[发明专利]一种两相Al/LDPE复合介电薄膜材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种制备两相复合材料的方法，更特别地说，是指一种利用普通的金属Al粉和低价易得的LDPE为原料，利用简单的混合方法制备出具有高介电常数、低介电损耗的两相Al/LDPE复合介电薄膜材料。

背景技术

石油工业上所称的低密度聚乙烯(即高压聚乙烯)(英文名Low densitypolyethylene，LDPE)是一种塑料材料。

低密度聚乙烯(LDPE)为乳白色圆珠形颗粒。无毒、无味、无臭，表面无光泽。密度为0.916g/cm³～0.930g/cm³。性质较柔软，具有良好的延伸性、电绝缘性、化学稳定性、加工性能和耐低温性(可耐-70℃)，但机械强度、隔湿性、隔气性和耐溶剂性较差。分子结构不够规整，结晶度(55％～65％)低，结晶熔点(108℃～126℃)也较低。

随着信息、电子和电力工业的快速发展，以低成本生产具有高介电常数和低介电损耗的聚合物基复合材料成为行业关注的热点。本发明专利申请就是利用普通的金属Al粉和低价易得的LDPE为原料，利用简单的混合方法制备出高介电常数(6～13)、低损耗(0.01～0.02)的两相Al/LDPE复合材料。

发明内容

本发明的一种高介电常数、低损耗的两相Al/LDPE复合介电薄膜材料，由Al粉和LDPE(低密度聚乙烯)组成，其中Al粉体积分数为10％～40％，其余为LDPE基体。两相Al/LDPE复合材料的介电常数为6～13、低损耗0.01～0.02。

一种制备高介电、低损耗的两相Al/LDPE复合介电薄膜材料的方法，包括有下列步骤：

步骤一：称取粒径为1μm～4μm的Al粉和粒径为2mm～5mm的LDPE颗粒，待用；

用量：100g的LDPE颗粒中加入32g～196g的Al粉；

步骤二：将称取的LDPE颗粒加入到二甲苯中，在搅拌速度800r/min～1200r/min的条件下搅拌25min～40min后形成透明溶液；

步骤三：将称取的Al粉加入到步骤二形成的透明溶液中，超声振荡15min～30min后，使Al粉均匀分散在透明溶液中，形成稳定的悬浮液；

步骤四：将步骤三制得的悬浮液加入到表面皿中，并置于85℃～100℃的烘箱中烘干处理180min～240min后，取出得到两相Al/LDPE复合介电薄膜材料。

为了验证两相Al/LDPE复合介电薄膜材料的介电性能：本发明将步骤四制得的两相Al/LDPE复合介电薄膜材料采用热压成型工艺制成直径为10mm、厚度为1mm～2mm的薄片。

热压成型条件：热压温度为140℃～170℃，压强为9MPa～10MPa，热压时间为25min～40min。

将制得的直径为10mm、厚度为1mm～2mm的薄片采用介电频谱仪(型号HP4294A生产厂家安捷伦科技有限公司)测得两相Al/LDPE复合介电薄膜材料的介电性能，薄片的介电常数为5～13，薄片的介电损耗为0.01～0.02。

本发明是利用普通的金属Al粉和低价易得的低密度聚乙烯LDPE为原料，利用简单的混合的方法制备出高介电(6～13)、低损耗(0.01～0.02)的两相Al/LDPE复合介电薄膜材料。本发明的制作工艺是对混合均匀的原料进行高温烘干制得，其具有操作简单，成本低，适合工业生产等特点。

附图说明

图1是本发明制得实施例的介电常数随频率的变化图。

图2是本发明制得实施例的介电损耗随频率的变化图。

具体实施方式

下面将结合附图和实施例对本发明做进一步的详细说明。

本发明是一种具有高介电常数、低损耗的两相Al/LDPE复合介电薄膜材料，由Al粉和LDPE(低密度聚乙烯)组成，其中Al粉的体积分数为10％～40％，其余为LDPE基体。两相Al/LDPE复合材料的介电常数为6～13、低损耗0.01～0.02。

要制备得到一种具有高介电、低损耗的两相Al/LDPE复合介电薄膜材料的方法，包括有下列步骤：

步骤一：称取粒径为1μm～4μm的Al粉和粒径为2mm～5mm的LDPE颗粒，待用；

用量：100g的LDPE颗粒中加入32g～196g的Al粉；

在本发明中，LDPE颗粒和Al粉是按照质量进行称取的，而质量是按照Al粉的体积分数计算得到，即质量＝密度×体积。