[发明专利]轻质柔性聚合物基高储能密度材料及其制备方法

权利要求书

1.一种轻质柔性聚合物基高储能密度材料，其特征在于，该材料由98.5～99.85％质量分数的含氟铁电聚合物基体和0.15～1.5％质量分数的含氟聚合物改性石墨烯填料组成。

2.根据权利要求1所述的轻质柔性聚合物基高储能密度材料，其特征在于，所述的含氟铁电聚合物基体为PVDF、P(VDF-HFP)、P(VDF-TrFE)或P(VDF-TrFE-CFE)。

3.根据权利要求1所述的轻质柔性聚合物基高储能密度材料，其特征在于，所述的含氟铁电聚合物基体为P(VDF-HFP)或P(VDF-TrFE)。

4.根据权利要求1、2或3所述的轻质柔性聚合物基高储能密度材料，其特征在于，所述的改性石墨烯为含氟聚合物接枝改性的石墨烯。

5.根据权利要求4所述的轻质柔性聚合物基高储能密度材料，其特征在于，所述含氟聚合物接枝改性的石墨烯中含氟聚合物选自端基含巯基的聚丙烯酸三氟乙酯、端基含巯基的聚甲基丙烯酸三氟乙酯、端基含巯基的聚甲丙烯酸六氟丁酯或端基含巯基的聚甲基丙烯酸三氟戊酯。

6.根据权利要求5所述的轻质柔性聚合物基高储能密度材料，其特征在于，所述含氟聚合物接枝改性的石墨烯为端基含巯基的聚丙烯酸三氟乙酯接枝改性的石墨烯。

7.根据权利要求4所述的轻质柔性聚合物基高储能密度材料，其特征在于，所述的改性石墨烯是通过包括以下步骤的方法制备而得的：

A、石墨烯的化学剥离：采用经过改良Hummer’s Method，通过化学剥离的方法制备氧化石墨烯；

B、石墨烯的绿色还原和表面功能化：将所述氧化石墨烯在pH为8.5的Tris-HCl缓冲溶液中超声分散25～30分钟，再加入多巴胺，在60℃下反应22～24小时，得到表面覆盖有一层聚多巴胺且还原了的功能化石墨烯；

C、石墨烯表面接枝聚合物：采用端基带有巯基的含氟聚合物，通过巯基-乙烯基点击化学反应，将端基带有巯基的含氟聚合物接枝到所述功能化石墨烯表面，得到含氟聚合物接枝改性的石墨烯。

8.根据权利要求7所述的轻质柔性聚合物基高储能密度材料，其特征在于，步骤B中，多巴胺的用量为氧化石墨烯质量的5～8％。

9.根据权利要求7所述的轻质柔性聚合物基高储能密度材料，其特征在于，步骤C中，所述端基带有巯基的含氟聚合物的用量为功能化石墨烯质量的20～35％。

10.一种如权利要求1～9中任一项所述的轻质柔性聚合物基高储能密度材料的制备方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

A、按每55～60mL N，N-二甲酰胺溶液中加入4.925～4.9925g含氟铁电聚合物基体的比例，将所述含氟铁电聚合物基体加入N，N-二甲酰胺溶液中于65～75℃下搅拌溶解，得到A溶液；

B、按每5～10mL N，N-二甲酰胺溶液中加入0.075～0.0075g改性石墨烯的比例，将所述改性石墨烯加入N，N-二甲酰胺溶液中于室温下搅拌25～30分钟，得到B溶液；

C、在室温下混合所述A和B溶液，搅拌25～30分钟后，将溶液流延成膜，并在85～95℃干燥6～7小时，得到聚合物复合材料；

D、将所述聚合物复合材料，在60～65℃真空干燥10～12小时后，置于模具中于180～185℃、10～15MPa下热压5～7分钟，即得轻质柔性聚合物基高储能密度材料。