本發(fā)明涉及一種微機電系統(tǒng)上使用的電介質(zhì)及其制備方法，尤其是涉及一種應(yīng)用與微機電系統(tǒng)的具有良好力學性能的液/固雙相結(jié)構(gòu)電介質(zhì)及其制備方法。

背景技術(shù)：

隨著智能化系統(tǒng)的發(fā)展，人們對于電子設(shè)備的需求急劇增加，微機電系統(tǒng)作為電子設(shè)備中的一種，具有體積小、質(zhì)量輕、能耗小等優(yōu)點，因此引起人們廣泛關(guān)注。而要使得微機電系統(tǒng)得到廣泛應(yīng)用，能量的供給是關(guān)鍵問題之一。在同樣的體積情況下，為了獲得重量輕和高儲能密度的微機電系統(tǒng)，必須采用以密度小、介電常數(shù)高的電介質(zhì)材料作為電荷儲存的薄膜，按照有機薄膜電容器的制備工藝生產(chǎn)大電容值的電力電容器。

電介質(zhì)是能量儲存的關(guān)鍵問題，現(xiàn)有的電介質(zhì)通常采用高介電常數(shù)的聚合物基電介質(zhì)材料。而現(xiàn)有電介質(zhì)力學性能較差，在實際應(yīng)用中影響整體系統(tǒng)的統(tǒng)一性。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于，克服上述缺陷，提供一種具有良好力學性能的的液/固雙相結(jié)構(gòu)電介質(zhì)，該電介質(zhì)由環(huán)氧樹脂體系和碳酸丙烯酯、碳酸乙烯酯體系混合均勻后固化成型為薄膜狀材料，具有較高的抗拉性能和介電性能，可以方便快捷的與其他器件進行組裝。

本發(fā)明的技術(shù)方案如下，其原料配比為(按重量比)：

雙酚a型環(huán)氧樹脂70份

聚乙二醇二縮水甘油醚16份

環(huán)氧體系固化劑50份

雙三氟甲基磺酰亞胺鋰50份

碳酸丙烯酯50-100份

聚碳酸乙烯酯30份

所述的雙酚a型環(huán)氧樹脂為基于普通環(huán)氧樹脂的改性產(chǎn)品，其結(jié)構(gòu)式為：

所述的聚乙二醇二縮水甘油醚平均分子量為500，結(jié)構(gòu)式為：

所述的環(huán)氧體系固化劑為特制聚醚胺體系，結(jié)構(gòu)式為：

其中x＝6.1。

所述的雙三氟甲基磺酰亞胺鋰為普通鋰鹽的改性產(chǎn)品，其結(jié)構(gòu)式為：

所述的碳酸丙烯酯結(jié)構(gòu)式為：

所述的碳酸乙烯酯結(jié)構(gòu)式為：

本發(fā)明的液/固雙相結(jié)構(gòu)電介質(zhì)制備工藝如下：

1.環(huán)氧體系調(diào)配

燒杯中加入適量雙酚a型環(huán)氧樹脂、聚乙二醇二縮水甘油醚與d400聚醚胺，攪拌均勻后由升溫以2℃/min的升溫速率升高至55℃預(yù)熱5min，再以3℃/min的升溫速率升高至76℃加熱10min，自然冷卻至室溫，得到穩(wěn)定均勻的溶液。

2.液體相體系調(diào)配

向燒杯中加入定量的碳酸丙烯酯和聚碳酸乙烯酯，攪拌均勻后加入適量的雙三氟甲基磺酰亞胺鋰，放置于冰浴環(huán)境，在3000r/min的轉(zhuǎn)速下采用高剪乳化處理20min，溶液呈現(xiàn)乳白色后，在5000r/min的轉(zhuǎn)速下繼續(xù)采用高剪乳化處理30min，關(guān)閉高剪設(shè)備將溶液在冰浴中繼續(xù)冷卻10min。

3.固/液相結(jié)構(gòu)制備

將上述環(huán)氧體系和液體相體系混合后攪拌均勻，在3000r/min的轉(zhuǎn)速下采用高剪乳化處理20min，溶液呈現(xiàn)乳白色后，在5000r/min的轉(zhuǎn)速下繼續(xù)采用高剪乳化處理30min，關(guān)閉高剪設(shè)備將溶液在冰浴中繼續(xù)冷卻10min；將溶液放置于真空烘箱內(nèi)室溫抽氣泡20min，得到透明均勻的溶液，然后澆鑄于預(yù)熱的模具中，放入烘箱中從室溫以2℃/min的升溫速率升高至75℃預(yù)固化2小時，以2℃/min的升溫速率升高至110℃固化2小時，以2℃/min的升溫速率升高至160℃后處理2小時，待冷卻至室溫后出料，取出制品。

本發(fā)明所得到的制品與現(xiàn)有產(chǎn)品相比，具有更為復(fù)雜的雙相結(jié)構(gòu)，兩相幾何尺寸均勻且貫穿性好；傳統(tǒng)電介質(zhì)并不具有力學性能，現(xiàn)有制品由于環(huán)氧相存在具有優(yōu)良的力學性能，且液體相具有良好的介電性能，多功能的內(nèi)在屬性使得本制品在植入微機電系統(tǒng)中與電極材料的匹配性更好，提高了微機電系統(tǒng)的使用壽命。通過改變碳酸丙烯酯的用量可以調(diào)節(jié)產(chǎn)品的力學性能和介電性能，以滿足用戶需求，使得市場應(yīng)用范圍更為廣泛。

為了使本發(fā)明工藝更加清楚完整，下面列舉實施例做進一步說明：

實施例1

環(huán)氧體系調(diào)配：

將燒杯用丙酮清洗干凈并烘干后，把雙酚a型環(huán)氧樹脂35g、聚乙二醇二縮水甘油醚8g與d400聚醚胺25g加入其中，開動精密增力電動攪拌機對體系進行攪拌20min，直至液體混合均勻呈現(xiàn)乳白色。將混合均勻的溶液放置于烘箱中以2℃/min的升溫速率升高至55℃預(yù)熱5min，再以3℃/min的升溫速率升高至76℃加熱10min，自然冷卻至室溫，得到穩(wěn)定均勻的溶液。

液體相體系調(diào)配：

將燒杯用丙酮清洗干凈并烘干后，把碳酸丙烯酯50g和聚碳酸乙烯酯15g加入其中，開動精密增力電動攪拌機對體系進行攪拌10min。再在溶液中加入雙三氟甲基磺酰亞胺鋰25g，將體系放置于冰浴環(huán)境，在3000r/min的轉(zhuǎn)速下采用高剪乳化處理20min，溶液呈現(xiàn)乳白色后，在5000r/min的轉(zhuǎn)速下繼續(xù)采用高剪乳化處理30min，關(guān)閉高剪設(shè)備將溶液在冰浴中繼續(xù)冷卻10min。

固/液相結(jié)構(gòu)制備：

將上述環(huán)氧體系和液體相體系混合后攪拌均勻，放置于冰浴環(huán)境，使用高剪分散乳化機在3000r/min的轉(zhuǎn)速下采用高剪乳化處理20min，溶液呈現(xiàn)乳白色后，在5000r/min的轉(zhuǎn)速下繼續(xù)采用高剪乳化處理30min，關(guān)閉高剪設(shè)備將溶液在冰浴中繼續(xù)冷卻10min；將溶液放置于真空烘箱內(nèi)室溫抽氣泡20min，得到透明均勻的溶液，然后澆鑄于預(yù)熱的模具中，放入烘箱中從室溫以2℃/min的升溫速率升高至75℃預(yù)固化2小時，以2℃/min的升溫速率升高至110℃固化2小時，以2℃/min的升溫速率升高至160℃后處理2小時，待冷卻至室溫后出料，取出制品。

實施例2

環(huán)氧體系調(diào)配：

將燒杯用丙酮清洗干凈并烘干后，把雙酚a型環(huán)氧樹脂70g、聚乙二醇二縮水甘油醚16g與d400聚醚胺50g加入其中，開動精密增力電動攪拌機對體系進行攪拌20min，直至液體混合均勻呈現(xiàn)乳白色。將混合均勻的溶液放置于烘箱中以2℃/min的升溫速率升高至55℃預(yù)熱5min，再以3℃/min的升溫速率升高至76℃加熱10min，自然冷卻至室溫，得到穩(wěn)定均勻的溶液。

液體相體系調(diào)配：

將燒杯用丙酮清洗干凈并烘干后，把碳酸丙烯酯75g和聚碳酸乙烯酯30g加入其中，開動精密增力電動攪拌機對體系進行攪拌10min。再在溶液中加入雙三氟甲基磺酰亞胺鋰50g，將體系放置于冰浴環(huán)境，在3000r/min的轉(zhuǎn)速下采用高剪乳化處理20min，溶液呈現(xiàn)乳白色后，在5000r/min的轉(zhuǎn)速下繼續(xù)采用高剪乳化處理30min，關(guān)閉高剪設(shè)備將溶液在冰浴中繼續(xù)冷卻10min。

固/液相結(jié)構(gòu)制備：

將上述環(huán)氧體系和液體相體系混合后攪拌均勻，放置于冰浴環(huán)境，使用高剪分散乳化機在3000r/min的轉(zhuǎn)速下采用高剪乳化處理20min，溶液呈現(xiàn)乳白色后，在5000r/min的轉(zhuǎn)速下繼續(xù)采用高剪乳化處理30min，關(guān)閉高剪設(shè)備將溶液在冰浴中繼續(xù)冷卻10min；將溶液放置于真空烘箱內(nèi)室溫抽氣泡20min，得到透明均勻的溶液，然后澆鑄于預(yù)熱的模具中，放入烘箱中從室溫以2℃/min的升溫速率升高至75℃預(yù)固化2小時，以2℃/min的升溫速率升高至110℃固化2小時，以2℃/min的升溫速率升高至160℃后處理2小時，待冷卻至室溫后出料，取出制品。

實施例3

環(huán)氧體系調(diào)配：

將燒杯用丙酮清洗干凈并烘干后，把雙酚a型環(huán)氧樹脂35g、聚乙二醇二縮水甘油醚8g與d400聚醚胺25g加入其中，開動精密增力電動攪拌機對體系進行攪拌20min，直至液體混合均勻呈現(xiàn)乳白色。將混合均勻的溶液放置于烘箱中以2℃/min的升溫速率升高至55℃預(yù)熱5min，再以3℃/min的升溫速率升高至76℃加熱10min，自然冷卻至室溫，得到穩(wěn)定均勻的溶液。

液體相體系調(diào)配：

將燒杯用丙酮清洗干凈并烘干后，把碳酸丙烯酯25g和聚碳酸乙烯酯15g加入其中，開動精密增力電動攪拌機對體系進行攪拌10min。再在溶液中加入雙三氟甲基磺酰亞胺鋰25g，將體系放置于冰浴環(huán)境，在3000r/min的轉(zhuǎn)速下采用高剪乳化處理20min，溶液呈現(xiàn)乳白色后，在5000r/min的轉(zhuǎn)速下繼續(xù)采用高剪乳化處理30min，關(guān)閉高剪設(shè)備將溶液在冰浴中繼續(xù)冷卻10min。

固/液相結(jié)構(gòu)制備：

將上述環(huán)氧體系和液體相體系混合后攪拌均勻，放置于冰浴環(huán)境，使用高剪分散乳化機在3000r/min的轉(zhuǎn)速下采用高剪乳化處理20min，溶液呈現(xiàn)乳白色后，在5000r/min的轉(zhuǎn)速下繼續(xù)采用高剪乳化處理30min，關(guān)閉高剪設(shè)備將溶液在冰浴中繼續(xù)冷卻10min；將溶液放置于真空烘箱內(nèi)室溫抽氣泡20min，得到透明均勻的溶液，然后澆鑄于預(yù)熱的模具中，放入烘箱中從室溫以2℃/min的升溫速率升高至75℃預(yù)固化2小時，以2℃/min的升溫速率升高至110℃固化2小時，以2℃/min的升溫速率升高至160℃后處理2小時，待冷卻至室溫后出料，取出制品。