[发明专利]一种导电粒子填充聚合物层状复合介电材料及其制备方法

权利要求书

1.一种导电粒子填充聚合物层状复合介电材料，其特征在于：按照质量比包括以下组分：聚偏氟乙烯树脂99.8％，多壁碳纳米管0-0.1％，聚多巴胺表面改性包覆碳纳米管0.1-0.2％；

其中多壁碳纳米管与聚多巴胺表面改性包覆碳纳米管的质量之和为0.2％，多壁碳纳米管为工业级多壁碳纳米管，平均管径在9.5纳米，平均长度1.5微米；聚多巴胺表面改性包覆碳纳米管中聚多巴胺包覆层与多壁碳纳米管的质量比为0.03-0.2：1，相应的，聚多巴胺表面包覆层的平均厚度在0.46-1.26nm，

所述的导电粒子填充聚合物层状复合介电材料的制备方法，按照先后顺序包括以下步骤：S1：将用于介电层的聚多巴胺表面改性包覆碳纳米管粒子和用于导电层的多壁碳纳米管按照比例分别加入到二甲基甲酰胺溶剂中，然后将混合溶液在超声水浴中分散6小时，得用于介电层与导电层的悬浮液；

S2：将聚偏氟乙烯树脂加入到上述步骤得到的悬浮液中，其中聚偏氟乙烯树脂与二甲基甲酰胺溶剂的用量为5ml：1g，在70℃的水浴加热中以300rpm的搅拌速率搅拌3小时，进而得到共混溶液；

S3：将上述步骤中得到的共混溶液在培养皿中晰出，并在烘箱中将二甲基甲酰胺溶剂充分烘干，以得到固态共混物，并将得到的固态共混物通过热压成型分别制备成厚度为0.2mm的介电层与导电层薄片；

S4：将上述步骤中的介电层与导电层薄片通过二次热压成型，最后制得导电粒子填充聚合物层状复合介电材料。

2.一种根据权利要求1所述的聚多巴胺表面改性包覆碳纳米管的制备方法，其特征在于：按照先后顺序包括以下步骤：S1：将多壁碳纳米管在80℃的烘箱中干燥2小时后加入到稀释的稀盐酸溶液中，得混合溶液；

S2：将上述步骤中得到的混合溶液在室温下，于超声水浴中超声分散6小时；

S3：向上述步骤的溶液中加入Tris缓冲液，调节pH为8.4-8.6，然后加入盐酸多巴胺单体，以300rpm的转速搅拌24小时；

S4：在完成搅拌后，将得到的悬浮液通过反复淋洗及真空抽滤以除去残留的盐酸多巴胺小分子，并将得到的粉末于80℃的真空烘箱中干燥12小时，得到聚多巴胺表面改性包覆碳纳米管粒子。

3.根据权利要求2所述的一种聚多巴胺表面改性包覆碳纳米管的制备方法，其特征在于：在步骤S1中，所述稀盐酸的浓度为0.1％，且多壁碳纳米管与稀盐酸溶液的用量为1mg：1ml。

4.根据权利要求2所述的一种聚多巴胺表面改性包覆碳纳米管的制备方法，其特征在于：在步骤S4中，所述盐酸多巴胺与多壁碳纳米管的质量比为0.03：1、0.1：1以及0.2：1。

5.根据权利要求1所述的一种导电粒子填充聚合物层状复合介电材料的制备方法，其特征在于：在步骤S4中，所述二次热压成型时的温度为175-180℃。

6.根据权利要求1所述的一种导电粒子填充聚合物层状复合介电材料的制备方法，其特征在于：在步骤S4中，所述导电粒子填充聚合物层状复合介电材料为4层薄片、0.8mm厚的交替层状样品。