【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及压电材料，尤其涉及一种杂环芳纶树脂基复合压电材料及其制备方法。
技术介绍
1、压电材料在受挤压或拉伸时可以产生电荷，或在材料两端施加电压后使材料伸长或缩短的特性，因外部作用发生形变时会产生电力，从而能够将机械能转化成电能。压电材料在日常生活及工业生产中得到广泛应用，从压电式电子打火机到压电扬声器，乃至飞船、导弹中的振动测量传感器。
2、现有的压电材料主要分为无机压电材料、有机压电材料两大类，其中无机压电材料包括常见的石英晶体为代表的压电晶体和压电陶瓷为代表的压电多晶；有机压电材料是将某些高分子聚合物，经延展拉伸和电极化后制备具有压电性的高分子压电薄膜，如聚氟乙烯(pvf)、聚氯乙烯(pvc)、聚碳酸酯、聚偏二氟乙烯(pvdf)、聚氨酯等。
3、现有技术中无机压电材料具有极高的压电系数和较高的工作温度，而且能承受较高的压力，但韧性和耐外力冲击性较差，成型后可变形能力差，限制了其应用拓展；而有机压电材料则具有质轻柔软、抗拉强度高、蠕变小、耐冲击的优点，但是其具有耐高温性差、耐老化差和使用寿命较短的缺点。目前市场上急需一种压电材料，具备高效压电性能并可以满足高温环境下长期使用的压电材料。
技术实现思路
1、鉴于上述的分析，本专利技术旨在提供一种杂环芳纶树脂基复合压电材料及其制备方法，用以解决现有技术中压电材料的高温下压电性能差、耐高温性差、使用寿命短等问题之一。
2、本专利技术的目的主要是通过以下技术方案实现的：
3、一种杂环
4、所述杂环芳纶树脂基复合压电材料制备方法包括：
5、向杂环芳纶树脂基聚合物原液加入压电陶瓷粉末制备混合物，将混合物经结晶化处理获得所述杂环芳纶树脂基复合压电材料。
6、优选地，所述连续相包括杂环芳纶树脂基聚合物；
7、所述分散相包括压电陶瓷颗粒；包裹在所述杂环芳纶树脂基聚合物中的所述压电陶瓷颗粒分散于所述杂环芳纶树脂基聚合物中。
8、优选地，所述压电陶瓷颗粒粒径为20μm～30μm。
9、优选地，所述杂环芳纶树脂基复合压电材料中，所述压电陶瓷颗粒用量为10wt％～25wt％。
10、优选地，所述压电陶瓷颗粒为锆钛酸铅、钛酸钡和钛酸铅中任一种。
11、优选地，所述压电陶瓷颗粒为锆钛酸铅。
12、优选地，所述杂环芳纶树脂基聚合物包括：芳纶树脂ⅲ；
13、芳纶树脂ⅲ包含(i)和(ii)两种结构单元。
14、一种杂环芳纶树脂基复合压电材料的制备方法，所述制备方法包括：向杂环芳纶树脂基聚合物原液加入压电陶瓷粉末制备混合物，将混合物经固化、结晶化处理获得杂环芳纶树脂基复合压电材料。
15、优选地，所述制备方法包括：
16、s101：将杂环二胺单体或苯基二胺单体、杂环二胺单体在极性溶剂溶解获取混合溶液；
17、s102：将混合溶液与苯基二元酰氯单体反应制备杂环芳纶树脂基聚合物原液；
18、s103：向杂环芳纶树脂基聚合物原液加入压电陶瓷粉末共混搅拌制备芳纶压电复合材料原液；
19、s104：取制得的芳纶压电复合材料原液于模具中成膜；
20、s105：将所制得膜进行结晶化处理，获得杂环芳纶树脂基复合压电材料。
21、优选地，s101中杂环二胺单体包含苯环和苯并咪唑基团。
22、与现有技术相比，本专利技术至少可实现如下有益效果之一：
23、(1)本专利技术通过使用耐高温的杂环芳纶树脂基材料作为连续相，提高了复合材料在高温(200℃)下抗拉强度和压电性能，在高温环境下可以长期使用，在25℃为12.1d33，pc/n～52d33，pc/n；在200℃下压电模量为11.8d33，pc/n～51.9d33，pc/n；在25℃拉伸强度为102mpa～191mpa；在200℃拉伸强度为99.6mpa～186mpa；在25℃，160n条件下测试平均输出电压为0.15～0.18v；压电系数在g33vm/n，10hz～5mhz的条件下为0.093～0.1。
24、(2)本专利技术通过对压电材料结晶化处理，有助于增加压电模量，提高了复合材料的力-电耦合，减少了应力损耗，提高复合材料的压电性能；同时由于聚合物结晶结构定向取向和增强了连续相和分散相相容性，提高了复合材料整体抗拉强度。
25、(3)本专利技术采用锆钛酸铅作为压电陶瓷颗粒，具有较好的高温下力学性能和压电系数，杂环芳纶树脂基复合压电材料压电模量在25℃为12.1d33，pc/n～52d33，pc/n；在200℃下压电模量为11.8d33，pc/n～51.9d33，pc/n；杂环芳纶树脂基复合压电材料在25℃拉伸强度为102mpa～191mpa；在200℃拉伸强度为99.6mpa～186mpa；杂环芳纶树脂基复合压电材料在25℃，160n条件下测试平均输出电压为0.15～0.18v；杂环芳纶树脂基复合压电材料的压电系数在g33vm/n，10hz～5mhz的条件下为0.093～0.1。
26、本专利技术中，上述各技术方案之间还可以相互组合，以实现更多的优选组合方案。本专利技术的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分优点可从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。
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1.一种杂环芳纶树脂基复合压电材料，其特征在于，包括：连续相以及包裹在连续相中的分散相；
2.根据权利要求1所述的杂环芳纶树脂基复合压电材料，其特征在于，所述连续相包括杂环芳纶树脂基聚合物；
3.根据权利要求2所述的杂环芳纶树脂基复合压电材料，其特征在于，所述压电陶瓷颗粒粒径为20μm～30μm。
4.根据权利要求3所述的杂环芳纶树脂基复合压电材料，其特征在于，所述杂环芳纶树脂基复合压电材料中，所述压电陶瓷颗粒用量为10wt％～25wt％。
5.根据权利要求4所述的杂环芳纶树脂基复合压电材料，其特征在于，所述压电陶瓷颗粒为锆钛酸铅、钛酸钡和钛酸铅中任一种。
6.根据权利要求5所述的杂环芳纶树脂基复合压电材料，其特征在于，所述压电陶瓷颗粒为锆钛酸铅。
7.根据权利要求1-6任一项所述的杂环芳纶树脂基复合压电材料，其特征在于，所述杂环芳纶树脂基聚合物包括：芳纶树脂Ⅲ；
8.一种杂环芳纶树脂基复合压电材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：向杂环芳纶树脂基聚合物原液加入压电陶瓷粉末制备混合物，将混
9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：
10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，S101中杂环二胺单体包含苯环和苯并咪唑基团。
...【技术特征摘要】
1.一种杂环芳纶树脂基复合压电材料，其特征在于，包括：连续相以及包裹在连续相中的分散相；
2.根据权利要求1所述的杂环芳纶树脂基复合压电材料，其特征在于，所述连续相包括杂环芳纶树脂基聚合物；
3.根据权利要求2所述的杂环芳纶树脂基复合压电材料，其特征在于，所述压电陶瓷颗粒粒径为20μm～30μm。
4.根据权利要求3所述的杂环芳纶树脂基复合压电材料，其特征在于，所述杂环芳纶树脂基复合压电材料中，所述压电陶瓷颗粒用量为10wt％～25wt％。
5.根据权利要求4所述的杂环芳纶树脂基复合压电材料，其特征在于，所述压电陶瓷颗粒为锆钛酸铅、钛酸钡和钛酸铅中任一种。
【专利技术属性】
技术研发人员：刘庆备，张鹏飞，梅李超，张林，赵润，朱啸寒，张旭，王恒宇，王蒙，
申请(专利权)人：江苏新视界先进功能纤维创新中心有限公司，
类型：发明
国别省市：
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