[发明专利]一种具有低介电常数和低损耗的聚合物电介质及其制备方法

权利要求书

1.一种具有低介电常数和低损耗的聚合物电介质，其特征在于，按质量百分比计，包括50-60％的环氧树脂体系，40-50％的混杂纳米氮化硼粒子；其中混杂纳米氮化硼粒子为氮化硼纳米管和氮化硼纳米片的混合物；环氧树脂体系按质量份数计，是由100phr环氧树脂E-51和85phr的六氢甲基苯酐以及1phr的苄基二甲胺混合而成。

2.根据权利要求1所述的一种具有低介电常数和低损耗的聚合物电介质，其特征在于，所述氮化硼纳米管和氮化硼纳米片的质量比为(0.3～0.5)：1。

3.根据权利要求1所述的一种具有低介电常数和低损耗的聚合物电介质，其特征在于，所述氮化硼纳米管的直径为70-80nm，管长为15-20μm。

4.根据权利要求1所述的一种具有低介电常数和低损耗的聚合物电介质，其特征在于，所述氮化硼纳米片的长度为3-5μm，厚度为40-60nm。

5.一种具有低介电常数和低损耗的聚合物电介质的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)氮化硼纳米管表面改性：将氮化硼纳米管在双氧水溶液里浸泡后过滤除去杂质，用去离子水清洗至pH值为7，并进行干燥，然后加入到甲苯中，并加入占氮化硼纳米管质量3-5％的KH-550硅烷偶联剂，加热到85-95℃下回流搅拌10-12h，再于110-120℃下继续回流4-5h；最后进行离心分离，得到固体，将固体烘干，得到表面改性的氮化硼纳米管；

2)氮化硼纳米片的表面改性：将氮化硼纳米片放入硝酸溶液里浸泡后过滤除去杂质，再用去离子水清洗至pH值为6～7，干燥后放入二甲苯中，再加入占氮化硼纳米片质量4-6％的KH-560硅烷偶联剂，在80-90℃下回流搅拌8-10h，再于120-130℃下继续回流4-6h；最后进行离心分离，得到固体，并将固体烘干，得到表面改性的氮化硼纳米片；

3)氮化硼纳米管/氮化硼纳米片/环氧树脂聚合物复合电介质材料的制备：将表面改性的氮化硼纳米管与表面改性的氮化硼纳米片混合，得到混杂纳米氮化硼粒子，将混杂纳米氮化硼粒子分散到N,N-二甲基甲酰胺中，向分散有混杂纳米氮化硼粒子的N,N-二甲基甲酰胺中加入环氧树脂体系并搅拌均匀，然后进行乳化处理，最后将经过乳化处理的液体倾倒于玻璃板上，在室温下进行挥发，则液体变成薄膜，将玻璃板上的薄膜干燥后，从玻璃板上取下薄膜，将多层薄膜叠放一起，进行热压成型，得到聚合物电介质；其中，混杂纳米氮化硼粒子与环氧树脂体系的质量比为(40-50)：(50-60)；环氧树脂体系按质量份数计，是由100phr环氧树脂E-51和85phr的六氢甲基苯酐以及1phr的苄基二甲胺混合而成。

6.根据权利要求5所述的一种具有低介电常数和低损耗的聚合物电介质的制备方法，其特征在于，所述步骤1)中双氧水溶液的质量浓度为65％，浸泡是在超声下进行，并且浸泡的时间为30-32h。

7.根据权利要求5所述的一种具有低介电常数和低损耗的聚合物电介质的制备方法，其特征在于，所述步骤1)中氮化硼纳米管的直径为70-80nm，管长为15-20μm；步骤1)中烘干的温度为80-100℃，时间为8-12h。

8.根据权利要求5所述的一种具有低介电常数和低损耗的聚合物电介质的制备方法，其特征在于，所述步骤2)中硝酸的质量浓度为50％；步骤2)中浸泡的时间为40-45h；步骤2)中烘干的温度为100-120℃，时间为10-12h；步骤2)中氮化硼纳米片的长度为3-5μm，厚度为40-60nm。

9.根据权利要求5所述的一种具有低介电常数和低损耗的聚合物电介质的制备方法，其特征在于，所述步骤3)中表面改性的氮化硼纳米管与表面改性的氮化硼纳米片的质量比为(0.3～0.5)：1。

10.根据权利要求5所述的一种具有低介电常数和低损耗的聚合物电介质的制备方法，其特征在于，所述步骤3)中分散是在1000W的探头式超声波中进行的；步骤3)中乳化处理是在高速乳化机中进行的，并且高速乳化机的转速为2000-3000r/min，乳化处理时间20-30min。