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高介電常數(shù)低介電損耗聚偏氟乙烯基復合薄膜及制備方法

文檔序號:9481822閱讀:573來源:國知局
高介電常數(shù)低介電損耗聚偏氟乙烯基復合薄膜及制備方法
【專利說明】
[0001]
技術領域: 本發(fā)明涉及一種高介電常數(shù)低介電損耗的聚偏氟乙烯基復合薄膜及制備方法。
[0002]
【背景技術】: 技術 近年來,高介電常數(shù)和低介電損耗的介電功能材料由于其在電子行業(yè)和能源儲存方面 的廣泛應用而得到了巨大的關注。盡管傳統(tǒng)的鐵電陶瓷有著超高的介電常數(shù),但是其高加 工溫度,低擊穿電壓,高脆性和剛性限制了在電子行業(yè)的應用。因此,現(xiàn)在的材料很難滿足 靈活多變的需求。
[0003] 聚偏氟乙烯(PVDF)由于其非凡的熱性能和壓電性能,在制動器和傳感器方面的廣 泛應用,已經成為一種重要的介電功能材料。但是,聚偏氟乙烯是一種熱塑性聚合物,有限 的介電常數(shù)滿足不了現(xiàn)代嵌入式電容器和半導體存儲器件對材料高介電性能的要求,氧化 鋅作為高儲能的半導體材料,廣泛應于介電功能材料的改性方面??梢栽诒3州^低的介電 損耗的條件下,有效地提升材料的介電常數(shù)。
[0004]

【發(fā)明內容】
: 本發(fā)明的目的是提供一種高介電常數(shù)低介電損耗的聚偏氟乙烯基復合薄膜及制備方 法。
[0005] 上述的目的通過以下的技術方案實現(xiàn): 一種高介電常數(shù)低介電損耗的聚偏氟乙烯基復合薄膜,其組成包括:純聚偏氟乙烯層、 摻雜氧化鋅的聚偏氟乙烯層,其特征是:所述的純聚偏氟乙烯層和所述的摻雜氧化鋅的聚 偏氟乙烯層垂直于鋪膜方向間隔鋪層布置。
[0006] 所述的高介電常數(shù)低介電損耗的聚偏氟乙烯基復合薄膜,所述的摻雜氧化鋅的聚 偏氟乙烯層中氧化鋅的形貌為棒狀和蓮花狀。
[0007] 所述的高介電常數(shù)低介電損耗的聚偏氟乙烯基復合薄膜,所述的摻雜氧化鋅的聚 偏氟乙烯層中摻雜的棒狀氧化鋅的長度為10-20 μπι,直徑為700nm,所述的摻雜氧化鋅的 聚偏氟乙烯層中摻雜的蓮花狀氧化鋅的直徑為10 μm。
[0008] 所述的高介電常數(shù)低介電損耗的聚偏氟乙烯基復合薄膜的制備方法,其摻雜的棒 狀的氧化鋅由沉淀法制備,由硝酸鋅,硝酸鐵分別作為鋅源和鐵源,尿素作為沉淀劑,加熱 回流反應溫度為l〇〇°C,反應時間為lh,其摻雜的棒狀氧化鋅中的鐵含量為5%; 將一定量摻雜鐵粒子的棒狀氧化鋅溶于50mL N,N二甲基甲酰胺中超聲震蕩2h,加入 10. 25g聚偏氟乙烯粉末,超聲溶解反應2h,得摻雜氧化鋅的聚偏氟乙烯膠液,摻雜的棒狀 氧化鋅的含量為10%; 將所得的膠液過濾真空抽氣泡后在鋪膜機上鋪膜,在80°C下烘干2h,將所得薄膜在平 板硫化機上壓板30min,溫度為170°C,壓力為lOMPa,所得板材的厚度為0. 5mm。
[0009] 所述的高介電常數(shù)低介電損耗的聚偏氟乙烯基復合薄膜的制備方法其摻雜的蓮 花狀氧化鋅由水熱法制備,由硝酸鋅,硝酸鐵分別作為鋅源和鐵源,尿素作為沉淀劑,在高 溫高壓反應釜中高溫高壓反應l〇h,溫度為160°C,其摻雜的蓮花狀氧化鋅中的鐵含量為 5%; 將0. 5g-2g摻雜鐵粒子的蓮花狀氧化鋅溶于50mL N,N二甲基甲酰胺中超聲震蕩2h,加 入10. 25g聚偏氟乙烯粉末,超聲溶解反應2h,得摻雜氧化鋅的聚偏氟乙烯膠液,摻雜的蓮 花狀氧化鋅的含量為5%; 將所得的膠液過濾真空抽氣泡后在鋪膜機上鋪膜,在80°C下烘干2h,將所得薄膜在平 板硫化機上壓板30min,溫度為170°C,壓力為lOMPa,所得板材的厚度為0. 5mm。
[0010] 本發(fā)明的有益效果: 1.本發(fā)明高介電常數(shù)低介電損耗的聚偏氟乙烯基復合薄膜,用于制作現(xiàn)代嵌入式電容 器和半導體存儲器件等的原材料,可以有效的提高電容器的儲電能力和半導體存儲器件的 存儲功能,并且可以保持較低的介電損耗。
[0011] 2.本發(fā)明高介電常數(shù)低介電損耗的聚偏氟乙烯基復合薄膜,用摻雜鐵粒子的氧化 鋅改性聚偏氟乙烯,在保持聚偏氟乙烯本身較低的介電損耗的同時,極大地提高了復合材 料的介電常數(shù)。
[0012] 本發(fā)明高介電常數(shù)低介電損耗的聚偏氟乙烯基復合薄膜,摻雜的氧化鋅粉體粒徑 小,為納米級,且氧化鋅在聚偏氟乙烯基體中分散良好,保持了聚偏氟乙烯的力學性能。保 證了材料在其應用領域對力學性能的需求。
[0013] 本發(fā)明高介電常數(shù)低介電損耗的聚偏氟乙烯基復合薄膜,制備工藝簡單,無污染, 耗能低,成本低,安全系數(shù)高,適合工業(yè)化生產。
[0014] 【附圖說明】: 附圖1是本發(fā)明的結構示意圖。
[0015]
【具體實施方式】: 實施例1: 一種高介電常數(shù)低介電損耗的聚偏氟乙烯基復合薄膜,其組成包括:純聚偏氟乙烯層 1、摻雜氧化鋅的聚偏氟乙烯層2,其特征是:所述的純聚偏氟乙烯層和所述的摻雜氧化鋅 的聚偏氟乙烯層垂直于鋪膜方向間隔鋪層布置。
[0016] 實施例2: 根據實施例1所述的高介電常數(shù)低介電損耗的聚偏氟乙烯基復合薄膜,所述的摻雜氧 化鋅的聚偏氟乙烯層中氧化鋅的形貌為棒狀和蓮花狀。
[0017] 實施例3: 根據實施例1或2所述的高介電常數(shù)低介電損耗的聚偏氟乙烯基復合薄膜,所述的摻 雜氧化鋅的聚偏氟乙烯層中摻雜的棒狀氧化鋅的長度為10-20 μ m,直徑為700nm,所述的 摻雜氧化鋅的聚偏氟乙烯層中摻雜的蓮花狀氧化鋅的直徑為10 μm。
[0018] 實施例4: 根據實施例1或2或3所述的高介電常數(shù)低介電損耗的聚偏氟乙烯基復合薄膜的制備 方法,其摻雜的棒狀的氧化鋅由沉淀法制備,由硝酸鋅,硝酸鐵分別作為鋅源和鐵源,尿素 作為沉淀劑,加熱回流反應溫度為100°c,反應時間為lh,其摻雜的棒狀氧化鋅中的鐵含量 為5%; 將1. 025g摻雜鐵粒子的棒狀氧化鋅溶于50mL N,N二甲基甲酰胺中超聲震蕩2h,加入 10. 25g聚偏氟乙烯粉末,超聲溶解反應2h,得摻雜氧化鋅的聚偏氟乙烯膠液,摻雜的棒狀 氧化鋅的含量為10%; 將所得的膠液過濾真空抽氣泡后在鋪膜機上鋪膜,在80°C下烘干2h,將所得薄膜在平 板硫化機上壓板30min,溫度為170°C,壓力為lOMPa,所得板材的厚度為0. 5mm。
[0019] 實施例5: 根據實施例1或2或3或4所述的高介電常數(shù)低介電損耗的聚偏氟乙烯基復合薄膜的 制備方法,其摻雜的蓮花狀氧化鋅由水熱法制備,由硝酸鋅,硝酸鐵分別作為鋅源和鐵源, 尿素作為沉淀劑,在高溫高壓反應釜中高溫高壓反應l〇h,溫度為160°C,其摻雜的蓮花狀 氧化鋅中的鐵含量為5%; 將0. 51g摻雜鐵粒子的蓮花狀氧化鋅溶于50mL N,N二甲基甲酰胺中超聲震蕩2h,加 入10. 25g聚偏氟乙烯粉末,超聲溶解反應2h,得摻雜氧化鋅的聚偏氟乙烯膠液,摻雜的蓮 花狀氧化鋅的含量為5%; 將所得的膠液過濾真空抽氣泡后在鋪膜機上鋪膜,在80°C下烘干2h,將所得薄膜在平 板硫化機上壓板30min,溫度為170°C,壓力為lOMPa,所得板材的厚度為0. 5mm。
[0020] 實施例6: 根據實施例1或2或3或4或5所述的高介電常數(shù)低介電損耗的聚偏氟乙烯基復合薄 膜的制備方法, 所述的一種高介電常數(shù)低介電損耗的聚偏氟乙烯基復合薄膜,其摻雜的棒狀的氧化鋅 由沉淀法制備。由硝酸鋅,硝酸鐵分別作為鋅源和鐵源,尿素作為沉淀劑。加熱回流反應溫 度為100 °C,反應時間為lh。其摻雜的棒狀氧化鋅中的鐵含量為5%。
[0021] 所述的一種高介電常數(shù)低介電損耗的聚偏氟乙烯基復合薄膜,將一定量摻雜鐵粒 子的棒狀氧化鋅溶于50mL N,N二甲基甲酰胺中超聲震蕩2h,加入10. 25g聚偏氟乙烯粉末, 超聲溶解反應2h,得摻雜氧化鋅的聚偏氟乙烯膠液。摻雜的棒狀氧化鋅的含量為10%。
[0022] 所述的一種高介電常數(shù)低介電損耗的聚偏氟乙烯基復合薄膜,將所得的膠液過濾 真空抽氣泡后在鋪膜機上鋪膜,在80°C下烘干2h。將所得薄膜在平板硫化機上壓板30min, 溫度為170°C,壓力為lOMPa。所得板材的厚度為0. 5mm。
[0023] 所述的一種高介電常數(shù)低介電損耗的聚偏氟乙烯基復合薄膜,其摻雜的棒狀
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