专利名称：一种热压交联制备高储能密度的pvdf-hfp改性膜的方法
技术领域：
本发明涉及新型储能材料技术领域，尤其涉及一种热压交联制备高储能密度的 PVDF-HFP改性膜的方法。
背景技术：
随着介电材料在电容、信息存储器和传感器等需求量的不断增长，发展高储能密度和高功率的储能材料，有助于开发出具有成本低、体积小、重量轻以及比功率大的新型电容材料应用于工业中。其中，偏氟乙烯共聚物因其具有高的介电常数和高耐击穿场强、快速充放电速率、低成本和稳定性好等优异的性能，是控制和存储电荷和电能的最佳储能材料， 在现代电子电力系统应用中发挥重要的作用。材料的电能储存密度大小可按(I)式来计笪
布和存储，极化强度提高了近一倍，偏氟乙烯共聚物膜的储能密度极大提高。但是由于采用光交联的方法，存在光交联剂的稳定性差、价格贵等缺点，造成材料的制造成本提高。采用电子辐照将大量的缺陷引入到共聚物中，调制铁电畴的大小，使原来的正常的铁电体转变为铁电驰豫体，材料的储能密度提高了。(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.)。但是一次辐照的剂量少，而且对结构调制的稳定性和重现性差，不利于工业上大规模生产。
针对上述现有技术存在的问题，本发明的目的是提供一种热压交联制备高储能密度的PVDF-HFP改性膜的方法，采用不同含量引发剂ΒΡ0，即过氧化苯甲酰，热压交联 PVDF-HFP,所制得的PVDF-HFP交联改性膜储能密度提高、介电损耗降低，本发明所述方法工艺简单，能有效地提高材料的储能密度，同时避免用采用价格昂贵的光交联法、电子辐照法。
为达到所述目的，本发明采取的技术方案为一种热压交联制备高储能密度的 PVDF-HFP改性膜的方法，包括如下步骤A. 交联剂BP0/PVDF-HFP的二元复合材料溶液的配制将PVDF-HFP溶于N，N- 二甲基甲酰胺，配制成浓度为O. 04g/ml，然后加入不同交联比例的交联剂ΒΡ0，在常温下搅拌成透明均一的溶液。
B.去除溶剂将步骤A中所述溶液浇注于四氟乙烯模盘中，先在常温下于烘箱中烘干，再于真空烘箱继续烘干，确保其中没有残留的溶剂，即得到交联剂BP0/PVDF-HFP的二元复合材料。
C.热压交联反应将步骤B所述的二元复合材料放置于压片机内交联，以保证 BPO与PVDF-HFP能够充分反应发生交联，制得膜厚约为2(T30 |im高储能密度的PVDF-HFP 交联改性膜。
步骤A中所述的PVDF-HFP中的HFP的摩尔百分比为2. 5°/Γ30%，优选单体摩尔比
步骤A中所述的PVDF-HFP和交联剂BPO质量比为100: 5 15。
步骤C中所述压片机内温度为200°C、压强为5Mpa。
步骤C中所述交联时间不少于2h，以保证BPO与PVDF-HFP能够充分反应发生交联。
本发明所述交联剂BPO热压交联PVDF-HFP的反应机理如下所示第一步交联剂BPO分解产生自由剂；
发明内容
权利要求
1.一种热压交联制备高储能密度的PVDF-HFP改性膜的方法，采用不同含量交联剂BPO热压交联PVDF-HFP，制得交联改性膜PVDF-HFP。
2.根据权利要求I所述的热压交联制备高储能密度的PVDF-HFP改性膜的方法，包括如下步骤A交联剂BP0/PVDF-HFP的二元复合材料溶液的配制将PVDF-HFP溶于N，N- 二甲基甲酰胺，配制成浓度为O. 04g/ml，然后加入不同交联比例的交联剂ΒΡ0，在常温下搅拌成透明均一的溶液；B去除溶剂将步骤A中所述溶液浇注于四氟乙烯模盘中，先在常温下于烘箱中烘干，再于真空烘箱继续烘干，确保其中没有残留的溶剂，即得到交联剂BP0/PVDF-HFP的二元复合材料；C热压交联反应将步骤B所述的二元复合材料放置于压片机内交联，以保证BPO与PVDF-HFP能够充分反应发生交联，制得膜厚约为2(Γ30 μ m高储能密度的PVDF-HFP交联改性膜。
3.根据权利要求2所述的热压交联制备高储能密度的PVDF-HFP改性膜的方法，其特征在于步骤A中所述的PVDF-HFP中的HFP的摩尔百分比为2. 5°/Γ30%。
4.根据权利要求3所述的热压交联制备高储能密度的PVDF-HFP改性膜的方法，其特征在于步骤A中所述的PVDF-HFP中的单体摩尔比为nVDF:nHFP=97. 5:2. 5。
5.根据权利要求2-4任一项所述的热压交联制备高储能密度的PVDF-HFP改性膜的方法，其特征在于步骤A中所述的PVDF-HFP和交联剂BPO质量比为100 : 5 15。
6.根据权利要求2-4任一项所述的热压交联制备高储能密度的PVDF-HFP改性膜的方法，其特征在于步骤C中所述压片机内温度为200°C、压强为5Mpa。
7.根据权利要求5所述的热压交联制备高储能密度的PVDF-HFP改性膜的方法，其特征在于步骤C中所述压片机内温度为200°C、压强为5Mpa。
8.根据权利要求7所述的热压交联制备高储能密度的PVDF-HFP改性膜的方法，其特征在于步骤C中所述交联时间不少于2h。
全文摘要
本发明公开了一种热压交联制备高储能密度的PVDF-HFP改性膜的方法，采用溶剂溶解交联剂BPO和PVDF-HFP并配制成透明均一的溶液，于常温条件下浇注成分散均一的BPO/PVDF-HFP二元复合材料，经真空干燥去除残留溶液，将BPO/PVDF-HFP的二元复合材料放置于压片机内在一定温度和一定压力条件下，经热压交联制得PVDF-HFP交联改性膜。本发明所述方法不仅工艺简单，免用采用价格昂贵的紫外光交联法或电子辐照法，而且制得的交联改性膜的储能密度提高、介电损耗降低。
文档编号C08J3/24GK102924732SQ20121043404
公开日2013年2月13日 申请日期2012年11月5日 优先权日2012年11月5日
发明者沈群东, 陈迎鑫, 程照溪, 刘璐, 陈昕 申请人:南京大学