[发明专利]一种制备高介电薄膜的方法

说明书

技术领域

本发明涉及电子功能材料技术领域，特别是涉及一种制备高介电聚合物复合薄膜的方法。

背景技术

电介质材料可用于控制/存储电荷及电能，在现代电子及电力系统中具有重要的战略地位。传统的介电材料例如铁电陶瓷具有很高的介电常数，但其加工温度高，性脆强，难以加工成薄膜。而聚合物介电材料介电击穿强度高，柔韧性高，加工性能优异，但其介电常数值普遍较低。

现代社会，随着信息化和微电子工业的飞速发展，对于导体器件微型化、集成化、智能化、高频化和平面化的应用需求增加，因此存在获得同时具有上述两种优点的介电材料的需要。

发明内容

本发明的目的之一是提供一种制备具有高介电常数值、高的击穿电压值、低介电损耗值，并且保存了优异的力学性能和加工性能的高介电聚合物复合薄膜的方法。

本发明的目的之一是提供一种原材料成本低、制备工艺易于掌握的制备高介电薄膜的方法。。

本发明公开的技术方案包括：

一种制备高介电薄膜的方法，其特征在于，包括：将具有高介电常数、易溶解的的有机介电主材料A与一定量的第一溶剂充分混合，获得第一浆料；将具有高介电常数、低损耗的有机介电材料B与一定量的第二溶剂混合分散，获得第二浆料；将第一浆料和第二浆料充分混合后，获得第三浆料；真空抽气泡处理并静置熟化第三浆料，获得均匀混合的凝胶态高介电有机复合材料；将凝胶态复合材料加入到挤出机中，加热挤出，待熔膜挤出后通过冷却辊骤冷，再将挤出冷却膜通过拉伸成膜机双向拉伸，最后通过150℃热定型后，制得高介电聚合物复合薄膜。

进一步地，所述有机介电主材料A为聚醚砜(PES)、聚醚醚酮(PEEK)、或聚偏氟乙烯(PVDF)。

进一步地，所述有机介电材料B为多省并醌、氰乙基聚乙烯醇或含氰乙基的聚合物。

进一步地，所述第一溶剂为N，N-二甲基甲酰胺、N，N-二甲基乙酰胺、二甲基亚砜、氯仿、四氢呋喃、N-甲基吡咯烷酮、磷酸三乙酯或四甲基脲。

进一步地，所述第二溶剂为丙酮、异丙醇、无水乙醇、二甲基亚砜、氯仿、四氢呋喃、N-甲基吡咯烷酮、磷酸三乙酯或四甲基脲。

进一步地，所述第一浆料中所述有机介电主材料A和所述第一溶剂的质量比为10∶1～2∶1，混合时间为1～4h。

进一步地，所述第二浆料中所述有机介电材料B和所述第二溶剂的质量比1∶2～1∶10，混合时间为1～4h。

进一步地，所述第三浆料中所述有机介电主材料A和所述有机介电材料B的质量比为20∶1～5∶1，混合时间为8～10h。

进一步地，将所述第三浆料真空抽气泡处理并静置熟化2～4h，，以便潜溶剂被有机复合材料充分吸收并驱除浆料中气泡，获得凝胶态高介电有机复合材料。

进一步地，将所述的凝胶态复合材料通过加热挤出、冷却骤冷、双向拉膜、热定型，获得高介电聚合物复合薄膜。

进一步地，加热挤出温度根据实际有机介电主材料A不同而不同，如聚醚砜为230～240℃、聚醚醚酮为210～220℃、聚偏氟乙烯为170～180℃。

进一步地，混合方式包括球磨、超声、磁力搅拌、机械搅拌。需要说明的是选择混合方式和混合时间需根据实际所选用的材料种类、质量等因素决定。

本发明的实施例中，根据实施例中的方法制备的高介电聚合物复合薄膜综合了有机介电主材料A和有机介电材料B两者的优点，既具有高介电常数值、高击穿电压值和低介电损耗值，也保存了优异的力学性能和易于加工的特性，并且本发明实施例中的方法原材料成本低、制备工艺易于掌握。

附图说明

图1是本发明一个实施例的制备高介电薄膜的方法的流程示意图。

图2是根据本发明的实施例的方法制备的样品薄膜性能对比图。

具体实施方式

下面将结合附图详细说明本发明的实施例的制备高介电聚合物复合薄膜的方法的具体步骤。

如图1所示，本发明的一个实施例中，一种制备高介电薄膜的方法包括步骤1、步骤2、步骤3、步骤4、步骤5、步骤6、步骤7和步骤8。下面分别对每个步骤进行详细说明。

步骤1：制备第一浆料。

本发明的实施例中，可以将有机介电主材料A与第一溶剂混合，从而获得第一浆料。这里，有机介主电材料A为聚醚砜、聚醚醚酮或聚偏氟乙烯；第一溶剂可以是任何适合的溶剂，例如，本发明的一个实施例中，第一溶剂可以是N，N-二甲基甲酰胺、N，N-二甲基乙酰胺、二甲基亚砜、氯仿、四氢呋喃、N-甲基吡咯烷酮、磷酸三乙酯或四甲基脲等等。