[发明专利]一种聚合物基复合电卡材料及其制备方法

权利要求书

1.一种聚合物基复合电卡材料，其特征在于：所述聚合物基复合电卡材料包括无机纳米纤维和聚合物基体，所述无机纳米纤维的体积百分含量为1％～30％；

所述聚合物基体选自聚氟乙烯、聚偏氟乙烯－二氟乙烯、聚偏氟乙烯－三氟氯乙烯、聚偏氟乙烯－二氟乙烯－氯氟乙烯和聚偏氟乙烯－二氟乙烯－三氟氯乙烯中至少一种；

所述无机纳米纤维为PbZr_xTi_1-xO₃纤维或BaZr_xTi_1-xO₃纤维；

所述PbZr_xTi_1-xO₃中，x为0～0.15；

所述BaZr_xTi₁-xO₃中，x为0～0.35；

所述聚合物基体的分子量为35万～45万；

所述聚合物基复合电卡材料在电场强度为50MV/m，温度为35℃的条件下的电卡效应为3～6.5K；在电场强度为200MV/m，温度为35℃的条件下的电卡效应为28～45K。

2.根据权利要求1所述的聚合物基复合电卡材料，其特征在于：所述PbZr_xTi_1-xO₃中，x为0.1；

所述BaZr_xTi₁-xO3中，x为0.21；

所述聚合物基体的分子量为40万。

3.根据权利要求1或2所述聚合物基复合电卡材料，其特征在于：所述无机纳米纤维的直径为100nm～1μm；

所述聚合物基复合电卡材料的厚度为1μm～1mm。

4.一种制备权利要求1-3中任一所述聚合物基复合电卡材料的方法，包括如下步骤：

1)制备无机纳米纤维；

2)将所述无机纳米纤维分散于有机溶剂II后，再加入所述聚合物基体，得到混合液；

3)将步骤2)所得混合物进行静电纺丝，得到复合材料前驱体；

4)对所述复合材料前驱体热压，得到所述聚合物基复合电卡材料。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：所述步骤1)制备无机纳米纤维的方法包括：

将钛酸四丁酯、锆酸四丁酯、醋酸铅或醋酸钡溶于有机溶剂I中得到溶胶，得到纺丝前驱体溶胶，静电纺丝，煅烧而得。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于：所述有机溶剂I选自乙醇、N,N-二甲基甲酰胺、乙二醇单甲醚中至少一种与冰醋酸的混合溶液；

所述有机溶剂I中，冰醋酸的体积百分比为50～90％；

所述静电纺丝在0.5～2kV/cm的电场中进行；

推注速度为0.7～1.5mL/h；横向距离为50～130mm；滚筒速度为100～600rpm；

所述煅烧步骤中，温度为850～950℃；时间为15～180min；得到所述无机纳米纤维。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于：所述推注速度为为1.0mL/h；横向距离为80mm；滚筒速度为300rpm。

8.根据权利要求5所述的方法，其特征在于：所述制备无机纳米纤维的方法还包括：向所述纺丝前驱体溶胶中加入增粘剂聚乙烯吡咯烷酮。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于：所述增粘剂为聚乙烯吡咯烷酮；增粘剂的加入量为使增粘后的纺丝前驱体溶胶的粘度为3000-8000mPa.s。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于：所述增粘剂的加入量为使增粘后的纺丝前驱体溶胶的粘度为5000mPa.s；所述增粘剂的添加量为0.02～0.08g/ml所述纺丝前驱体溶胶。