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一种高电能密度高聚物复合薄膜的制备方法
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杭州和诚创科技有限公司
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         本发明提供一种高电能密度高聚物复合薄膜的制备方法,先将盐酸掺杂聚苯胺(PANI)化学接枝到聚烯烃、聚氨酯(PU)弹性体、环氧树脂(EP)或丙烯酸树脂弹性体(AE)分子链上,然后利用溶液铸膜-热压法制备高电能密度高聚物复合薄膜;本发明利用化学方法将聚苯胺接枝到高聚物上,提高两组分之间的界面结合力,减小聚苯胺的颗粒尺寸,进而充分利用高聚物基体和聚苯胺纳米颗粒之间的界面效应,获得电性能和机械性能均优异的复合材料。传统的高聚物中添加50%的陶瓷颗粒时,介电常数仅为100左右;而使用本发明方法制备的聚苯胺含量为12~14%的高聚物基复合材料,室温下频率为1000Hz的介电常数高达380以上;在20MV/m电场中电能密度达到2.8J/cm3以上。

       具有高电能密度的新型介电材料在大功率电容器、驱动器、传感器、仿真肌肉、医学、新能源、电子信息以及空间技术等领域具有重要的应用前景,西方国家(特别是美国)已投入了巨大的人力物力进行了大量研究开发工作。高电能密度材料需要有高的介电常数。但是迄今为止,还没有发现一种单组分材料在拥有足够高介电常数的同时,还具有良好的机械性能、加工性能以及低廉的价格。传统的高分子材料尽管具有很多优点,但介电常数太小(<7);而陶瓷材料,虽然介电常数高,但非常脆,价格高,而且难以加工。近年来,研究人员通常采用在高聚物基体中填充高介电常数的陶瓷来提高高分子材料的介电常数。但是由于所需陶瓷的添加量较大(通常>40%),不仅极大地影响了复合材料的柔顺性,而且复合材料的介电常数仍然不高(只有100左右)。聚苯胺是一种大共轭结构的导电高分子材料,将其添加到高聚物基体中,随着含量的增加,在达到“渗流阈”附近时,复合材料的介电常数迅速增加,从而达到增加高聚物介电常数,亦即增加材料电能密度的目的。需要指出的是,聚苯胺的模量与多数高分子材料相当,是一种理想的功能添加剂。

       目前,国内外研究人员在制备此类高电能密度高分子复合材料都采用物理共混法,即将导电组分和高聚物通过简单的溶液共混或熔融共混法制备复合材料,然而,由于聚苯胺与高聚物基体之间的相容性较差,在复合物中会聚集成较大颗粒,在薄膜中易形成导电通道,使材料的介电损耗变大,击穿电场降低,加工重现性不佳,所得高聚物复合薄膜的电能密度<1.05J/cm3


     发明目的:本发明的目的在于提供一种高电能密度高聚物复合薄膜的制备方法,使用本发明方法制备的复合薄膜具有很好的柔顺性和很高的介电常数,是极具应用价值与发展前景的新型高分子电介质材料


商品类型 专利 申请号 CN201310064737 所属行业 暂缺
专利类型 发明 法律状态 有权 IPC分类号 C08L75/04
交易方式 合作开发 专利状态 已授权 授权号 CN201310064737
高新技术领域分类 新材料 信息有效期至 2019-12-31 授权日 2014-05-07
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