[发明专利]一种驻极体复合薄膜材料的制备方法

说明书

本发明公开了一种驻极体复合薄膜材料的制备方法，其方法包括以下步骤：(1)复合薄膜的制备：包括中间层、上层和下层，其中中间层采用有机功能薄膜，上层和下层采用聚三氟氯乙烯膜或着乙烯‑四氟乙烯共聚物薄膜，三层薄膜经熔融热压制成复合薄膜材料；(2)驻极体的制备：采用电晕方法或低能电子束注极对复合薄膜进行极化。本发明制备得到的驻极体复合薄膜材料具有良好的电荷贮存能力及衰减寿命，机械稳定性和重复性好，同时具有良好水蒸气阻隔性能，在低温潮湿的环境中得到广泛应用。

技术领域

本发明涉及薄膜材料技术领域，特别涉及一种驻极体复合薄膜材料的制备方法。

背景技术

驻极体是指具有长期储存电荷能力的固体电介质材料。有机高聚物薄膜驻极体材料是60年代发展起来的，相比惯用的无机陶瓷功能电介质，它具有柔软性、易加工、长寿命、低成本、高湿环境中电荷储存的长寿命等优点，这类驻极体稳定性和重复性都很好，在电声换能器传感器或者空气过滤器方面得到广泛应用。

有机高聚物薄膜中，氟碳聚合物(以聚四氟乙烯、聚氟化乙丙烯共聚物FEP、可熔性聚四氟乙烯PFA及聚三氟氯乙烯PCTFE、乙烯-四氟乙烯共聚物ETFE为代表)属于非极性或弱极性材料，具有优异的介电性能、良好的化学稳定性，极低的吸湿性，特殊的结构形态赋予他们良好的电荷储存能力和储存稳定性，在工业化驻极体材料应用中占据绝对优势。单层聚四氟乙烯微孔膜或者其他聚合物薄膜，孔洞是开放式的，经双面镀电极之后，铝电极会导致薄膜表面和孔界面的电荷消失，压电系数会下降。采用三层复合薄膜结构紧密融合在一起形成了一种具有类似封闭式孔洞结构的复合膜，提供良好的压电性能稳定性。但目前的驻极体复合薄膜材料在高湿环境中使用时，存在空间电荷储存能力下降，表面电位衰减快、压电性能失效快的问题，限制了进一步应用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种驻极体复合薄膜材料的制备方法，制备的驻极体具有极好的电荷储存能力和使用寿命，同时还具有较好的机械性能和良好的水蒸气阻隔性能，适合在潮湿和低温的环境中应用。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种驻极体复合薄膜材料的制备方法，其特征在于：其包含下述步骤：

(1)复合薄膜的制备：包括中间层、上层和下层，其中中间层采用有机功能薄膜，上层和下层采用聚三氟氯乙烯膜或着乙烯-四氟乙烯共聚物薄膜，三层薄膜经熔融热压制成复合薄膜材料；

(2)驻极体复合薄膜材料制备：采用电晕方法或低能电子束注极对复合薄膜进行极化；

其中，所述的复合薄膜材料的中间层选自下列材料之一：聚四氟乙烯多孔膜，聚丙烯微孔膜、可熔性聚四氟乙烯(PFA)膜、聚酰亚胺膜。

优选的，上层和所述下层均为聚三氟氯乙烯膜。

优选的，上层和所述下层均为乙烯-四氟乙烯共聚物薄膜。

优选的，中间层为聚四氟乙烯多孔膜。

优选的，熔融热压的温度为210～280℃，压力为5～10MPa。

优选的，复合薄膜的厚度为40～100um。

优选的，中间层厚度为5～20um，所述聚三氟氯乙烯膜的厚度为15～40um，所述乙烯-四氟乙烯共聚物薄膜的厚度为20～40um。

优选的，电晕极化条件为在保持温度为110～130℃的情况下，用8～10KV的电压充电30～40min，然后保持电压不变的情况下降温至室温，电晕电极与样品的表面距离为1.5～2cm。

优选的，(1)复合薄膜材料制备：以20um的聚四氟乙烯多孔膜为中间层，上下层均为25um的聚三氟氯乙烯薄膜，用橡胶硫化机，经过225℃，8MPa，热压3min后，取出后放在不加热的橡胶硫化机上，给予压力2MPa，冷却至室温，脱模得到复合膜；