System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() 复合薄膜及其制备方法和应用技术_技高网

复合薄膜及其制备方法和应用技术

技术编号:43615385 阅读:2 留言:0更新日期:2024-12-11 14:58
本发明专利技术涉及薄膜电容器领域,公开了一种复合薄膜及其制备方法和应用。该复合薄膜由高温电介质材料和压电铁电聚合物热交联形成;其中,所述高温电介质材料为聚酰亚胺或聚醚酰亚胺;所述压电铁电聚合物为氰乙基纤维素或聚偏氟乙烯‑三氟乙烯‑氯氟乙烯(P(VDF‑TrFE‑CFE))、聚偏二氟乙烯(PVDF)以及聚偏氟乙烯‑三氟乙烯(P(VDF‑TrFE));其中,所述高温电介质材料和压电铁电聚合物的质量比为1:0.00036‑0.1。将该复合薄膜应用于薄膜电容器中,可起到兼顾高介电常数和高击穿强度、提高热稳定性、导热性和储能性能的效果。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及薄膜电容器领域,具体涉及一种复合薄膜及其制备方法和应用


技术介绍

1、聚合物介电材料具有击穿强度高、重量轻、易加工等特点,成为研究的热点,并且广泛应用于介电电容器。然而,普通聚合物电介质已经无法满足日益迫切的需求,特别是在航空航天领域、新能源汽车工业以及石油勘探等高温环境中。耐高温介电材料成为研究人员的研究热点。

2、聚酰亚胺(polyimide,pi)是目前应用较为广泛的高温聚合物电介质材料,分子链具有热稳定刚性亚胺环。经过热交联处理后的聚酰亚胺薄膜具有耐化学品、超高tg以及热稳定性能等优异的性能。

3、一方面,pi主链上的刚性共轭结构为这些聚合物带来了良好的热稳定性,但偶极子运动受限使得这些聚合物的介电常数较低,限制了其在高介电材料领域中的应用。并且相比于电池,其能量密度低,已无法满足相应需求。为了实现这一目的,与其他高介电材料复合是一种简单易行的方法。然而,复合材料中填料的聚集和空隙会导致击穿强度严重下降,从而降低其储能性能。因此,需要一种复合薄膜来解决介电常数和击穿强度二者无法兼顾的问题。


技术实现思路

1、本专利技术的目的是为了克服现有技术存在的耐高温聚合物材料高介电常数和高击穿强度无法兼顾、热稳定性和导热性差以及储能密度低的问题,提供一种复合薄膜及其制备方法和应用。

2、为了实现上述目的,本专利技术第一方面提供一种复合薄膜,其特征在于,该复合薄膜由高温电介质材料和压电铁电聚合物热交联形成;

3、其中,所述高温电介质材料为聚酰亚胺或聚醚酰亚胺;所述压电铁电聚合物为氰乙基纤维素或聚偏氟乙烯-三氟乙烯-氯氟乙烯p(vdf-trfe-cfe)、聚偏二氟乙烯(pvdf)以及聚偏氟乙烯-三氟乙烯(p(vdf-trfe));

4、其中,所述高温电介质材料和压电铁电聚合物的质量比为1:0.00036-0.1。

5、本专利技术第二方面提供一种复合薄膜的制备方法,其特征在于,该方法包括:

6、(1)将高温电介质材料和压电铁电聚合物混合,得到聚合物混合溶液;

7、(2)将步骤(1)中的聚合物混合溶液进行成膜加工处理,得到所述复合薄膜;

8、其中,所述高温电介质材料为聚酰胺酸或聚醚酰亚胺;所述压电铁电聚合物为氰乙基纤维素或p(vdf-trfe-cfe)、聚偏二氟乙烯(pvdf)以及聚偏氟乙烯-三氟乙烯(p(vdf-trfe))。

9、本专利技术第三方面提供由本专利技术第一方面所述的复合薄膜在薄膜电容器中的应用。

10、通过上述技术方案,本专利技术可达到以下效果:

11、1.本专利技术掺入了两种新有机物颗粒制备一种基于pi或pei的全有机高温介电纳米复合薄膜材料,通过填料组分调控能显著提升复合材料的介电常数和储能性能。

12、2.本专利技术中所使用的材料具有良好的柔性,相较于常见的陶瓷材料,其在不同弯曲条件下能保持材料的稳定。

13、3.本专利技术中所使用的聚合物与掺入的有机纳米颗粒均为生态与环境友好的材料,其可以应用于生物相关的方面。

14、4.本专利技术中制备的介电薄膜性能具有良好的热稳定性和导热性,并且在高温条件下能够保持良好的储能性能。

15、5.本专利技术所用的材料制备简单,具有很好的可重复性以及性能稳定性。

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【技术保护点】

1.一种复合薄膜,其特征在于,该复合薄膜由高温电介质材料和压电铁电聚合物热交联形成;

2.根据权利要求1所述的复合薄膜,其中,所述高温电介质材料为聚酰亚胺;所述压电铁电聚合物为氰乙基纤维素;

3.根据权利要求1所述的复合薄膜,其中,所述高温电介质材料为聚酰亚胺;所述压电铁电聚合物为聚偏氟乙烯-三氟乙烯-氯氟乙烯;

4.根据权利要求1所述的复合薄膜,其中,所述高温电介质材料为聚醚酰亚胺;所述压电铁电聚合物为氰乙基纤维素;

5.根据权利要求1所述的复合薄膜,其中,所述高温电介质材料为聚醚酰亚胺;所述压电铁电聚合物为聚偏氟乙烯-三氟乙烯-氯氟乙烯;

6.根据权利要求1-5中任意一项所述的复合薄膜,其中,该复合薄膜的介电常数为3.5-4.5;

7.根据权利要求1-6中任意一项所述的复合薄膜,其中,所述聚酰亚胺的重均分子量为50000-80000;

8.一种复合薄膜的制备方法,其特征在于,该方法包括:

9.根据权利要求8所述的方法,其中,步骤(1)中,所述高温电介质材料为聚酰胺酸,所述压电铁电聚合物为氰乙基纤维素,所述聚酰胺酸和氰乙基纤维素的质量比为1:0.00036-0.1;

10.权利要求1-7中任意一项所述的复合薄膜在薄膜电容器中的应用。

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【技术特征摘要】

1.一种复合薄膜,其特征在于,该复合薄膜由高温电介质材料和压电铁电聚合物热交联形成;

2.根据权利要求1所述的复合薄膜,其中,所述高温电介质材料为聚酰亚胺;所述压电铁电聚合物为氰乙基纤维素;

3.根据权利要求1所述的复合薄膜,其中,所述高温电介质材料为聚酰亚胺;所述压电铁电聚合物为聚偏氟乙烯-三氟乙烯-氯氟乙烯;

4.根据权利要求1所述的复合薄膜,其中,所述高温电介质材料为聚醚酰亚胺;所述压电铁电聚合物为氰乙基纤维素;

5.根据权利要求1所述的复合薄膜,其中,所述高温电介质材料为聚醚酰亚胺;所述压电铁电聚合物为聚偏氟乙烯-三氟...

【专利技术属性】
技术研发人员:任凯亮申悦王成伟
申请(专利权)人:北京纳米能源与系统研究所
类型:发明
国别省市:

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