[發明專利]一種堆棧式介電彈性體作動器制作方法

在審

• 申請號: 201910218612.0
• 申請日: 2019-03-21
• 公開（公告）號: CN109980080A
• 公開（公告）日: 2019-07-05
• 發明（設計）人: 陳花玲;李卓遠
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: H01L41/37
• 分類號: H01L41/37;H01L41/27;H01L41/335;H01L41/23
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 徐文權

本發明涉及一種堆棧式介電彈性體作動器制作方法，包括以下步驟：首先，利用流延制膜機將配好的液態硅橡膠溶液均勻地涂覆在PET薄膜上，形成膜；切割出多個作動器電極的形狀，作為制作電極層時的掩膜版；將掩膜版緊密貼合在硅橡膠表面，然后將液態導電材料均勻地涂覆在掩膜板和硅橡膠膜的表面形成厚度確定的電極層；電極層制作好后將掩膜板揭下，并加熱使其固化；然后再在電極層上面流延一層硅橡膠薄膜，重復上述步驟，得到一塊包含多個堆棧式作動器的硅橡膠；用切刀切割得到多個堆棧式作動器完成堆棧式介電彈性體作動器的制作。本發明操作簡單、可復現，電極層與作動層之間貼合性好，作動器工作性能穩定，應用前景廣闊。

技術領域

本發明屬于智能材料與智能結構領域，特別涉及一種堆棧式介電彈性體作動器制作方法。

背景技術

目前制作多層功能彈性體的主流方法是先用澆鑄成型法得到一定厚度的膜，再將膜裁剪成多個單元，最后對這些單元進行堆疊形成多層結構，或者用勻膠機制得介電彈性體薄膜后用噴槍在其上噴涂導電顆粒，隨后繼續在其上制介電彈性體薄膜。這些方法可以制得堆棧式作動器，但存在諸多問題，比如，已經固化完成的膜之間沒有粘接力，堆疊后仍會有空氣進入，在給作動器施加電壓時，容易發生電擊穿現象；堆疊時相鄰兩層之間難以完全重疊，最終那個造成作動器一致性較差；在勻膠機旋轉制膜時，存在中間厚邊緣薄的情況；導電顆?？赡茉谥颇r被液態硅橡膠“沖走”，導致作動器最終一致性較差。

發明內容

本發明的目的在于提供一種堆棧式介電彈性體作動器制作方法，以解決上述問題。

為實現上述目的，本發明采用以下技術方案：

一種堆棧式介電彈性體作動器制作方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1，利用流延制膜機將液態硅橡膠溶液均勻地涂覆在PET薄膜上，形成一層硅橡膠膜，并加熱使其固化；

步驟2，用激光切割機在PET薄膜或者離型紙上切割出多個作動器電極的形狀，以此作為制作電極層時的掩膜版；

步驟3，將掩膜版緊密貼合在硅橡膠膜表面，然后利用流延制膜機將配置好的液態導電材料均勻地涂覆在掩膜板和硅橡膠膜的表面形成電極層，或者利用噴筆將液態導電材料均勻地噴涂在掩膜板和硅橡膠膜表面形成電極層；電極層制作好后將掩膜板揭下，并加熱使電極層固化；

步驟4，然后再在電極層上面流延一層硅橡膠薄膜，以此形式重復疊加，得到一塊包含多個堆棧式作動器的硅橡膠；

步驟5，用切刀沿電極邊緣切割得到多個作動器；給正負極引電極導線并用導電膠水粘牢，完成堆棧式介電彈性體作動器的制作。

進一步的，步驟1中硅橡膠膜的厚度通過流延制膜機的刮刀高度調整。

進一步的，步驟3中，通過流延涂覆方法得到的電極層，其材料由導電顆粒與硅橡膠以1:4的質量比進行混合后得到。

進一步的，步驟3中，通過噴筆噴涂方法得到的電極層，其材料由導電顆粒與異丙醇以1:54的質量比進行混合后得到。

進一步的，步驟4中，所有的電極層正負極交替排列，且同極性的引出端排布在作動器的同側，并用導電銀膠并聯連通。

進一步的，步驟5中，堆棧式介電彈性體作動器的上下表面均帶有絕緣封裝層。

與現有技術相比，本發明有以下技術效果：

本發明的每層彈性體薄膜均采用流延成膜制備，待薄膜固化，然后在其上面流延新一層薄膜，電極層與作動層之間貼合性好，作動器工作性能穩定，制作的彈性體及其彈性電極質地均勻，模量較小，在一定限度內，可以承受拉伸、壓縮、彎曲、扭轉等變形。

本發明通過流延制膜機的刮刀調整硅橡膠膜的厚度，避免出現制膜時存在中間厚邊緣薄的情況。