一种高电能密度高聚物复合薄膜的制备方法

摘要

本发明提供一种高电能密度高聚物复合薄膜的制备方法，先将盐酸掺杂聚苯胺（PANI）化学接枝到聚烯烃、聚氨酯（PU）弹性体、环氧树脂（EP）或丙烯酸树脂弹性体（AE）分子链上，然后利用溶液铸膜-热压法制备高电能密度高聚物复合薄膜；本发明利用化学方法将聚苯胺接枝到高聚物上，提高两组分之间的界面结合力，减小聚苯胺的颗粒尺寸，进而充分利用高聚物基体和聚苯胺纳米颗粒之间的界面效应，获得电性能和机械性能均优异的复合材料。传统的高聚物中添加50%的陶瓷颗粒时，介电常数仅为100左右；而使用本发明方法制备的聚苯胺含量为12~14%的高聚物基复合材料，室温下频率为1000Hz的介电常数高达380以上；在20MV/m电场中电能密度达到2.8J/cm³以上。

主权项

一种高电能密度高聚物复合薄膜的制备方法，其特征在于制备方法为：采用化学接枝法制得改性聚苯胺复合物，然后利用溶液铸膜‑热压法制备高电能密度高聚物复合薄膜，该方法步骤如下：     A.制备改性聚苯胺复合物：将聚苯胺化学接枝到聚烯烃、聚氨酯弹性体、环氧树脂或丙烯酸树脂弹性体分子链上；    其中：所述将聚苯胺化学接枝到聚烯烃步骤为：配制聚烯烃溶液，经臭氧化处理后，通氮气保护下搅拌，加热至50~120℃，加入聚烯烃质量的20‑70 wt%的甲基丙烯酸羟乙基酯反应，减压蒸馏除去溶剂后，将所得产物溶于有机溶剂N，N‑二甲基甲酰胺、丁酮或二甲基亚矾中，所得溶液浓度为2‑15 wt%，通氮气保护下搅拌，加热至50~150℃，滴加聚烯烃质量的5‑30 wt%的甲苯二异氰酸酯，然后加入盐酸掺杂聚苯胺，使所得溶液中盐酸掺杂聚苯胺浓度为12~14wt%，反应2‑8小时，减压蒸馏除去溶剂后即得接枝到聚烯烃的改性聚苯胺复合物；     所述将聚苯胺化学接枝到聚氨酯弹性体步骤为：配制异氰酸酯官能团封端的聚氨酯的溶液，加入盐酸掺杂聚苯胺，使所得溶液中盐酸掺杂聚苯胺浓度为12~14wt%，通氮气，在氮气保护下搅拌，加热至50~150℃，反应2‑10小时，减压蒸馏除去溶剂后即得接枝到聚氨酯弹性体的改性聚苯胺复合物；     所述将聚苯胺化学接枝到环氧树脂步骤为：配制环氧树脂的溶液，加入盐酸掺杂聚苯胺，使所得溶液中盐酸掺杂聚苯胺浓度为12~14wt%，加热至50~150℃，抽真空，反应2‑10小时，即得接枝到环氧树脂的改性聚苯胺复合物；     所述将聚苯胺化学接枝到丙烯酸树脂弹性体步骤为：制备带有异氰酸酯官能团的丙烯酸树脂弹性体的溶液，加入盐酸掺杂聚苯胺，使所得溶液中盐酸掺杂聚苯胺浓度为12~14wt%，通氮气，在氮气保护下搅拌，加热至50~150℃，反应2‑10小时，得到接枝到丙烯酸树脂弹性体的改性聚苯胺复合物；     B.溶液铸膜‑热压法制备高电能密度高聚物复合薄膜：将改性聚苯胺复合物溶解，通过分散处理使溶液分散均匀，将分散均匀的溶液滴加平板上，然后将平板置于50‑150℃干燥箱中干燥，除去残留的溶剂，将所得薄膜折叠并热压成型，最后将所得薄膜进在100‑150℃真空中处理8‑24小时后，冷却至室温，即得到高电能密度高聚物复合薄膜。