[发明专利]一种共聚物掺杂纳米钛酸盐-Fe2

说明书

本发明涉及介电材料技术领域，且公开了一种共聚物掺杂纳米钛酸盐‑Fe₂O₃复合介电材料及其制法，包括以下配方原料：纳米钛酸盐‑Fe₂O₃复合材料、羟基化碳纳米管、硅烷偶联剂、聚偏氟乙烯、苯乙烯、过硫酸铵、甲基丙烯酸。该一种共聚物掺杂纳米钛酸盐‑Fe₂O₃复合介电材料及其制法，碳纳米管大幅增强了共聚物的介电常数，降低了共聚物材料的介电损耗，硅烷偶联剂改善了碳纳米管在共聚物中的分散性和相容性，Nd³⁺掺杂在BaTiO₃中形成A位型离子替代，改善BaTiO₃的介温特性，提高BaTiO₃在室温下的介电常数和介电性能，原位法制备的Nd掺杂BaTiO₃‑Fe₂O₃复合材料具有壳‑核结构，避免了BaTiO₃粒子在聚合物中的团聚，Fe₂O₃增强了Nd掺杂BaTiO₃与共聚物之间的界面极化效应。

技术领域

本发明涉及介电材料技术领域，具体为一种共聚物掺杂纳米钛酸盐-Fe₂O₃复合介电材料及其制法。

背景技术

介电材料是一种在外电场作用下可以发生极化、电导、损耗和击穿等现象的材料，介电材料是以电极化为特征的材料，通过感应而非传导的方式传递、存储或记录电场的作用和影响，其中电极化是在外电场作用下，分子中正负电荷中心发生相对位移而产生电偶极矩的现象，介电常数是表征电介质的最基本参数，一般要求介电材料的电介质的介电常数越大越好，电极间距越小越好，电极面积越大越好。

介电材料主要分为气体电介质材料,包括非极性气体如H₂、N₂等，极牲气体如CH₄、NO等；液体电介质材料,包括非极性和弱极性液体如苯、汽油等，极性液体如乙醇、水等；固体电解质材料是目前使用最多的电介质材料，主要有陶瓷和高聚物等，但是目前的聚合物介电材料的介电常数较低，介电性能较差，并且加入的无机介电材料在聚合物材料中分散性和相容性较差，容易团聚和结块，产生的介电性能不能满足人们的预期和需求。

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种共聚物掺杂纳米钛酸盐-Fe₂O₃复合介电材料及其制法，解决了聚合物介电材料的介电常数较低，介电性能较差的问题，同时解决了无机介电材料在聚合物材料中，分散性和相容性较差的问题。

(二)技术方案

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种共聚物掺杂纳米钛酸盐-Fe₂O₃复合介电材料及其制法，包括以下按重量份数计的配方原料：8-26份纳米钛酸盐-Fe₂O₃复合材料、1-2份羟基化碳纳米管、5-8份硅烷偶联剂、45-52份聚偏氟乙烯、20-24份苯乙烯、1-2份过硫酸铵、2-4份甲基丙烯酸。

优选的，所述纳米钛酸盐-Fe₂O₃复合材料为纳米Nd掺杂BaTiO₃-Fe₂O₃复合材料，制备方法包括以下步骤：

(1)向反应瓶a中加入适量的蒸馏水溶剂，再加入(CH₃COO)₂Ba和Nd(NO₃)₃，匀速搅拌溶解。

(2)向反应瓶b中加入乙醇溶剂，与反应瓶a蒸馏水溶剂体积比为8-12:1，再加入钛酸四丁酯搅拌溶解，将反应瓶b溶液缓慢滴加进入反应瓶a中，加入氢氧化钠，调节混合溶液pH至12-13。