一种高储能密度聚丙烯-马来酸酐接枝聚丙烯-纳米氧化锆复合材料及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种高储能密度聚丙烯‑马来酸酐接枝聚丙烯‑纳米氧化锆复合材料及其制备方法。将纯聚丙烯、马来酸酐接枝聚丙烯与纳米氧化锆按照一定比例进行熔融共混，其中聚丙烯为等规聚丙烯；马来酸酐接枝聚丙烯的接枝率为1％；纳米氧化锆粒子直径为10～30nm，且表面经过KH570硅烷耦合处理。并利用该复合材料制备了复合材料薄膜。本发明专利技术获得的三元体系复合介质的介电常数和击穿场强同时得到显著提高，当取本发明专利技术的聚丙烯/马来酸酐介质聚丙烯/纳米氧化锆的重量比时，储能密度提升最大，且介电损耗与纯聚丙烯相比保持不变。该技术为薄膜电容器储能密度的提升提供了技术基础。

High energy storage density polypropylene maleic anhydride grafted polypropylene nano zirconia composite material and preparation method thereof

The invention provides a high energy storage density polypropylene maleic anhydride grafted polypropylene nano zirconia composite material and a preparation method thereof. Pure polypropylene, maleic anhydride grafted polypropylene and nano zirconia were melted in a certain proportion, in which polypropylene was isotactic polypropylene, the grafting ratio of maleic anhydride grafted polypropylene was 1%, the diameter of nano zirconia particles was 10 ~ 30nm, and the surface was treated with KH570 silane coupling. The composite films were prepared by using the composite material. The dielectric constant and the breakdown field strength of the three element composite medium obtained by the invention have been greatly improved. When the weight ratio of polypropylene / maleic anhydride medium polypropylene / nano zirconia is obtained, the energy storage density is increased most, and the dielectric loss is kept unchanged compared with the pure polypropylene. This technology provides a technical basis for increasing the storage density of film capacitors.

【技术实现步骤摘要】
一种高储能密度聚丙烯-马来酸酐接枝聚丙烯-纳米氧化锆复合材料及其制备方法
本专利技术属于电力电容器领域，具体涉及一种高储能密度聚丙烯-马来酸酐接枝聚丙烯-纳米氧化锆复合材料。
技术介绍
聚丙烯是电力电容器中运用最多的介质材料，它有击穿场强高、介电损耗低、来源广等有点，但是它的介电常数低，限制了聚丙烯的储能，更限制了其进一步更广泛的应用。向聚丙烯中掺杂无机纳米粒子，构成纳米复合材料提高聚合物的储能特性研究很多：如LisaA.Fredin等(《Adv.Mater.》2012)研究了将纳米氧化锆外包覆氧化铝，形成核壳结构纳米粒子然后对聚丙烯进行掺杂改性，并未使用马来酸酐介质聚丙烯作为相容剂构筑三元体系。A.M.Magerramov等(SURFENGAPPLELECT+，Vol.49，No.5，2013)将纳米氧化锆直接与聚丙烯共混，获得了介电常数有所提高的复合聚丙烯，并未使用马来酸酐接枝聚丙烯作为相容剂构筑三元体系，并且介电损耗明显增大。伍玉娇等(塑料，2007年36卷第2期)研究了聚丙烯、马来酸酐接枝聚丙烯与纳米氧化硅的三元复合体系，且仅报道了其机械性能，并非针对电学性能、储能性能的提升本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高储能密度聚丙烯‑马来酸酐接枝聚丙烯‑纳米氧化锆复合材料，所述复合材料为将纯聚丙烯、马来酸酐接枝聚丙烯与纳米氧化锆按照一定比例进行熔融共混获得。

【技术特征摘要】
1.一种高储能密度聚丙烯-马来酸酐接枝聚丙烯-纳米氧化锆复合材料，所述复合材料为将纯聚丙烯、马来酸酐接枝聚丙烯与纳米氧化锆按照一定比例进行熔融共混获得。2.根据权利要求1所述的复合材料，优选的，所述聚丙烯为等规聚丙烯。3.根据权利要求1所述的复合材料，所述马来酸酐接枝聚丙烯的接枝率为1％。4.根据权利要求1所述的复合材料，所述纯聚丙烯、马来酸酐接枝聚丙烯与纳米氧化锆的重量比为：(40～60)∶(60～40)∶(0.3～1.5)，优选的，重量比为50∶50∶0.5。5.根据权利要求1所述的复合材料，所述纳米氧化锆粒子直径为10～30nm，且表面经过KH570硅烷耦合处理。6.权利要求1-5任一项所述复合材料的制备方法，包括如下步骤：第一步：母料制备：转矩流变仪内加入部分马来酸酐接枝聚丙烯和纳米氧化锆，质量分数占比为0.2-0.4％的抗氧剂1010，175-185℃熔融共混5-15分钟，获得母料，其中马来酸酐接枝聚丙烯与纳米二氧化锆的质量比为5∶1-15∶1；第二步：复合材料制备：转矩流变仪内加入聚丙烯、剩余部分马来酸酐接枝聚丙烯和母料，在转...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘文凤，程璐，刘晓伟，刘成明，李盛涛，迟晓红，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61