耐高压聚合物基介电材料及其制备方法与流程

文档序号:20001404发布日期:2020-02-22 03:12阅读:354来源:国知局

本发明属于柔性薄膜电容技术领域,特别涉及一种耐高压聚合物基介电材料及其制备方法。



背景技术:

随着电子技术发展,对高介电常数聚合物需求越来越多。但聚合物自身的介电常数往往很低,通常在3~6之间,无法满足技术发展需求。

因此提升聚合物基介电材料的介电常数成为最近几年非常热门的研究领域,已有很多文献报道介绍了提高聚合物基介电材料的介电常数的方法。其中最简便的方法是将高介电常数的钛酸钡填充到聚合物本体材料中。该种方法可以将聚合物基介电材料的介电常数提高1~2个数量级。但该种方法的缺点是:一方面,在钛酸钡的填充量较少时,聚合物基介电材料的介电常数变化不明显,需要填充足够多的钛酸钡,聚合物基介电材料的介电常数才会产生明显变化。另一方面,由于填充了大量钛酸钡,复合后的聚合物基介电材料的耐压性能会比纯的聚合物降低很多,导致复合介电材料仅能用于低压非储能领域,无法应用与高压高储能密度元器件领域,限制了高介电复合材料的推广应用。因此解决聚合物复合材料耐压问题具有重要的工程意义。

通过耐压失效产品分析发现,复合材料耐压低主要原因是钛酸钡填料达到临界体积浓度后,颗粒和颗粒间相互接触,在加载电压后会形成导电通路,在导电通路形成后累计的热量会使导电位置温度升高,进而产生热击穿,从而使复合介电材料的耐压性能变差。

有鉴于此,有必要提供一种耐高压聚合物基介电材料,使其从源头上对复合后的介电材料中的钛酸钡进行有效隔绝,避免导电通路产生,从而有效改善该聚合物基介电材料的耐压性。



技术实现要素:

针对上述问题,本发明提供一种耐高压聚合物基介电材料的制备方法,包括如下步骤:将有机聚合物基体溶解在第一溶剂中,制备有机聚合物溶液;在第二溶剂中或者在分散剂和第二溶剂混合而成的分散剂溶液中,加入含有云母和钛酸钡的无机填料,搅拌均匀,制备粉料预分散溶液;将该有机聚合物溶液与该粉料预分散溶液混合均匀,形成介电溶液;以及将该介电溶液涂布在基材上,加热固化,得到聚合物基介电材料。

根据本发明的一个实施例,在将有机聚合物基体溶解在第一溶剂中之后,还包括过滤步骤,除去不溶解的有机聚合物胶质,优选地,该过滤采用0.5~5μm的过滤芯。

根据本发明的一个实施例,该有机聚合物基体选自以下组合的一种或多种:亚克力树脂、聚乙烯醇、聚乙烯醇缩甲醛、纤维素及其衍生物、环氧树脂及聚酰胺树脂。该第一溶剂和该第二溶剂相同或者不同,分别选自以下组合中的一种或多种:乙酸乙酯、乙酸丁酯、无水乙醇、丁醇、丙醇、二甲基乙酰胺、丁酮、丙酮、戊酮、甲苯和二甲苯。

根据本发明的一个实施例,该有机聚合物基体和无机填料的质量比为0.1:1~0.4:1;该无机填料中的云母和钛酸钡的质量比为0.05:1~0.4:1;优选地,钛酸钡为球形结构或类球形结构,粒度d50=0.1~1μm,介电常数≥1000,云母为片状结构,厚径比≥80,d50≤7μm。

根据本发明的一个实施例,该粉料预分散溶液由以下方法制备而成:将第二溶剂和分散剂加入高速分散器中搅拌,混合均匀;加入云母及钛酸钡,搅拌,混合均匀后,得到粉料预分散溶液;优选地,搅拌速度为100~1200rpm,例如100~300rpm、300rpm~500rpm、100~550rpm、600~1200rpm等,该第二溶剂与该分散剂的混合所需搅拌时间为20分钟~2小时,加入该云母及钛酸钡后的混合所需搅拌时间为2~4小时。

根据本发明的另一个实施例,该粉料预分散溶液由以下方法制备而成:制备钛酸钡/云母复合粉体;将第二溶剂和分散剂搅拌、混合均匀,得到分散剂溶液;在该分散剂溶液中加入该钛酸钡/云母复合粉体,搅拌、混合均匀,得到粉料预分散溶液。

根据本发明的再一个实施例,该粉料预分散溶液由以下方法制备而成:制备钛酸钡/云母复合粉体;将该钛酸钡/云母复合粉体中加入第二溶剂,搅拌、混合均匀,得到粉料预分散溶液。

上述该钛酸钡/云母复合粉体是通过液相沉积法,将ticl4、bacl2在ph=1.8~2.0的合成云母粉溶液中反应,经脱水洗涤而成。

根据本发明的一个实施例,该粉料预分散溶液中粉料的含量为50~80wt%,该粉料包括云母、钛酸钡以及可选的分散剂。

根据本发明的一个实施例,该介电溶液由以下方法制备而成:将该有机聚合物溶液加入该粉料预分散溶液中,搅拌均匀,使用低能量分散设备进行分散处理,得到该介电溶液;优选地,该低能量分散设备为低能量砂磨机、均质机、乳化机及匀化机中的至少一种。

本发明还提供根据上述制备方法所制备的一种耐高压聚合物基介电材料,包括有机聚合物基体和均匀分散于该有机聚合物基体中的无机填料,该无机填料为云母和钛酸钡,或者为钛酸钡/云母复合粉体。

根据本发明的一个实施例,该耐高压聚合物基介电材料的介电常数为10~100,介电强度≥30mv/m。

本发明首先在钛酸钡/有机聚合物的二元复合体系中导入绝缘性能优良的云母,形成云母/钛酸钡/有机聚合物三元复合体系,将片状云母穿插到聚合物基体中,隔离钛酸钡粉料,使得钛酸钡粉料在有机聚合物基体中分散均匀,利用云母自身耐压特性好的特点,避免形成导电通路,防止热击穿产生,因此有效提高产品的耐压性能。在材料中添加云母后,相同厚度的介电材料耐压性能可以提高2~10倍。

其次,为了保持分散后云母能够保持片状形貌,在溶液共混工艺中导入低能量共混分散工艺,这种工艺的特点是分散过程中分散作用力小于云母晶体强度,因此分散过程中的分散作用仅能将云母片剥离开,分散到介电溶液中,云母的片状形貌没有被破坏。例如,该低能量共混分散工艺采用球磨方式。这种球磨方式有利于保留云母作为片状形貌,充分分散的云母可以在介电溶液中铺展开,最大限度的发挥云母的阻隔作用,这样,既保证了云母/钛酸钡/有机聚合物三种物料的充分分散混合,又保证了云母和钛酸钡两者物料形貌在混合过程中不被破坏,进而使得耐高压聚合物基介电材料的一致性和可靠性得到显著提升,最终提高材料耐压特性。

再次,本发明在云母和钛酸钡的加入方式上,除了将两者预先共混均匀的方式之外,还采用了另外一种液相沉积法,预先形成钛酸钡/云母复合粉体,使得钛酸钡在合成过程中沉积在云母的片层间和表面,驱逐了云母片层间隙的空气泡,由此进一步改善了最终形成的耐高压聚合物基介电材料的介电损耗。

最后,在采用液相沉积法预先生成钛酸钡/云母复合粉体的前提下,无需分散剂,也可达到发明目的。

上述说明仅是本发明技术方案的概述,为了能够更清楚了解本发明的技术手段,而可依照说明书的内容予以实施,并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂,以下特举较佳实施例,详细说明如下。

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效,以下结合实施例,对本发明进行详细说明。应理解,下述实施例仅用于说明本发明,而非限制本发明。

本申请采用溶液共混工艺,在有机聚合物基体中加入云母和钛酸钡,充分保证云母分散,又不破坏云母的片状形貌,有利于提高最终产品的耐压性能。

云母是一种天然矿物,价格低廉且容易获得,主要成分为碱金属的含水铝硅酸盐,主要成份是al2o3和sio2,另有一定量的结晶水和某些杂质金属氧化物,如fe2o3、tio2等。云母具有良好的解理性能,能够沿着解理面劈成或剥成很薄、很柔软而富有弹性的薄片。同时还具有良好的介电性能。云母的性能主要取决于云母的种类和主要化学组成,还受杂质氧化物影响。

根据云母中所含的金属氧化物不同,将其分为白云母、钠云母、金云母及锂云母等。云母的介电常数为6-7.3,白云母为7.3,金云母为5.5~6.5。云母具有层状晶体结构,层间往往含有由层间空气隙造成的气泡,对介电损耗影响较大,尤其在低频下,云母片中会出现夹层式极化,使得介电损耗角正切有很大增加。

本发明提供一种耐高压聚合物基介电材料的制备方法,包括如下步骤:将有机聚合物基体溶解在第一溶剂中,制备有机聚合物溶液;在第二溶剂中或者在分散剂和第二溶剂混合而成的分散剂溶液中,加入含有云母和钛酸钡的无机填料,搅拌均匀,制备粉料预分散溶液;将该有机聚合物溶液与该粉料预分散溶液混合均匀,形成介电溶液;以及将该介电溶液涂布在基材上,加热固化,得到聚合物基介电材料。

在本申请的一个实施例中,该有机聚合物溶液是采用如下方法制备而成的:将该第一溶剂加入搅拌设备中,在800~2000rpm的搅拌速度下加入有机聚合物基体,继续搅拌溶解1~24小时,直至有机聚合物基体完全溶解,形成均匀透明的有机聚合物溶液。所得到的有机聚合物溶液的固含量为20~40wt%。可选地,在完全溶解后,将该有机聚合物溶液用0.5~5μm的过滤芯进行过滤,除掉不溶解的有机聚合物胶质,得到更为纯净的有机聚合物溶液。

该有机聚合物基体选自以下组合中的一种或多种:亚克力树脂、聚乙烯醇、聚乙烯醇缩甲醛、纤维素及其衍生物、环氧树脂及聚酰胺树脂。该第一溶剂可以溶解该有机聚合物基体,选自酯类、醇类、酰胺类、酮类和苯类中的至少一种。在一个实施例中,该第一溶剂选自以下组合中的一种或多种:乙酸乙酯、乙酸丁酯、无水乙醇、丁醇、丙醇、二甲基乙酰胺、丁酮、丙酮、戊酮、甲苯和二甲苯。

在本申请的一个实施例中,该粉料预分散溶液由以下方法制备而成:将第二溶剂和分散剂加入高速分散器中搅拌,混合均匀;加入云母及钛酸钡,搅拌,混合均匀后,得到粉料预分散溶液。在一个实施例中,在该粉料预分散溶液的制备过程中,搅拌速度为100~1200rpm,例如100~300rpm、300rpm~500rpm、100~550rpm、600~1200rpm、200~1000rpm等,该第二溶剂与该分散剂的混合所需搅拌时间为20分钟~2小时,加入该云母及钛酸钡后的混合所需搅拌时间为2~4小时。在一个实施例中,该粉料预分散溶液中粉料的含量为50~80wt%,此处“粉料”包括分散剂、云母、钛酸钡。分散剂的加入量为钛酸钡和云母总质量的1~3wt%。

该第二溶剂与第一溶剂相同,也可以不同。该第二溶剂选自酯类、醇类、酰胺类、酮类和苯类中的至少一种,在一个实施例中,该第二溶剂选自以下组合中的一种或多种:乙酸乙酯、乙酸丁酯、无水乙醇、丁醇、丙醇、二甲基乙酰胺、丁酮、丙酮、戊酮、甲苯和二甲苯。

该分散剂选自以下组合中的一种或多种:tx100(辛基苯基聚氧乙烯醚)、span20(斯盘-20,山梨糖醇酐单月桂酸酯)、span60(斯盘60,山梨醇酐单硬脂酸酯)、span80(斯盘80,失水山梨糖醇脂肪酸酯)、山梨醇、油酸、蓖麻油、聚丙烯酸酰胺和聚丙烯酸。

在一个实施例中,该云母及该钛酸钡均为粉体。该钛酸钡为球形结构,粒度d50=0.1~1μm。该云母选自天然白云母、天然金云母、天然钠云母、天然锂云母、合成白云母、合成金云母中的一种或多种。云母为片状结构,其厚径比≥80,粒度d50≤7μm。如果厚径比太低,云母片的耐压性能不理想。如果粒度太小,不利于发挥云母片的隔绝作用。

云母的加入使得该聚合物基介电材料形成聚合物/钛酸钡/云母的三元复合体系,耐压性能得到很大的提高。

在本申请中,云母与钛酸钡之间的质量比为0.05:1~0.4:1。若是云母加入过量,后续形成的介电溶液的粘度会太高,无法旋涂成均匀的介电薄膜;若是不加入云母,介电材料的耐压性能较低。

在本申请的另一个实施例中,该粉料预分散溶液由以下方法制备而成:制备钛酸钡/云母复合粉体;将第二溶剂和分散剂搅拌、混合均匀,得到分散剂溶液;在该分散剂溶液中加入该钛酸钡/云母复合粉体,搅拌、混合均匀,得到粉料预分散溶液。

在本申请的又一个实施例中,该粉料预分散溶液由以下方法制备而成:制备钛酸钡/云母复合粉体;将该钛酸钡/云母复合粉体加入第二溶剂,搅拌、混合均匀,得到粉料预分散溶液。

该钛酸钡/云母复合粉体是通过液相沉积法,将ticl4、bacl2在ph=1.8~2.0的合成云母粉溶液中反应,经脱水洗涤而成。具体反应式为:

ticl4+h2o=tiocl2+2hcl

tiocl2+bacl2+4naoh=batio3+4nacl+2h2o

batio3+云母粉--→batio3/云母(恒温、恒ph)

采用该种液相沉积法,云母粉事先在溶液中均匀分散,纳米级batio3在生成的过程中均匀沉积在分散于溶液各处的云母粉的表面及片层间,从而使得云母粉与钛酸钡都得到均匀分散。一方面,该种方法控制钛酸钡与云母粉的均匀混合,云母粉充当钛酸钡的载体,由此防止云母粉的结团现象;另一方面,液相沉积法生成的钛酸钡的粒径较小,均匀沉积在云母表面及片层间,可以防止钛酸钡的结团现象,并且防止钛酸钡与钛酸钡的接触,从而防止热击穿。生成的batio3/云母复合粉体较为纯净,无其它杂质及重金属,不会影响钛酸钡的性能,还增强了材料的分散性和铺展性,使得该粉体易于分散得到粉料预分散溶液。

在本申请的一个实施例中,该介电溶液由以下方法制备而成:将该有机聚合物溶液加入该粉料预分散溶液中,搅拌均匀,使用低能量分散设备进行分散处理,得到该介电溶液。

该低能量分散设备为低能量砂磨机、均质机、乳化机及匀化机中的至少一种。采用该种分散设备对粉料研磨破坏的能力较低,仅仅起到分散粉料作用,使得粉料和有机聚合物基体达到微米级别混合,不会破坏云母和钛酸钡形貌。在一个实施例中,经过分散处理后的介电溶液的细度≤10μm。在一个实施例中,该低能量分散共混工艺的转速为100~1200rpm,例如100~300rpm、300rpm~500rpm、100~550rpm、600~1200rpm、200~1000rpm等。

在本申请的一个实施例中,该加热固化步骤的温度为120~180℃,时间为4~6小时。该涂布采用旋涂法。可选地,控制涂布的厚度,使得制得的聚合物基介电材料的样品厚度统一在20μm左右。

本发明提供一种由上述方法制备的聚合物基介电材料,包括有机聚合物基体和均匀分散于该有机聚合物基体中的无机填料,该有机聚合物基体与无机填料之间的质量比为0.1:1~0.4:1,该无机填料包括云母和钛酸钡,该云母与该钛酸钡的质量比为0.05:1~0.4:1。

将制得的聚合物基介电材料的样品进行性能测试:采用耐压测试仪测试击穿电压,表征介电材料耐压好坏。采用安捷伦4990a测试介电常数。采用北京智德创新仪器设备有限公司生产的zjd-b型介电常数介电损耗测试仪测试介电损耗正切角,测试方法参考gbt5594.4-2015电子元器件结构陶瓷材料性能测试方法第4部分—介电常数和介质损耗角正切值的测试方法。

下面进一步例举实施例以详细说明本发明。同样应理解,以下实施例只用于对本发明进行进一步说明,不能理解为对本发明保护范围的限制,本领域的技术人员根据本发明的上述内容作出的一些非本质的改进和调整均属于本发明的保护范围。下述示例具体的工艺参数等也仅是合适范围中的一个示例,即本领域技术人员可以通过本文的说明做合适的范围内选择,而并非要限定于下文示例的具体数值。

实施例中所用到的材料介绍如下:亚克力树脂由桐乡市正大涂料有限公司提供,牌号为ap2065;环氧树脂为中石化cyd-128环氧树脂与固化剂二乙烯三胺的混合物;白云母片由深圳市卓鑫越电子材料有限公司提供,厚径≥80,粒度d50=6.5μm;金云母片由灵寿县宝丰云母加工有限公司提供。钛酸钡由郑州承锐化工产品有限公司提供,粒度d50=0.16μm。

实施例1:

将丁酮25g加入磁力搅拌器中,在50rpm搅拌速度下加入亚克力树脂10g,持续搅拌溶解4小时,直到有机聚合物亚克力树脂形成均匀透明溶液。然后使用2μm的pp棉过滤芯过滤所得溶液,除掉不溶解的有机聚合物胶质,得到有机聚合物溶液。

将丁酮30g和分散剂蓖麻油1g加入到高速分散罐中,用高速分散机在800rpm的搅拌速度下搅拌2小时,直到形成均匀透明的含有分散剂的溶液。然后在1000rpm高速搅拌的状态下加入合成白云母片5g和钛酸钡64g,继续搅拌2.5小时,得到粉料预分散溶液。云母和钛酸钡的质量比约为0.078:1。

将有机聚合物溶液添加到粉料预分散溶液中,搅拌均匀后,使用低能量密度砂磨机研磨,研磨次数为5次,砂磨机转速300rpm,研磨磨介为0.1mm。研磨后得到聚合物基介电溶液的细度≤10μm。

将所得聚合物基介电溶液涂布在需要的基材上,再经140℃烘干2小时,得到所述耐高压聚合物基介电材料,厚度为20μm。

经测试,本实施例所得耐高压聚合物基介电材料的介电常数为29.7,60hz下介电损耗角正切值tgδ为0.02,20μm厚度样品平均耐压值为225.7v。

实施例2:

本实施例2的耐高压聚合物基介电材料的制备过程与实施例1类似,区别在于:云母和钛酸钡的质量比为0.4:1。经测试,所得耐高压聚合物基介电材料介电常数为25.5,60hz下介电损耗角正切值tgδ为0.07,20μm厚度样品平均耐压值为410.3v。

实施例3:

本实施例3的耐高压聚合物基介电材料的制备过程与实施例1类似,区别在于:云母和钛酸钡的质量比为0.2:1。经测试,所得耐高压聚合物基介电材料介电常数为27.3,60hz下介电损耗角正切值tgδ为0.05,20μm厚度样品平均耐压值为362.9v。

实施例4:

本实施例4的耐高压聚合物基介电材料的制备过程与实施例1类似,区别在于:使用乳化机替代砂磨机作为分散设备来将云母和钛酸钡分散在聚合物溶液中。分散转速为800rpm,分散时间为6h。经测试,所得耐高压聚合物基介电材料介电常数为31.5,60hz下介电损耗角正切值tgδ为0.01,20μm厚度样品平均耐压值为328.6v。

实施例5:

本实施例5的耐高压聚合物基介电材料的制备过程与实施例1类似,区别在于:选用有机聚合物为环氧树脂(中石化cyd-128+二乙烯三胺)。经测试,所得耐高压聚合物基介电材料介电常数为32.6,60hz下介电损耗角正切值tgδ为0.03,20μm厚度样品平均耐压值为276.3v。

实施例6:

本实施例6的耐高压聚合物基介电材料的制备过程与实施例1类似,区别在于:本实施例的钛酸钡和云母是事先合成的batio3/云母复合粉体,具体为:

将80g合成云母粉(1250目)加入500ml蒸馏水或去离子水中,在冰水浴下以300-500rpm的转速搅拌0.5h,并用1mol/l的hcl溶液将ph值调到1.8-2.0左右,稳定其状态,形成均匀的云母粉溶液。

将100ml的2mol/l的ticl4溶液、100ml的2mol/l的bacl2溶液和浓度为10%的naoh溶液同时滴加入上述云母粉溶液中,控制ph值保持1.8-2.0左右,便于ticl4、bacl2溶液在合成云母粉中的反应。

观察云母粉表面颜色转为乳白色,直至ticl4、bacl2溶液滴加完成,停止添加naoh溶液,在恒温、恒ph值下搅拌半小时,加蒸馏水或去离子水抽滤,烘干24小时,得到batio3/云母复合粉体。

经测试,本实施例所得耐高压聚合物基介电材料的介电常数为35.7,60hz下介电损耗角正切值tgδ为0.003,20μm厚度样品平均耐压值为512.4v。

与实施例1相比,本实施例采用液相沉积法,合成云母粉事先在溶液中均匀分散,合成的纳米级batio3在生成的过程中均匀沉积在分散于溶液各处的合成云母粉的表面及片层间隙,从而使得云母粉与钛酸钡都得到均匀分散,防止钛酸钡与钛酸钡颗粒接触,从而防止热击穿。介电常数得到明显提高,介电损耗小,耐压性能表现优异。究其原因,合成的微小钛酸钡粒子由于粒径较小,在液相沉积过程中,不仅沉积在云母的表面,而且沉积在云母的片层缝隙中,由此消除了云母片层缝隙中的空气泡,降低甚至消除了空气泡对介电损耗的影响,因此,本实施例的介电损耗角正切明显小于其它实施例。

实施例7:

实施例7的耐高压聚合物基介电材料的制备过程与实施例6类似,区别在于:在制备钛酸钡/云母复合粉体后,无需分散剂,而是直接将69g该钛酸钡/云母复合粉体在1000rpm高速搅拌的状态下加入30g丁酮溶剂中,继续搅拌2.5小时,混合均匀,得到粉料预分散溶液。

经测试,本实施例所得耐高压聚合物基介电材料的介电常数为30.1,60hz下介电损耗角正切值tgδ为0.005,20μm厚度样品平均耐压值为437.6v。

与实施例6相比,本实施例7的粉料预分散溶液无需分散剂,而是在制备钛酸钡/云母复合粉体后,直接将该复合粉体加入第二溶剂中高速搅拌而成。测试结果仍然显示出较高的介电常数、耐高压性能,以及较低的介电损耗。究其原因,相比于单独的钛酸钡、云母粉料,液相沉积法制备的钛酸钡/云母复合粉体本身的分散性能较好,因此即使不存在分散剂的情况下,也显示出较好的分散性能。

对比例1:

本对比例1的耐高压聚合物基介电材料的制备过程与实施例1类似,区别在于:不加入云母。所得耐高压聚合物基介电材料介电常数为33.8,60hz下介电损耗角正切值tgδ为0.12,20μm厚度样品平均耐压值为97.6v。

对比例2:

本对比例2的耐高压聚合物基介电材料的制备过程参见实施例1,区别在于:分散设备采用传统砂磨机,砂磨机转速为2500rpm,磨介大小0.6~0.8mm。所得耐高压聚合物基介电材料介电常数为30.9,60hz下介电损耗角正切值tgδ为0.06,20μm厚度样品平均耐压值为165.8v。

相比于实施例1,采用传统磨砂机,由于转速及磨介都远远高于实施例1,高能量共混的方式,会部分破环云母的片层结构,由此使得介电损耗稍高于实施例1。

对比例3:

本对比例3与实施例1类似,区别在于:用氮化硼代替云母,其它同实施例1。该氮化硼是六方结构,有类似石墨的层状结构,由辽宁硼达科技有限公司提供。经测试,本对比例所得耐高压聚合物基介电材料的介电常数为26.9,60hz下介电损耗角正切值tgδ为0.11,20μm厚度样品平均耐压值为184.6v。

与实施例1相比,氮化硼尽管也具有片状结构和耐高压性能,但是对比例3所得到的耐高压聚合物基介电材料的介电常数、耐压值明显低于实施例1,并且介电损耗较高。

对比例4:

对比例4与实施例6类似,区别在于:用氮化硼代替云母。经测试,本对比例所得耐高压聚合物基介电材料的介电常数为29.8,60hz下介电损耗角正切值tgδ为0.059,20μm厚度样品平均耐压值为384.6v。

本对比例的介电损耗高于实施例6。其原因可能是氮化硼中原本不存在空气泡,因此不如实施例6的云母因为空气泡的消除而对介电损耗产生的积极影响。

综上所述,本发明采用溶液共混工艺,将云母片引入聚合物/钛酸钡的二元体系,形成聚合物/云母/钛酸钡的三元复合体系,使得云母片将钛酸钡分隔开,从源头上对复合后材料中钛酸钡进行有效隔绝,避免复合材料中的导电通路产生,从而避免热击穿产生,可以有效改善材料的耐压性。另外,云母是一种天然矿物,价格低廉且容易获得,利于大规模量产应用。因此,本发明的方法经济易行、效果明显,产品的耐压比未改性的产品高2倍以上。

其次,为了保持分散后云母能够保持片状形貌,在溶液共混工艺中导入低能量共混工艺,既保证了云母/钛酸钡/聚合物三种物料的充分分散混合,又保证了云母和钛酸钡两者物料形貌在混合过程中不被破坏,进而使得耐高压聚合物基介电材料的一致性和可靠性得到显著提升。

再次,本发明的云母和钛酸钡的加入方式上,除了将两者预先共混均匀之外,还采用了另外一种液相沉积法,预先形成钛酸钡/云母复合粉体,使得钛酸钡在合成过程中沉积在云母的片层间和表面,驱逐了云母片层间隙的空气泡,由此进一步改善了最终形成的耐高压聚合物基介电材料的介电损耗。

最后,在采用液相沉积法预先生成钛酸钡/云母复合粉体的前提下,无需分散剂,也可达到发明目的。

以上所述,仅是本发明的较佳实施例而已,并非对本发明作任何形式上的限制,虽然本发明已以较佳实施例揭露如上,然而并非用以限定本发明,任何熟悉本专业的技术人员,在不脱离本发明技术方案范围内,当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例,但凡是未脱离本发明技术方案内容,依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰,均仍属于本发明技术方案的范围内。

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