[发明专利]一种高温储能杂化聚醚酰亚胺介电薄膜及其制备方法与应用

权利要求书

1.一种高温储能杂化聚醚酰亚胺介电薄膜的制备方法，其特征在于，将带有羟基官能团的聚醚酰亚胺单体反应合成带羟基端基的聚醚酰胺酸溶液，再向其中加入水和金属醇盐作为无机组分前驱体，形成均匀的溶胶，通过涂膜和热亚胺化处理，制备出高温储能杂化聚醚酰亚胺介电薄膜；

其中，带有羟基官能团的聚醚酰亚胺单体为氨基苯甲醇或邻氨基苯甲醇或邻氨基苯甲醇。

2.根据权利要求1所述高温储能杂化聚醚酰亚胺介电薄膜的制备方法，其特征在于，具体包括以下步骤：

S1：将二酐、二胺和氨基苯甲醇或邻氨基苯甲醇或邻氨基苯甲醇在无水的非质子溶剂中进行聚合反应，得到羟基官能化的聚醚酰胺酸溶液；

S2：向无水的非质子溶剂中加入水，混合均匀后加入步骤S1中得到的聚醚酰胺酸溶液；

S3：向无水的非质子溶剂中加入金属醇盐，混合均匀后加入步骤S2中得到的聚醚酰胺酸溶液，室温下搅拌1-3小时，充分混合后，得到杂化聚醚酰胺酸浆液；

S4：用步骤S3所得浆液制备薄膜，通过加热对所得薄膜进行热亚胺化处理，制得高温储能杂化聚醚酰亚胺介电薄膜。

3.根据权利要求2所述高温储能杂化聚醚酰亚胺介电薄膜的制备方法，其特征在于，步骤S1中二酐、二胺和氨基苯甲醇或邻氨基苯甲醇或邻氨基苯甲醇的摩尔比为(1.01-1.02)：(0.9-0.995)：(0.01-0.2)，且酸酐及氨基官能团之比为1.02：1；所述二酐添加时分批加入，所述聚合反应温度为20-30℃，聚合反应时间为1-6小时，得到的所述羟基官能化的聚醚酰胺酸溶液固含量为3％-15％。

4.根据权利要求2所述高温储能杂化聚醚酰亚胺介电薄膜的制备方法，其特征在于，所述二酐选自2,2’-双[3,4-二羧酸基苯氧基苯基]二酐丙烷，3,3’,4,4’-联苯四甲酸二酐、3,3’,4,4’-二苯酮四酸二酐、4,4’-联苯醚二酐、2,3,3’,4’-二苯醚四甲酸二酐，六氟二酐中的一种或几种的组合；所述二胺选自间苯二胺、对苯二胺和4,4’-二氨基二苯醚中的一种或几种的组合。

5.根据权利要求2所述高温储能杂化聚醚酰亚胺介电薄膜的制备方法，其特征在于，步骤S2中添加的水的量取决于步骤S3中添加的金属醇盐的量，所述水与所述金属醇盐的物质的量之比为1：(3-6)。

6.根据权利要求2所述高温储能杂化聚醚酰亚胺介电薄膜的制备方法，其特征在于，步骤S3中，所述金属醇盐选自甲醇钛、甲醇镍、甲醇铜、甲醇锡、甲醇钽、乙醇钛、乙醇铁、乙醇铜、乙醇铝、乙醇镓、乙醇锆、乙醇铌、乙醇钼、乙醇锡、乙醇铪、乙醇钽、乙醇钨、乙醇铊、丙醇钛、异丙醇钛、异丙醇钒、异丙醇铬、异丙醇铁、异丙醇钴、异丙醇铜、丙醇铝、异丙醇铝、异丙醇镓、异丙醇钇、丙醇锆、异丙醇锆、丙醇铌、异丙醇铌、异丙醇钼、异丙醇铟、异丙醇锡、异丙醇钽、异丙醇钨、异丙醇铋、异丙醇镧、异丙醇铈、异丙醇镨、异丙醇钕、异丙醇钐、异丙醇钆、异丙醇镝、异丙醇钬、异丙醇铒、异丙醇镱、丁醇钛、异丁醇钛、叔丁醇钛、丁醇铝、叔丁醇铝、仲丁醇铝、丁醇锆、叔丁醇锆、丁醇铌、叔丁醇铪、丁醇钽、戊醇铌或叔戊醇铋中的一种；所述金属醇盐与所述聚醚酰胺酸的质量比为2.5％-25％。

7.根据权利要求2所述高温储能杂化聚醚酰亚胺介电薄膜的制备方法，其特征在于，所述无水的非质子溶剂选自N,N-二甲基乙酰胺、N,N-二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮、二甲基亚砜中的一种；且所述非质子溶剂的含水量低于50ppm。

8.根据权利要求2所述高温储能杂化聚醚酰亚胺介电薄膜的制备方法，其特征在于，步骤S4中，所述热亚胺化处理的过程为依次升温至70-90℃保持6-10小时，140-160℃保持0.5-1.5小时，190-210℃保持0.5-1.5小时，240-260℃保持0.5-1.5小时。

9.一种如权利要求1-8任一项权利要求所述的制备方法制得的高温储能杂化聚醚酰亚胺介电薄膜。

10.一种如权利要求9所述的高温储能杂化聚醚酰亚胺介电薄膜在介电电容器中的应用。