[發明專利]一種原子層級疊層復合電驅動變形材料及其制備方法

有效

• 申請號: 202111599128.0
• 申請日: 2021-12-24
• 公開（公告）號: CN114456430B
• 公開（公告）日: 2023-04-07
• 發明（設計）人: 周建新;戎家勝;周玉成;胡聰;胡俊斌
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: C08J7/06
• 分類號: C08J7/06;C08L63/02;C08L81/04;C08J5/12
• 代理公司: 江蘇圣典律師事務所 32237
• 代理人: 賀翔;楊文晰

1.一種原子層級疊層復合電驅動變形材料，其特征在于，該變形材料包括至少一層疊層結構；

所述疊層結構包括上層石墨烯層、下層環氧樹脂基形狀記憶聚合物層和兩個電極；

所述兩個電極分別覆蓋設于石墨烯層上表面的兩端；

所述石墨烯層的層數為2-10層；

所述環氧樹脂基形狀記憶聚合物是由環氧樹脂E51、聚硫橡膠、氨乙基哌嗪和正丁基縮水甘油醚按照質量比100∶16-35∶24∶20混合后獲得；

所述形狀記憶聚合物層的厚度為0.5-2毫米；

所述原子層級疊層復合電驅動變形材料制備方法如下：

1)?利用化學氣相沉積法在鎳箔表面生長石墨烯，得到少原子層石墨烯/鎳箔材料，備用；

2)將環氧樹脂E51、聚硫橡膠、氨乙基哌嗪和正丁基縮水甘油醚，按照質量比100∶16-35∶24∶20混合后，獲得液態形狀記憶聚合物前體，備用；

3)將液態形狀記憶聚合物前體灌注于預先涂覆脫模劑的模具中，再將步驟1）得到的少原子層石墨烯/鎳箔材料平整覆蓋于形狀記憶聚合物前體表面，60-85℃固化2-6小時后脫模，刻蝕去除鎳箔，得到形狀記憶聚合物/少原子層石墨烯復合材料；

4）在步驟3）獲得的形狀記憶聚合物/少原子層石墨烯復合材料的石墨烯層上表面的兩端制作電極，獲得疊層結構，所獲得所述原子層級疊層復合電驅動變形材料。

2.?根據權利要求1所述的原子層級疊層復合電驅動變形材料，其特征在于，所述電極長度不小于0.2?mm。

3.一種基于權利要求1所述原子層級疊層復合電驅動變形材料的多層原子層級疊層復合電驅動變形材料，其特征在于，該多層原子層級疊層復合電驅動變形材料包括至少二層疊層結構，所述二層疊層結構之間通過環氧樹脂基形狀記憶聚合物粘合連接；

所述多層原子層級疊層復合電驅動變形材料的兩端設有導電材料，并于疊層結構的電極連為一體。

4.如權利要求1或2所述原子層級疊層復合電驅動變形材料的制備方法，其特征在于，具體步驟如下：

1)?利用化學氣相沉積法在鎳箔表面生長石墨烯，得到少原子層石墨烯/鎳箔材料，備用；

2)將環氧樹脂E51、聚硫橡膠、氨乙基哌嗪和正丁基縮水甘油醚，按照質量比100∶16-35∶24∶20混合后，獲得液態形狀記憶聚合物前體，備用；

3)將液態形狀記憶聚合物前體灌注于預先涂覆脫模劑的模具中，再將步驟1）得到的少原子層石墨烯/鎳箔材料平整覆蓋于形狀記憶聚合物前體表面，60-85℃固化2-6小時后脫模，刻蝕去除鎳箔，得到形狀記憶聚合物/少原子層石墨烯復合材料；

4）在步驟3）獲得的形狀記憶聚合物/少原子層石墨烯復合材料的石墨烯層上表面的兩端制作電極，獲得疊層結構，所獲得所述原子層級疊層復合電驅動變形材料。

5.根據權利要求4所述原子層級疊層復合電驅動變形材料的制備方法，其特征在于，步驟4）所述電極為銀膠電極或導電金屬電極；所述導電金屬包括金、銀、銅、鋁中的任意一種。

6.如權利要求3所述多層原子層級疊層復合電驅動變形材料的制備方法，其特征在于，具體步驟如下：將疊層結構置于模具中，疊層結構之間均勻刷涂液態形狀記憶聚合物前體作為粘合劑，60-85℃固化2-6小時后脫模；然后在疊層結構的兩端涂覆導電材料并與單個疊層結構的電極連為一體，即得到多疊層形狀記憶聚合物/石墨烯層復合材料。

7.如權利要求6所述多層原子層級疊層復合電驅動變形材料的制備方法，其特征在于，所述導電材料包括銀膠電極或導電金屬，所述導電金屬包括金、銀、銅、鋁中的任意一種。