[发明专利]环氧基复合电介质材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及复合电介质材料领域，尤其涉及一种环氧基复合电介质材料及其制备方法。

背景技术

随着电子信息产业的快速发展，电子产品有朝着微小型化与高度集成化的发展趋势，因此对于电子元器件的设计也提出了新的要求。具有高介电常数的电介质材料是电子元器件微小型化的关键，其主要用于制造高性能埋入式电容器、随机存储器等。当前这一领域主要是以高介电常数的无机陶瓷材料为主，但由于陶瓷材料柔韧性差、耗能大、制造工艺复杂等缺点，一定程度限制了无机陶瓷介质材料的应用。有机薄膜电介质材料，特别是薄膜材料，具有良好的柔韧性和加工性，与基板之间有很好的嵌入性和粘接性，因此逐渐得到重视。将陶瓷微纳米颗粒与有机聚合物基体进行复合，陶瓷颗粒与聚合物相互作用，可制备出具有高介电常数的聚合物基柔性功能复合材料。

近年来，有关陶瓷微纳米颗粒与有机聚合物基体复合材料的研究不断被报道，然而现有技术大多集中在通过提高填料含量来获得较高介电常数的方法，忽略了对环氧等有机基体的改性，因此难以使得复合材料的介电常数进一步提高。

发明内容

本发明旨在解决上述现有技术中存在的问题，提出一种环氧基复合电介质材料及其制备方法。

本发明一方面提出一种环氧基复合电介质材料，包括（按重量组份）：环氧树脂100份、酸酐固化剂40-120份、固化促进剂1-10份、聚醚多元醇接枝改性剂10-30份以及填充颗粒100-400份。

本发明另一方面提出一种环氧基复合电介质材料制备方法，包括如下步骤：将含有聚醚多元醇接枝改性剂和固化促进剂的酸酐固化剂溶解于有机溶剂中；加入环氧树脂；加入填充颗粒，得到电介质浆料；使所述电介质浆料成型；加热使所述溶剂蒸发并固化。

本发明提出的环氧基复合电介质材料及其制备方法通过加入聚醚多元醇接枝改性剂，增加了环氧基体的极性基团含量，提高了基体极化率，从而提高了所述环氧基复合电介质材料的介电性能。

附图说明

图1是本发明实施例之一的环氧基复合电介质材料及其制备方法实验结果图；

图2是与本发明实施例之一的环氧基复合电介质材料及其制备方法对比实验结果图；

图3是本发明实施例之二的环氧基复合电介质材料及其制备方法实验结果图；

图4是本发明实施例之三的环氧基复合电介质材料及其制备方法实验结果图；

图5是本发明实施例之四的环氧基复合电介质材料及其制备方法实验结果图。

图6为加入聚乙二醇并采用不同重量组分配比制备出环氧基复合电介质材料制成的电容在不同频率下的介电常数曲线；

图7为加入聚乙二醇并采用不同重量组分配比制备出环氧基复合电介质材料制成的电容在不同频率下的介电损耗曲线；

图8为未加入聚乙二醇并采用不同重量组分配比制备出环氧基复合电介质材料制成的电容在不同频率下的介电常数曲线；

图9为未加入聚乙二醇并采用不同重量组分配比制备出环氧基复合电介质材料制成的电容在不同频率下的介电损耗曲线；

图10为1KHZ下加入与未加入聚乙二醇并采用不同重量组分配比方案在不同BaTiO₃重量下的环氧基复合电介质材料的介电常数值对比曲线图；

图11为本发明一实施例的F51/221混合环氧复合材料样品的介电常数曲线；

图12为本发明一实施例的F51/221混合环氧复合材料样品的介电损耗曲线；

图13为本发明一实施例的E51/CCTO混合环氧复合材料样品的介电常数曲线；

图14为本发明一实施例的E51/CCTO混合环氧复合材料样品的介电损耗曲线。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清晰，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明一方面提出了一种环氧基复合电介质材料，包括（按重量组份）：环氧树脂100份、酸酐固化剂40-120份、固化促进剂1-10份、聚醚多元醇接枝改性剂10-30份以及填充颗粒100-400份。

其中，所述环氧树脂选自双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、酚醛环氧树脂、脂环族环氧树脂中的一种或它们的任意组合。

所述酸酐固化剂选自邻苯二甲酸酐、四氢邻苯二甲酸酐或其取代衍生物（例如甲基四氢邻苯二甲酸酐）、六氢邻苯二甲酸酐或其取代衍生物（例如甲基六氢邻苯二甲酸酐）、戊二酸酐中的一种或它们的任意组合。