[0006] 本发明的目的在于克服现有技术中介电材料在高温环境中性能衰减严重的缺陷,提供一种高储能、高放电效率,且能够在高温下稳定使用的ABS/PVDF复合材料的制备方法。
[0007] 本发明的具体步骤如下:
[0008] 步骤1、将基体聚合物添加到极性溶剂中,搅拌直至基体聚合物完全溶解,得到聚合物基。
[0009] 步骤2、将ABS树脂添加极性溶剂中,搅拌直至ABS树脂完全溶解,得到ABS溶液。
[0010] 步骤3、取步骤2中制备的ABS溶液,并将其加入到步骤1制备的聚合物基中,进行搅拌和超声处理,得到ABS/PVDF共混液。
[0011] 步骤4、将步骤3中制备的ABS/PVDF共混液涂覆在石英板上,得到复合薄膜雏形。对复合薄膜雏形进行干燥并热处理和淬火,得到ABS/PVDF复合薄膜材料。
[0012] 作为优选,所述的极性溶剂采用DMF溶剂;所述的基体聚合物采用为聚偏氟乙烯、聚偏氟乙烯共聚物或聚偏氟乙烯‑六氟丙烯共聚物。
[0013] 作为优选,步骤1中,基体聚合物与极性溶剂的料液比为5~300g/L。
[0014] 作为优选,步骤2中,ABS树脂与极性溶剂的料液比为5~300g/L。
[0015] 作为优选,ABS树脂中,丙烯腈的质量分数为15%~35%,丁二烯的质量分数为5%~30%,苯乙烯的质量分数为40%~60%。
[0016] 作为优选,步骤3中的搅拌和超声处理重复2~5次;单次搅拌的时长为1min~3h,单次超声处理的时长为1min~3h;超声处理采用尖端式超声。
[0017] 作为优选,所述的ABS/PVDF共混液中ABS溶液的体积分数为s;20%≤s≤80%。
[0018] 作为优选,步骤4中,ABS/PVDF共混液涂覆后在40~120℃的加热台上加热0.5~1.5h,使溶剂蒸发得到厚度为1~100μm的复合薄膜雏形。
[0019] 作为优选,步骤4中,热处理温度范围为150~250℃。热处理的时长为0.5~10h。淬火温度范围为‑200~0℃。淬火时长为1~5min。
[0020] 本发明具有的有益效果是:
[0021] 1、本发明采用ABS树脂作为添加物制作复合材料,制得的复合材料相较于现有的介电材料,在70℃的高温环境下依然具有优益的性能,这使得本发明制备的ABS/PVDF复合薄膜材料具有更强的环境适应能力。
[0022] 2、本发明通过复合ABS树脂和PVDF材料,既可以有效提高复合材料的击穿电场值与耐高温性能,还能降低剩余极化减少损耗,从而有利于提高复合材料的储能与放能值,提高储放能效率。
[0023] 3、本发明选用PVDF为其基体,包含PVDF和基于PVDF的P(VDF‑CTFE),P(VDF‑TrFE)和P(VDF‑CTFE‑TrFE)等聚合物,是明显的顺电体,或者弛豫铁电体,具有电位移值高,剩余极化小、击穿电场高,损耗小。并且易于加工成型。
[0024] 4、本发明通过调节复合材料中的ABS树脂的组分及体积分数、所填充材料的电位移化值、剩余极化值、击穿电场、损耗等达到对复合材料储放能性能进行优化的目的。
[0025] 5、本发明通过淬火热处理对聚合物复合材料进行处理,可以有效的降低材料的结晶,增加复合材料中聚合物的无定性结构,有助于提高聚合物材料界面匹配性与相容性,界面出现的空隙,从而有效的提高击穿强度。无定型结构的增多,有利于复合材料的极化,在电场下获得更高的极化值。总之,ABS/PVDF复合材料具有优良的热性能,适合在高温下作为电容器储能材料。
[0026] 6、本发明通过利用简单的流延法制备出性能优异的耐高温的ABS/PVDF复合材料,使得复合材料在70‑120℃的储放能性能提高。该方法简单,成本低,实用可重复性强,有助于推广使用。