[發明專利]一種壓電性聚偏氟乙烯薄膜的制備方法

有效

• 申請號: 201310430693.3
• 申請日: 2013-09-22
• 公開（公告）號: CN104448360B
• 公開（公告）日: 2018-04-27
• 發明（設計）人: 林朝暉;邵喜勝
• 申請（專利權）人: 福建省輝銳材料科技有限公司
• 主分類號: C08J5/18
• 分類號: C08J5/18;C08L27/16;B29D7/01
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及材料的制備領域，特別是一種壓電性聚偏氟乙烯薄膜的制備方法。

背景技術

與傳統的壓電陶瓷和石英晶體等壓電材料相比，聚偏氟乙烯（PVDF）薄膜具有柔性好、化學穩定性佳、機械強度高、聲阻抗易匹配以及頻響范圍寬等優點，而且可以加工成大面積和各種復雜形狀來使用。聚偏氟乙烯薄膜可以制成多種傳感器元件，在智能材料應用領域具有廣泛的應用價值，比如三維壓力傳感器。

目前，生產聚偏氟乙烯薄膜大都采用熔融法生產，雖然聚偏氟乙烯的熔點與分解溫度相差有140度左右，加工溫度范圍較寬，但是通過這種工藝制得的聚偏乙烯薄膜其機械強度、壓電性都受到了很大的影響，因此，現有的聚偏氟乙烯薄膜的壓電性能不能很好地滿足市場日益增長的技術性能要求。

發明內容

本發明目的在于克服現有技術中存在的問題，提供一種壓電性聚偏氟乙烯薄膜的制備方法，滿足壓電性能的要求。

本發明的技術方案為一種聚偏氟乙烯薄膜的制備方法，所述的方法包括步驟：制備聚偏氟乙烯薄膜：將聚偏氟乙烯粉末溶解于有機溶劑中形成混合溶液，將所述混合溶液保持在60-70℃下進行2-4小時超聲振蕩去除氣泡；過濾出所述混合溶液中的不溶物，之后將混合溶液放在真空中靜置30-60min；將所獲得的混合溶液滴在襯底上，接著將所述襯底放在真空中靜置成膜或甩膜成型；將成膜的襯底放在60-150℃的條件下干燥，然后放置空氣中冷卻得到聚偏氟乙烯薄膜；拉伸聚偏氟乙烯薄膜：將所獲得的聚偏氟乙烯薄膜進行單軸拉伸1-5次，拉伸溫度為65-135℃，拉伸速率為10-100mm/min，拉伸比為1-10，拉伸停止之后將溫度調整至80-120℃保溫10-30min并進行冷卻，最后在65-150℃條件下進行退火處理0-48h；極化聚偏氟乙烯薄膜：將經過拉伸處理后的聚偏氟乙烯薄膜的兩面鍍上電極，然后進行熱極化處理，得到壓電性聚偏氟乙烯薄膜，極化溫度設定為10-100℃，極化電壓為10-200MV/m，極化時間為1-120min。

較佳的，所述的有機溶劑為丙酮、苯二甲酸二甲酯、碳酸二丙烯酯、二甲基甲酰胺、磷酸三甲酯和丙酮醇的任意一種或兩種以上任意比例的混合物。

較佳的，聚偏氟乙烯的重量占聚偏氟乙烯與有機溶劑的總重量的1%-30%。

較佳的，所述的襯底為單晶硅片或拋光的玻璃。

較佳的，所述襯底在使用之前經過丙酮和乙醇清洗和N2干燥。

較佳的，所述的拉伸的次數為1-5次。

本發明的有益效果在于，本發明制得的壓電性聚偏氟乙烯薄膜機械強度高、壓電性能好，且具有良好的透光性。

具體實施方式

為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合實施例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，并不用于限定本發明。

本發明的一種壓電性聚偏氟乙烯薄膜制備方法包括以下步驟：

一、聚偏氟乙烯薄膜的制備：

將聚偏氟乙烯粉末溶解于有機溶劑中形成混合溶液，將所述混合溶液保持在60-70℃下進行2-4小時超聲振蕩去除氣泡；過濾出所述混合溶液中的不溶物，之后將混合溶液放在真空中靜置30-60min；將所獲得的混合溶液滴在襯底上，接著將所述襯底放在真空中靜置成膜或甩膜成型；最后將成膜的襯底放在60-150℃的條件下干燥，然后放置空氣中冷卻得到聚偏氟乙烯薄膜；

所述的有機溶劑為丙酮、苯二甲酸二甲酯、碳酸二丙烯酯、N,N-二甲基甲酰胺、磷酸三甲酯和丙酮醇的任意一種或兩種以上任意比例的混合物。較佳的，所述的聚偏氟乙烯的重量占聚偏氟乙烯與有機溶劑的總重量的1%-30%。

較佳的，所述的襯底為單晶硅片或拋光的玻璃。所述襯底在使用之前經過丙酮和乙醇清洗和N₂干燥。

二、對制備所獲得的聚偏氟乙烯薄膜進行拉伸：

將所獲得的聚偏氟乙烯薄膜放進拉伸機中進行單軸拉伸，拉伸溫度為65-135℃，拉伸速率為10-100mm/min，拉伸比為1-10，拉伸停止之后將溫度調整至80-120℃保溫10-30min并進行冷卻，最后在65-150℃條件下進行退火處理0-48h。

較佳的，所述的單軸拉伸的次數為1-5次。

三、對拉伸處理后的聚偏氟乙烯薄膜進行極化：

在聚偏氟乙烯薄膜的兩面鍍上電極，然后進行熱極化處理。極化溫度設定為10-100℃，極化電壓為10-200MV/m，極化時間為1-120min。