[发明专利]改性无机/有机压电薄膜、其制备方法及其应用

说明书

本发明阐述了一种改性无机/有机压电薄膜的制备方法，包括以下步骤：通过高温烧结得到压电陶瓷块，再进行破碎，研磨，烘干，得到压电陶瓷粉；对压电陶瓷粉进行表面改性后将改性粉体、聚合物粉，以酒精为溶剂进行混合得到复合浆料；改性的压电陶瓷粉占无机有机混合物的总重量百分比为1～50％；将混合后的浆料烘干，辊磨混料，造粒、烘干；经挤出流延即可得到改性无机/有机压电薄膜。本发明采用改性剂对压电陶瓷粉体进行表面改性，提高了压电陶瓷颗粒和压电聚合物的界面结合性，改善了复合薄膜的介电性能和力学性能，可以实现大批量生产，实现复合压电薄膜的产业化。

技术领域

本发明属于高分子材料、有机薄膜制备领域，具体涉及改性无机/有机压电薄膜、其制备方法及其应用。

背景技术

有机/无机复合压电薄膜，具有优异的热电性、压电性、铁电性，应用越来越广泛，主要可用于传感器、能量收集、储能、微驱动、制冷等领域。有机/无机复合压电薄膜可克服单一材料的缺点，相对于单一压电陶瓷，具有柔性好、便于加工等优点，相对于单一聚合物压电材料，具有压电应变系数大、介电常数高、反应灵敏、耐温性好等优点。

目前报道集中在通过浇注法制备有机/无机复合压电薄膜压电复合薄膜，其缺点主要在于薄膜厚度较薄，力学性能差，致密性差、难以制备大面积薄膜，同时难以实现产业化生产。

发明内容

压电陶瓷粉体和压电聚合物由于物理化学属性的不同，在两相结合的界面处，难以有效结合，造成薄膜性能的下降。本发明采用表面活性剂对陶瓷粉体进行表面改性，可增加无机颗粒在有机基体中的相容性和分散性，提高表面结合性，改善薄膜的性能。本发明采用的技术方案如下：

一种改性无机/有机压电薄膜的制备方法，包括以下步骤：

S1、通过高温烧结得到压电陶瓷块，再进行破碎，研磨，烘干，得到压电陶瓷粉；其中，所述压电陶瓷块所采用的无机相材料为锆钛酸铅、钛酸钡、铌酸钾钠和铌酸锂中的一种或几种；

S2、对所述压电陶瓷粉进行表面改性；

S3、将改性后的所述压电陶瓷粉、聚合物粉和溶剂进行混合；其中，所述聚合物粉所采用的有机材料为聚偏氟乙烯、聚偏氟乙烯-三氟乙烯、聚偏氟乙烯-三氟乙烯-三氟氯乙烯中的一种；改性后所述压电陶瓷粉占无机有机混合物的总重量百分比为1～50％；

S4、将混合后的浆料置烘干，辊磨混料，对混料进行造粒、烘干；

S5、将烘干后的粒料经挤出流延即可得到所述改性无机/有机压电薄膜。

一种改性无机/有机压电薄膜。

一种改性无机/有机压电薄膜的制备方法在制备压电薄膜中的应用。

一种压电薄膜传感器，包括所述的改性无机/有机压电薄膜。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

1、本发明采用改性剂对压电陶瓷粉体进行表面改性，提高了压电陶瓷颗粒和压电聚合物的界面结合性，改善了复合薄膜的介电性能和力学性能。

2、本发明在压电陶瓷粉体改性过程中采用了机械球磨法，为获得优异介电性能和力学性能的复合压电薄膜提供了帮助，工艺简单，便于工业化生产。

3、本发明制备的性能优异的压电薄膜能够应用于制备压电薄膜床传感器。

4、本工艺制备的复合压电薄膜致密性好、面积大，厚度可以控制在几十个微米到1毫米的范围，真正实现了连续化批量生产，具有很强的实用价值。

附图说明

图1为本发明实施例6-12提供的热力学TG图。

图2为本发明实施例6-12提供的热力学DTG图。