[發明專利]一種多層級納米結構復合電介質和柔性復合電介質材料及制備方法和應用

在審

• 申請號: 202211405674.0
• 申請日: 2022-11-10
• 公開（公告）號: CN115895354A
• 公開（公告）日: 2023-04-04
• 發明（設計）人: 胡海龍;張帆;岳建嶺;羅世彬;張斗
• 申請（專利權）人: 中南大學
• 主分類號: C09D127/16
• 分類號: C09D127/16;C09D7/62;C08J7/04;C08L67/02;H01G4/12
• 代理公司: 長沙市融智專利事務所(普通合伙) 43114
• 代理人: 張偉

1.一種多層級納米結構復合電介質，其特征在于：由多層級納米結構TiO₂@BaTiO₃分散在鐵電聚合物基體中構成；

所述多層級納米結構TiO₂@BaTiO₃由納米TiO₂包覆在納米BaTiO₃表面構成。

2.根據權利要求1所述的一種多層級納米結構復合電介質，其特征在于：

所述納米TiO₂包括納米TiO₂顆粒和/或TiO₂納米線陣列；

所述納米BaTiO₃包括納米BaTiO₃顆粒、納米BaTiO₃纖維、納米BaTiO₃立方體中至少一種；

所述鐵電聚合物基體包括聚偏氟乙烯、偏氟乙烯-三氟乙烯共聚物、偏氟乙烯-三氟乙烯-氯氟乙烯共聚物中至少一種。

3.根據權利要求1或2所述的一種多層級納米結構復合電介質，其特征在于：所述多層級納米結構TiO₂@BaTiO₃與鐵電聚合物基體的質量百分比組成為5～20％:95～80％；

所述納米TiO₂和納米BaTiO₃的質量百分比組成為5～10％:95～90％。

4.根據權利要求1或2所述的一種多層級納米結構復合電介質，其特征在于：所述多層級納米結構TiO₂@BaTiO₃由納米TiO₂顆粒和/或TiO₂納米線陣列包覆在納米BaTiO₃纖維表面構成；所述納米BaTiO₃纖維的直徑為100～200nm，長度為5～10μm，所述TiO₂納米顆粒的粒徑為20～40nm。

5.一種柔性復合電介質材料，其特征在于：包括柔性襯底和權利要求1～4任一項所述多層級納米結構復合電介質。

6.根據權利要求5所述的一種柔性復合電介質材料，其特征在于：所述柔性襯底由PET、云母片、聚二甲基硅氧烷或氧化銦錫構成。

7.權利要求1～4任一項所述的一種多層級納米結構復合電介質的制備方法，其特征在于：將納米BaTiO₃與鈦酸酯酸性水溶液混合進行水熱反應，得到多層級納米結構TiO₂@BaTiO₃，將多層級納米結構TiO₂@BaTiO₃與鐵電聚合物通過液相混合，得到多層級納米結構復合電介質。

8.根據權利要求7所述的一種多層級納米結構復合電介質的制備方法，其特征在于：所述水熱反應的條件為：溫度為130～170℃，時間為1～3h。

9.權利要求5或6所述的一種柔性復合電介質材料的制備方法，其特征在于：

將權利要求7或8所述制備方法制備的多層級納米結構復合電介質通過旋涂工藝涂布在柔性襯底上，即得柔性復合電介質材料。

10.權利要求1～4任一項所述的一種多層級納米結構復合電介質的應用，其特征在于：作為介電材料應用于介電電容器，或者作為制冷材料應用于電子器件制冷。