高储能密度的介电复合膜、制备方法及用途.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN116021855A(43)申请公布日2023.04.28(21)申请号202310314739.9H01G4/18(2006.01)(22)申请日2023.03.29B29C43/02(2006.01)B29L7/00(2006.01)(71)申请人河北海伟电子新材料科技股份有限公司地址053511河北省衡水市景县经济开发区海伟电子(72)发明人宋文兰(74)专利代理机构北京正砚知识产权代理有限公司16161专利代理师杜正国(51)Int.Cl.B32B27/32(2006.01)B32B27/08(2006.01)B32B27/34(2006.01)B32B27/20(2006.01)权利要求书1页说明书7页(54)发明名称高储能密度的介电复合膜、制备方法及用途(57)摘要本发明涉及介电复合膜技术领域，具体涉及一种高储能密度的介电复合膜、制备方法及用途，介电复合膜为三明治结构，三明治结构的中间层为聚丙烯与纤维填料熔融共混制得，三明治结构的上层和下层为超支化聚芳酰胺接枝层，所述超支化聚芳酰胺接枝层的厚度为1.5‑1.8μm。介电复合膜的储能密度最高至2.56J/cm3，与BOPP薄膜相比，储能密度提高了50%。纤维填料的加入也能改善介电复合膜的储能密度和能量效率。CN116021855ACN116021855A权利要求书1/1页1.一种高储能密度的介电复合膜，其特征在于，所述介电复合膜为三明治结构，三明治结构的中间层为聚丙烯与纤维填料熔融共混制得，三明治结构的上层和下层为超支化聚芳酰胺接枝层，所述超支化聚芳酰胺接枝层的厚度为1.5‑1.8μm。2.根据权利要求1所述的高储能密度的介电复合膜，其特征在于，所述超支化聚芳酰胺接枝层的厚度为1.7μm。3.根据权利要求1或2所述的高储能密度的介电复合膜，其特征在于，所述聚丙烯为等规聚丙烯、马来酸酐接枝聚丙烯中的一种或两种。4.根据权利要求3所述的高储能密度的介电复合膜，其特征在于，所述等规聚丙烯、马来酸酐接枝聚丙烯的重量比为2‑10：1。5.根据权利要求1或2所述的高储能密度的介电复合膜，其特征在于，以体积百分比计，所述纤维填料的添加量为2%‑8%。6.根据权利要求5所述的高储能密度的介电复合膜，其特征在于，所述纤维填料为锆碳酸钡钙纤维、锆碳酸钡钙‑银复合纤维、锆碳酸钡钙‑银@三氧化二铝同轴纤维中的一种或几种。7.根据权利要求6所述的高储能密度的介电复合膜，其特征在于，所述锆碳酸钡钙纤维、锆碳酸钡钙‑银复合纤维、锆碳酸钡钙‑银@三氧化二铝同轴纤维的重量比为0‑2：1‑4：6‑8。8.如权利要求1‑7任一项所述的高储能密度的介电复合膜的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：将聚丙烯与纤维填料放入模具内熔融、热压成型制得聚丙烯薄膜；在聚丙烯薄膜的上、下表面引入2‑异丙基硫杂蒽酮基团，然后与单体丙烯酸溶液通过可见光引发反应，构筑丙烯酸接枝层；在丙烯酸接枝层上构筑超支化聚芳酰胺接枝层。9.根据权利要求8所述的高储能密度的介电复合膜的制备方法，其特征在于，所述超支化聚芳酰胺接枝层的厚度通过控制单体丙烯酸溶液的浓度进行调整。10.如权利要求1‑7任一项所述的高储能密度的介电复合膜在薄膜电容器中的用途。2CN116021855A说明书1/7页高储能密度的介电复合膜、制备方法及用途技术领域[0001]本发明涉及介电复合膜技术领域，具体涉及一种高储能密度的介电复合膜、制备方法及用途。背景技术[0002]双向拉伸聚丙烯薄膜（BOPP）在脉冲功率电子器件中扮演着重要角色，但是BOPP薄膜的介电常数较小，导致其能量密度较低。无机介电陶瓷材料，与聚合物材料相比其介电常数相对较高。但受介电陶瓷材料的击穿强度低，加工条件苛刻与可扩展性差等因素的影响，介电陶瓷材料的应用领域受到极大的限制。为了克服材料的局限性，常常通过在聚合物基体中添加适当比例的介电陶瓷材料的方式，制备出同时具有高介电常数和高击穿强度的复合材料。但通常需要加入大量的介电陶瓷材料来改善聚合物的介电性能。然而，高体积分数的无机填料，会在聚合物基体内部聚集，形成导电通路并大幅降低材料的击穿强度。发明内容[0003]本发明旨在解决上述技术问题。[0004]本发明的一个发明目的在于提供一种高储能密度的介电复合膜，选用聚丙烯薄膜作为中间层以提供高击穿强度，超支化聚芳酰胺接枝层作为上、下表面层以提高介电常数，超支化聚芳酰胺接枝层的厚度控制在1.5‑1.8μm，整个三明治结构的介电复合膜具有更高的极化程度，从而提高了电场下的储能密度。[0005]本发明的另一个发明目的在于提供一种高储能密度的介电复合膜，通过在聚丙烯中添加纤维填料，改进中间层的介电常数和击穿强度，降低可移动载流子的浓度，增加陷阱深度，降