[发明专利]具有增强弹性体和集成电极的介电复合物

说明书

本发明涉及介电弹性体复合物，其包括可保留加工膜，弹性体材料和导电材料。弹性体层可以部分地渗入可保留加工膜。可保留加工膜可以是多孔的。在施加弹性体和导电材料之前，将可保留加工膜在横向、纵向、或横向和纵向上压实。可保留加工膜的压实可以在膜中形成结构化折叠或折叠的原纤，从而使可保留加工膜具有低模量和柔韧性。在一些实施方式中，介电复合物设置为堆叠构造。或者，介电弹性体复合物可具有卷绕构造。介电复合物的总厚度小于约170μm。介电弹性体复合物可用于例如介电弹性体致动器、传感器和能量采集。

技术领域

本公开一般涉及介电复合物，更具体地，涉及具有集成电极、弹性体材料和可保留加工层的介电弹性体复合物。

背景技术

介电弹性体致动器(DEA)在各种应用中都有潜力。但是，仍然需要克服技术难题，然后才能将可靠的产品商业化生产。一个难题是为驱动电压明显低于2000伏，或者甚至低于600伏的DEA应用生产薄的弹性体膜(例如，厚度为100μm或更小)。为了实现这样的电压，需要可靠地制造厚度小于50μm的弹性体膜而没有缺陷，并且能够在下游进行操作。这种弹性体通常难以制造并且在卷对卷加工中不容易操作。因此，这些材料可能需要使用不太理想的批处理技术。

仍然需要一种薄的，坚固的并且适合于使用与连续卷对卷加工相关的技术进行生产的介电弹性体复合物。

发明内容

一个实施方式涉及一种介电弹性体复合物，其包括压实的多孔膜，至少部分地渗透压实的多孔膜的弹性体材料以及位于弹性体材料上的导电材料。介电复合物的厚度小于约170μm。在一些实施方式中，压实的多孔膜可以被横向压实，在纵向上压实、或在这两个方向上依次或同时压实。在示例性实施方式中，压实的多孔膜是压实的含氟聚合物膜(例如，压实的膨胀型聚四氟乙烯膜)。弹性体材料的厚度可以为约0.1μm至约100μm，导电材料的厚度可以为约1nm至约20μm，并且压实的多孔膜的厚度可以为约0.1μm至约50μm。在一些实施方式中，介电复合物可以具有堆叠或卷绕的构造。

另一个实施方式涉及介电弹性体复合物，其包括压实的多孔膜，位于压实的多孔膜上的导电材料，以及弹性体材料。弹性体材料包围导电材料并且至少部分地渗透压实的多孔膜。压实的多孔膜可以是压实的含氟聚合物膜。多孔膜可以被横向压实，在纵向上压实、或在这两个方向上依次或同时压实。在一些实施方式中，压实的多孔膜是压实的膨胀型聚四氟乙烯膜。弹性体材料的厚度可以为约0.1μm至约100μm，导电材料的厚度可以为约1nm至约20μm，并且压实的多孔膜的厚度可以为约0.1μm至约50μm。介电复合物的厚度可以小于约170μm。在一些实施方式中，介电复合物可以具有堆叠或卷绕的构造。

另一个实施方式涉及介电弹性体复合物，其包括第一弹性体材料，第二弹性体材料和夹在其间的压实的多孔膜。第一导电材料和第二导电材料分别位于第一和第二弹性体材料上。压实的多孔膜可以是压实的含氟聚合物膜。在一些实施方式中，压实的多孔膜是压实的膨胀型聚四氟乙烯膜。压实的多孔膜可以被横向压实，在纵向上压实、或在这两个方向上依次或同时压实。第一和第二弹性体材料可以各自具有约0.1μm至约100μm的厚度，第一和第二导电材料可以各自具有约1nm至约20μm的厚度，并且压实的多孔膜可以具有约0.1μm至约50μm的厚度。介电弹性体复合物的厚度可以小于约170μm。

另一个实施方式涉及一种制备介电弹性体复合物的方法，该方法包括将多孔膜压实，将第一弹性体材料施加到压实的多孔膜的第一侧，将第二弹性体材料施加到压实的多孔膜的第二侧，将第一导电材料定位在第一弹性体材料上，并且将第二导电材料背对压实的多孔膜定位在第二弹性体材料上。压实的多孔膜可以被横向压实，在纵向上压实、或在这两个方向上依次或同时压实。压实的多孔膜可以是压实的含氟聚合物膜。在一些实施方式中，压实的多孔膜是压实的膨胀型聚四氟乙烯膜。第一和第二弹性体材料可以各自具有约0.1μm至约100μm的厚度，第一和第二导电材料可以各自具有约1nm至约20μm的厚度，并且压实的多孔膜可以具有约0.1μm至约50μm的厚度。介电复合物的厚度可以小于约170μm。

附图说明