粒子具有较高的电子迁移率，与聚合物材料复合后形成的介电材料可以获得较高的介电常数，但同时又具有较高的介电损耗，在实际应用中还达不到低介电损耗的要求。

为了满足工业化的进步需求，克服现有介电材料介电常数较低(一般低于30)、介电损耗过高(一般高于0.1)、在电子元器件智能化、小型化的应用上受到限制的缺陷，研究并制备具有更优越的性能的介电材料势在必行。

发明内容

为解决上述现有技术中的介电复合材料存在的介电常数较低、介电损耗过高、在电子元器件智能化和小型化的应用上受到限制的问题，本发明提供了一种低成本、工艺简单的介电复合材料的制备方法，提供了高介电常数(大于30)、低介电损耗(小于0.1)的介电复合材料，并进一步将该介电复合材料应用于平板型电容器中。

为了达到上述发明目的，本发明采用了如下的技术方案：

一种介电复合材料，由混合物经由静电纺丝工艺制备形成，所述混合物包括聚合物和填充在所述聚合物中的填料，所述填料包括导电粒子和具有钙钛矿结构或类钙钛矿结构的陶瓷纤维。

进一步地，所述混合物包括按照重量计的以下组分：

所述聚合物为100份；

所述陶瓷纤维为10份～400份；

所述导电粒子为0.1份～30份。

进一步地，所述聚合物选自热固性树脂和/或热塑性树脂。

进一步地，所述陶瓷纤维选自钛酸钙纤维、钛酸钡纤维、钛酸钙钡纤维、钛酸铜钙纤维、钛酸锶纤维、钛酸锶钠纤维、钛酸锶钡纤维、锆钛酸钡纤维、锆钛酸锶钡纤维、钛酸铋钠纤维、铁酸钡纤维、铌酸锶纤维和锆酸锶纤维中的至少一种；所述陶瓷纤维的直径为10nm～3μm，长径比大于10。

进一步地，所述导电粒子选自金属粒子、碳导电材料和化合物导电材料中的至少一种。

本发明还提供上述介电复合材料的制备方法，包括：

S1、制备具有钙钛矿结构或类钙钛矿结构的陶瓷纤维；

S2、将所述具有钙钛矿结构或类钙钛矿结构的陶瓷纤维、导电粒子和聚合物用溶剂溶解混合，得到混合物；

S3、将所述混合物经静电纺丝工艺制备得到所述介电复合材料。

具体地，所述步骤S1包括：

S11、采用有机酸金属盐和钛源物质为原料，溶于有机溶剂中进行反应，制备获得钙钛矿结构前驱液或类钙钛矿结构前驱液；