本发明涉及一种微胶囊电池复合聚酰亚胺介电材料的制备方法，属于介电材料制备技术领域。
背景技术：
高电材料是一种应用前景非常广泛的绝缘材料，由于它有着很好的储存电能和均匀电场的性能，因而在电子、电机和电缆行业中都有非常重要的应用。聚酰亚胺基于优异的热性能、机械性能和介电性能等其他聚合物不可比拟的优点，在微电子高科技领域和航空航天领域广泛应用。由于其结构上的可设计性，世界上越来越多的研究者投入到这类高技术材料的研究开发中。但随着材料的研究不断地朝着高性能化、多功能化和低成本化方向发展。鉴于—些自身如吸湿性和热膨胀系数较高等不足之处，随着科技和工农业的发展，电气和电机设备的小型化和微型发展、变频调速及高压化要求对绝缘材料的性能需不断提升，单纯的聚酰亚胺材料在要求有特殊功能的材料领域，为了提高的应用性能改性和以此为基体的复合材料的开发与应用一直是学术界和工业界研究与开发的热点。
现有改性制备聚酰亚胺介电复合材料虽然研究得比较广泛，但要达到非常高的介电常数，一般使用的填料填充量就会非常高。这一方面使得复合材料的介电损耗很大，而且当填充量过高时，材料的加工性能也会变得很差，很容易碎裂。所以需要一种有效的聚酰亚胺介电材料很有必要。
技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题：针对目前制备的聚酰亚胺介电复合材料介电损耗很大，且高填充量时导致其力学性能大幅下降的缺陷，提供了一种通过将聚苯乙烯磺化，再与吡咯聚合制备空心微胶囊，随后通过苯胺填空其微胶囊内部，再通过表面纳米铜粉镀银，形成一种微胶囊式的电池结构，通过微胶囊电池填充聚酰亚胺材料，在大幅提高其介电常数的同时，有效改善聚酰亚胺的韧性和强度，有效的解决了聚酰亚胺介电复合材料介电损耗大，力学性能差的缺陷。
为解决上述技术问题，本发明采用如下所述的技术方案是：
（1）按质量比1:5，将聚苯乙烯树脂颗粒与质量浓度85%浓硫酸搅拌混合，在200～300W下超声分散处理，使其磺化10～15min后，抽滤并收集滤饼，用质量浓度10%硫酸溶液洗涤3～5次后，再用去离子水洗涤3～5次，在65～80℃下干燥6～8h，制备得磺化聚苯乙烯树脂颗粒；
（2）按重量份数计，分别称量5～10份质量浓度20%过硫酸铵溶液、25～30份上述制备的磺化聚苯乙烯树脂颗粒、5～10份纳米铜粉和45～60份去离子水置于三口烧瓶中，搅拌混合并置于65～80℃下预热25～30min；
（3）待预热完成后，对其滴加过硫酸铵溶液质量相同的吡咯，控制滴加时间为10～15min，待滴加完成后，再在20～30℃下水浴加热20～24h，制备得导电空心微球，按质量比1:10，将导电微球与苯胺溶液置于烧杯中，搅拌混合并浸泡20～24h；
（4）待浸泡完成后，对烧杯中滴加质量浓度10%的硝酸银溶液，控制滴加量为苯胺溶液的1/2，待滴加完成后，再在200～300W下超声分散15～20min，随后抽滤并收集滤饼，自然晾干制备得微胶囊电池树脂，备用；
（5）按重量份数计，分别称量30～35份N-甲基吡咯烷酮、15～20份二甲苯、5～10份N’N-二甲基乙酰胺和25～30份N’N-二甲基甲酰胺置于三口烧瓶中搅拌混合，随后通氮气排除空气，将三口烧瓶置于120～125℃下油浴加热45～60min；
（6）待加热完成后，对三口烧瓶分别添加与二甲苯质量相同的偏苯三酸酐和异氰酸苯酯，待添加完成后，搅拌混合并升温置于180～185℃下油浴加热25～30min，制备得中间混合液；
（7）按质量比1:1:8，将步骤（4）制备的微胶囊电池树脂、苯酚依次添加至中间混合液中，待添加完成后，继续升温至200～210℃油浴加热，待加热反应1～2h后，趁热收集得混合凝胶液；
（8)按质量比1：10，将混合凝胶液与甲醇搅拌混合10～15min，静置冷却至室温后抽滤并收集滤饼，用去离子水洗涤3～5次后，将其置于65～80℃下干燥6～8h，即可制备得一种微胶囊电池复合聚酰亚胺介电材料。
本发明制备的聚酰亚胺介电材料拉伸强度可达58～65MPa，介电常数最高可达135，且抗冲击强度可达261KJ/m2。
本发明与其他方法相比，有益技术效果是：
（1）本发明制备的微胶囊电池复合聚酰亚胺介电材料介电常数可达135，且抗冲击强度可达280KJ/m2；
（2）本发明制备过程简单，绿色环保，对环境无污染。
具体实施方式
首先按质量比1:5，将聚苯乙烯树脂颗粒与质量浓度85%浓硫酸搅拌混合，在200～300W下超声分散处理，使其磺化10～15min后，抽滤并收集滤饼，用质量浓度10%硫酸溶液洗涤3～5次后，再用去离子水洗涤3～5次，在65～80℃下干燥6～8h，制备得磺化聚苯乙烯树脂颗粒；按重量份数计，分别称量5～10份质量浓度20%过硫酸铵溶液、25～30份上述制备的磺化聚苯乙烯树脂颗粒、5～10份纳米铜粉和45～60份去离子水置于三口烧瓶中，搅拌混合并置于65～80℃下预热25～30min；待预热完成后，对其滴加过硫酸铵溶液质量相同的吡咯，控制滴加时间为10～15min，待滴加完成后，再在20～30℃下水浴加热20～24h，制备得导电空心微球，按质量比1:10，将导电微球与苯胺溶液置于烧杯中，搅拌混合并浸泡20～24h；待浸泡完成后，对烧杯中滴加质量浓度10%的硝酸银溶液，控制滴加量为苯胺溶液的1/2，待滴加完成后，再在200～300W下超声分散15～20min，随后抽滤并收集滤饼，自然晾干制备得微胶囊电池树脂，备用；按重量份数计，分别称量30～35份N-甲基吡咯烷酮、15～20份二甲苯、5～10份N’N-二甲基乙酰胺和25～30份N’N-二甲基甲酰胺置于三口烧瓶中搅拌混合，随后通氮气排除空气，将三口烧瓶置于120～125℃下油浴加热45～60min；待加热完成后，对三口烧瓶分别添加与二甲苯质量相同的偏苯三酸酐和异氰酸苯酯，待添加完成后，搅拌混合并升温置于180～185℃下油浴加热25～30min，制备得中间混合液；按质量比1:1:8，将步骤（4）制备的微胶囊电池树脂、苯酚依次添加至中间混合液中，待添加完成后，继续升温至200～210℃油浴加热，待加热反应1～2h后，趁热收集得混合凝胶液；按质量比1：10，将混合凝胶液与甲醇搅拌混合10～15min，静置冷却至室温后抽滤并收集滤饼，用去离子水洗涤3～5次后，将其置于65～80℃下干燥6～8h，即可制备得一种微胶囊电池复合聚酰亚胺介电材料。
实例1
首先按质量比1:5，将聚苯乙烯树脂颗粒与质量浓度85%浓硫酸搅拌混合，在200W下超声分散处理，使其磺化10min后，抽滤并收集滤饼，用质量浓度10%硫酸溶液洗涤3次后，再用去离子水洗涤3次，在65℃下干燥6h，制备得磺化聚苯乙烯树脂颗粒；按重量份数计，分别称量5份质量浓度20%过硫酸铵溶液、30份上述制备的磺化聚苯乙烯树脂颗粒、10份纳米铜粉和60份去离子水置于三口烧瓶中，搅拌混合并置于65℃下预热25min；待预热完成后，对其滴加过硫酸铵溶液质量相同的吡咯，控制滴加时间为10min，待滴加完成后，再在20℃下水浴加热20h，制备得导电空心微球，按质量比1:10，将导电微球与苯胺溶液置于烧杯中，搅拌混合并浸泡20h；待浸泡完成后，对烧杯中滴加质量浓度10%的硝酸银溶液，控制滴加量为苯胺溶液的1/2，待滴加完成后，再在200W下超声分散15min，随后抽滤并收集滤饼，自然晾干制备得微胶囊电池树脂，备用；按重量份数计，分别称量30份N-甲基吡咯烷酮、15份二甲苯、5份N’N-二甲基乙酰胺和25份N’N-二甲基甲酰胺置于三口烧瓶中搅拌混合，随后通氮气排除空气，将三口烧瓶置于120℃下油浴加热45min；待加热完成后，对三口烧瓶分别添加与二甲苯质量相同的偏苯三酸酐和异氰酸苯酯，待添加完成后，搅拌混合并升温置于180℃下油浴加热25min，制备得中间混合液；按质量比1:1:8，将微胶囊电池树脂、苯酚依次添加至中间混合液中，待添加完成后，继续升温至200℃油浴加热，待加热反应1h后，趁热收集得混合凝胶液；按质量比1：10，将混合凝胶液与甲醇搅拌混合10min，静置冷却至室温后抽滤并收集滤饼，用去离子水洗涤3次后，将其置于65℃下干燥6h，即可制备得一种微胶囊电池复合聚酰亚胺介电材料。
实例2
首先按质量比1:5，将聚苯乙烯树脂颗粒与质量浓度85%浓硫酸搅拌混合，在250W下超声分散处理，使其磺化12min后，抽滤并收集滤饼，用质量浓度10%硫酸溶液洗涤4次后，再用去离子水洗涤4次，在70℃下干燥7h，制备得磺化聚苯乙烯树脂颗粒；按重量份数计，分别称量7份质量浓度20%过硫酸铵溶液、22份上述制备的磺化聚苯乙烯树脂颗粒、8份纳米铜粉和50份去离子水置于三口烧瓶中，搅拌混合并置于70℃下预热27min；待预热完成后，对其滴加过硫酸铵溶液质量相同的吡咯，控制滴加时间为12min，待滴加完成后，再在25℃下水浴加热22h，制备得导电空心微球，按质量比1:10，将导电微球与苯胺溶液置于烧杯中，搅拌混合并浸泡22h；待浸泡完成后，对烧杯中滴加质量浓度10%的硝酸银溶液，控制滴加量为苯胺溶液的1/2，待滴加完成后，再在250W下超声分散17min，随后抽滤并收集滤饼，自然晾干制备得微胶囊电池树脂，备用；按重量份数计，分别称量32份N-甲基吡咯烷酮、17份二甲苯、8份N’N-二甲基乙酰胺和27份N’N-二甲基甲酰胺置于三口烧瓶中搅拌混合，随后通氮气排除空气，将三口烧瓶置于122℃下油浴加热50min；待加热完成后，对三口烧瓶分别添加与二甲苯质量相同的偏苯三酸酐和异氰酸苯酯，待添加完成后，搅拌混合并升温置于182℃下油浴加热27min，制备得中间混合液；按质量比1:1:8，将制备的微胶囊电池树脂、苯酚依次添加至中间混合液中，待添加完成后，继续升温至205℃油浴加热，待加热反应1.5h后，趁热收集得混合凝胶液；按质量比1：10，将混合凝胶液与甲醇搅拌混合12min，静置冷却至室温后抽滤并收集滤饼，用去离子水洗涤4次后，将其置于70℃下干燥7h，即可制备得一种微胶囊电池复合聚酰亚胺介电材料。
实例3
首先按质量比1:5，将聚苯乙烯树脂颗粒与质量浓度85%浓硫酸搅拌混合，在300W下超声分散处理，使其磺化15min后，抽滤并收集滤饼，用质量浓度10%硫酸溶液洗涤5次后，再用去离子水洗涤5次，在80℃下干燥8h，制备得磺化聚苯乙烯树脂颗粒；按重量份数计，分别称量10份质量浓度20%过硫酸铵溶液、30份上述制备的磺化聚苯乙烯树脂颗粒、10份纳米铜粉和60份去离子水置于三口烧瓶中，搅拌混合并置于80℃下预热30min；待预热完成后，对其滴加过硫酸铵溶液质量相同的吡咯，控制滴加时间为15min，待滴加完成后，再在30℃下水浴加热24h，制备得导电空心微球，按质量比1:10，将导电微球与苯胺溶液置于烧杯中，搅拌混合并浸泡24h；待浸泡完成后，对烧杯中滴加质量浓度10%的硝酸银溶液，控制滴加量为苯胺溶液的1/2，待滴加完成后，再在300W下超声分散20min，随后抽滤并收集滤饼，自然晾干制备得微胶囊电池树脂，备用；按重量份数计，分别称量35份N-甲基吡咯烷酮、20份二甲苯、10份N’N-二甲基乙酰胺和30份N’N-二甲基甲酰胺置于三口烧瓶中搅拌混合，随后通氮气排除空气，将三口烧瓶置于125℃下油浴加热60min；待加热完成后，对三口烧瓶分别添加与二甲苯质量相同的偏苯三酸酐和异氰酸苯酯，待添加完成后，搅拌混合并升温置于185℃下油浴加热30min，制备得中间混合液；按质量比1:1:8，将微胶囊电池树脂、苯酚依次添加至中间混合液中，待添加完成后，继续升温至210℃油浴加热，待加热反应2h后，趁热收集得混合凝胶液；按质量比1：10，将混合凝胶液与甲醇搅拌混合15min，静置冷却至室温后抽滤并收集滤饼，用去离子水洗涤5次后，将其置于80℃下干燥8h，即可制备得一种微胶囊电池复合聚酰亚胺介电材料。