[發(fā)明專利]一種用于介電彈性體的多巴胺改性介電填料及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201611049456.2
• 申請(qǐng)日: 2016-11-25
• 公開（公告）號(hào): CN106750540B
• 公開（公告）日: 2019-04-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李風(fēng)浪;李舒歆
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 東莞市聯(lián)洲知識(shí)產(chǎn)權(quán)運(yùn)營管理有限公司
• 主分類號(hào): C08K9/10
• 分類號(hào): C08K9/10;C08K9/04;C08K3/22;C08K5/00;C08K3/04;C08L21/00
• 代理公司: 北京眾合誠成知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11246
• 代理人: 連平

本發(fā)明公開了一種用于介電彈性體的多巴胺改性介電填料及其制備方法，制備方法為：將納米二氧化鈦與酞菁銅混合物浸入多巴胺水溶液中，攪拌混合均勻，調(diào)節(jié)pH為8?9，靜置1?3h，過濾后干燥，將其加入到氧化石墨烯水溶液中，超聲分散，在30?45℃條件下分散36?48h，之后加入多巴胺水溶液，調(diào)節(jié)pH為8?9，反應(yīng)12?24h，反應(yīng)完成后，抽濾，使用去離子水清洗至中性，之后在真空條件下進(jìn)行干燥，既得多巴胺改性介電填料。該方法以石墨烯為基體，制備的介電填料綜合性能穩(wěn)定，利用其制備的介電彈性體復(fù)合材料介電常數(shù)高，并能降低介電損耗，提高電致形變。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及介電彈性體領(lǐng)域，特別是涉及一種用于介電彈性體的多巴胺改性介電填料及其制備方法。

背景技術(shù)

介電彈性體是一類能夠?qū)ν獠侩妶?chǎng)產(chǎn)生應(yīng)變響應(yīng)的電活性聚合物，具有驅(qū)動(dòng)和發(fā)電兩種工作模式，其中驅(qū)動(dòng)模式是指在外界電場(chǎng)的作用下，靜電吸引力使得介電彈性體厚度減小，平面伸展，而當(dāng)外界電場(chǎng)撤銷后，介電彈性體則可以回復(fù)到初始形態(tài)。通常介電彈性體介電常數(shù)越高，發(fā)電能力越強(qiáng)。介電彈性體材料具有高彈性能、耐沖擊性，循環(huán)周期長并且成本低等特點(diǎn)，在仿生、生物醫(yī)學(xué)、發(fā)電、光學(xué)以及航空航天等方面均有較好的應(yīng)用前景，會(huì)對(duì)人們的現(xiàn)有生活、環(huán)境產(chǎn)生較大的影響。因此，近年來關(guān)于介電彈性體的研究受到廣泛的關(guān)注。

常用的介電彈性體有聚合物共混型、彈性體與有機(jī)或無機(jī)填料共混型或電場(chǎng)下彈體與無機(jī)填料交聯(lián)型等。介電彈性體在電場(chǎng)作用下產(chǎn)生的形變與材料的相對(duì)介電常數(shù)、外界電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)的平方呈正比，并與彈性模量成反比。提高介電彈性體的介電常數(shù)是使介電彈性體性能更加穩(wěn)定，高效的手段，其中最有效的方法為摻雜導(dǎo)體或者半導(dǎo)體填料，常用的填料有陶瓷介電填料，半導(dǎo)體介電填料以及導(dǎo)電型納米介電填料，相較于前兩種材料導(dǎo)電型納米介電填料在提高彈性體介電常數(shù)性能方面效果更為顯著。

通過添加導(dǎo)電型納米介電填料來增加介電彈性體的介電常數(shù)的方法是基于逾滲理論，即填料的含量在基體中存在一個(gè)閾值。當(dāng)填料含量高于此閾值時(shí)，填料在基體中形成了較為完善的導(dǎo)電通路，材料的導(dǎo)電率會(huì)突增從而成為導(dǎo)體；當(dāng)填料含量接近此閾值時(shí)，材料處于臨界狀態(tài)，雖為絕緣體，但是此時(shí)的介電常數(shù)會(huì)有一個(gè)突增，從而成為了提高介電彈性體的介電常數(shù)的最優(yōu)點(diǎn)。

中國發(fā)明專利CN201610105279.9公開了一種溴化丁基橡膠介電彈性體復(fù)合材料，該材料，以質(zhì)量份數(shù)計(jì)，將溴化丁基橡膠100份、硫化體系1.5-9份、高介電陶瓷填料10-50份、極性增塑劑10-50份共混，在20-60℃混煉均勻，出片，混煉膠室溫停放7-16h后，在平板硫化機(jī)上硫化，制得溴化丁基橡膠介電彈性體復(fù)合材料。所制備的介電彈性體復(fù)合材料具有高介電常數(shù)、低彈性模量及優(yōu)良延展性的特點(diǎn)，同時(shí)可以在較低的外加電場(chǎng)下獲得高電致形變，改善了傳統(tǒng)方法中介電彈性體需要在高電壓下才能產(chǎn)生大電致形變的情況。因此，有效的提高介電彈性體的介電常數(shù)并降低彈性模量仍是目前研究的重點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種用于介電彈性體的多巴胺改性介電填料，該方法以石墨烯為基體，制備的介電填料綜合性能穩(wěn)定，利用其制備的介電彈性體復(fù)合材料介電常數(shù)高，并能降低介電損耗，提高電致形變。

本發(fā)明的另一目的是提供該用于介電彈性體的多巴胺改性介電填料的制備方法。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

一種用于介電彈性體的多巴胺改性介電填料的制備方法，包括以下步驟：

(1)將納米二氧化鈦與酞菁銅混合物浸入多巴胺水溶液中，攪拌混合均勻，調(diào)節(jié)pH為8-9，靜置1-3h，過濾后，用去離子水洗至中性，干燥，得多巴胺改性納米二氧化鈦與酞菁銅混合物；