[发明专利]一种制备聚合物基高介电纳米复合材料的方法

权利要求书

1.一种制备高介电常数聚合物基纳米复合材料的方法，是通过将聚合物基体溶液进行静电纺丝，同时将填料粒子悬浮液进行静电喷雾，采用共同的接收装置同时接收静电纺丝和静电喷雾的产物，得到复合纳米纤维膜，该复合纳米纤维膜最后经热压加工工艺制备得到填料粒子均匀分散的聚合物基高介电纳米复合材料。

2.权利要求1所述的制备方法，具体包括以下步骤：

1）制备聚合物基体溶液，调节溶液的固含量与粘度，使溶液适合用于静电纺丝；

2）将填料粒子加入到易挥发溶剂中，超声搅拌使其形成稳定的悬浮液，适合于静电喷雾；

3）将步骤1）制备的聚合物溶液进行静电纺丝，同时将步骤2）制备的粒子悬浮液进行静电喷雾，采用接收装置同时接收静电纺丝和静电喷雾的产物，得到粒子均匀分散的复合纳米纤维膜；

4）将步骤3）得到的复合纳米纤维膜经热压加工成型，得到板状的纳米复合材料。

3.权利要求2所述的制备方法，其特征在于：步骤1）所述的聚合物选自聚酰亚胺、聚偏氟乙烯、聚丙烯、环氧树脂、聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯或聚芳醚酮，或它们相应前驱体。

4.权利要求2所述的制备方法，其特征在于：步骤2）所述的填料粒子选自是高介电的铁电体陶瓷粉末、导电金属纳米颗粒或者碳基纳米材料的一种或多种的混合物，粒子的粒径在30-300nm，并且能形成稳定的悬浮液。

5.权利要求4所述的制备方法，其特征在于：所述的高介电的铁电体陶瓷粉末是钛酸钡、钛酸铅或钛酸铜钙中的任意一种或两种以上的混合物。

6.权利要求4所述的制备方法，其特征在于：所述的导电金属纳米颗粒是纳米铜粉、纳米银粉、纳米镍粉或纳米铁粉中的任意一种或两种以上的混合物。

7.权利要求4所述的制备方法，其特征在于：所述的碳基纳米材料是炭黑、石墨粉、单壁碳纳米管、多壁碳纳米管、碳纳米纤维短纤、富勒烯或石墨烯在的任意一种或两种以上的混合物。

8.权利要求2所述的制备方法，其特征在于：步骤3）中，结合静电纺丝和静电喷雾过程中根据调节针尖的比例和溶液的推速，调节填料粒子与聚合物基体的体积比为0:100至50:50。

9.权利要求2所述的制备方法，其特征在于：步骤3）中静电纺丝的电压在15-40kV范围内，纤维直径在50-1000nm范围；静电喷雾电压在10-35kV范围内；针尖到接收装置的距离在10-50cm范围内。

10.权利要求2所述的制备方法，其特征在于：步骤1）中的聚合物基体是采用聚酰亚胺前驱体聚酰胺酸；步骤3）得到的纳米纤维膜需要进行热亚胺化处理后再进行步骤4）所述的热压加工。