[发明专利]铁电氟聚合物

说明书

本发明涉及一种铁电氟聚合物，涉及一种用于制造所述氟聚合物的方法并且涉及所述氟聚合物在电气和/或电子应用中的用途。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2017年6月14日提交的欧洲申请号17175933.5的优先权，出于所有目的将所述申请的全部内容通过援引方式并入本申请。

技术领域

本发明涉及一种铁电氟聚合物，涉及一种用于制造所述氟聚合物的方法并且涉及所述氟聚合物在电气和/或电子应用中的用途。

背景技术

包含衍生自三氟乙烯(TrFE)的重复单元的偏二氟乙烯(VDF)共聚物由于它们的易于加工性、化学惰性和吸引人的铁电、压电、热电、铁弛豫体(ferrorelaxor)及介电特性，已经广泛地在电气和电子器件两者的制造中使用。

特别地，由于它们的高介电常数和吸引人的铁弛豫体特性，包含衍生自三氟乙烯(TrFE)以及三氟氯乙烯(CTFE)的重复单元的偏二氟乙烯(VDF)三元共聚物已经在薄膜晶体管(TFT)器件的制造中使用。

正如所熟知的那样，术语压电意指材料将电能转化为机械能(并且反之亦然)的能力，并且认为机电响应本质上与在变形或压力振荡期间的尺寸变化相关。压电效应是可逆的，因为展现出正压电效应的材料(在施加应力时产生电)还展现出逆压电效应(在施加电场时产生应力和/或应变)。

铁电性是材料的特性，借此这一后者展现出自发的电极化，其方向可以通过施加外部电场在等效状态之间切换。

热电性是某些材料在加热或冷却时产生电势的能力。实际上，作为这种温度变化的结果，正电荷和负电荷通过迁移运动到相反端(即材料变为极化的)，并且因此建立了电势。

铁弛豫体是电活性材料的特性，借此这一后者在施加电场时表现出大位移，但在致动时没有力传递。

具有良好的介电特性的材料在本领域中是已知的。

特别地，高介电材料对于制造高性能电气和电子器件而言已经变得更加理想。

鉴于以上所述，在本领域中对于铁电氟聚合物仍然存在需要，这些铁电氟聚合物可以容易地加工，从而提供被赋予了高介电常数以及在某些情况下，高压电系数以适合用于电气或电子器件中的膜。

US 2016/046746(授予阿科玛公司(Arkema))披露了一种通过偏二氟乙烯与三氟乙烯和至少第三单体的自由基共聚获得的共聚物，该第三单体具有大于0g/mol的摩尔质量并且对应于下式：

其中R₁是氢原子或氟原子，并且R₂和R₃彼此独立地选自Cl、F和CF₃，并且官能团选自膦酸酯、羧酸、SO₂X(其中X是F、OK、ONa或OH)或Si(OR)₃(R是甲基、乙基或异丙基)基团。该第三单体可以选自2,3,3,3-四氟丙烯、2-氯-3,3,3-三氟丙烯、β-二氟丙烯酸、2-(三氟)甲基丙烯酸、乙烯基膦酸二甲酯、三氟溴乙烯、三氟乙酸乙烯酯、衣康酸和2-(三氟甲基)丙烯酸叔丁酯。

US 4708989(授予汤姆逊CSF公司(Thomson CSF))披露了一种具有高介电常数的基于聚合物的介电材料，其是由具有不同居里温度的铁电聚合物的合金(其中这些铁电聚合物可以是偏二氟乙烯和三氟乙烯共聚物P(VF₂--VF₃)[又称为VDF/TrFE])，例如通过混合两种三元共聚物或通过混合三元共聚物与共聚物获得的合金形成的。在三元共聚物之中，特别提及VDF-TrFE-HFP三元共聚物。