【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及電介質材料及儲能材料，具體涉及一種具有自組裝納米尺度多界面的全聚合物納米結構電介質薄膜及其制備方法。
技術介紹
1、聚合物電介質薄膜電容器因具備快速充放電、高功率密度、優異的耐壓性能、自愈合能力以及抗化學腐蝕等優勢，在電子和電氣領域中具有不可替代的作用。隨著電子設備朝著微型化和輕量化方向發展，并在極端環境下的應用需求日益增加，對聚合物電介質在高溫下的儲能性能和可靠性提出了更高的要求。在外加電場作用下，當外界溫度接近聚合物的玻璃化轉變溫度時，電介質內部的泄漏電流會呈指數增長，并轉化為焦耳熱，導致電導損耗的增加。這不僅顯著降低了充放電效率，還會大幅降低擊穿場強，從而導致電力設備失效或損壞。因此，適用于高溫環境的聚合物電介質材料，不僅需要具有高介電常數和低介電損耗的優異介電性能，還必須具備低電導損耗和高擊穿場強，以確保充放電效率高、放電能量密度大。
2、目前，用于薄膜電容器的高溫聚合物電介質材料主要是具有較高玻璃化轉變溫度(tg)的熱塑性工程塑料，如聚醚酰亞胺(pei)、聚苯硫醚(pps)、聚酯(pet)和聚醚醚酮(peek)等。盡管這些材料具備較高的tg，能夠滿足機械耐溫需求，但它們在高溫下的介電儲能性能仍不理想。例如，在150℃時，電導損耗顯著增加，導致擊穿場強、充放電效率和儲能密度大幅下降。因此，開發在寬溫度范圍內(從室溫到150℃)具有優異介電儲能性能的新型聚合物電介質材料具有重要的應用前景。
技術實現思路
1、針對現有聚合物電介質在高溫強電場下的介電儲
2、為了達到上述專利技術目的，本專利技術采用的技術方案為：
3、一方面，提供一種具有自組裝納米尺度多界面的全聚合物納米結構電介質薄膜，該薄膜材料的成分中，滿足如下要求：
4、熱塑性樹脂與雙馬來酰亞胺樹脂的質量比為95:5-65:35；催化劑的添加量為雙馬來酰亞胺樹脂重量的0.05wt％-2wt％；
5、熱塑性聚合物為具有高玻璃化轉變溫度的熱塑性材料；催化劑為雙馬來酰亞胺樹脂發生擴鏈反應以及交聯反應的引發劑。
6、進一步地，熱塑性樹脂與雙馬來酰亞胺樹脂的質量比為85:15-70:30。
7、進一步地，催化劑的添加量為雙馬來酰亞胺樹脂重量的0.1wt％-1wt％。
8、進一步地，熱塑性聚合物為聚醚酰亞胺、聚砜或聚碳酸酯。
9、進一步地，雙馬來酰亞胺樹脂為雙酚a型雙馬來酰亞胺或4,4’-二苯甲烷雙馬來酰亞胺。
10、進一步地，催化劑為雙叔丁基過氧異丙基苯或過氧化二叔丁基。
11、另一方面，提供一種具有自組裝納米尺度多界面的全聚合物納米結構電介質薄膜的制備方法，其包括以下步驟：
12、s1.將熱塑性聚合物與雙馬來酰亞胺樹脂置于極性有機溶劑中，加熱溶解；加入催化劑，獲得組合物漿液，漿液的固含量為0.1wt％-20wt％；
13、s2.將漿液在玻璃基板上均勻涂覆后，于60-90℃烘烤10小時以上，使溶劑盡可能揮發，得到未固化的薄膜；
14、s3.將揮發溶劑后的玻璃基板經過200℃-250℃之間多段溫度的固化反應，得到固化后的薄膜；
15、s4.將帶有固化后的薄膜的玻璃基板放入去離子水中進行揭膜，將揭下來的薄膜進行高溫干燥，得到具有自組裝納米尺度多界面的全聚合物納米結構電介質薄膜。
16、進一步地，步驟s1中，漿液的固含量為1wt％-2wt％。
17、進一步地，步驟s3中，固化反應各階段的溫度以及時間依次為：200℃兩小時，230℃六小時。
18、本專利技術的有益效果為：
19、本專利技術提供了一種具有自組裝納米尺度多界面的全聚合物納米結構電介質薄膜，該薄膜可滿足在150℃及600mv/m以上條件下的應用需求。薄膜中的熱塑性樹脂成分賦予其良好的柔韌性，適用于薄膜電容器的纏繞和層疊工藝；而雙馬來酰亞胺(bmi)納米尺度多界面結構有效阻隔了電荷的注入和激發，顯著減少了高溫和強電場下的漏電流，從而提升了其在高溫強電場條件下的介電儲能性能。作為薄膜電容器使用時，在寬溫度范圍內(室溫至150℃)展現出卓越的器件性能，適用于高溫環境中的儲能電容、嵌入式電容以及有機場效應晶體管等電力電子器件和微電子器件。
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1.一種具有自組裝納米尺度多界面的全聚合物納米結構電介質薄膜，其特征在于，薄膜材料的成分中，滿足如下要求：
2.根據權利要求1所述的具有自組裝納米尺度多界面的全聚合物納米結構電介質薄膜，其特征在于，熱塑性樹脂與雙馬來酰亞胺樹脂的質量比為85:15-70:30。
3.根據權利要求1所述的具有自組裝納米尺度多界面的全聚合物納米結構電介質薄膜，其特征在于，催化劑的添加量為雙馬來酰亞胺樹脂重量的0.1wt％-1wt％。
4.根據權利要求1所述的具有自組裝納米尺度多界面的全聚合物納米結構電介質薄膜，其特征在于，熱塑性聚合物為聚醚酰亞胺、聚砜或聚碳酸酯。
5.根據權利要求1所述的具有自組裝納米尺度多界面的全聚合物納米結構電介質薄膜，其特征在于，雙馬來酰亞胺樹脂為雙酚A型雙馬來酰亞胺或4,4’-二苯甲烷雙馬來酰亞胺。
6.根據權利要求1所述的具有自組裝納米尺度多界面的全聚合物納米結構電介質薄膜，其特征在于，催化劑為雙叔丁基過氧異丙基苯或過氧化二叔丁基。
7.一種權利要求1-6任一所述的具有自組裝納米尺度多界面的全聚合物納米
8.根據權利要求7所述的具有自組裝納米尺度多界面的全聚合物納米結構電介質薄膜的準備方法，其特征在于，步驟S1中，漿液的固含量為1wt％-2wt％。
9.根據權利要求7所述的具有自組裝納米尺度多界面的全聚合物納米結構電介質薄膜的準備方法，其特征在于，步驟S2中，于60-90℃烘烤10小時以上。
10.根據權利要求7所述的具有自組裝納米尺度多界面的全聚合物納米結構電介質薄膜的準備方法，其特征在于，步驟S3中，固化反應各階段的溫度以及時間依次為：200℃兩小時，230℃六小時。
...【技術特征摘要】
1.一種具有自組裝納米尺度多界面的全聚合物納米結構電介質薄膜，其特征在于，薄膜材料的成分中，滿足如下要求：
2.根據權利要求1所述的具有自組裝納米尺度多界面的全聚合物納米結構電介質薄膜，其特征在于，熱塑性樹脂與雙馬來酰亞胺樹脂的質量比為85:15-70:30。
3.根據權利要求1所述的具有自組裝納米尺度多界面的全聚合物納米結構電介質薄膜，其特征在于，催化劑的添加量為雙馬來酰亞胺樹脂重量的0.1wt％-1wt％。
4.根據權利要求1所述的具有自組裝納米尺度多界面的全聚合物納米結構電介質薄膜，其特征在于，熱塑性聚合物為聚醚酰亞胺、聚砜或聚碳酸酯。
5.根據權利要求1所述的具有自組裝納米尺度多界面的全聚合物納米結構電介質薄膜，其特征在于，雙馬來酰亞胺樹脂為雙酚a型雙馬來酰亞胺或4,4’-二苯甲烷雙馬來酰亞胺。
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