一种GO-g-BT/PVDF复合膜及其制备方法和应用技术

本发明专利技术涉及介电薄膜材料领域，公开了一种GO

【技术实现步骤摘要】
一种GO
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g
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BT/PVDF复合膜及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及介电薄膜材料领域，具体涉及一种GO
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g
‑
BT/PVDF复合膜及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]高储能膜电容器具有储能密度高、充放电速度快、化学稳定性好、耐高温等特点，在电力系统中发挥着重要作用。在电容器材料中，聚合物由于具有较高的耐温性、较低的介质损耗、较快的充电速度和较低的成本而成为极好的候选材料。
[0003]然而，用于电容器的聚合物大多介电常数和储能密度低，需要与无机粒子复合才能得到储能密度高、击穿强度高、介电常数高的复合储能薄膜，其中，无机粒子与聚合物之间的相容性是复合薄膜性能的关键，而化学改性是一种常用的解决界面相容性问题的方法。
[0004]CN102675779A公开了一种含有改性石墨烯高介电常数三相复合材料，该三相复合材料包括聚合物基体聚偏氟乙烯，以及填料粒子钛酸钡和本征态聚苯胺改性的石墨烯粒子；该现有技术虽然具有介电常数高、粘结性能好、制备工艺简单等优点，但不能应用在储能材料中。
[0005]CN109942997A公开了一种氧化石墨烯
‑
钛酸钡介电复合薄膜及其制备方法，该方法包括：用过氧化氢和3
‑
氨丙基三甲氧基硅烷先后对钛酸钡进行羟基化和氨基化改性，得到氨基化钛酸钡粉体，然后将BaTiO3‑
NH2与氧化石墨烯在DMF溶液中进行复合得到氧化石墨烯
‑r/>钛酸钡纳米片；将PVDF粉末在超声条件下溶解在DMF中，与GO
‑
BT纳米片的DMF均匀分散液超声混合直至均匀，然后在玻璃模具上流延成膜。该现有技术制备复合薄膜的可用于可穿戴式电子、光电智能传感、嵌入式电容器、电应力控制及大功率存储器件等高性能电介质储能器件中，但填料粒子相对较低，没有后期处理，相对介电常数低，很难得到高储能材料。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的是为了解决现有技术的介电薄膜存在的储能密度、击穿强度和介电常数较低的问题。
[0007]为了实现上述目的，本专利技术第一方面提供一种制备GO
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g
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BT/PVDF复合膜的方法，该方法包括：
[0008](1)将GO
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IPDI与3
‑
氨基苯氧基邻苯二甲腈进行第一接触反应，得到GO
‑
CN；
[0009](2)在催化剂存在下，将氰基化钛酸钡和所述GO
‑
CN进行第二接触反应，得到GO
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g
‑
BT填料；所述GO
‑
CN和所述氰基化钛酸钡的用量重量比为1：8
‑
12；
[0010](3)将含有聚偏氟乙烯与所述GO
‑
g
‑
BT填料的混合液进行成膜处理，得到GO
‑
g
‑
BT/PVDF复合膜；所述GO
‑
g
‑
BT填料与所述聚偏氟乙烯的用量重量比为1：1
‑
6。
[0011]优选地，在步骤(1)中，所述第一接触反应在搅拌条件下进行，所述第一接触反应的条件包括：搅拌速度为200
‑
800rpm，温度为60
‑
100℃，时间为4
‑
8h。
[0012]更优选地，在步骤(1)中，在所述第一接触反应中，所述GO
‑
IPDI和所述3
‑
氨基苯氧基邻苯二甲腈的用量重量比为1：0.5
‑
1。
[0013]优选情况下，在步骤(2)中，所述第二接触反应在保护气体存在下进行，所述第二接触反应的条件包括：温度为120
‑
180℃，时间为4
‑
8h。
[0014]优选地，在步骤(2)中，在所述第二接触反应中，所述GO
‑
CN和所述催化剂的用量重量比为1：4
‑
8。
[0015]优选地，在步骤(2)中，该方法还包括采用含有以下步骤的操作制备所述氰基化钛酸钡：
[0016]S1：在搅拌下，将钛酸钡和过氧化氢溶液进行加热处理，得到中间物料；
[0017]S2：将4
‑
硝基邻苯二甲腈、碳酸钾与所述中间物料进行混合反应，得到所述氰基化钛酸钡。
[0018]优选地，在步骤(3)中，所述GO
‑
g
‑
BT填料与所述聚偏氟乙烯的用量重量比为1:2
‑
4。
[0019]优选地，在步骤(3)中，所述成膜处理的步骤包括：将含有所述聚偏氟乙烯与所述GO
‑
g
‑
BT填料的混合液依次在第一条件、第二条件、第三条件、第四条件、第五条件下进行成膜处理；
[0020]所述第一条件包括：温度为70
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80℃，时间为1.5
‑
2.5h；所述第二条件包括：温度为90
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100℃，时间为1.5
‑
2.5h；所述第三条件包括：温度为110
‑
120℃，时间为1.5
‑
2.5h；所述第四条件包括：温度为130
‑
140℃，时间为1.5
‑
2.5h；所述第五条件包括：温度为150
‑
160℃，时间为1.5
‑
2.5h。
[0021]本专利技术第二方面提供由第一方面所述的方法制备得到的GO
‑
g
‑
BT/PVDF复合膜。
[0022]本专利技术第三方面提供由第二方面所述的GO
‑
g
‑
BT/PVDF复合膜在电介薄膜材料中的应用。
[0023]本专利技术提供的GO
‑
g
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BT/PVDF复合膜具有更高的介电常数、储能密度高和击穿强度高，能够广泛应用于介电薄膜材料领域。
具体实施方式
[0024]在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。
[0025]如前所述，本专利技术的第一方面提供了一种制备GO
‑
g
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BT/PVDF复合膜的方法，该方法包括：
[0026](1)将GO
‑
IPDI与3
‑
氨基苯氧基邻苯二甲腈进行第一接触反应，得到GO
‑
CN；
[0027](2)在催化剂本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种制备GO
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g
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BT/PVDF复合膜的方法，其特征在于，该方法包括：(1)将GO
‑
IPDI与3
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氨基苯氧基邻苯二甲腈进行第一接触反应，得到GO
‑
CN；(2)在催化剂存在下，将氰基化钛酸钡和所述GO
‑
CN进行第二接触反应，得到GO
‑
g
‑
BT填料；所述GO
‑
CN和所述氰基化钛酸钡的用量重量比为1：8
‑
12；(3)将含有聚偏氟乙烯与所述GO
‑
g
‑
BT填料的混合液进行成膜处理，得到GO
‑
g
‑
BT/PVDF复合膜；所述GO
‑
g
‑
BT填料与所述聚偏氟乙烯的用量重量比为1：1
‑
6。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤(1)中，所述第一接触反应在搅拌条件下进行，所述第一接触反应的条件包括：搅拌速度为200
‑
800rpm，温度为60
‑
100℃，时间为4
‑
8h。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在步骤(1)中，在所述第一接触反应中，所述GO
‑
IPDI和所述3
‑
氨基苯氧基邻苯二甲腈的用量重量比为1：0.5
‑
1。4.根据权利要求1
‑
3中任意一项所述的方法，其特征在于，在步骤(2)中，所述第二接触反应在保护气体存在下进行，所述第二接触反应的条件包括：温度为120
‑
180℃，时间为4
‑
8h。5.根据权利要求1
‑
4中任意一项所述的方法，其特征在于，在步骤(2)中，在所述第二接触反应中，所述GO
‑

【专利技术属性】
技术研发人员：肖倩，孙金梅，宋亚滨，翟虎，林宏达，
申请(专利权)人：东旭科技集团有限公司东旭集团有限公司，
类型：发明
国别省市：