[发明专利]无机/有机复合薄膜及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种无机/有机复合薄膜及其制备方法。

背景技术

多功能、高填实密度和机械强度的无机-有机复合薄膜材料在许多领域都有着广泛的应用，如：柔性聚合物太阳能电池的衬底，柔性锂离子电池的极片，电气设备的防静电密封垫和电磁屏蔽罩等等。

然而，目前绝大多数柔性复合薄膜材料的制备方法主要在常压下以有机聚合物为基础，采用功能添加剂进行共混或掺杂，所制得的复合薄膜以有机物为主，无机填料或功能添加剂的质量占比很小，而且填实密度不高，不能满足一些对材料有高导电率、高机械强度以及高柔韧性需求的应用。

基于上述情况，有必要提供一种新的方法来制备具有高填实密度、高无机活性材料含量以及优异机械柔性和机械强度的复合薄膜。

发明内容

本发明的目的在于提供一种无机/有机复合薄膜及其制备方法，来制备具有高填实密度、高无机活性材料含量以及优异机械柔性和机械强度的无机/有机复合薄膜。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：一种无机/有机复合薄膜的制备方法，包括以下步骤：

提供制膜分散液，所述制膜分散液包括溶剂、粘结剂、均匀分散的无机粉体材料以及可以选择添加或不添加的分散剂或增稠剂；

对所述制膜分散液进行高温高压过滤处理，得到所述无机/有机复合薄膜。

进一步地，所述高温高压过滤的条件包括：温度为0-400℃，优选为0-150℃、压力为0.1MPa以上，优选为0.5–8Mpa，滤孔孔径不大于1μm，优选为0.2–0.5μm。

进一步地，在保护性气氛中对所述制膜分散液进行所述高温高压过滤处理。

进一步地，所述高温高压过滤的具体步骤包括：

在保护性气氛中将所述制膜分散液加热至0-400℃，并在大于等于0.1MPa的压力下过滤；

之后保持温度和压强直至薄膜和过滤材料干燥，降温泄压并将形成的无机/有机复合薄膜与过滤材料分离。

进一步地，用于形成所述保护性气氛的气体包括氮气、氩气、空气或氦气；和/或，所述溶剂包括无机溶剂或有机溶剂。

进一步地，所述无机粉体材料包括金属、非金属单质、金属盐、金属氧化物、非金属氧化物、化石中的任意一种或以上各材料的复合物，且其粒径不大于0.5mm。

进一步地，所述粘结剂包括聚偏氟乙烯、聚丙烯酸和/或其酯类、聚甲基丙烯酸和/或其酯类、聚丙烯酰胺、聚甲基丙烯酰胺、聚丙烯腈、聚苯乙烯、丁腈橡胶、丁苯橡胶、聚硅氧烷、聚乙二醇和聚亚烷基二醇中的任一种或两种以上的复合物。

进一步地，所述过滤材料包括纤维素滤纸、聚丙烯滤膜、聚乙烯滤膜、尼龙滤膜、聚醚砜滤膜、玻璃纤维滤膜、聚酯滤膜、聚偏氟乙烯滤膜、聚四氟乙烯滤膜或陶瓷滤膜。

进一步地，利用高温高压过滤装置对所述制膜分散液进行所述的高温高压过滤处理，所述高温高压过滤装置包括样品腔、设置在所述样品腔的外部的加热套、设置在所述样品腔顶部的进气口、设置在所述样品腔内的过滤材料以及设置在所述样品腔底部排液口，所述进气口和排液口上都设置有气阀。

为达到上述目的，本发明还提供了一种由所述无机/有机复合薄膜的制备方法所制得的无机/有机复合薄膜，所述无机/有机复合薄膜包含55-95wt％无机粉体材料、5-35wt％粘结剂和0-10wt％分散剂。

本发明的有益效果在于：本发明的无机/有机复合薄膜及其制备方法将制膜分散液通过高压过滤的方法得到无机/有机复合薄膜，与现有技术相比，本发明的制备方法操作简便、工艺条件温和、生产成本低，且制得的无机/有机复合薄膜具有性能稳定、高填实密度、高无机活性材料含量以及优异的机械柔性和机械强度等优点。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。

附图说明

图1为本发明所示的无机/有机复合薄膜的制备方法的流程图；

图2为本发明所示的无机/有机复合薄膜的制备方法中的高温高压过滤装置的结构示意图；

图3为本发明一实施例所示的无机/有机复合薄膜的电镜照片；

图4为本发明另一实施例所示的无机/有机复合薄膜的电镜照片。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

本发明的无机/有机复合薄膜的制备方法包括以下步骤：