本发明涉及电子材料这一技术领域，特别涉及到聚偏氟乙烯多孔复合介电材料的制备方法。
背景技术：
聚偏氟乙烯(pvdf)常态下为半结晶高聚物，结晶度约为50％。迄今报道有α、β、γ、δ及ε等5种晶型，它们在不同的条件下形成，在一定条件(热、电场、机械及辐射能的作用)下又可以相互转化。在这5种晶型中，β晶型最为重要，作为压电及热释电应用的pvdf主要是含有β晶型。pvdf应用主要集中在石油化工、电子电气和氟碳涂料三大领域，由于pvdf良好的耐化学性、加工性及抗疲劳和蠕变性，是石油化工设备流体处理系统整体或者衬里的泵、阀门、管道、管路配件、储槽和热交换器的最佳材料之一。pvdf良好的化学稳定性、电绝缘性能，使制作的设备能满足tocs以及阻燃要求，被广泛应用于半导体工业上高纯化学品的贮存和输送，采用pvdf树脂制作的多孔膜、凝胶、隔膜等，在锂二次电池中应用，目前该用途成为pvdf需求增长最快的市场之一。pvdf是氟碳涂料最主要原料之一，以其为原料制备的氟碳涂料已经发展到第六代，由于pvdf树脂具有超强的耐候性，可在户外长期使用，无需保养，该类涂料被广泛应用于发电站、机场、高速公路、高层建筑等。另外pvdf树脂还可以与其他树脂共混改性，如pvdf与abs树脂共混得到复合材料，已经广泛应用于建筑、汽车装饰、家电外壳等。
技术实现要素：
为解决上述技术问题，本发明公开了聚偏氟乙烯多孔复合介电材料的制备方法，该工艺将二氧化锰、氧化镁、硝酸镁、苯氧乙醇、硅藻泥、炭黑、n，n-二甲基甲酰胺、聚偏氟乙烯、聚丙烯酰胺、石墨、正硅酸乙酯、钛酸丁酯、氢氧化钡等原料分别经过超声分散、离心洗涤、干燥、分步真空高温反应、冰浴降温、加压密炼、挤出造粒、塑型、包装等步骤制备得到聚偏氟乙烯多孔复合介电材料。制备而成的聚偏氟乙烯多孔复合介电材料，其介电性能好、质地多孔均匀，可以满足多种用户需求。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
聚偏氟乙烯多孔复合介电材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将二氧化锰1-4份、氧化镁2-3份、硝酸镁1-3份、苯氧乙醇1-2份混合，加入到硅藻泥2-6份、炭黑2-7份、n，n-二甲基甲酰胺1-2份中，搅拌均匀后进行超声分散，然后混合物进行离心，收集固体沉淀，用蒸馏水洗涤3次，65℃烘干备用；
(2)将聚偏氟乙烯8-12份、聚丙烯酰胺1-3份、石墨2-3份、正硅酸乙酯3-6份、钛酸丁酯1-4份、氢氧化钡1-2份、偶联剂1-4份和步骤(1)的固体混合物依次加入真空反应炉内进行真空高温分步烧结，第一步抽真空加热至100-215℃保温反应30min，第二步以10℃/min的速率快速升温至200-210℃，并且自然升压至常压，保温反应1h,第三步以2℃/min的速率升温至300-305℃，保温反应10-15h；
(3)将步骤(2)的高温反应物置于冰浴容器内进行快速降温；
(4)将步骤(3)中的降温产物进行过筛分选；
(5)将步骤(4)的产物注入密炼机，然后加入消泡剂1-4份、稳定剂1-4份，进行加压混合，压强为10-15mpa；
(6)将步骤(5)的反应物注入双螺杆挤出机挤出、造粒、塑型、包装即得成品。
优选地，所述步骤(1)中的超声功率为250w，超声30-60min。
优选地，所述步骤(1)中的离心转速为3000-5000rpm/min，离心时间10-15min。
优选地，所述步骤(2)中的偶联剂选自乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三氯硅烷、γ-缩水甘油醚基丙基三甲氧基硅烷、双-(3-三乙氧硅丙基)四硫化物中的任意一种或几种。
优选地，所述步骤(2)中的真空压强为5*10-7pa。
优选地，所述步骤(4)中的过筛孔径为2000目。
优选地，所述步骤(5)中的消泡剂选自疏水二氧化硅、脂肪胺、石蜡、聚乙二醇中的任意一种或几种。
优选地，所述步骤(5)中的稳定剂选自水杨酸铅、硬脂酸钡、丹桂酸钡、硬脂酸钙中的任意一种或几种。
优选地，所述步骤(6)中的螺杆温度为220-230℃，螺杆转速为1000-1100转/分钟
本发明与现有技术相比，其有益效果为：
(1)本发明的聚偏氟乙烯多孔复合介电材料的制备方法将二氧化锰、氧化镁、硝酸镁、苯氧乙醇、硅藻泥、炭黑、n，n-二甲基甲酰胺、聚偏氟乙烯、聚丙烯酰胺、石墨、正硅酸乙酯、钛酸丁酯、氢氧化钡等原料分别经过超声分散、离心洗涤、干燥、分步真空高温反应、冰浴降温、加压密炼、挤出造粒、塑型、包装等步骤制备得到聚偏氟乙烯多孔复合介电材料。制备而成的聚偏氟乙烯多孔复合介电材料，其介电性能好、质地多孔均匀，可以满足多种用户需求。
(2)本发明的聚偏氟乙烯多孔复合介电材料原料易得、工艺简单，适于大规模工业化运用，实用性强。
具体实施方式
下面结合具体实施例对发明的技术方案进行详细说明。
实施例1
(1)将二氧化锰1份、氧化镁2份、硝酸镁1份、苯氧乙醇1份混合，加入到硅藻泥2份、炭黑2份、n，n-二甲基甲酰胺1份中，搅拌均匀后进行超声分散，超声功率为250w，超声30min，然后混合物进行离心，离心转速为3000rpm/min，离心时间10min，收集固体沉淀，用蒸馏水洗涤3次，65℃烘干备用；
(2)将聚偏氟乙烯8份、聚丙烯酰胺1份、石墨2份、正硅酸乙酯3-份、钛酸丁酯1份、氢氧化钡1份、乙烯基三甲氧基硅烷1份和步骤(1)的固体混合物依次加入真空反应炉内进行真空高温分步烧结，第一步抽真空加热至100-215℃保温反应30min，第二步以10℃/min的速率快速升温至200-210℃，并且自然升压至常压，保温反应1h,第三步以2℃/min的速率升温至300-305℃，保温反应10h，其中真空压强为5*10-7pa；
(3)将步骤(2)的高温反应物置于冰浴容器内进行快速降温；
(4)将步骤(3)中的降温产物进行过筛分选，过筛孔径为2000目；
(5)将步骤(4)的产物注入密炼机，然后加入疏水二氧化硅1份、水杨酸铅1份，进行加压混合，压强为10mpa；
(6)将步骤(5)的反应物注入双螺杆挤出机挤出、造粒、塑型、包装即得成品,其中螺杆温度为220-230℃，螺杆转速为1000-1100转/分钟。
制得的聚偏氟乙烯多孔复合介电材料的性能测试结果如表1所示。
实施例2
(1)将二氧化锰2份、氧化镁2份、硝酸镁2份、苯氧乙醇1份混合，加入到硅藻泥3份、炭黑4份、n，n-二甲基甲酰胺1份中，搅拌均匀后进行超声分散，超声功率为250w，超声40min，然后混合物进行离心，离心转速为4000rpm/min，离心时间12min，收集固体沉淀，用蒸馏水洗涤3次，65℃烘干备用；
(2)将聚偏氟乙烯9份、聚丙烯酰胺2份、石墨2份、正硅酸乙酯4份、钛酸丁酯2份、氢氧化钡1份、乙烯基三氯硅烷2份和步骤(1)的固体混合物依次加入真空反应炉内进行真空高温分步烧结，第一步抽真空加热至100-215℃保温反应30min，第二步以10℃/min的速率快速升温至200-210℃，并且自然升压至常压，保温反应1h,第三步以2℃/min的速率升温至300-305℃，保温反应12h，其中真空压强为5*10-7pa；
(3)将步骤(2)的高温反应物置于冰浴容器内进行快速降温；
(4)将步骤(3)中的降温产物进行过筛分选，过筛孔径为2000目；
(5)将步骤(4)的产物注入密炼机，然后加入脂肪胺2份、硬脂酸钡2份，进行加压混合，压强为12mpa；
(6)将步骤(5)的反应物注入双螺杆挤出机挤出、造粒、塑型、包装即得成品,其中螺杆温度为220-230℃，螺杆转速为1000-1100转/分钟。
制得的聚偏氟乙烯多孔复合介电材料的性能测试结果如表1所示。
实施例3
(1)将二氧化锰3份、氧化镁3份、硝酸镁2份、苯氧乙醇2份混合，加入到硅藻泥5份、炭黑6份、n，n-二甲基甲酰胺1份中，搅拌均匀后进行超声分散，超声功率为250w，超声50min，然后混合物进行离心，离心转速为4500rpm/min，离心时间14min，收集固体沉淀，用蒸馏水洗涤3次，65℃烘干备用；
(2)将聚偏氟乙烯11份、聚丙烯酰胺2份、石墨3份、正硅酸乙酯5份、钛酸丁酯3份、氢氧化钡2份、γ-缩水甘油醚基丙基三甲氧基硅烷3份和步骤(1)的固体混合物依次加入真空反应炉内进行真空高温分步烧结，第一步抽真空加热至100-215℃保温反应30min，第二步以10℃/min的速率快速升温至200-210℃，并且自然升压至常压，保温反应1h,第三步以2℃/min的速率升温至300-305℃，保温反应14h，其中真空压强为5*10-7pa；
(3)将步骤(2)的高温反应物置于冰浴容器内进行快速降温；
(4)将步骤(3)中的降温产物进行过筛分选，过筛孔径为2000目；
(5)将步骤(4)的产物注入密炼机，然后加入石蜡3份、丹桂酸钡3份，进行加压混合，压强为14mpa；
(6)将步骤(5)的反应物注入双螺杆挤出机挤出、造粒、塑型、包装即得成品,其中螺杆温度为220-230℃，螺杆转速为1000-1100转/分钟。
制得的聚偏氟乙烯多孔复合介电材料的性能测试结果如表1所示。
实施例4
(1)将二氧化锰4份、氧化镁3份、硝酸镁3份、苯氧乙醇2份混合，加入到硅藻泥6份、炭黑7份、n，n-二甲基甲酰胺2份中，搅拌均匀后进行超声分散，超声功率为250w，超声60min，然后混合物进行离心，离心转速为5000rpm/min，离心时间15min，收集固体沉淀，用蒸馏水洗涤3次，65℃烘干备用；
(2)将聚偏氟乙烯12份、聚丙烯酰胺3份、石墨3份、正硅酸乙酯6份、钛酸丁酯4份、氢氧化钡2份、双-(3-三乙氧硅丙基)四硫化物4份和步骤(1)的固体混合物依次加入真空反应炉内进行真空高温分步烧结，第一步抽真空加热至100-215℃保温反应30min，第二步以10℃/min的速率快速升温至200-210℃，并且自然升压至常压，保温反应1h,第三步以2℃/min的速率升温至300-305℃，保温反应15h，其中真空压强为5*10-7pa；
(3)将步骤(2)的高温反应物置于冰浴容器内进行快速降温；
(4)将步骤(3)中的降温产物进行过筛分选，过筛孔径为2000目；
(5)将步骤(4)的产物注入密炼机，然后加入聚乙二醇4份、硬脂酸钙4份，进行加压混合，压强为15mpa；
(6)将步骤(5)的反应物注入双螺杆挤出机挤出、造粒、塑型、包装即得成品,其中螺杆温度为220-230℃，螺杆转速为1000-1100转/分钟。
制得的聚偏氟乙烯多孔复合介电材料的性能测试结果如表1所示。
对比例1
(1)将二氧化锰1份、氧化镁2份、硝酸镁1份、苯氧乙醇1份混合，加入到炭黑2份、n，n-二甲基甲酰胺1份中，搅拌均匀后进行超声分散，超声功率为250w，超声30min，然后混合物进行离心，离心转速为3000rpm/min，离心时间10min，收集固体沉淀，用蒸馏水洗涤3次，65℃烘干备用；
(2)将聚偏氟乙烯8份、石墨2份、正硅酸乙酯3-份、钛酸丁酯1份、氢氧化钡1份、乙烯基三甲氧基硅烷1份和步骤(1)的固体混合物依次加入真空反应炉内进行真空高温分步烧结，第一步抽真空加热至100-215℃保温反应30min，第二步以10℃/min的速率快速升温至200-210℃，并且自然升压至常压，保温反应1h,第三步以2℃/min的速率升温至300-305℃，保温反应10h，其中真空压强为5*10-7pa；
(3)将步骤(2)的高温反应物置于冰浴容器内进行快速降温；
(4)将步骤(3)中的降温产物进行过筛分选，过筛孔径为2000目；
(5)将步骤(4)的产物注入密炼机，然后加入疏水二氧化硅1份、水杨酸铅1份，进行加压混合，压强为10mpa；
(6)将步骤(5)的反应物注入双螺杆挤出机挤出、造粒、塑型、包装即得成品,其中螺杆温度为220-230℃，螺杆转速为1000-1100转/分钟。
制得的聚偏氟乙烯多孔复合介电材料的性能测试结果如表1所示。
对比例2
(1)将二氧化锰4份、氧化镁3份、硝酸镁3份、苯氧乙醇2份混合，加入到硅藻泥6份、炭黑7份、n，n-二甲基甲酰胺2份中，搅拌均匀后进行超声分散，超声功率为250w，超声60min，然后混合物进行离心，离心转速为5000rpm/min，离心时间15min，收集固体沉淀，用蒸馏水洗涤3次，65℃烘干备用；
(2)将聚丙烯酰胺3份、石墨3份、正硅酸乙酯6份、双-(3-三乙氧硅丙基)四硫化物4份和步骤(1)的固体混合物依次加入真空反应炉内进行真空高温分步烧结，第一步抽真空加热至100-215℃保温反应30min，第二步以10℃/min的速率快速升温至200-210℃，并且自然升压至常压，保温反应1h,第三步以2℃/min的速率升温至300-305℃，保温反应15h，其中真空压强为5*10-7pa；
(3)将步骤(2)的高温反应物置于冰浴容器内进行快速降温；
(4)将步骤(3)中的降温产物进行过筛分选，过筛孔径为2000目；
(5)将步骤(4)的产物注入密炼机，然后加入聚乙二醇4份、硬脂酸钙4份，进行加压混合，压强为15mpa；
(6)将步骤(5)的反应物注入双螺杆挤出机挤出、造粒、塑型、包装即得成品,其中螺杆温度为220-230℃，螺杆转速为1000-1100转/分钟。
制得的聚偏氟乙烯多孔复合介电材料的性能测试结果如表1所示。
将实施例1-4和对比例1-2的制得的聚偏氟乙烯多孔复合介电材料分别进行相对介电常数、拉伸强度、冲击强度这几项性能测试。
表1
本发明的聚偏氟乙烯多孔复合介电材料的制备方法将二氧化锰、氧化镁、硝酸镁、苯氧乙醇、硅藻泥、炭黑、n，n-二甲基甲酰胺、聚偏氟乙烯、聚丙烯酰胺、石墨、正硅酸乙酯、钛酸丁酯、氢氧化钡等原料分别经过超声分散、离心洗涤、干燥、分步真空高温反应、冰浴降温、加压密炼、挤出造粒、塑型、包装等步骤制备得到聚偏氟乙烯多孔复合介电材料。制备而成的聚偏氟乙烯多孔复合介电材料，其介电性能好、质地多孔均匀，可以满足多种用户需求。本发明的聚偏氟乙烯多孔复合介电材料原料易得、工艺简单，适于大规模工业化运用，实用性强。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。