一种聚4-甲基戊烯纳米片复合薄膜的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种聚4

【技术实现步骤摘要】
一种聚4
‑
甲基戊烯纳米片复合薄膜的制备方法


[0001]本专利技术涉及膜材料
，尤其涉及一种聚4
‑
甲基戊烯纳米片复合薄膜的制备方法。

技术介绍

[0002]随着物联网、大数据、新能源汽车、智能终端等高新技术产业的飞速发展，全球电容器市场实现了快速增长。电容器在电力电网中起着至关重要的作用，在高温环境下，频繁的投切以及自身的散热等问题，都容易造成电容器本体温度过高，而造成内部绝缘介质发生变化，降低绝缘水平，甚至造成电容器的损坏。随着电子元器件的集成度和组装密度不断提高，对电容器的性能要求越来越高，开发综合性能优异的电容器势在必行。
[0003]用于制备电容器的介质材料是决定电容器性能的关键。现在市场上使用最广的介质材料是陶瓷介质，陶瓷电介质介电常数高，但其脆性大、损耗大、无法使用于印刷电路板(PCB)。正是在这种形势下，聚合物电介质材料应运而生，因其柔韧性好、质量小、易于加工、容易大面积制成薄膜的特点而广泛用于薄膜电容器。市面上常见的聚合物电介质为双向拉伸聚丙烯(BOPP)薄膜，该材料击穿场强较高，但其介电常数比较低，同时使用温度不高，这些缺陷限制了其广泛使用。
[0004]聚4
‑
甲基戊烯是一种具有立体规整结构的结晶型透明聚烯烃材料。除了具有通用聚烯烃材料的特性外，它还具有十分突出的光学性能、机械性能、耐高温性以及电学性能，然而，其介电常数低。为了改善解决上述问题，本领域常见做法是在聚4
‑
甲基戊烯中添加无机高介电常数的添加剂，然而，由于无机添加剂与聚4
‑
甲基戊烯之间的相容性问题往往导致制成的材料性能稳定性不佳，易出现外渗现象。
[0005]例如，申请号为202010646948.X的中国专利技术专利公开了一种聚四甲基一戊烯—二氧化钛纳米片复合薄膜的制备方法，涉及薄膜电容器制备
，S100、称量聚四甲基一戊烯并溶解在非极性聚合物溶剂中并在搅拌条件下溶解，得到聚四甲基一戊烯溶液；S200、称量二氧化钛纳米片加入所述聚四甲基一戊烯溶液并搅拌得到混合溶液A；S300、将所述溶液A真空干燥得到聚四甲基一戊烯—二氧化钛纳米片复合薄膜。该专利技术通过掺杂二维纳米氧化钛片层结构，主要是提高整体介电常数；相较于颗粒状二氧化钛，二维二氧化钛纳米片在低掺杂下就可获得介电常数和介电稳定性的提高。然而，由于二维二氧化钛纳米片分散性不好，且与二维二氧化钛纳米片相容性不佳，导致制成的薄膜材料性能稳定性不佳，使用寿命短。

技术实现思路

[0006]本专利技术的主要目的在于提供一种介电损耗小、介电常数大、热稳定性佳，击穿场强高，柔韧性好、质量小、易于加工的聚4
‑
甲基戊烯纳米片复合薄膜；同时，本专利技术还提供了一种所述聚4
‑
甲基戊烯纳米片复合薄膜的制备方法，该制备方法简单，操作方便，生产效率高，适合工业化生产。
[0007]为达到以上目的，本专利技术提供一种聚4
‑
甲基戊烯纳米片复合薄膜，其特征在于，是由如下重量份计的各原料制成：聚
‑4‑
甲基
‑1‑
戊烯40
‑
55份、端氨基超支化聚苯并咪唑10
‑
15份、表面改性石墨烯纳米片/陶瓷纳米片复合物3
‑
6份、烯丙基缩水甘油醚1
‑
3份、N
‑
[4
‑
氰基
‑3‑
(三氟甲基)苯基]甲基环氧丙烯酰胺0.5
‑
1.5份。
[0008]优选的，所述聚
‑4‑
甲基
‑1‑
戊烯为MX004。
[0009]适合本专利技术的所述端氨基超支化聚苯并咪唑无特殊限制，优选的，所述端氨基超支化聚苯并咪唑为按照申请号为200510111019.4的中国专利技术专利实施例3中端基为氨基的超支化聚苯并咪唑的制备方法制备得到的端氨基超支化聚苯并咪唑。
[0010]优选的，所述表面改性石墨烯纳米片/陶瓷纳米片复合物的制备方法，包括如下步骤：将石墨烯纳米片、陶瓷纳米片分散于有机溶剂中，再向其中加入硅烷偶联剂KH560，在60
‑
80℃下搅拌反应4
‑
6小时，后旋蒸除去溶剂，得到表面改性石墨烯纳米片/陶瓷纳米片复合物。
[0011]优选的，所述石墨烯纳米片、陶瓷纳米片、有机溶剂、硅烷偶联剂KH560的质量比为1:(3
‑
5):(20
‑
30):(0.2
‑
0.4)。
[0012]优选的，所述有机溶剂为乙腈、N,N
‑
二甲基甲酰胺、N,N
‑
二甲基乙酰胺、二甲亚砜中的任意一种。
[0013]优选的，所述石墨烯纳米片的制备方法参见申请号为201410515440.0的中国专利技术专利实施例1。
[0014]优选的，所述陶瓷纳米片为氮化硼纳米片；所述陶瓷纳米片的厚度为10原子层，径向尺寸为12μm。
[0015]本专利技术的另一个目的，在于提供一种所述聚4
‑
甲基戊烯纳米片复合薄膜的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：将各原料按照重量份混合均匀后，得到混合料，然后将混合料加入高沸点溶剂中，搅拌均匀后，将其倒入模具中，再将模具置于鼓风干燥箱中85
‑
95℃下干燥至恒重；接着将其在常温、惰性气体气氛下，通过电子束辐射设备进行辐射接枝交联，得到聚4
‑
甲基戊烯纳米片复合薄膜。
[0016]优选的，所述混合料、高沸点溶剂的质量比为(2
‑
5):100。
[0017]优选的，所述惰性气体为氮气、氦气、氖气、氩气中的任意一种。
[0018]优选的，所述辐射接枝交联的辐射能量为3MeV
‑
12MeV、辐射剂量为50KGy
‑
220KGy。
[0019]由于上述技术方案的运用，本专利技术具有以下有益效果：
[0020](1)本专利技术公开的聚4
‑
甲基戊烯纳米片复合薄膜的制备方法，该制备方法简单，操作方便，生产效率高，适合工业化生产。
[0021](2)本专利技术公开的聚4
‑
甲基戊烯纳米片复合薄膜，克服了陶瓷电介质介电常数高，但其脆性大、损耗大、无法使用于印刷电路板(PCB)；聚合物电介质材料介电常数比较低，同时使用温度不高的缺陷；通过各原料协同作用，使得制成的复合薄膜介电损耗小、介电常数大、热稳定性佳，击穿场强高，柔韧性好、质量小、易于加工。
[0022](3)本专利技术公开的聚4
‑
甲基戊烯纳米片复合薄膜，结合了聚
‑4‑
甲基
‑1‑
戊烯、端氨基超支化聚苯并咪唑、表面改性石墨烯纳米片/陶瓷纳米片复合物的优点，使得制成的材料具有优异的机械性能、耐高温性以及电学性能，且其耐候性和防水性更本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种聚4
‑
甲基戊烯纳米片复合薄膜，其特征在于，是由如下重量份计的各原料制成：聚
‑4‑
甲基
‑1‑
戊烯40
‑
55份、端氨基超支化聚苯并咪唑10
‑
15份、表面改性石墨烯纳米片/陶瓷纳米片复合物3
‑
6份、烯丙基缩水甘油醚1
‑
3份、N
‑
[4
‑
氰基
‑3‑
(三氟甲基)苯基]甲基环氧丙烯酰胺0.5
‑
1.5份。2.根据权利要求1所述的聚4
‑
甲基戊烯纳米片复合薄膜，其特征在于，所述聚
‑4‑
甲基
‑1‑
戊烯为MX004。3.根据权利要求1所述的聚4
‑
甲基戊烯纳米片复合薄膜，其特征在于，所述表面改性石墨烯纳米片/陶瓷纳米片复合物的制备方法，包括如下步骤：将石墨烯纳米片、陶瓷纳米片分散于有机溶剂中，再向其中加入硅烷偶联剂KH560，在60
‑
80℃下搅拌反应4
‑
6小时，后旋蒸除去溶剂，得到表面改性石墨烯纳米片/陶瓷纳米片复合物。4.根据权利要求3所述的聚4
‑
甲基戊烯纳米片复合薄膜，其特征在于，所述石墨烯纳米片、陶瓷纳米片、有机溶剂、硅烷偶联剂KH560的质量比为1:(3
‑
5):(20
‑
30):(0.2
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0.4...

【专利技术属性】
技术研发人员：夏超华，
申请(专利权)人：苏州市新广益电子有限公司，
类型：发明
国别省市：