[发明专利]一种高介电常数聚酰亚胺复合材料及其制备方法

说明书

本发明涉及复合材料领域，具体涉一种高介电常数聚酰亚胺复合材料及其制备方法，S1.将GO溶于DMF中，Co²⁺和对苯二甲酸，得到Co‑MOF/GO；S2.得到Co‑MOF/GO微球；S3.得到Co‑MOF/RGO微球；S4.将纳米BaTiO₃溶于N,N‑二甲基乙酰胺中；S5.在步骤S3中加入Co‑MOF/RGO微球；S6.在步骤S5中加入聚酰胺酸；S7.将步骤S6反应之后的悬浮液涂覆于玻璃板上，然后在100～120℃下加热1～2h；再在200～210℃下加热1～2h，再在300～310℃下加热1～2h即得。本发明得到聚酰亚胺复合材料明显提高了介电常数，并且具有良好的机械性能。

技术领域

本发明涉及复合材料领域，具体涉及一种高介电常数聚酰亚胺复合材料及其制备方法。

背景技术

石墨烯是一种单原子厚度的二维碳纳米材料，具有优异的光、电、热和力学性能，它可以明显改善聚合物基复合材料的机械性能、热性能以及介电性能。石墨烯/聚合物复合材料作为一类新型的柔韧、高强、轻质的高性能介电材料，在薄膜电容器、超大规模集成电路以及电极材料等诸多领域显示出良好的应用前景。

石墨烯虽然具有良好的导电性能和较大的比表面积，但是随着石墨烯的添加对材料的介电常数的增加会达到一个峰值，然后再加入石墨烯由于材料不能再形成均相的原因，材料的机械性能降低，材料的介电常数的增加不明显。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的石墨烯的添加达到一定值后，材料的机械性能下降，且介电常数增加不明显的问题，提供了一种高介电常数聚酰亚胺复合材料的制备方法。

本发明的另一个目的在于，提供上述制备方法所获得的高介电常数聚酰亚胺复合材料。

为了解决上述问题，本发明通过以下技术方案予以实现：

一种高介电常数聚酰亚胺复合材料的制备方法，包括以下步骤：

S1.将GO溶于DMF中，得到浓度为(1～5)mg/mL的GO溶液，再获得的GO溶液中加入摩尔比为1：(0.5～2)的Co²⁺和对苯二甲酸，然后再在90～120℃条件下，反应15～25h，过滤后保留沉淀干燥得到Co-MOF/GO，其中Co²⁺与GO的摩尔比为(2～5)：1；

S2.将步骤S1获得的Co-MOF/GO溶于水中配置0.01～0.05g/mL的溶液，再按照每毫升溶液中加入0.02～0.06g的海藻酸钠，在90～95℃条件下搅拌1～3h；再向溶液中加入溶液体积3～5倍4wt％的氯化钙溶液；得到Co-MOF/GO微球；

S3.将步骤S2得到的Co-MOF/GO微球还原得到Co-MOF/RGO微球；

S4.将纳米BaTiO₃溶于N,N-二甲基乙酰胺中，超声1～3h形成3～10mg/mL的分散液；

S5.在步骤S3中加入Co-MOF/RGO微球，超声1～2h形成5～20mg/mL的溶液，待Co-MOF/RGO微球分散均匀以后继续超声1～2h；

S6.在步骤S5中加入聚酰胺酸，超声反应20～30h得到悬浮液；其中聚酰胺酸的加入的质量为Co-MOF/RGO微球质量的2～8倍；

S7.将步骤S6反应之后的悬浮液涂覆于玻璃板上，然后在100～120℃下加热1～2h；再在200～210℃下加热1～2h，再在300～310℃下加热1～2h即得。