[发明专利]一种聚合物基复合材料

说明书

本发明涉及一种介电材料，特别涉及一种介电常数可调的聚合物基复合材料。所述的复合材料内掺杂有氧化石墨烯。本技术方案中在热固性树脂中掺杂氧化石墨烯，调整复合材料的介电常数，由于复合材料的介电常数对氧化石墨烯的掺杂量比较敏感，所以通过氧化石墨烯的掺杂量的微量调整，即可实现复合材料介电常数的较宽范围调整，客观上与现有技术相比，降低了复合材料的密度。同时可以对氧化石墨烯进行表面改性，提高氧化石墨烯与树脂的结合力，从而提高了复合材料的力学性能。

技术领域

本发明涉及一种介电材料，特别涉及一种介电常数可调的聚合物基复合材料。

背景技术

高介电材料具有良好的储存电能和均匀电场的作用，在电子电机电缆行业中都有非常重要的应用。随着信息、电子、电力、纳米技术的快速发展和武器装备的升级换代，以介电常数可调，低损耗，低密度的聚合物基纳米复合材料成为行业关注的热点。

目前所用于介电可调、低损耗聚合物基复合材料的功能填料主要包括金属导体，铁电陶瓷，有机半导体等，金属导体常用的有Ag、Al、Ni等，虽然这些填料添加到一定分数，可以大大提高聚合物基复合材料的介电常数，但是这些导电粒子与聚合物结合力较差，很难形成均匀分散相，最终导致该复合材料的介电性能和力学性能。铁电陶瓷常用材料如钛酸钡(BT)，钛酸锶钡(BST)与聚合物复合可以制备介电常可调的复合材料，但是要达到很高的介电常数，填充一般都很高，分散性降低，导致复合材料的介电损耗很高，加工性能差，因此此类材料存在着介电常数有限，粘结强度低及加工性能低的缺点。相比之下，石墨烯密度小，导电性号及成本低而成为渗流型介电复合材料的优选材料，。并且以线状和片状粒子的石墨烯为填料的复合材料其渗流阈值较低，这对于材料的减重以及降低生产成本都很有意义。但是石墨烯比表面积大、表面能高，因而在溶剂和基体中非常容易团聚，不易分散于聚合物中，使介电常数难以控制。

发明内容

本发明的目的：提供一种介电常数可调、低密度、低损耗并具有优异力学性能的聚合物基复合材料。

本发明的技术方案：一种聚合物基复合材料，其特征为：所述的复合材料内掺杂有氧化石墨烯。

优选地，氧化石墨烯掺杂量越大，复合材料的介电常数越大。

优选地，氧化石墨烯的氧化程度越大，复合材料的介电常数越大。

优选地，所述的氧化石墨烯为经过硅烷处理后的氧化石墨烯。

优选地，所述的聚合物基体为热固性树脂。

优选地，所述的氧化石墨烯的碳氧比为1-10，片径1nm-100nm。

一种聚合物基复合材料的制备方法，其特征为：将氧化石墨烯分散在溶剂中超声1-3h，制得氧化石墨烯的悬浮液，接着加入到已预热65-100℃并用溶剂稀释的树脂中，在25-100℃下超声1-2h；然后将混合物加热、减压、搅拌使溶剂蒸发；接着置入真空干燥环境中，在80℃下脱气泡2h，进一步去除残存溶剂；将预热的固化剂趁热加入到混合物中，搅拌均匀；将添加有固化剂的混合物浇铸到模具中，放入真空环境中，脱气泡、固化、冷却至室温，脱模得聚合物基纳米复合材料。

本发明的有益效果：本技术方案中在热固性树脂中掺杂氧化石墨烯，调整复合材料的介电常数，由于复合材料的介电常数对氧化石墨烯的掺杂量比较敏感，所以通过氧化石墨烯的掺杂量的微量调整，即可实现复合材料介电常数的较宽范围调整，客观上与现有技术相比，降低了复合材料的密度。

同时可以对氧化石墨烯进行表面改性，提高氧化石墨烯与树脂的结合力，从而提高了复合材料的力学性能。

具体实施方式

实施例1