[发明专利]一种三明治结构高储能密度聚合物基介电复合材料及其制备方法

权利要求书

1.使用氮化硼纳米片与钛酸铜钙纳米纤维制备三明治结构的高储能密度聚合物基介电复合材料的方法，该方法包括以下步骤：

(1)通过静电纺丝法或水热法制备钛酸铜钙纳米纤维；

(2)使用剥离后的六方氮化硼陶瓷，得到氮化硼纳米片；

(3)将钛酸铜钙纳米纤维通过溶液分散法或熔融共混法均匀分散于聚合物基体中，制成钛酸铜钙纳米纤维复合薄膜；将氮化硼纳米片通过溶液分散法或熔融共混法均匀分散于聚合物基体中，制成氮化硼纳米片复合薄膜；

(4)将钛酸铜钙纳米纤维复合薄膜作为中间介电层，氮化硼纳米片复合薄膜置于外侧，进行热压处理，得到复合材料。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所制备的钛酸铜钙纳米纤维，其平均直径范围在100-800纳米，平均纤维长度大于5微米。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)所制备氮化硼纳米片，其平均片层尺度大于0.5微米，平均片层厚度小于50纳米。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)所述聚合物基体，包括但不限于以下聚合物材料：聚偏氟乙烯(PVDF)及其共聚物，聚氨酯(PU)，聚苯乙烯(PS)，聚酰亚胺(PI)，聚丙烯(PP)。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)所述“溶液分散法”，其过程为：将钛酸铜钙纳米纤维或氮化硼纳米片以及聚合物基体加入到有机溶剂中，机械搅拌辅以超声分散，将填料和基体均匀分散于有机溶剂中。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)所述“熔融共混法”，其过程为：将钛酸铜钙纳米纤维或氮化硼纳米片与聚合物基体一起加入到挤出机中，将填料均匀分散于熔融状态下的聚合物中。

7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)所述的“制成薄膜”，分为两种：使用溶液分散法时，采用的是涂膜工艺，通过刮刀将溶液涂在平板上，然后在烘箱中烘干成膜，厚度小于20微米；使用熔融共混法时，采用的是拉膜工艺，材料在熔融共混后从机头挤出成为厚度较厚的片材，然后经过纵向和横向拉伸制备出小于20微米的薄膜。

8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(4)所述的热压处理，使用平板硫化机，预热和热压温度在165-230℃以内。