一种铝粒子/PVDF聚合物电介质及其制备方法

摘要

一种铝粒子/PVDF聚合物电介质及其制备方法，将经表面直接氮化处理后制备的复合结构纳米铝粒子(即：氮化铝为壳-金属铝为核)，经表面改性处理，与PVDF混合后经超声、分散、干燥、热压等工序制备而成。本发明制备的聚合物电介质材料具有高热导率，高介电常数和低损耗，用作薄膜电容器时改善了其热击穿电压，延长其使用寿命。本发明制备工艺相对简便，加工性能良好。本发明制备的聚合物电介质的最高热导率达1.92W/mK，介电常数在50Hz低频下约达60、损耗低于0.25；较相同含量下同类表面未氮化处理及未表面改性处理的铝粒子/聚合物体系相比，该体系的热击穿电压高出约1.5～2kV/mm，适于较高电压场合使用。

主权项

一种铝粒子/PVDF聚合物电介质的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：1)复合结构铝粒子制备：将铝粒子在氮气气氛中于500‑600℃下，加热0.2‑0.3h后于氮气气氛下降温至室温，得到复合结构铝粒子；2)复合结构铝粒子表面改性：将复合结构铝粒子、二甲苯混合并经超声后得到反应液，向反应液中滴加硅烷偶联剂，先于80‑90℃下回流8‑10h，再于120‑130℃下回流2‑3h，然后过滤、烘干，得到改性复合结构铝粒子；其中，硅烷偶联剂的质量为复合结构铝粒子质量的3‑4％；将改性复合结构铝粒子超声分散在四氢呋喃溶剂中，然后加入笼型倍半硅氧烷，再于50‑60℃下反应4‑5h，得到笼型倍半有机硅接枝改性的铝粒子；3)改性复合结构铝粒子/PVDF聚合物电介质制备：将PVDF分散于N,N‑二甲基甲酰胺中，搅拌待其完全溶解后得到PVDF溶液，将笼型倍半有机硅接枝改性的铝粒子加入到PVDF溶液中，搅拌后，进行多次超声分散处理，然后倾倒于数块玻璃板模具内，室温下静置，得到成膜试样；再将成膜试样进行干燥，得到若干薄膜，最后将多层薄膜叠放一起，经热压后冷却至室温，得到铝粒子/PVDF聚合物电介质；其中，铝粒子/PVDF聚合物电介质中PVDF质量百分数为35‑40％。