[发明专利]一种聚合物组合物、柔性自支撑薄膜及其制备方法和应用

说明书

本发明提供了一种聚合物组合物、柔性自支撑薄膜及其制备方法和应用。该聚合物组合物包括：聚合物的类树枝状胶体溶液和无机填料；聚合物的类树枝状胶体溶液中的聚合物与无机填料的质量比为1:1‑1:40。本发明利用聚合物的类树枝状胶体溶液实现了高含量的无机填料很好的分散和分布，使其能够通过简单的方法即可制备得到高无机填料含量的柔性自支撑薄膜，且具有很好的柔性，可在高填料含量的柔性电子材料以及柔性可穿戴设备中得到广泛应用。

技术领域

本发明涉及一种聚合物组合物、柔性自支撑薄膜及其制备方法和应用。

背景技术

近年来，柔性薄膜材料由于具有柔软、可变形、质轻、便携、可大面积应用等性能，可与旋涂、喷印、压印等多种溶液化工艺相结合引起越来越广泛的关注，并广泛地应用于柔性电子、柔性储能、柔性导热、柔性电池等新兴领域。

目前常规的方法制备的柔性薄膜材料需要结合柔性的基底来实现其柔性，例如聚酯膜、滤纸等。柔性的基底并不赋予材料相应的导电、导热、介电等性能，虽然柔性的要求得以保证，但是相应的导电、导热、介电等性能却大幅度下降，并且也不利于封装。因此，不需要柔性基底且具有优异性能的柔性聚合物复合自支撑薄膜材料成为研究热点。

为了获得优异的产品性能，通常要求柔性聚合物复合自支撑薄膜材料具有相对应的优异的导电性能、导热性能、介电性能、电池中高能量密度等。在柔性聚合物复合自支撑薄膜材料中，聚合物一般作为基体，填充的无机填料则提供相应的导电、导热、介电、高能量密度等性能，因此，为了获得更好的性能，往往会添加高含量的无机填料。

然而，对于具有高含量无机填料的柔性自支撑聚合物复合薄膜材料而言，其存在以下问题：一方面，高含量无机填料的分散成为难点，常规的填料分散方法为聚合物与填料采用简单的溶液混合的方法，但是在高无机填料含量的情况下会发生填料聚沉，严重影响最终薄膜的性能；另一方面，一般无机填料的自成膜性能较差，需要借助于聚合物来形成自支撑薄膜，但是在高含量无机填料的情况下，聚合物与填料的混合体系很难形成完整的自支撑薄膜。

因此，在柔性自支撑聚合物复合薄膜的制备中，如何在高含量无机填料填充的情况下解决填料的分散、聚沉的问题，并同时形成完整的自支撑薄膜是本领域亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术中柔性薄膜材料的衬底对薄膜存在束缚作用而导致的转化效率低、不易集成，且在高含量无机填料的情况下难以制备柔性自支撑薄膜的缺陷，而提供了一种聚合物组合物、柔性自支撑薄膜及其制备方法和应用。本发明利用聚合物的类树枝状胶体溶液，实现了高含量的无机填料很好的分散和分布，使其能够通过简单的方法即可制备得到高无机填料含量的柔性自支撑薄膜，且具有很好的柔性，可在高填料含量的柔性电子材料以及柔性可穿戴设备中得到广泛应用。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

本发明提供了一种聚合物组合物，其包括下述组分：聚合物的类树枝状胶体溶液和无机填料；其中，所述聚合物的类树枝状胶体溶液中的聚合物与所述无机填料的质量比为1:1-1:40。

本发明中，所述聚合物的类树枝状胶体溶液中所述聚合物的种类可为本领域常规。较佳地为聚偏氟乙烯、聚乙烯醇、聚苯乙烯、醋酸纤维素和聚氨酯中的一种或多种，更佳地为聚偏氟乙烯、聚乙烯醇和聚氨酯中的一种或多种，例如聚偏氟乙烯、聚乙烯醇或聚氨酯。

其中，所述聚偏氟乙烯的重均分子量为本领域内制备所述聚合物的类树枝状胶体溶液所需的聚偏氟乙烯的重均分子量。所述聚偏氟乙烯的重均分子量可在27万以上，例如27万-28万，具体例如27.5万。

其中，所述聚乙烯醇的重均分子量为本领域内制备所述聚合物的类树枝状胶体溶液所需的聚乙烯醇的重均分子量。所述聚乙烯醇的重均分子量可在8.5万以上，例如8.5万-12.4万。