[發(fā)明專利]壓電駐極體薄膜及其制作方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410190846.6
• 申請(qǐng)日: 2014-05-07
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104044327A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-09-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 成鵬;張強(qiáng)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 深圳市明鑫高分子技術(shù)有限公司
• 主分類號(hào): B32B37/06
• 分類號(hào): B32B37/06;B32B37/10;B32B27/08;B32B15/085
• 代理公司: 廣州華進(jìn)聯(lián)合專利商標(biāo)代理有限公司 44224
• 代理人: 生啟

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及功能材料領(lǐng)域，尤其是涉及一種壓電駐極體薄膜及其制作方法。

背景技術(shù)

壓電駐極體薄膜因其具有良好的柔性、可大面積成膜、且制作成本較低等優(yōu)點(diǎn)在通訊、保安、控制、生命科學(xué)及軍事等方面展現(xiàn)出廣闊的應(yīng)用前景。傳統(tǒng)的壓電駐極體材料中，研究較多的是聚丙烯(PP)壓電駐極體薄膜，其壓電系數(shù)d33比鐵電聚合物約高出20倍以上。傳統(tǒng)工藝制備封閉微孔結(jié)構(gòu)聚合物薄膜的方法主要有兩種：一是通過(guò)化學(xué)發(fā)泡工藝得到孔洞結(jié)構(gòu)的材料；二是將聚合物樹(shù)脂與無(wú)機(jī)或有機(jī)顆粒進(jìn)行熔融共混，通過(guò)擠出或熱壓工藝形成薄板，借助聚合物樹(shù)脂和添加顆粒之間力學(xué)性能的巨大差異而在雙向拉伸過(guò)程中形成微孔結(jié)構(gòu)的薄膜。然而上述兩類制備方法均無(wú)法實(shí)現(xiàn)對(duì)薄膜微觀結(jié)構(gòu)的精細(xì)調(diào)控。

發(fā)明內(nèi)容

基于此，有必要提供一種可實(shí)現(xiàn)對(duì)薄膜微觀結(jié)構(gòu)進(jìn)行精細(xì)調(diào)控的壓電駐極體薄膜及其制作方法。

一種壓電駐極體薄膜的制作方法，包括如下步驟：

將氟化乙烯丙烯共聚物薄膜與聚四氟乙烯薄膜交替層疊在一起并置于一基底上，交疊之后最外的兩層為聚四氟乙烯薄膜，其中，所述氟化乙烯丙烯共聚物薄膜的厚度為7～15μm，所述聚四氟乙烯薄膜的厚度為2～7μm；

將一網(wǎng)格狀壓板置于與所述基底相對(duì)的最外側(cè)的聚四氟乙烯薄膜上，并在所述壓板上施加壓力，加熱所述氟化乙烯丙烯共聚物薄膜與所述聚四氟乙烯薄膜至250～300℃并保持12～18分鐘，冷卻后拆除所述壓板及所述基底，得到中部開(kāi)設(shè)微孔的所述壓電駐極體薄膜。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述氟化乙烯丙烯共聚物薄膜的數(shù)量為多個(gè)。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，在所述壓板上施加的壓力5～22KPa。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述壓板上網(wǎng)孔的目數(shù)為10～100目；網(wǎng)孔的孔形狀為正方形、正六邊形或者圓形；網(wǎng)孔的氣孔率為50～80％；網(wǎng)格線寬為0.1～0.5mm。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述壓板的孔為孔徑大小在0.125mm～1.25mm×0.125mm～1.25mm之間的方形孔，或者為邊長(zhǎng)為0.06mm～0.55mm的正六邊形孔。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述制作方法還包括對(duì)制作得到的薄膜進(jìn)行電極化處理的步驟。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述電極化處理的具體步驟包括：將所述壓電駐極體薄膜置于平板電極上，調(diào)節(jié)針電極與所述平板電極之間的距離為3～12cm，以12～32KV的直流電壓進(jìn)行恒壓電暈充電30～120s。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述制作方法還包括在電極化處理之后在所述壓電駐極體薄膜的兩側(cè)蒸鍍厚度為80～120nm的金屬電極層的步驟。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述金屬電極層為鋁電極層、鎳電極層或銅電極層。

一種由上述任一實(shí)施例所述的壓電駐極體薄膜的制作方法制作的壓電駐極體薄膜。

上述壓電駐極體薄膜的制作過(guò)程中，通過(guò)選取不同規(guī)格的網(wǎng)格狀壓板，如調(diào)控壓板上網(wǎng)孔的目數(shù)、絲徑、孔形等參數(shù)及熱黏合工藝參數(shù)可實(shí)現(xiàn)對(duì)壓電駐極體薄膜中微孔結(jié)構(gòu)的精細(xì)調(diào)控，實(shí)用性強(qiáng)，可廣泛推廣應(yīng)用。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明一實(shí)施方式的壓電駐極體薄膜的制作方法流程圖；

圖2為圖1制作方法的實(shí)物示意圖；

圖3為本發(fā)明制作的微孔結(jié)構(gòu)的壓電駐極體薄膜的掃描電鏡圖；

圖4為壓電聚合物薄膜的準(zhǔn)靜態(tài)d₃₃的壓強(qiáng)特性圖；

圖5為本發(fā)明制作的壓電駐極體薄膜與PP壓電駐極體薄膜準(zhǔn)靜態(tài)d₃₃在90℃時(shí)的衰減曲線；

圖6為90℃的預(yù)老化處理對(duì)本發(fā)明制作的壓電駐極體薄膜熱穩(wěn)定性的影響曲線；

圖7為壓電駐極體薄膜的理論模型；

圖8PTFE多孔膜經(jīng)正負(fù)極性電暈充電后在250℃時(shí)的等溫衰減曲線；

圖9非多孔PTFE膜經(jīng)正負(fù)極性電暈充電后在200℃時(shí)的等溫衰減曲線。

具體實(shí)施方式

下面主要結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的壓電駐極體薄膜及其制作方法作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。

如圖1和圖2所示，一實(shí)施方式的壓電駐極體薄膜的制作方法，包括如下步驟：

步驟S110，將氟化乙烯丙烯共聚物(FEP)薄膜110與聚四氟乙烯(PTFE)薄膜120交替層疊在一起并置于一基底130上，其中，交疊之后最外的兩層為聚四氟乙烯薄膜120。

在本實(shí)施方式中，氟化乙烯丙烯共聚物薄膜110的厚度為7～15μm，聚四氟乙烯薄膜120的厚度為2～7μm。