[發明專利]致動材料和雙向彎曲型致動器及其制備方法

有效

• 申請號: 201710456908.7
• 申請日: 2017-06-16
• 公開（公告）號: CN107297929B
• 公開（公告）日: 2019-03-08
• 發明（設計）人: 陳魯倬;張薇;翁明岑;周培迪;黃志高
• 申請（專利權）人: 福建師范大學
• 主分類號: B32B7/12
• 分類號: B32B7/12;B32B9/00;B32B9/04;B32B23/04;B32B23/08;B32B25/04;B32B27/06;B32B27/32;B32B37/10;B32B37/12;B82Y15/00;B82Y30/00;F03G7/00
• 代理公司: 福州君誠知識產權代理有限公司 35211
• 代理人: 戴雨君

1.一種致動材料，其包括層疊設置的第一材料層和第二材料層，所述第一材料層和第二材料層之間設有粘結劑層，其特征在于：所述第一材料層的濕度膨脹系數大于第二材料層的濕度膨脹系數，并且第一材料層的熱膨脹系數小于第二材料層的熱膨脹系數，所述第一材料層為碳基纖維素復合材料層，所述第二材料層為聚合物材料層。

2.根據權利要求1所述的一種致動材料，其特征在于：所述碳基纖維素復合材料層中的纖維素材料與碳基材料的重量比為500:1~1:1，纖維素材料為纖維素、半纖維素或木質素，碳基材料為碳納米管、石墨、碳黑及其衍生物。

3.根據權利要求1所述的一種致動材料，其特征在于：所述聚合物材料層中的聚合物為聚丙烯，聚乙烯，硅橡膠、氟硅橡膠、聚甲基丙烯酸甲酯、聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚氨脂、環氧樹脂、聚丙烯酸乙酯、聚丙烯酸丁酯、聚苯乙烯、聚丁二烯、聚丙烯腈中的一種或幾種的組合。

4.根據權利要求1所述的一種致動材料，其特征在于：所述粘結劑層的粘結劑為聚乙烯醇，α-氰基丙烯酸乙酯，亞克力膠，光固化膠，熱固化膠中的一種或幾種的組合。

5.根據權利要求1所述的一種致動材料，其特征在于：所述第一材料層的厚度為1 ~500μm，第二材料層的厚度為10 ~500μm，粘結劑層的厚度為1 ~300 μm。

6.根據權利要求1所述的一種致動材料，其特征在于：第一材料層與第二材料層的厚度比為1:0.1 ~ 1: 200。

7.根據權利要求1所述的一種致動材料，其特征在于：所述第一材料層為厚度100μm的碳納米管纖維素復合材料層，第二材料層為厚度35μm的雙向拉伸聚丙烯層，粘結劑層為厚度5 μm的亞克力膠層。

8.一種采用權利要求1-7之一所述的致動材料的雙向彎曲型致動器，其特征在于：其包括所述致動材料以及至少兩個電極，兩個電極間隔設置并與所述致動材料電連接，兩個電極間隔固定于致動材料第一材料層的表面上。

9.根據權利要求8所述的雙向彎曲型致動器，其特征在于：兩個電極間隔固定于致動材料第一材料層的表面上，在濕度增加的狀態下，致動器向第二材料層的表面方向彎曲；在加熱，或者通電，或者光照狀態下，致動器向第一材料層的表面方向彎曲。

10.如權利要求9所述的雙向彎曲型致動器的制備方法，其特征在于：其包括以下步驟:

步驟一：制備均勻的纖維素材料懸濁液；

步驟二：通過真空抽濾或拉膜法制備干燥的纖維素薄膜；

步驟三：將碳納米管進行酸化處理，形成帶有羧基官能團的碳納米管；

步驟四：洗去上述碳納米管上的酸，將碳納米管重新分散于水中，形成穩定的碳納米管水溶液；

步驟五：將纖維素薄膜浸入碳納米管水溶液中，然后取出并干燥形成碳基纖維素復合材料層，并組裝上第一電極與第二電極；

步驟六：利用聚合反應形成聚丙烯薄膜，再對聚丙烯薄膜進行雙向拉伸，形成雙向拉伸聚丙烯薄膜層；

步驟七：采用提拉法將亞克力膠均勻覆蓋在雙向拉伸聚丙烯薄膜層上，形成粘結劑層；

步驟八：通過粘結、壓合方式將組裝有第一電極和第二電極的碳基纖維素復合材料層與聚丙烯薄膜層通過粘結劑層組裝在一起，得到所述致動器。