【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及高介电聚合物薄膜材料，具体来说，涉及的是一种高介电聚酰亚胺薄膜及其制备方法、薄膜电容器。
技术介绍
1、薄膜电容器作为一种静电储能的电容器，以其性能优势牢牢占据了全球高压电容器50％的市场份额。薄膜电容器在电力系统、脉冲功率、汽车电子、油气勘探设备和航空电子等领域均有巨大应用。相比于陶瓷电容器，聚合物薄膜电容器因其质轻、成本低、柔韧性好、击穿强度高、能量密度大、充放电循环次数多和易于大规模加工等优势而备受瞩目。
2、目前，双轴向聚丙烯(bopp)薄膜是最常见的聚合物电容器薄膜，但其介电常数仅为2.2和较低的耐热温度阻碍了它的发展。因此，开发既具有高介电常数，又具有优良耐热性的介电薄膜具有重要的现实意义。聚酰亚胺(pi)是指主链上含有酰亚胺环的聚合物，由于其优良的耐热性能和综合性能，特别是在介质储能领域，作为结构和功能材料具有巨大的应用前景。
3、虽然聚酰亚胺的综合性能优异，但其介电常数通常在2.9～3.6之间，这限制了其作为电容器薄膜的应用。近年来，关于聚酰亚胺的介电改性的相关研究层出不穷。目前常见的提高聚酰亚胺介电性能的方法有以下两种：一种是对聚酰亚胺进行分子结构的设计与调整。例如，公开号为cn 118546365a的中国专利公开的方案中，在聚酰亚胺主链上引入高极性基团，或侧链上引入含有大体积或长分子链的基团。另一种方法是则是加入具有高介电常数的无机陶瓷填料，从而优化聚酰亚胺的介电性能。然而容易出现填料在基体中难以分散的问题，从而导致薄膜内部产生载流子陷阱降低击穿强度和使用寿命以及力学性能
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术提出了一种高介电聚酰亚胺薄膜及其制备方法、薄膜电容器，通过在聚酰亚胺分子链中引入极性反式环己烷结构，以提高聚酰亚胺薄膜的介电常数。
2、本专利技术的技术方案是这样实现的：本专利技术提供了一种高介电聚酰亚胺薄膜的制备方法，该方法包括：获得聚酰胺酸前驱液，使得所述聚酰胺酸前驱液热亚胺化成膜。
3、其中，所述获得聚酰胺酸前驱液包括：使得环己二胺或者环己二胺盐与酸酐单体反应，生成聚酰胺酸溶液。
4、更进一步优选的，所述环己二胺盐为反式环己二胺醋酸盐。
5、更进一步优选的，所述酸酐单体为六氟异丙基邻苯二甲酸酐。
6、更进一步优选的，使得环己二胺或者环己二胺盐与酸酐单体反应包括：
7、将环己二胺或者环己二胺盐溶解在溶剂中并降温至0～10℃；
8、在0～10℃下，向反应液中分批加入酸酐单体并反应，获得聚酰胺酸溶液。
9、在以上技术方案的基础上，优选的，所述获得聚酰胺酸前驱液还包括：
10、向所述聚酰胺酸溶液中加入包覆碳纤维的纳米钛酸钡纤维，形成所述聚酰胺酸前驱液；
11、所述聚酰胺酸前驱液中，包覆碳纤维的纳米钛酸钡纤维与聚酰胺酸的质量比在1：(10～20)之间。
12、更进一步优选的，所述包覆碳纤维的纳米钛酸钡纤维是通过如下方法制备的：
13、将乙酸钡、钛酸丁酯在第一溶剂中反应后，形成可纺性的钛酸钡前驱体溶液；
14、将聚丙烯腈纺丝液溶于第二溶剂中，形成聚丙烯腈溶液；
15、将钛酸钡前驱体溶液作为壳溶液，聚丙烯腈溶液作为核溶液，采用同轴纺丝技术制备同轴纤维；
16、煅烧所述同轴纤维，得到包覆碳纤维的纳米钛酸钡纤维。
17、更进一步优选的，所述第一溶剂为乙醇、乙酸、去离子水混合溶液；所述第二溶剂为n,n-二甲基乙酰胺。
18、在以上技术方案的基础上，优选的，所述获得聚酰胺酸前驱液还包括：
19、向所述聚酰胺酸溶液中加入纳米钛酸钡纤维，形成所述聚酰胺酸前驱液；
20、所述聚酰胺酸前驱液中，纳米钛酸钡纤维与聚酰胺酸的质量比在1：(10～20)之间。
21、本专利技术还提供了一种高介电聚酰亚胺薄膜，所述高介电聚酰亚胺薄膜是采用上述方法制备获得的。
22、本专利技术还提供了一种薄膜电容器，该薄膜电容器包括上述高介电聚酰亚胺薄膜。
23、本专利技术的高介电聚酰亚胺薄膜的制备方法相对于现有技术具有以下有益效果：
24、1、通过在引入聚酰亚胺分子链中引入极性反式环己烷结构获得介电常数较高的高介电聚酰亚胺薄膜。
25、2、在制备过程中，向聚酰胺酸溶液中加入包覆碳纤维的纳米钛酸钡纤维，使得极性基团(环己烷)、导电粒子(碳纤维)同时存在于聚酰胺酸前驱液中，获得高介电常数和良好的储能密度的高介电聚酰亚胺薄膜。
26、3、极性基团和导电粒子的同时存在降低了填料(包覆碳纤维的纳米钛酸钡纤维)的添加量，使得在添加少量填料的前提下，即可获得性能良好的高介电聚酰亚胺薄膜。同时，钛酸钡对碳纤维的包覆作用，也抑制了导电网络形成的负面影响，进而降低了导电网络对介电损耗和击穿强度的影响。
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1.一种高介电聚酰亚胺薄膜的制备方法，其特征在于，包括：获得聚酰胺酸前驱液，使得所述聚酰胺酸前驱液热亚胺化成膜；
2.根据权利要求1所述的高介电聚酰亚胺薄膜的制备方法，其特征在于，所述环己二胺盐为反式环己二胺醋酸盐。
3.根据权利要求1或2所述的高介电聚酰亚胺薄膜的制备方法，其特征在于，所述酸酐单体为六氟异丙基邻苯二甲酸酐。
4.根据权利要求1所述的高介电聚酰亚胺薄膜的制备方法，其特征在于，使得环己二胺或者环己二胺盐与酸酐单体反应包括：
5.根据权利要求1所述的高介电聚酰亚胺薄膜的制备方法，其特征在于，所述获得聚酰胺酸前驱液还包括：
6.根据权利要求5所述的高介电聚酰亚胺薄膜的制备方法，其特征在于，所述包覆碳纤维的纳米钛酸钡纤维是通过如下方法制备的：
7.根据权利要求6所述的高介电聚酰亚胺薄膜的制备方法，其特征在于，所述第一溶剂为乙醇、乙酸、去离子水混合溶液；所述第二溶剂为N,N-二甲基乙酰胺。
8.根据权利要求1所述的高介电聚酰亚胺薄膜的制备方法，其特征在于，所述获得聚酰胺酸前驱液还包括：>
9.一种高介电聚酰亚胺薄膜，其特征在于，所述高介电聚酰亚胺薄膜是采用权利要求1～8任意一种方法制备的。
10.一种薄膜电容器，其特征在于，包括权利要求9所述的高介电聚酰亚胺薄膜。
...【技术特征摘要】
1.一种高介电聚酰亚胺薄膜的制备方法，其特征在于，包括：获得聚酰胺酸前驱液，使得所述聚酰胺酸前驱液热亚胺化成膜；
2.根据权利要求1所述的高介电聚酰亚胺薄膜的制备方法，其特征在于，所述环己二胺盐为反式环己二胺醋酸盐。
3.根据权利要求1或2所述的高介电聚酰亚胺薄膜的制备方法，其特征在于，所述酸酐单体为六氟异丙基邻苯二甲酸酐。
4.根据权利要求1所述的高介电聚酰亚胺薄膜的制备方法，其特征在于，使得环己二胺或者环己二胺盐与酸酐单体反应包括：
5.根据权利要求1所述的高介电聚酰亚胺薄膜的制备方法，其特征在于，所述获得聚酰胺酸前驱液还包括：
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