[发明专利]一种高储能钛酸锶钡/PVDF基聚合物复合材料及其制备方法

权利要求书

1.一种高储能钛酸锶钡/PVDF基聚合物复合材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)将钛酸锶钡加入到异丙醇水溶液中，混匀后向体系中加入硅烷偶联剂对钛酸锶钡进行表面改性处理，得到含有端氨基的钛酸锶钡，即NH₂-BST；

(2)在紫外光照射下，通过有机催化原子转移自由基聚合反应制备具有PGMA链段的PVDF基聚合物；

(3)将步骤(1)得到的NH₂-BST加入到极性溶剂中，混匀，得到分散液；将步骤(2)得到的具有PGMA链段的PVDF基聚合物溶于极性溶剂中，得到聚合物溶液；然后将所述的聚合物溶液加入到所述的分散液中，混匀，得到混合分散液；

(4)将步骤(3)得到的混合分散液流延成膜，烘干，淬火，即得。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述的钛酸锶钡为钛酸锶钡纳米线或者钛酸锶钡纳米颗粒。

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述的钛酸锶钡纳米线，直径为5～15nm，长径比为10～40；所述的钛酸锶钡纳米颗粒，粒径为50～500nm。

4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述钛酸锶钡纳米线通过两步水热法制备得到；所述钛酸锶钡纳米颗粒通过溶胶-凝胶法制备得到。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述的异丙醇水溶液中异丙醇与水的体积比为40～60：60～40；所述的硅烷偶联剂为KH550；所述的硅烷偶联剂与异丙醇水溶液的质量体积比为10～50mg/mL；所述的改性处理，改性温度为25～45℃，改性时间为1～8h。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述的紫外光照射，波长为365nm，照射时间为2～6h；所述的PVDF基聚合物为聚偏氟乙烯、聚(偏氟乙烯-三氟氯乙烯)、聚(偏氟乙烯-六氟丙烯)、聚(偏氟乙烯-三氟乙烯-三氟氯乙烯)、聚(偏氟乙烯-三氟乙烯-氟氯乙烯)中的任意一种或几种的组合。

7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述的聚(偏氟乙烯-三氟氯乙烯)，其中的偏氟乙烯单元与三氟氯乙烯单元的摩尔比为91～94：6～9；所述的聚(偏氟乙烯-六氟丙烯)，其中的偏氟乙烯单元与六氟丙烯单元的摩尔比为85～95：5～15；所述的聚(偏氟乙烯-三氟乙烯-三氟氯乙烯)，其中的偏氟乙烯单元、三氟乙烯单元与三氟氯乙烯单元的摩尔比为68～90：5～23：5～15；所述的聚(偏氟乙烯-三氟乙烯-氟氯乙烯)，其中的偏氟乙烯单元、三氟乙烯单元与氟氯乙烯单元的摩尔比为68～90：5～23：5～15。

8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述的具有PGMA链段的PVDF基聚合物的数均分子量为10,0000～40,0000；所述的有机催化原子转移自由基聚合反应以有机小分子为催化剂，以PVDF基聚合物为大分子引发剂，以甲基丙烯酸缩水甘油酯为功能化单体，大分子引发剂、催化剂与功能化单体的质量比为1：0.004～0.10：3.0～10.0；所述的有机小分子为10-苯基吩噻嗪，二萘嵌苯、曙红、荧光素、对茴香醛中的任意一种；所述的有机催化原子转移自由基聚合反应，反应温度为室温。

9.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，所述的极性溶剂为N,N-二甲基甲酰胺，四氢呋喃，二甲基亚砜、N-甲基吡咯烷酮、N,N-二甲基乙酰胺中的任意一种或几种的组合；所述的分散液中，NH₂-BST的浓度为5mg/mL；所述的聚合物溶液中，具有PGMA链段的PVDF基聚合物的浓度为50mg/mL；所述的分散液与聚合物溶液的体积比为0.5～3.5：1。