[发明专利]一种介电凝胶基质的制备方法

说明书

本发明涉及一种介电凝胶基质的制备方法,包括:将具有介电性能、易溶解的有机介电主材料A与一定量的溶剂充分混合搅拌后,获得浆料；将塑性剂与浆料混合搅拌后,获得介电凝胶；将高介电性和机械灵活性的纳米线浆料混合搅拌,静置待气泡消失，获得均匀混合的凝胶态高介电有机复合材料﹔将凝胶态复合材料使用刮涂或旋涂得得方式涂在硅片或石英片上,最后根据不同厚度常温放置不同时间后凝固定型,制得高介电聚合物复合薄膜。本发明可制备出不同厚度的介电薄膜。此介电凝胶制备的薄膜具有高介电性、高击穿电压值、低介电损耗值、柔韧性高,易制备、对环境负载小等特点。

技术领域

本发明涉及介电弹性驱动器、电容器技术领域，特别是涉及一种介电凝胶基质的制备方法。

背景技术

如果将某一均匀的电介质作为电容器的介质而置于其两极之间，则由于电介质的极化，将使电容器的电容量比真空为介质时的电容量增加若干倍，这就是物体的介电性质。所以电介质材料被广泛用于控制/存储电荷及电能,在现代电子及电力系统中具有重要的战略地位。传统的介电材料例如铁电陶瓷具有很高的介电常数,但其加工温度高,性脆强，难以加工成薄膜。而聚合物介电材料介电击穿强度高,柔韧性高,加工性能优异,但其介电常数值普遍较低。

随着电子设备的发展，对于导体器件的微型化、高频化、智能化、柔韧性的应用需求增加，因此产生了对高弹性的介电薄膜的需求。高弹性介电弹性体在高的场强下具有压缩变形效应，可用于发展新一代电致驱动器。

目前的介电薄膜制备技术主要突破以下：

一、作为介电薄膜形成用组合物,一直使用例如钛酸钡系组合物或铅系复合钙钛矿系材料等铁电材料，这类的铁电陶瓷往往具有很高的介电常数,但其加工温度高,性脆强，难以加工成薄膜。

二、在全球范围内的环保运动不断高涨的情况下,期待开发对环境的负载较小的新颖的介电薄膜形成用组合物。

三、当制造包含Ba、Pb等的介电薄膜形成用组合物时,出于对环保的考虑,需要制造工序中对产生的废液进行处理的特殊设备,这样造成了制造成本大幅度增加，因此也需要开发未包含这些需要特殊处理物质的介电薄膜形成的组合物。

发明内容

本发明提供了一种介电凝胶基质的制备方法，解决了现有技术中的技术问题。

本发明解决上述技术问题的方案如下：一种介电凝胶基质的制备方法,包括:将具有介电性能、易溶解的有机介电主材料A与一定量的溶剂充分混合搅拌后,获得浆料；将塑性剂与浆料混合搅拌后,获得介电凝胶；将高介电性和机械灵活性的纳米线浆料混合搅拌,静置待气泡消失，获得均匀混合的凝胶态高介电有机复合材料﹔将凝胶态复合材料使用刮涂或旋涂得得方式涂在硅片或石英片上,最后根据不同厚度常温放置不同时间后凝固定型,制得高介电聚合物复合薄膜。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

进一步，所述有机介电主材料为聚氯乙烯，分子量优选为5万～10万。

进一步，所述有机介电材料的溶剂为四氢呋喃，环己酮，甲酮，二甲基甲酰胺。

进一步，所述塑性剂为已二酸二正丁酯(DBA)、癸二酸二丁酯(DBS)、邻苯二甲酸二丁酯(DBP)、己二酸二辛酯(DOA)、癸二酸二异辛酯(DOS)。

进一步，所述高介电纳米线浆料为二氧化硅、六方氮化硼、二氧化硅。

进一步，有机介电主材料聚氯乙烯的重量含量约为5％至约10％。

进一步，所述稀释剂的重量含量约为40％至约60％。

进一步，所属塑性剂的重量含量约为20％至约70％。

进一步，热定型温度为室温。

本发明的有益效果是：本发明提供了一种介电凝胶基质的制备方法，具有以下优点：