專利名稱：一種熱壓交聯(lián)制備高儲(chǔ)能密度的pvdf-hfp改性膜的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及新型儲(chǔ)能材料技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種熱壓交聯(lián)制備高儲(chǔ)能密度的 PVDF-HFP改性膜的方法。
背景技術(shù)：
隨著介電材料在電容、信息存儲(chǔ)器和傳感器等需求量的不斷增長(zhǎng)，發(fā)展高儲(chǔ)能密度和高功率的儲(chǔ)能材料，有助于開發(fā)出具有成本低、體積小、重量輕以及比功率大的新型電容材料應(yīng)用于工業(yè)中。其中，偏氟乙烯共聚物因其具有高的介電常數(shù)和高耐擊穿場(chǎng)強(qiáng)、快速充放電速率、低成本和穩(wěn)定性好等優(yōu)異的性能，是控制和存儲(chǔ)電荷和電能的最佳儲(chǔ)能材料， 在現(xiàn)代電子電力系統(tǒng)應(yīng)用中發(fā)揮重要的作用。材料的電能儲(chǔ)存密度大小可按(I)式來計(jì)笪
布和存儲(chǔ)，極化強(qiáng)度提高了近一倍，偏氟乙烯共聚物膜的儲(chǔ)能密度極大提高。但是由于采用光交聯(lián)的方法，存在光交聯(lián)劑的穩(wěn)定性差、價(jià)格貴等缺點(diǎn)，造成材料的制造成本提高。采用電子輻照將大量的缺陷引入到共聚物中，調(diào)制鐵電疇的大小，使原來的正常的鐵電體轉(zhuǎn)變?yōu)殍F電馳豫體，材料的儲(chǔ)能密度提高了。(Q. M. Zhang, et al. Giant Electrostrictionand Relaxor Ferroelectric Behavior in Electron-Irradiated Poly (vinylidene fluoride-trifluoroethylene) Copolymer[J]. Science. June 1998. Vol. 280. pages2101 and 2104. Online ISSN 1095-9203.)。但是一次輻照的劑量少，而且對(duì)結(jié)構(gòu)調(diào)制的穩(wěn)定性和重現(xiàn)性差，不利于工業(yè)上大規(guī)模生產(chǎn)。
針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明的目的是提供一種熱壓交聯(lián)制備高儲(chǔ)能密度的PVDF-HFP改性膜的方法，采用不同含量引發(fā)劑ΒΡ0，即過氧化苯甲酰，熱壓交聯(lián) PVDF-HFP,所制得的PVDF-HFP交聯(lián)改性膜儲(chǔ)能密度提高、介電損耗降低，本發(fā)明所述方法工藝簡(jiǎn)單，能有效地提高材料的儲(chǔ)能密度，同時(shí)避免用采用價(jià)格昂貴的光交聯(lián)法、電子輻照法。
為達(dá)到所述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案為一種熱壓交聯(lián)制備高儲(chǔ)能密度的 PVDF-HFP改性膜的方法，包括如下步驟A. 交聯(lián)劑BP0/PVDF-HFP的二元復(fù)合材料溶液的配制將PVDF-HFP溶于N，N- 二甲基甲酰胺，配制成濃度為O. 04g/ml，然后加入不同交聯(lián)比例的交聯(lián)劑ΒΡ0，在常溫下攪拌成透明均一的溶液。
B.去除溶劑將步驟A中所述溶液澆注于四氟乙烯模盤中，先在常溫下于烘箱中烘干，再于真空烘箱繼續(xù)烘干，確保其中沒有殘留的溶劑，即得到交聯(lián)劑BP0/PVDF-HFP的二元復(fù)合材料。
C.熱壓交聯(lián)反應(yīng)將步驟B所述的二元復(fù)合材料放置于壓片機(jī)內(nèi)交聯(lián)，以保證 BPO與PVDF-HFP能夠充分反應(yīng)發(fā)生交聯(lián)，制得膜厚約為2(T30 |im高儲(chǔ)能密度的PVDF-HFP 交聯(lián)改性膜。
步驟A中所述的PVDF-HFP中的HFP的摩爾百分比為2. 5°/Γ30%，優(yōu)選單體摩爾比
步驟A中所述的PVDF-HFP和交聯(lián)劑BPO質(zhì)量比為100: 5 15。
步驟C中所述壓片機(jī)內(nèi)溫度為200°C、壓強(qiáng)為5Mpa。
步驟C中所述交聯(lián)時(shí)間不少于2h，以保證BPO與PVDF-HFP能夠充分反應(yīng)發(fā)生交聯(lián)。
本發(fā)明所述交聯(lián)劑BPO熱壓交聯(lián)PVDF-HFP的反應(yīng)機(jī)理如下所示第一步交聯(lián)劑BPO分解產(chǎn)生自由劑；

發(fā)明內(nèi)容
權(quán)利要求
1.一種熱壓交聯(lián)制備高儲(chǔ)能密度的PVDF-HFP改性膜的方法，采用不同含量交聯(lián)劑BPO熱壓交聯(lián)PVDF-HFP，制得交聯(lián)改性膜PVDF-HFP。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的熱壓交聯(lián)制備高儲(chǔ)能密度的PVDF-HFP改性膜的方法，包括如下步驟A交聯(lián)劑BP0/PVDF-HFP的二元復(fù)合材料溶液的配制將PVDF-HFP溶于N，N- 二甲基甲酰胺，配制成濃度為O. 04g/ml，然后加入不同交聯(lián)比例的交聯(lián)劑ΒΡ0，在常溫下攪拌成透明均一的溶液；B去除溶劑將步驟A中所述溶液澆注于四氟乙烯模盤中，先在常溫下于烘箱中烘干，再于真空烘箱繼續(xù)烘干，確保其中沒有殘留的溶劑，即得到交聯(lián)劑BP0/PVDF-HFP的二元復(fù)合材料；C熱壓交聯(lián)反應(yīng)將步驟B所述的二元復(fù)合材料放置于壓片機(jī)內(nèi)交聯(lián)，以保證BPO與PVDF-HFP能夠充分反應(yīng)發(fā)生交聯(lián)，制得膜厚約為2(Γ30 μ m高儲(chǔ)能密度的PVDF-HFP交聯(lián)改性膜。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的熱壓交聯(lián)制備高儲(chǔ)能密度的PVDF-HFP改性膜的方法，其特征在于步驟A中所述的PVDF-HFP中的HFP的摩爾百分比為2. 5°/Γ30%。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的熱壓交聯(lián)制備高儲(chǔ)能密度的PVDF-HFP改性膜的方法，其特征在于步驟A中所述的PVDF-HFP中的單體摩爾比為nVDF:nHFP=97. 5:2. 5。
5.根據(jù)權(quán)利要求2-4任一項(xiàng)所述的熱壓交聯(lián)制備高儲(chǔ)能密度的PVDF-HFP改性膜的方法，其特征在于步驟A中所述的PVDF-HFP和交聯(lián)劑BPO質(zhì)量比為100 : 5 15。
6.根據(jù)權(quán)利要求2-4任一項(xiàng)所述的熱壓交聯(lián)制備高儲(chǔ)能密度的PVDF-HFP改性膜的方法，其特征在于步驟C中所述壓片機(jī)內(nèi)溫度為200°C、壓強(qiáng)為5Mpa。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的熱壓交聯(lián)制備高儲(chǔ)能密度的PVDF-HFP改性膜的方法，其特征在于步驟C中所述壓片機(jī)內(nèi)溫度為200°C、壓強(qiáng)為5Mpa。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的熱壓交聯(lián)制備高儲(chǔ)能密度的PVDF-HFP改性膜的方法，其特征在于步驟C中所述交聯(lián)時(shí)間不少于2h。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種熱壓交聯(lián)制備高儲(chǔ)能密度的PVDF-HFP改性膜的方法，采用溶劑溶解交聯(lián)劑BPO和PVDF-HFP并配制成透明均一的溶液，于常溫條件下澆注成分散均一的BPO/PVDF-HFP二元復(fù)合材料，經(jīng)真空干燥去除殘留溶液，將BPO/PVDF-HFP的二元復(fù)合材料放置于壓片機(jī)內(nèi)在一定溫度和一定壓力條件下，經(jīng)熱壓交聯(lián)制得PVDF-HFP交聯(lián)改性膜。本發(fā)明所述方法不僅工藝簡(jiǎn)單，免用采用價(jià)格昂貴的紫外光交聯(lián)法或電子輻照法，而且制得的交聯(lián)改性膜的儲(chǔ)能密度提高、介電損耗降低。
文檔編號(hào)C08J3/24GK102924732SQ20121043404
公開日2013年2月13日 申請(qǐng)日期2012年11月5日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月5日
發(fā)明者沈群東, 陳迎鑫, 程照溪, 劉璐, 陳昕 申請(qǐng)人:南京大學(xué)