[发明专利]一种含二硫键的高介电常数复合材料及其制备方法与应用

权利要求书

1.一种含二硫键的高介电常数复合材料，其特征在于，按重量份数计，包括环氧树脂90-100份、含二硫键的固化剂25-35份和改性钛酸钡140-170份；

所述改性钛酸钡为采用含二硫键的硅烷偶联剂进行表面改性的钛酸钡。

2.根据权利要求1所述的含二硫键的高介电常数复合材料，其特征在于，所述含二硫键的固化剂选自含二硫键的胺类固化剂和/或含二硫键的酸酐类固化剂；

优选的，所述含二硫键的胺类固化剂选自4,4’-二氨基二苯二硫醚、3,3'二氨基二苯二硫醚、双(2-氨基苯基)二硫、双(3-氟-4-氨基苯基)二硫醚、4,4'-双(2-氨基-6-甲基嘧啶基)二硫醚中的任意一种或多种；

所述含二硫键的酸酐类固化剂选自3,3'-二硫代二丙酸酐。

3.根据权利要求1所述的含二硫键的高介电常数复合材料，其特征在于，所述含二硫键的硅烷偶联剂选自双-[3-(三乙氧基硅)丙基]-二硫化物、双-[3-(三乙氧基硅)丙基]-四硫化物、4,4,14,14-四乙氧基-3,15-二噁-8,9,10-三硫杂-4,14-二硅十七烷中的任意一种或多种。

4.根据权利要求1所述的含二硫键的高介电常数复合材料，其特征在于，所述钛酸钡的直径为50nm-30μm；

优选的，所述钛酸钡的直径不大于100nm。

5.根据权利要求1所述的含二硫键的高介电常数复合材料，其特征在于，所述复合材料的介电常数为12-14，工频介质损耗为0.015-0.02，体积电阻率为1.4×10¹⁵-1.8×10¹⁵Ω·cm，电场强度为25-30kV/mm。

6.根据权利要求1-5任一项所述的含二硫键的高介电常数复合材料的制备方法，其特征在于，包括下述步骤：

(1)按比例称量所述环氧树脂、含二硫键的固化剂和改性钛酸钡，并将其混合得到混合物；

(2)将所述混合物浇注至模具中，在70-90℃下预固化5-7h，之后在110-130℃下真空固化10-14h，即得所述含二硫键的高介电常数复合材料。

7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述改性钛酸钡的改性步骤为：

将含二硫键的硅烷偶联剂与乙醇、水和pH调节剂混合得到混合物A，所述混合物A的pH为2-4，将所述混合物A在25-35℃下超声10-15h得到硅烷偶联剂水解液；

将钛酸钡分散至乙醇中超声0.5-2h得到钛酸钡分散液；

将所述硅烷偶联剂水解液和钛酸钡分散液混合，在60-80℃下搅拌5-8h，获得混合物B；

将所述混合物B离心、洗涤、干燥和过筛后即得所述改性钛酸钡。

8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述混合物A中乙醇、水和含二硫键的硅烷偶联剂的重量比为80-100：8-15：2-3；

所述硅烷偶联剂水解液中含二硫键的硅烷偶联剂占纳米钛酸钡分散液中钛酸钡重量的4％-6％。

9.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述pH调节剂选自冰乙酸、硅酸、亚硝酸、氢氟酸、次氯酸、氢氰酸、亚硫酸、丙酸、柠檬酸、马来酸、磷酸、多聚磷酸中的任意一种或多种。

10.权利要求1-5任一项所述的含二硫键的高介电常数复合材料和权利要求6-9任一项所述的含二硫键的高介电常数复合材料的制备方法制备得到的复合材料在电子器件、储能系统及绝缘系统中的应用。