[发明专利]耐高压聚合物基介电材料及其制备方法

权利要求书

1.一种耐高压聚合物基介电材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

将有机聚合物基体溶解在第一溶剂中，制备有机聚合物溶液；

在第二溶剂中或者在分散剂和第二溶剂混合而成的分散剂溶液中，加入含有云母和钛酸钡的无机填料，搅拌均匀，制备粉料预分散溶液；

将该有机聚合物溶液与该粉料预分散溶液混合均匀，形成介电溶液；以及

将该介电溶液涂布在基材上，加热固化，得到聚合物基介电材料，该有机聚合物基体和无机填料的质量比为0.1:1～0.4:1，该无机填料中的云母和钛酸钡的质量比为0.05:1～0.4:1，该云母为片状结构，厚径比≥80，D₅₀≤7μm，经过分散处理后的介电溶液的细度≤10μm。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在将有机聚合物基体溶解在第一溶剂中之后，还包括过滤步骤，除去不溶解的有机聚合物胶质，优选地，该过滤采用0.5～5μm的过滤芯。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，该有机聚合物基体选自以下组合的一种或多种：亚克力树脂、聚乙烯醇、聚乙烯醇缩甲醛、纤维素及其衍生物、环氧树脂及聚酰胺树脂；和/或

该第一溶剂和该第二溶剂相同或者不同，分别选自以下组合中的一种或多种：乙酸乙酯、乙酸丁酯、无水乙醇、丁醇、丙醇、二甲基乙酰胺、丁酮、丙酮、戊酮、甲苯和二甲苯。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，钛酸钡为球形结构或类球形结构，粒度D₅₀＝0.1～1μm，介电常数≥1000。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，该粉料预分散溶液由以下方法制备而成：将第二溶剂和分散剂加入高速分散器中搅拌，混合均匀；加入云母及钛酸钡，搅拌，混合均匀后，得到粉料预分散溶液。

6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，搅拌速度为100～1200rpm，该第二溶剂与该分散剂的混合所需搅拌时间为20分钟～2小时，加入该云母及钛酸钡后的混合所需搅拌时间为2～4小时；分散剂的加入量为钛酸钡和云母总质量的1～3wt％。

7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，该粉料预分散溶液由以下方法制备而成：制备钛酸钡/云母复合粉体；将第二溶剂和分散剂搅拌、混合均匀，得到分散剂溶液；在该分散剂溶液中加入该钛酸钡/云母复合粉体，搅拌、混合均匀，得到粉料预分散溶液。

8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，该粉料预分散溶液由以下方法制备而成：制备钛酸钡/云母复合粉体；将该钛酸钡/云母复合粉体中加入第二溶剂，搅拌、混合均匀，得到粉料预分散溶液。

9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，该粉料预分散溶液中粉料的含量为50～80wt％，该粉料包括云母、钛酸钡以及可选的分散剂。

10.根据权利要求6或8所述的制备方法，其特征在于，该钛酸钡/云母复合粉体是通过液相沉积法，将TiCl₄、BaCl₂在pH＝1.8～2.0的合成云母粉溶液中反应，经脱水洗涤而成。

11.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，该介电溶液由以下方法制备而成：将该有机聚合物溶液加入该粉料预分散溶液中，搅拌均匀，使用低能量分散设备进行分散处理，得到该介电溶液。

12.根据权利要求11所述的制备方法，其特征在于，该低能量分散设备为低能量砂磨机、均质机、乳化机及匀化机中的至少一种。

13.一种耐高压聚合物基介电材料，根据权利要求1-12中任一项制备而成，其特征在于，该耐高压聚合物基介电材料包括有机聚合物基体和均匀分散于该有机聚合物基体中的无机填料，该无机填料为云母和钛酸钡，或者为钛酸钡/云母复合粉体；该耐高压聚合物基介电材料的介电常数为10～100，介电强度≥30MV/m。