[发明专利]一种聚四甲基一戊烯—二氧化钛纳米片复合薄膜的制备方法

说明书

本发明公开了一种聚四甲基一戊烯—二氧化钛纳米片复合薄膜的制备方法，涉及薄膜电容器制备技术领域，S100、称量聚四甲基一戊烯并溶解在非极性聚合物溶剂中并在搅拌条件下溶解，得到聚四甲基一戊烯溶液；S200、称量二氧化钛纳米片加入所述聚四甲基一戊烯溶液并搅拌得到混合溶液A；S300、将所述溶液A真空干燥得到聚四甲基一戊烯—二氧化钛纳米片复合薄膜。本发明通过掺杂二维纳米氧化钛片层结构，主要是提高整体介电常数；相较于颗粒状二氧化钛，二维二氧化钛纳米片在低掺杂下就可获得介电常数和介电稳定性的提高。

技术领域

本发明涉及材料制备技术领域，尤其涉及一种聚四甲基一戊烯—二氧化钛纳米片复合薄膜的制备方法。

背景技术

电力电容器设备在电力电网中起着至关重要的作用，在高温环境下，频繁的投切以及自身的散热等问题，都容易造成电容器本体温度过高，而造成内部绝缘介质发生变化，降低绝缘水平，甚至造成电容器的损坏。目前电力电容器使用的介质材料均为双向拉伸聚丙烯(BOPP)薄膜介质电力电容器薄膜介质上具有重要的局限性，由于聚丙烯(PP)的熔点～165℃，同时具有较低的熔融起始温度(85℃-100℃)，这限制了BOPP的工作温度要在105℃以下。同时由于PP的介电常数低(～2.2)，导致放电能量密度仅为1.2J/cm³。由此寻找一种介电损耗小、介电常数大、热稳定性比PP高的材料尤为迫切。

针对现有技术的以上缺陷或进的需求，本领域技术人员致力于开发一种耐高温高介电低损耗复合薄膜。

发明内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种耐高温高介电低损耗复合薄膜，通过选取PMP作为聚合物基体，掺杂二氧化钛纳米片，通过PMP本身耐高温、低损耗与二氧化钛纳米片的高介电常数的互补作用，以此提高复合材料的耐高温高介电低损耗特性。该薄膜在二氧化钛掺杂量为1wt％，介电常数由纯PMP的2.15提高到3.39，提高比例为57.7％。此时复合薄膜在高温120℃～180℃具有最低的损耗2.9e^-4～1.9e^-3。在高温120～180℃，该复合薄膜同时具有较高的介电稳定性。该技术为高介电耐高温薄膜电容器提供了技术基础。

为实现上述目的，本发明提供了一种聚四甲基一戊烯—二氧化钛纳米片复合薄膜的制备方法，包括步骤：

S100、称量聚四甲基一戊烯并溶解在非极性聚合物溶剂中并在搅拌条件下溶解，得到聚四甲基一戊烯溶液；

S200、称量二氧化钛纳米片加入所述聚四甲基一戊烯溶液并搅拌得到混合溶液A；

S300、将所述溶液A真空干燥得到聚四甲基一戊烯—二氧化钛纳米片复合薄膜。

与现有技术相比，本发明的优势在于：

(1)本发明采用PMP作为基体材料来掺杂二维纳米氧化钛片层结构，本领域未见此类技术的公开。发明人之所以采用聚四甲基一戊烯(PMP)，是考虑到该基体材料是线性非极性电介质聚合物，其具有高的击穿强度、高的放电效率和显著的热氧化稳定性且具有较高的耐高温特性；以PMP为基体聚合物材料形成复合薄膜可以显著提高薄膜的耐温特性，而且由于其介电损耗小，那么，以PMP为基体聚合物材料形成复合薄膜还可以降低损耗；

(2)本发明通过掺杂二维纳米氧化钛片层结构，发明人考虑的是：如何在PMP基体材料降低复合薄膜的损耗的情况下，提高整体介电常数。在后续的实施例描述中，发明人正是基于二维二氧化钛纳米片在低掺杂下就可获得较高的介电常数以及提高复合薄膜的介电稳定性，才选择了二维二氧化钛纳米片。由此，发明人充分利用了介电损耗小的PMP基体材料以及有利于提高整体介电常数和介电稳定性的二维纳米氧化钛片，二者的此种协同促成了本发明。

以下将结合附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本发明的目的、特征和效果。

附图说明