[发明专利]一种可控泡孔形态的电介质材料及制备方法

说明书

本发明属于电介质材料技术领域，公开了一种可控泡孔形态的电介质材料及制备方法，可控泡孔形态的电介质材料为石墨烯/硅橡胶电介质泡沫材料，所述石墨烯/硅橡胶电介质泡沫材料由石墨烯与室温硫化硅橡胶按重量百分比1：100、2：100、3：100或4：100组成；在制备时首先采用超声分散石墨烯，之后干燥箱除去部分酒精，加入B组份，搅拌除去酒精，加入A组份搅拌，浇筑固化脱模，制作硅橡胶泡沫复合材料。本发明提供的可调泡孔形态的电介质泡沫材料用作介电材料，具有泡孔结构可调节介电常数的优点，制备方法过程简单。

技术领域

本发明属于电介质材料技术领域，尤其涉及一种可控泡孔形态的电介质材料及制备方法。

背景技术

目前，最接近的现有技术：随着微电电路和封装技术的发展，电容器得到了广泛应用，电容器的需求以容量大、发热小、体积小、击穿电压高为主要导向。电容器中存在电介质材料，随着人类需求的提升，对电介质材料提出了更高的要求，除了希望它有优异的力学性能、热学性能，还需要它有高的介电常数和低介电损耗，而在一些电路板中需要低介电常数的材料来降低互连线的RC延迟和串扰噪声等，因此复合材料的介电常数可以调节显得很有必要。

综上所述，现有技术存在的问题是：现有的电介质材料的介电常数调节，不能满足不同应用的需求。

解决上述技术问题的难度：现有的技术可以调节介电常数，但往往是改变填料的添加量，改变基体和填料之间的界面关系。本方案主要从基体上改变结构，控制泡孔形态(泡孔数目、泡孔直径)来调节介电常数的大小，制备的材料还具备泡沫的优异性能。找到泡孔数目、泡孔直径与介电常数大小的关系存在一定的难度。介电损耗的大小不能做的很小。

解决上述技术问题的意义：为开发和制作满足预期大小的介电常数的电容器提供一定的理论基础和技术指导。并且保持介电常数较低水平。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种可控泡孔形态的电介质材料及制备方法。

本发明是这样实现的，一种可控泡孔形态的电介质材料是石墨烯/硅橡胶电介质泡沫材料，所述石墨烯与室温硫化硅橡胶的重量百分比为1：100、2：100、3：100或者4：100；所述电介质材料经过超声分散，行星搅拌、机械搅拌等，最终复合在管状模具上制成过介电材料。

本发明的另一目的在于提供一种可控泡孔形态的电介质材料的制备方法，包括如下步骤：

步骤一、超声分散：称取一份质量的石墨烯粉末，加入足量的无水乙醇，在超声波分散器(FS-1200N)中分散，分散功率选择840W，超声分散30min，得到分散后的溶液。功率840W，时间30min，是根据试验确定.石墨烯在此功率下分散效果最佳，与现有技术在不同材料基体中有区别，具体为功率大小不同，具有独立的适用性.

步骤二、静置：将步骤一中的混合溶液静置去除上清液，使用行星搅拌10min，再使用真空干燥箱干燥，干燥温度选择120℃，时间选择10min。行星搅拌10min，可以除去一部分酒精，并把石墨烯分散液再次分散均匀，由试验而得，与现有技术不同，大部分搅拌是分散均匀，此处搅拌也有去除部分酒精的作用。

步骤三、加入B组份：向步骤二所制得的含有少量乙醇的分散液中加入B组份。

步骤四、行星搅拌：将步骤三的溶液在自转公转搅拌机中快速搅拌10min，得到不含酒精的石墨烯和B组份的溶液。10min能够使石墨烯充分地分散在B组份溶液中，数据是试验得出，现有技术没有出现介绍。时间过短搅拌不均匀，时间过长，内部发热，影响硅橡胶性能。

步骤五、添加A组份：向步骤四中所得溶液中加入A组份，后用精密电动搅拌器迅速搅拌30s。试验测试不同时长，时间过长容易部分泡孔破坏，时间过短搅拌不均匀。