[發(fā)明專利]一種高介電聚合物基鈦酸鋇納米復(fù)合材料的制備方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011221966.X
• 申請日: 2020-11-05
• 公開（公告）號: CN112280224A
• 公開（公告）日: 2021-01-29
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 謝惠
• 申請（專利權(quán)）人: 謝惠
• 主分類號: C08L27/16
• 分類號: C08L27/16;C08K9/10;C08K3/24;C08J5/18
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明提供了一種高介電聚合物基鈦酸鋇納米復(fù)合材料的制備方法，該方法把具有核?殼結(jié)構(gòu)的超支化聚酰胺包覆鈦酸鋇納米顆粒作為填料，把偏氟乙烯?三氟乙烯?三氟氯乙烯共聚物(PVDF?TrFE?CFE)當(dāng)作樹脂基體。制備的BT@HBP納米復(fù)合材料具有優(yōu)異的介電性能，尤其是填料含量較高時。當(dāng)鈦酸鋇的體積分?jǐn)?shù)為40‰的時候，BT@HBP40的介電常數(shù)在1kHz時高達(dá)1485.5，遠(yuǎn)高于含有相同鈦酸鋇的BT納米復(fù)合材料的介電常數(shù)(206.3)。和逾滲體系不同，BT@HBP/PVDF?TrFE?CFE復(fù)合材料即使在高填充時，依然保持足夠的擊穿強度，使得該材料在較低電壓下就能獲得高的儲能密度。本發(fā)明提供的一種高介電聚合物基鈦酸鋇納米復(fù)合材料的制備方法，制造的納米復(fù)合材料在儲能應(yīng)用中有一定的實用價值。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及高分子納米材料領(lǐng)域，更具體的說，涉及一種高介電聚合物基鈦酸鋇納米復(fù)合材料的制備方法。

背景技術(shù)

高介電材料具有非常廣泛的應(yīng)用，評估該材料性能的主要參數(shù)之一是介電常數(shù)。因此，制備高性能的介電材料，首先就是要提高它的介電常數(shù)。電介質(zhì)材料的介電常數(shù)主要源自于材料內(nèi)部的極化，要想提高材料的介電常數(shù)，必須增強材料內(nèi)部極化的強度。目前市面上并沒有多少有效高介電聚合物納米復(fù)合材料的制備方法，即使高介電復(fù)合材料制造好了有高填充，也不能保證足夠的擊穿強度，從而使得材料在較低電壓下就能獲得高的儲能密度。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明旨在于解決現(xiàn)有高介電聚合物納米復(fù)合材料的制備方法無法在保證高填充時，依舊保持足夠的擊穿強度同時使得材料在較低電壓下就能獲得高的儲能密度的問題。

本發(fā)明一種高介電聚合物基鈦酸鋇納米復(fù)合材料的制備方法，包括材料選擇、高介電聚合物基鈦酸鋇納米復(fù)合材料的制備過程。

進一步的優(yōu)選方案：所述方法采用尺寸為100納米的鈦酸鋇顆粒作為填料，來提高聚合物復(fù)合材料的介電常數(shù)。

進一步的優(yōu)選方案：所述方法還通過用超支化聚酰胺包覆鈦酸鋇納米顆粒，形成一種特殊的核-殼結(jié)構(gòu)，提高復(fù)合材料的介電常數(shù)。。

進一步的優(yōu)選方案：所述方法采用具有很高介電常數(shù)的聚合物偏氟乙烯-三氟乙烯-三氟氯乙烯共聚物(PVDF-TrFE-CFE)作為基體，來提高復(fù)合材料的介電常數(shù)。

進一步的優(yōu)選方案：所述材料選擇如下所示：

鈦酸鋇納米顆粒(簡寫成BT)，水熱法制備，型號為GCBT01，平均尺寸為100納米，比表面積為10.55m2/g，晶體晶型為立方晶系，使用前100℃真空烘箱干燥24小時。

γ-氨丙基三乙氧基硅烷(國內(nèi)商品名為KH-550，簡寫成APS)，分析純，通用(GE)化學(xué)提供，型號為A-1100。

3，5-二氨基苯甲酸單體(簡寫成DABA)，分析純，使用前用重結(jié)晶法提純。具體過程：100g DABA單體溶于500ml沸水，趁熱過濾，取濾液并用冰水冷卻，會有晶體析出，然后過濾，取濾渣并80℃真空干燥。

氯化鋰(簡寫成LiC1)，分析純，使用前230℃真空干燥12小時。

雙氧水溶液，濃度為30w％，分析純。吡啶，分析純。

亞磷酸三苯酯(簡寫成TPP)，分析純。

N，N-二甲基甲酰胺(簡寫成DMF)，分析純，使用前用干燥劑除水并減壓蒸餾，放置在含有4A分子篩的密閉試劑瓶中。

N-甲基吡咯烷酮(簡寫成NMP)，分析純，，使用前用干燥劑除水并減壓蒸餾，放置在含有4A分子篩的密閉試劑瓶中。

甲醇，分析純。

甲苯，分析純。

丙酮，分析純。