[發(fā)明專利]一種P（VDF-TrFE）鐵電薄膜材料的制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811277893.9
• 申請日: 2018-10-30
• 公開（公告）號: CN109400929B
• 公開（公告）日: 2021-07-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 郭和俊
• 申請（專利權(quán)）人: 郭慶平
• 主分類號: C08J5/18
• 分類號: C08J5/18;C08L27/16
• 代理公司: 合肥順超知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 34120
• 代理人: 徐文恭

本發(fā)明提供一種P(VDF?TrFE)鐵電薄膜材料的制備方法，涉及電化學(xué)領(lǐng)域，P(VDF?TrFE)鐵電薄膜材料的制備方法如下：將原料P(VDF?TrFE)投入反應(yīng)釜中，并加入溶劑，升溫至40?50℃，攪拌同時進(jìn)行超聲波分散，4?5h后，加入增塑劑、成核劑升溫至60?65℃攪拌1?2h，得到預(yù)產(chǎn)物，將預(yù)產(chǎn)物運送至熱風(fēng)區(qū)，控制出液量為1m/s，在140?150℃下，干燥成膜，裁斷后，將裁斷材料在140?150MPa，150?160℃下進(jìn)行熱壓，保溫10?15min后，快速降至室溫，將薄膜運輸至退火爐中，并保持氟苯氣氛，升高溫度至145?150℃，退火保溫2?3h后，自然冷卻至室溫，本發(fā)明提供的制備方法，工藝簡單，成品質(zhì)量高，適合大規(guī)模推廣。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電化學(xué)領(lǐng)域，具體涉及一種P(VDF-TrFE)鐵電薄膜材料的制備方法。

背景技術(shù)

鐵電材料是指具有鐵電效應(yīng)的一類材料，它是熱釋電材料的一個分支，其最基本的特性為在某些溫度范圍會具有自發(fā)極化，而且極化強(qiáng)度可以隨外電場反向而反向，從而出現(xiàn)電滯回線，高性能的鐵電材料是一類具有廣泛應(yīng)用前景的功能材料，對于具有高性能的鐵電材料的研究和開發(fā)應(yīng)用仍然處于發(fā)展階段，研究者們選用不同的鐵電材料進(jìn)行研究，并不斷探索制備工藝,只是到目前為止對于鐵電材料的一些性能的研究還沒有達(dá)到令人滿意的地步。

其中有機(jī)鐵電薄膜以其易彎曲、柔韌性好、易加工、成本低等優(yōu)點而備受關(guān)注，作為一種新型的鐵電體，鐵電高分子聚合物的研究主要以聚偏氟乙烯(PVDF)及其共聚物為代表，而偏氟乙烯和三氟乙烯的二元共聚物P(VDF-TrFE)具有比聚偏氟乙烯更好的鐵電性能，這是因為用氟取代氫后，氟原子的直徑略大于氫原子的直徑在空間位阻的作用下，全反式的結(jié)構(gòu)更容易形成，但是現(xiàn)有的合成工藝往往薄膜厚度不能完全發(fā)揮材料優(yōu)勢，或者晶型混雜，降低有機(jī)鐵電薄膜的性能。

發(fā)明內(nèi)容

(一)解決的技術(shù)問題

針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種P(VDF-TrFE)鐵電薄膜材料的制備方法，通過優(yōu)化制備方法，使其薄膜質(zhì)量分布均勻，具有更多的有益晶型，從而進(jìn)一步提高P(VDF-TrFE)鐵電薄膜的材料性能。

(二)技術(shù)方案

為實現(xiàn)以上目的，本發(fā)明通過以下技術(shù)方案予以實現(xiàn)：

一種P(VDF-TrFE)鐵電薄膜材料的制備方法，制備方法如下：

(1)將原料P(VDF-TrFE)投入反應(yīng)釜中，并加入溶劑，升溫至 40-50℃，攪拌同時進(jìn)行超聲波分散，4-5h后，加入增塑劑、成核劑升溫至60-65℃攪拌1-2h，得到預(yù)產(chǎn)物；

(2)將預(yù)產(chǎn)物運送至熱風(fēng)區(qū)，控制出液量為1m/s，在140-150℃下，干燥成膜，裁斷后，將裁斷材料在140-150MPa，150-160℃下進(jìn)行熱壓，保溫10-15min后，快速降至室溫，將薄膜運輸至退火爐中，并保持氟苯氣氛，升高溫度至145-150℃，退火保溫2-3h后，自然冷卻至室溫。

優(yōu)選地，步驟(1)中所述增塑劑為鄰苯二甲酸二丁酯、鄰苯二甲酸二異壬酯、鄰苯二甲酸丁芐酯中的任意一種。

優(yōu)選地，步驟(1)中所述成核劑為脂肪羧酸金屬化合物、山梨醇芐叉衍生物、芳香族羧酸金屬化合物中的任意一種。

優(yōu)選地，步驟(1)中的所述的溶劑為碳酸二乙酯。

優(yōu)選地，步驟(2)中所述快速降溫的降溫速率為40-45℃/min。

優(yōu)選地，步驟(2)中所述薄膜的厚度為5-10μm。

(三)有益效果