[发明专利]一种聚碳酸酯基高温介电复合材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种聚碳酸酯基高温介电复合材料及其制备方法，包括以下重量份原材料制备而成：10‑30份的聚碳酸酯，5‑15份的丙烯醇，5‑15份的聚四氟乙烯，2‑5份的柠檬酸，0.1‑0.5份的纳米氮化镁，0.5‑2份的纳米硫酸钡，0.5‑1份的纳米氧化铜，1‑3份的偶联剂，1‑5份的交联剂；本发明利用高分子的交联和有机‑无机杂化原理，使其具有介电常数大，工作温度高的优点，促进了介电材料在高温环境中工作的电子器件上的应用。

技术领域

本发明涉及电子材料领域，具体涉及一种聚碳酸酯基高温介电复合材料及其制备方法。

背景技术

介电材料（dielectric material）又称电介质，是可用于控制存储电荷及电能的电的绝缘材料，在现代电子及电力系统中具有重要的战略地位。介电材料主要包括电容器介电材料和微波介电材料两大体系。其中用作电容器介质的介电材料，要求材料的电阻率高，介电常量大，在整个介电材料中占有很大比重。介电材料也可分为有机和无机两大类，种类繁多。

人们对介电材料的研究最初是从无机压电陶瓷材料开始的，无机压电陶瓷材料具有高介电常数和高热电稳定性，但其脆性大、加工温度较高。随着信息和微电子工业的飞速发展对半导体器件微型化、集成化、智能化、高频化和平面化的应用需求增加，越来越多的电子元件，如介质基板、介质天线、嵌入式薄膜电容等，既要介电材料具备优异的介电性能，又要其具备良好的力学性能和加工性能，因此，单一的无机介电材料已经不能满足上述要求。而具有高介电性能的复合功能电介质材料可用于制备高储能密度介质，在脉冲率及电子封装技术等军民用领域有着引人瞩目的实用前景。近年来，人们通过以聚合物为基体，引入高介电常数或易极化的纳米尺度的无机颗粒或者其它无机物形成聚合物基复合介电材料。然而，通过简单的混合而成的聚合物基复合介电材料在电化学性能上虽然有了一定的提高，也克服了部分缺陷，但仍然难以满足电子行业对电子材料越来越高的性能要求，因此，深入研发更高性能的聚合物基复合介电材料依然是今后电子材料发展的方向。

发明内容

本发明的目的在于克服现有聚合物基复合介电材料存在的介电系数低、工作温度低的缺陷，提供一种聚碳酸酯基高温介电复合材料及其制备方法；本发明利用高分子的交联和有机-无机杂化原理，使其具有介电常数大，工作温度高的优点，促进了介电材料在高温环境中工作的电子器件上的应用。

为了实现上述发明目的，本发明提供了一种聚碳酸酯基高温介电复合材料，包括以下重量份原材料制备而成：10-30份的聚碳酸酯，5-15份的丙烯醇，5-15份的聚四氟乙烯，2-5份的柠檬酸，0.1-0.5份的纳米氮化镁，0.5-2份的纳米硫酸钡，0.5-1份的纳米氧化铜，1-3份的偶联剂，1-5份的交联剂。

一种聚碳酸酯基高温介电复合材料，利用多种有机物的相互交联聚合，形成结构稳定，耐高温的高分子三维网络结构，同时在三维网络结构中杂化不同纳米氧化物，氮化镁-硫酸钡-氧化铜三者形成一个独立循环体，对电场的屏蔽作用增强，介电常数增大；同时，三维网络结构使聚合物熔点增加，其工作温度更高；该复合介电材料使用范围更大，有利于电子行业的发展。

优选的，其中所述的聚碳酸酯聚合度为50-200，聚合度太大，分子链太长，形成的三维网络结构稳定差，复合材料熔点降低；聚合度太小，分子链太短，不利于纳米材料的杂化和嵌入，纳米材料分散不规则，可能产生团聚现象，产品性能降低。

优选的，其中所述的聚四氟乙烯聚合度为40-80，聚合度太大，分子链太长，形成的三维网络结构稳定差，复合材料熔点降低；聚合度太小，分子链太短，不利于纳米材料的杂化和嵌入，纳米材料分散不规则，可能产生团聚现象，产品性能降低。

优选的，其中所述的纳米氮化镁的粒径为20-60纳米，粒径太大，不利于纳米材料的在三维网络结构中的杂化和嵌入，纳米材料分散不规则，可能产生团聚现象，产品性能降低，粒径太小，分散困难，容易团聚。