[发明专利]一种钛酸钡泡沫陶瓷/热固性树脂复合材料及其制备方法

摘要

本发明公开了一种钛酸钡泡沫陶瓷/热固性树脂复合材料及其制备方法。以有机添加剂为助剂，去离子水为溶剂，纳米钛酸钡为陶瓷原料，混合研磨后形成一定固含量的浆料；将预处理的聚合物海绵浸渍于浆料中进行挂浆处理后，排除多余的浆料并干燥，得到钛酸钡泡沫陶瓷生坯，经烧结,得到一种钛酸钡泡沫陶瓷；将熔融态可热固化的树脂浸没钛酸钡泡沫陶瓷孔隙，再经热固化处理即得到一种钛酸钡泡沫陶瓷/热固性树脂复合材料。本发明所制备的钛酸钡泡沫陶瓷/热固性树脂复合材料兼具高介电常数和低介电损耗的优点，通过调节泡沫陶瓷骨架的含量可实现陶瓷在树脂中的分散及复合材料介电性能的控制；同时，制备方法简单易行，适合于工业化生产。

主权项

一种钛酸钡泡沫陶瓷/热固性树脂复合材料的制备方法，其特征在于包含如下步骤：（1）按质量计，将100份纳米钛酸钡与30～120份浓度为1～15wt%的有机粘结剂水溶液充分研磨，得到浆料A；在浆料A中加入10～80份浓度为0.5～3wt%的有机流变剂水溶液，充分研磨后得到浆料B；在浆料B中加入20～80份浓度为0.5～3wt%的有机分散剂水溶液，充分研磨后得到浆料C；所述的有机粘结剂为聚乙烯醇、羧甲基纤维素、甲基纤维素中的一种，或它们的任意组合；所述的有机流变剂为羧甲基纤维素、羟己基纤维素中的一种，或它们的任意组合；所述的有机分散剂为聚乙烯亚胺、聚丙烯酰胺、聚丙烯酸胺中的一种，或它们的任意组合；（2）将规格为15～35 PPI的聚合物海绵浸渍在浓度为5～20wt%的氢氧化钠水溶液中，升温至50～75℃并保温2～6h后，取出聚合物海绵，用去离子水洗涤、甩干，得到聚合物海绵D；在常温下，将聚合物海绵D浸渍在浓度为0.5～3wt%的表面活性剂水溶液中，停留2～6h后，取出甩干，在温度40～80℃的条件下干燥，得到预处理的聚合物海绵E；所述的聚合物海绵的聚合物材质为聚氨酯、聚苯乙烯、聚氯乙烯中的任意一种；所述的表面活性剂为羧甲基纤维素、聚乙烯亚胺中的一种，或它们的任意组合；（3）将预处理的聚合物海绵E浸渍在步骤（1）制得的浆料C中，在常温下放置1～10min进行挂浆处理，挤压排除多余的浆料后，在温度为40～80℃的条件下进行干燥处理；依次重复挂浆、干燥处理1～7次，得到钛酸钡泡沫陶瓷生坯；（4）将步骤（3）制得的钛酸钡泡沫陶瓷生坯以0.5～5℃/min的速率由室温升温至100～300℃，再以0.5～5℃/min的速率升温至500～700℃,在 500～700℃条件下保温0.5～2h后,以2～10℃/min的速率升温至1000～1500℃，在1000～1500℃条件下保温1～5h后，随炉冷却至室温，得到钛酸钡泡沫陶瓷；（5）将熔融态可热固化的树脂浇注于步骤（4）制备的钛酸钡泡沫陶瓷中，待树脂完全渗透泡沫陶瓷孔隙后，进行热固化与后处理，即得到一种钛酸钡泡沫陶瓷/热固性树脂复合材料。