一种新能源汽车电容器用高性能高耐温聚丙烯薄膜及其制备方法技术

本发明专利技术属于高分子材料技术领域，特别是一种新能源汽车电容器用高性能高耐温聚丙烯薄膜及其制备方法。该聚丙烯薄膜由聚丙烯和改性聚吡咯制备而成，在改性聚吡咯制备过程中，以聚吡咯为基体，经氨基保护、酰基化、溴仿反应、脱保护得到羧基化聚吡咯，再将羧基化聚吡咯浸入到碱溶液中，反应得到改性聚吡咯，制备得到的聚丙烯薄膜在具有较高介电常数的同时还能具有较好的力学性能。具有较好的力学性能。

【技术实现步骤摘要】
一种新能源汽车电容器用高性能高耐温聚丙烯薄膜及其制备方法


[0001]本专利技术属于高分子材料
，特别涉及一种新能源汽车电容器用高性能高耐温聚丙烯薄膜及其制备方法。

技术介绍

[0002]电容器是由两个电极及其间的介质材料构成的。介质材料是一种电介质，当被置于两块带有等量异性电荷的平行极板间的电场中时，由于极化而在介质表面产生极化电荷，遂使束缚在极板上的电荷相应增加，维持极板间的电位差不变。随着微电子工业的快速发展，具有高储能性能的薄膜电容器成为人们关注的焦点，为了进一步减小电容器的体积，往往需要更薄的介质薄膜，但因其介电常数较低，难以提高其电容量和储能密度，阻碍了薄膜电容器的进一步发展。
[0003]申请号为202111489743.6的中国专利公开了一种用于电容器的改性聚丙烯薄膜材料及其制备方法。由改性聚丙烯、改性钛酸钡、聚偏氟乙烯、二苯甲酮、交联剂、相容剂和抗氧剂组成，制备的薄膜以聚丙烯为基材，具有低介电损耗，同时加入改性的无机陶瓷材料，具有高介电性能，而且机械性能和加工性能良好，制备方法简单易行，适于工业化生产。
[0004]申请号为201810972224.7的中国专利公开了一种膜电容器用高介电常数聚丙烯/陶瓷复合材料及其制备方法，复合材料是由聚丙烯和陶瓷粉末构成，通过利用陶瓷粉末的高介电性能，提高膜电容器用聚丙烯材料的介电常数，从而为制备介电性能优异、适用于高效储能密度的膜电容器用新型材料提供技术支撑。

技术实现思路

[0005]为了解决上述问题，本专利技术提供一种新能源汽车电容器用高性能高耐温聚丙烯薄膜及其制备方法，该聚丙烯薄膜由聚丙烯和改性聚吡咯制备而成，在改性聚吡咯制备过程中，以聚吡咯为基体，经氨基保护、酰基化、溴仿反应、脱保护得到羧基化聚吡咯，再将羧基化聚吡咯浸入到碱溶液中，反应得到改性聚吡咯，制备得到的聚丙烯薄膜在具有较高介电常数的同时还能具有较好的力学性能。
[0006]本专利技术为实现上述目的所采取的技术方案为：
[0007]一种新能源汽车电容器用高性能高耐温聚丙烯薄膜，按重量份计，由聚丙烯85
‑
95份和改性聚吡咯5
‑
15份制备而成，其中，所述聚丙烯为等规聚丙烯。
[0008]所述改性聚吡咯的制备方法为：
[0009]S1、以三乙胺为溶剂，加入聚吡咯和4
‑
二甲基吡啶，升温至165
‑
185℃并搅拌，待混合均匀后向其中缓慢加入二碳酸二叔丁酯，滴加完成后反应30
‑
50min，待反应结束，采用乙酸乙酯进行萃取，萃取完成后向其中缓慢加入乙酰氯，加热至75
‑
85℃并搅拌，反应3
‑
5h，反应完成后萃取得到中间体I；
[0010]S2、将中间体I溶于二氧六环水溶液中，在0℃下缓慢滴加次溴酸钠溶液，并不断搅
拌，反应完成后调节溶液pH，进行萃取，得到中间体II；其中次溴酸钠的制备过程为：在0℃下，将Br2缓慢加入至10％的氢氧化钠溶液中即得；
[0011]S3、将中间体II、三氟乙酸和二氯甲烷混合均匀，加热至30
‑
35℃并搅拌，反应完成后减压蒸馏，得到羧基化聚吡咯，将得到的羧基化聚吡咯浸入到碱溶液中，加热搅拌，反应完成后，过滤、干燥得到改性聚吡咯；其中，所述碱溶液为0.01mol/L的NaOH溶液；其中，按重量比，三氟乙酸：二氯甲烷＝1
‑
3:1。
[0012]反应过程为：
[0013][0014]进一步地，所述高性能高耐温聚丙烯薄膜的制备方法为：
[0015]T1、将聚丙烯颗粒和制备得到的改性聚吡咯放入干燥箱中进行干燥处理；其中，干燥温度为110
‑
120℃，干燥时间为12
‑
15h；优选地，干燥温度为115℃，干燥时间为15h；
[0016]T2、打开转矩流变仪混炼平台，设置转矩流变仪参数，进行预热升温，按一定比例称取步骤T1干燥后的聚丙烯颗粒和改性聚吡咯；其中，设置转矩流变仪参数为：温度180
‑
190℃，转速60
‑
80r/min；优选地，设置转矩流变仪参数为：温度185℃，转速80r/min；
[0017]T3、当达到预定温度后使用聚丙烯颗粒对转矩流变仪的腔体进行清洗，清洗完成后开始熔融共混，将称量好的聚丙烯颗粒倒入腔体中，熔融7
‑
10min，待转矩稳定后将称量好的改性聚吡咯倒入腔体，开始熔融共混，熔融6
‑
8min，共混完毕；
[0018]T4、取出熔融共混完毕后的混合物，剪切成小颗粒状，将其放入干燥箱中干燥，备用；其中，干燥温度为110
‑
120℃，干燥时间为16
‑
20h；优选地，干燥温度为115℃，干燥时间为18h；
[0019]T5、打开平板硫化机进行预热升温，达到温度后，将步骤T4制备得到的颗粒状混合物放入1号平板硫化机中，设置参数为：压强0MPa，时间15min，实现颗粒状混合物熔融；
[0020]T6、将1号平板硫化机中的模具取出放入2号平板硫化机，设置参数为：压强为18
‑
20MPa，温度为200
‑
220℃，时间为20
‑
25min，形成聚合物薄膜；
[0021]T7、将2号平板硫化机中的模具取出放入3号平板硫化机中，设置参数为：压强为18
‑
20MPa，温度为0℃，时间为15
‑
20min，使聚合物薄膜冷却成型；
[0022]T8、取出模具，去除薄膜边缘的碎料，得到高性能高耐温聚丙烯薄膜。
[0023]本专利技术具有如下有益效果：
[0024]在本专利技术中，采用改性聚吡咯对聚丙烯进行改性。在改性聚吡咯的制备过程中以聚吡咯为基体，经氨基保护、酰基化、溴仿反应、脱保护得到羧基化聚吡咯，再将羧基化聚吡咯浸入到碱溶液中，反应得到改性聚吡咯。通过在聚丙烯中掺杂改性聚吡咯，由于聚吡咯其自身内部结构中的共轭双键可以通过电子转移的氧化还原反应变成聚合物离子，当改性聚吡咯的含量达到一定程度时，其介电常数将显著提高。同时改性聚吡咯上的羧酸盐结构能够诱导聚丙烯结晶生成β晶型，有效的提高了制备的聚丙烯薄膜的力学性能。
具体实施方式
[0025]下面将结合本申请实施例，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
[0026]本专利技术所用聚丙烯购买自苏州裕辰隆工程塑料有限公司。
[0027]实施例1
[0028]一种新能源汽车电容器用高性能高耐温聚丙烯薄膜，按重量份计，由95重量份聚丙烯和5重量份改性聚吡咯制备而成；
[0029]其中本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种新能源汽车电容器用高性能高耐温聚丙烯薄膜，其特征在于，按重量份计，由聚丙烯85
‑
95份和改性聚吡咯5
‑
15份制备而成；所述改性聚吡咯的制备方法为：S1、以三乙胺为溶剂，加入聚吡咯和4
‑
二甲基吡啶，升温并搅拌，待混合均匀后，向其中缓慢加入二碳酸二叔丁酯，待反应结束，进行萃取，萃取完成后向其中缓慢加入乙酰氯，加热搅拌，反应完成后萃取得到中间体I；S2、将中间体I溶于二氧六环水溶液中，在0℃下缓慢滴加次溴酸钠溶液，并不断搅拌，反应完成后调节溶液pH，进行萃取，得到中间体II；S3、将中间体II、三氟乙酸和二氯甲烷混合均匀，加热并搅拌，反应完成后减压蒸馏，得到羧基化聚吡咯，将得到的羧基化聚吡咯浸入到碱溶液中，加热搅拌，反应完成后，过滤、干燥得到改性聚吡咯。2.根据权利要求1所述的一种新能源汽车电容器用高性能高耐温聚丙烯薄膜，其特征在于，在步骤S3中，按重量比，三氟乙酸：二氯甲烷＝1
‑
3:1。3.根据权利要求1所述的一种新能源汽车电容器用高性能高耐温聚丙烯薄膜，其特征在于，所述聚丙烯为等规聚丙烯。4.根据权利要求1所述的一种新能源汽车电容器用高性能高耐温聚丙烯薄膜的制备方法，其特征在于，所述高性能高耐温聚丙烯薄膜的制备方法为：T1、将聚丙烯颗粒和制备得到的改性聚吡咯放入干燥箱中进行干燥处理；T2、打开转矩流变仪混炼平台，设置转矩流变仪参数，进行预热升温，按一定比例称取步骤T1干燥后的聚丙烯颗粒和改性聚吡咯；T3、当达到预定温度后使用聚丙烯颗粒对转矩流变仪的腔体进行清洗，清洗完成后开始熔融共混，将称量好的聚丙烯颗粒倒入腔体中，熔融一段时间，待转矩稳定后将称量好的改性聚吡咯倒入腔体，开始熔融共混，熔融一段时间，共混完毕；T4、取出熔融共混完毕后的混合物，剪切成小颗粒状，将其放入干燥箱中干燥，备用；T5、打开平板硫化机进行预热升温，达到温度后，将步骤T4制备得到的颗...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁邦建，孙桂成，范顺印，李志坚，姜蔚，
申请(专利权)人：浙江南洋华诚科技有限公司，
类型：发明
国别省市：