本发明涉及一种高介电常数硅橡胶复合材料及其制备方法，属于有机硅材料加工。
背景技术：
1、硅橡胶是指主链由硅和氧原子交替构成，硅原子上通常连有两个有机基团(如甲基、乙基、乙烯基、苯基等)的橡胶，它具有良好的电绝缘性、耐高温性和优异的柔韧性、生物相容性、易加工性，在航空航天、电子电气、生物医药、建筑密封、生产生活等方面得到了广泛应用。但纯硅橡胶的介电常数很低，文献报道纯硅橡胶在102-106hz测试条件下，其介电常数是2.5左右，限制了在要求材料具有高介电常数领域，如电缆，电容器、换能器，滤波器等方面的应用。
2、导电填料如石墨，氧化石墨，氧化石墨烯，石墨烯，碳纳米管，氮化硼等导电填料具有导电性，加入到复合材料中，形成微型电容器，从而能够增加材料的介电常数。非导电无机材料如二氧化硅，介孔二氧化硅，碳酸钙等无机填料的介电常数在4-8之间，但是介电损耗小，加入到复合材料中，可以降低材料的介电损耗，提高在实际应用中的效果。
3、为了拓宽硅橡胶在电缆，电容器、换能器，滤波器领域的应用，采用导电填料和非导电无机填料与硅橡胶共混制备高介电常数硅橡胶复合材料的研究逐渐成为了热点。
技术实现思路
1、本发明为解决硅橡胶自身介电常数小的技术问题，进而提出一种高介电常数硅橡胶复合材料及其制备方法；
2、本发明为解决上述问题采取的技术方案是：本发明提出了一种高介电常数硅橡胶复合材料，由羟基硅油、二月桂酸二丁基锡、交联剂、第一层状化合物和第二层状化合物组成。
3、可选的，其中羟基硅油的质量组份为100份，二月桂酸二丁基锡的质量组份为0.03-3份，交联剂的质量组份为0.5-12份，第一层状化合物的质量组份为0.1-100份，第二层状化合物质量组份为0.1-100份。
4、可选的，交联剂为3-异氰酸酯基丙基三乙氧基硅烷、3-氨基丙基三乙氧基硅烷、3-氨基丙基三甲氧基硅烷、正硅酸甲酯、正硅酸乙酯、甲基三甲氧基硅烷和乙烯基三甲氧基硅烷的一种或多种组合的混合物。
5、可选的，第一层状化合物由表面电位为负的导电填料与表面电位为正的无机填料按照重量比1:0.1-1:10(优选1:(0.1～1.5))自组装后经过高温反应形成；
6、表面电位为负的导电填料为氧化石墨、氧化石墨烯、碳纳米管、表面负电位化石墨和表面负电位化石墨烯中的一种或多种组合的混合物；
7、氧化石墨、氧化石墨烯、表面负电位化石墨烯和表面负电位化石墨的粒径范围均为10nm-50um，优选10nm-10um，更优选500nm-5um，碳纳米管的粒径范围为1nm-20um，优选5nm-5um，更优选20nm-500nm；
8、表面电位为正的无机填料为表面正电位化二氧化硅、未脱除模板的介孔二氧化硅、表面正电位化高岭土、表面正电位化硅藻土、表面正电位化滑石粉、表面正电位化石棉粉、表面正电位化云母粉和表面正电位化石英粉中的一种或多种组合的混合物。
9、表面正电位化二氧化硅的粒径范围为5nm-75um，优选200nm-25um，更优选200nm-15um，未脱除模板的介孔二氧化硅的粒径范围为50nm-50um，优选200nm-10um，更优选300nm-5um，表面正电位化高岭土、表面正电位化硅藻土、表面正电位化滑石粉、表面正电位化石棉粉、表面正电位化云母粉和表面正电位化石英粉的粒径范围均为50nm-150um，优选200nm-75um，更优选500nm-35um。
10、可选的，第二层状化合物由表面电位为正的导电填料与表面电位为负的无机填料按照重量比1:0.1-1:10，优选1:0.2-1:5自组装后经过高温反应形成；
11、表面电位为正的导电填料为表面正电位化氧化石墨、表面正电位化氧化石墨烯、表面正电位化石墨、表面正电位化石墨烯和表面正电位化碳纳米管中的一种或多种组合的混合物；
12、表面正电位化氧化石墨、表面正电位化氧化石墨烯、表面正电位化石墨和表面正电位化石墨烯的粒径范围均为10nm-50um，优选10nm-10um，更优选500nm-5um，表面正电位化碳纳米管粒径范围为1nm-20um，优选5nm-5um，更优选20nm-500nm；
13、表面电位为负的无机填料为二氧化硅、介孔二氧化硅、高岭土、硅藻土、滑石粉、石棉粉、云母粉和石英粉中的一种或多种组合的混合物；
14、二氧化硅的粒径范围为5nm-50um，优选20nm-15um，更优选50nm-5um，介孔二氧化硅的粒径范围为50nm-50um，优选100nm-15um，更优选100nm-5um，高岭土、硅藻土、滑石粉、石棉粉、云母粉和石英粉的粒径范围均为30nm-150um，优选150nm-70um，更优选300nm-35um。
15、可选的，高介电常数硅橡胶复合材料的介电常数为18.53-70.78，介电损耗为0.070-0.614。
16、一种高介电常数硅橡胶复合材料的制备方法，包括：
17、步骤1：将羟基硅油、二甲基硅油、二月桂酸二丁基锡、交联剂放入搅拌缸中搅拌并抽真空，进行机械搅拌0.5-3h后得到第一混合物；
18、步骤2：将第一层状化合物和第二层状化合物分为相同质量的三等份，并分三批依次加入到所述第一混合物中，搅拌并抽真空，进行机械搅拌0.5-30h后得到第二混合物；
19、步骤3：将第二混合物在25-50℃下进行硫化24-240h后得到高介电常数硅橡胶复合材料。
20、可选的，步骤2中第一层状态化合物的制备步骤包括：
21、步骤2.1.1：将表面电位为正的无机填料分散在去离子水中得到表面电位为正的无机填料分散液，表面电位为正的无机填料分散液的浓度为0.01mg/ml-10mg/ml，将表面电位为负的导电填料分散在去离子水中得到表面电位为负的导电填料分散液，表面电位为负的导电填料分散液的浓度为0.01mg/ml-10mg/ml；
22、步骤2.1.2：将表面电位为正的无机填料分散液与表面电位为负的导电填料分散液混合；
23、步骤2.1.3：混合后正负电荷相互吸引，从混合液中分离出来，进行过滤并在40-100℃条件下进行烘干得到复合填料；
24、步骤2.1.4：对复合填料进行烘干，并烘干后的复合填料和惰性气体在400-900℃下反应1-48h，得到第一层状态化合物。
25、可选的，步骤2中第二层状态化合物的制备步骤包括：
26、步骤2.2.1：将表面电位为负的无机填料分散在去离子水中得到表面电位为负的无机填料分散液，表面电位为负的无机填料分散液的浓度为0.01mg/ml-10mg/ml，将表面电位为正的导电填料分散在去离子水中得到表面电位为正的的导电填料分散液，表面电位为正的导电填料分散液的浓度为0.01mg/ml-10mg/ml；
27、步骤2.2.2：将表面电位为负的无机填料分散液与表面电位为正的导电填料分散液混合；
28、步骤2.2.3：混合后正负电荷相互吸引，从混合液中分离出来，进行过滤并在40-100℃条件下进行烘干得到复合填料；
29、步骤2.2.4：对复合填料进行烘干，并将烘干后的复合填料和惰性气体在400-900℃下反应1-48h，得到第二层状态化合物。
30、可选的，惰性气体为氦气、氩气和氮气中的一种或多种组合的混合物。
31、本发明的有益效果是：本发明提供的硅橡胶复合材料，与传统方法相比，通过一种新的配方，在一定比例的导电填料和高介电材料前提下，采用不同种类的粉体并配合硅油，以不同配比及工艺进行混合，其中的层状无机化合物与聚合物具有良好界面，层状无机化合物在聚合物基体即所述高介电常数硅橡胶复合材料中呈剥离状态且均匀分布，得到高介电常数硅橡胶复合材料，其中的层状无机化合物会增加材料的介电常数。硅橡胶复合材料具有高介电常数为70.78，介电损耗为0.070，测试频率为100hz，产品测试块厚度为1mm，极大提高了硅橡胶在电缆，换能器，滤波器，电容器领域的使用价值。
1.一种高介电常数硅橡胶复合材料，其特征在于，所述一种高介电常数硅橡胶复合材料由羟基硅油、二月桂酸二丁基锡、交联剂、第一层状化合物和第二层状化合物组成。
2.根据权利要求1所述的一种高介电常数硅橡胶复合材料，其特征在于，所述羟基硅油的质量组份为100份，所述二月桂酸二丁基锡的质量组份为0.03-3份，所述交联剂的质量组份为0.5-12份，所述第一层状化合物的质量组份为0.1-100份，所述第二层状化合物质量组份为0.1-100份。
3.根据权利要求1所述的一种高介电常数硅橡胶复合材料，其特征在于，所述交联剂为3-异氰酸酯基丙基三乙氧基硅烷、3-氨基丙基三乙氧基硅烷、3-氨基丙基三甲氧基硅烷、正硅酸甲酯、正硅酸乙酯、甲基三甲氧基硅烷和乙烯基三甲氧基硅烷中的一种或多种组合的混合物。
4.根据权利要求1所述的一种高介电常数硅橡胶复合材料，其特征在于，所述第一层状化合物由表面电位为负的导电填料与表面电位为正的无机填料按照重量比1:0.1-1:10自组装后经过高温反应形成；
5.根据权利要求1所述的一种高介电常数硅橡胶复合材料，其特征在于，所述第二层状化合物由表面电位为正的导电填料与表面电位为负的无机填料按照重量比1:0.1-1:10自组装后经过高温反应形成；
6.根据权利要求1所述的一种高介电常数硅橡胶复合材料，其特征在于，所述高介电常数硅橡胶复合材料的介电常数为18.53-70.78，介电损耗为0.070-0.614。
7.一种高介电常数硅橡胶复合材料的制备方法，应用于权利要求1-6任意一项所述的一种高介电常数硅橡胶复合材料，其特征在于，包括：
8.根据权利要求7所述的一种高介电常数硅橡胶复合材料的制备方法，其特征在于，步骤2中第一层状态化合物的制备步骤包括：
9.根据权利要求7所述的一种高介电常数硅橡胶复合材料的制备方法，其特征在于，步骤2中第二层状态化合物的制备步骤包括：
10.根据权利要求8或9所述的一种高介电常数硅橡胶复合材料的制备方法，其特征在于，所述惰性气体为氦气、氩气和氮气中的一种或多种组合的混合物。
