本發明屬于復合材料，具體涉及一種高介電復合材料及其制備方法。
背景技術：
1、高介電材料在通信技術、電力工程、科技等領域有著廣泛的應用。高介電材料一般可分為聚合物材料和無機材料。無機材料介電常數高，但介電損耗大，介電強度低，且加工性能差；聚合物材料介電強度高、柔韌性好、易加工，但介電常數偏低。向聚合物材料中添加無機高介電材料或導電材料，可以有效提高聚合物材料的介電性能。
2、現有技術的導電聚合物復合材料制備方法對實驗操作有較為嚴格的要求，需要精確地控制共混物的配方、加工方法和增容劑的添加，從而對共混物的形態和性質進行仔細的控制，不利于實現工業化。
技術實現思路
1、為了解決現有技術中的上述問題，本發明提出了一種高介電復合材料及其制備方法。
2、第一方面，本發明提出了一種高介電復合材料，其成分包括聚苯乙烯、乙烯辛烯嵌段聚合物、石墨烯納米顆粒。
3、需要說明的是，聚苯乙烯是一種熱塑性聚合物，具有良好的力學性能和良好的加工性，具有廣泛的工業應用。然而，聚苯乙烯的脆性限制了它在一些領域的應用。乙烯辛烯共聚物(eoc)是一類新型聚烯烴彈性體，近年來，由于它具有良好的加工性和高抗沖性，已被用于增強熱塑性樹脂的延展性。由于聚苯乙烯與乙烯辛烯共聚物難以混溶，需要添加其他組分來改善二者相容性。石墨烯結構形狀獨特，具有高縱橫比，在含量較低時較容易形成3d網絡結構，使材料具備導電性的同時還具有良好的機械性能。同時具有優異的光學、電學、力學特性，在材料學、微納加工、能源、生物醫學和藥物傳遞等方面具有重要的應用前景，被認為是一種未來革命性的材料。通過聚合物共混的方式，將聚苯乙烯、乙烯辛烯嵌段聚合物、石墨烯納米顆粒混合得到復合材料，可實現各組分的優勢互補，提高聚合物的物理力學性能、加工性能，降低成本，擴大使用范圍，這也是實現聚合物改性和生產多性能新材料的重要途徑之一。
4、作為本發明的具體實施方式，所述聚苯乙烯、乙烯辛烯嵌段聚合物、石墨烯納米顆粒的質量比為(75～85)：(15～25)：(0.5～1.5)，優選地80:20：(0.5～1.5)；
5、作為本發明的具體實施方式，所述聚苯乙烯熔體流動指數11～12g/10min(200℃/5kg)，苯乙烯單體含量<500ppm。
6、作為本發明的具體實施方式，所述乙烯辛烯嵌段聚合物熔體流動指數4.5～5.5g/10min(190℃/2.16kg)，1-辛烯單元含量為20～40wt.％。
7、作為本發明的具體實施方式，所述石墨烯納米顆粒厚度為10～100nm，直徑為1～3μm。
8、作為本發明的具體實施方式，該高介電復合材料在10mhz下的介電常數為3～56，介電損耗＜0.02。
9、第二方面，本發明提供了高介電復合材料的制備方法，其特征在于，包括：將含聚苯乙烯、乙烯辛烯嵌段聚合物、石墨烯納米顆粒的混合液與乙醇混合，過濾、清洗、烘干、熱壓成型得到。
10、作為本發明的具體實施方式，所述乙醇溫度為-2～2℃。
11、作為本發明的具體實施方式，所述清洗采用乙醇反復清洗，烘干溫度為100-120℃；所述熱壓成型條件包括：加熱溫度至180-220℃，壓力為12～20mpa。
12、需要說明的是，含聚苯乙烯、乙烯辛烯嵌段聚合物和石墨烯納米顆粒的混合物在乙醇中溶解度低，可以析出，所以混合液的溶劑選用n,n-二甲基甲酰胺。可通過乙醇洗滌、過濾可除掉n,n-二甲基甲酰胺。
13、作為本發明的具體實施方式，所述石墨烯納米顆粒的制備方法：將石墨箔浸泡在電解液中，以鉑作為陰極，先施加預置電壓，再施加主電壓至石墨烯剝落完全；將得到的石墨烯粉、沖洗、真空抽濾、烘干，得到石墨烯納米顆粒。
14、作為本發明的具體實施方式，所述電解液為硝酸、硫酸銨或十二烷基硫酸鈉溶液，濃度為0.2mol/l。
15、作為本發明的具體實施方式，施加電壓的條件包括：預置電壓為5～8v，施加預置電壓時間為3-8分鐘，主電壓為8～12v，施加主電壓時間為6～8h。
16、作為本發明的具體實施方式，所述沖洗采用去離子水反復沖洗；所述烘干溫度為40～60℃。
17、作為本發明的具體實施方式，所述含聚苯乙烯、乙烯辛烯嵌段聚合物、石墨烯納米顆粒的混合液的制備方法包括以下步驟：
18、s1：向n,n-二甲基甲酰胺中加入石墨烯納米顆粒混合均勻，得到石墨烯分散液；
19、s2：將聚苯乙烯和乙烯辛烯嵌段聚合物加入到甲苯中混合均勻，得到聚合物溶液；
20、s3：將步驟s1得到的石墨烯分散液和步驟s2得到的聚合物溶液混合均勻，得到聚苯乙烯、乙烯辛烯嵌段聚合物、石墨烯納米顆粒混合液。
21、作為本發明的具體實施方式，所述步驟s1中，所述n,n-二甲基甲酰胺體積為8～12ml；所述石墨烯納米顆粒厚度為10～100nm，直徑為1～3μm；所述石墨烯納米顆粒的質量為0.04～0.12g；所述混合均勻包括采用超聲浴使其分散均勻。
22、作為本發明的具體實施方式，所述步驟s2中，所述聚苯乙烯與乙烯辛烯嵌段聚合物的質量比為(3～5):1，優選地，質量比為4:1。
23、作為本發明的具體實施方式，所述步驟s2中，所述甲苯溶液的純度為99％，體積為70～90ml；所述聚苯乙烯和乙烯辛烯嵌段聚合物的質量為7～9g。
24、作為本發明的具體實施方式，所述步驟s2中，所述混合均勻包括：加熱至溫度為80～90℃，攪拌速率為1000～2000rpm。
25、本發明中的上述原料均可自制，也可商購獲得，本發明對此不作特別限定。
26、與現有技術相比，本發明的有益效果在于：
27、1、本發明的高介電復合材料通過聚合物共混的方式，將聚苯乙烯、乙烯辛烯嵌段聚合物、石墨烯納米顆粒混合、過濾、清洗、烘干、熱壓成型得到復合材料，可實現各組分的優勢互補，提高聚合物的物理力學性能、加工性能，降低成本，擴大使用范圍。
28、2、本發明的介電復合材料的介電常數相比苯乙烯/乙烯辛烯嵌段聚合物，提高了約25倍。
29、3、本發明采取的技術方案操作簡單，制得的材料具有介電性能好、柔韌性好等優點。
1.一種高介電復合材料，其特征在于，包括聚苯乙烯、乙烯辛烯嵌段聚合物、石墨烯納米顆粒。
2.根據權利要求1所述的高介電復合材料，其特征在于，所述聚苯乙烯、乙烯辛烯嵌段聚合物、石墨烯納米顆粒的質量比為(75～85)：(15～25)：(0.5～1.5)，優選地80:20：(0.5～1.5)；
3.根據權利要求1或2所述的高介電復合材料，其特征在于，該高介電復合材料在10mhz下的介電常數為3～56，介電損耗＜0.02。
4.一種權利要求1-3任一項所述的高介電復合材料的制備方法，其特征在于，包括：將含聚苯乙烯、乙烯辛烯嵌段聚合物和石墨烯納米顆粒的混合液與乙醇混合，過濾、清洗、烘干、熱壓成型得到。
5.根據權利要求4所述的制備方法，其特征在于，所述乙醇溫度為-2～2℃；
6.根據權利要求4或5所述的制備方法，其特征在于，所述石墨烯納米顆粒的制備方法：將石墨箔浸泡在電解液中，以鉑作為陰極，先施加預置電壓，再施加主電壓至石墨烯剝落完全；將得到的石墨烯粉、沖洗、真空抽濾、烘干，得到石墨烯納米顆粒。
7.根據權利要求6所述的制備方法，其特征在于，所述電解液為硝酸、硫酸銨或十二烷基硫酸鈉溶液，濃度為0.2mol/l；
8.根據權利要求4-7任一項所述的制備方法，其特征在于，含聚苯乙烯、乙烯辛烯嵌段聚合物和石墨烯納米顆粒的混合液的制備方法包括以下步驟：
9.根據權利要求8所述的制備方法，其特征在于，所述步驟s1中，所述n,n-二甲基甲酰胺體積為8～12ml；
10.根據權利要求8所述的制備方法，其特征在于，所述步驟s2中，所述聚苯乙烯與乙烯辛烯嵌段聚合物的質量比為(3～5):1，優選地，質量比為4:1；