用于换能器的可固化有机聚硅氧烷组合物和此类可固化有机硅组合物在换能器方面的应用制造技术

本发明专利技术提供能够制备固化制品的可固化有机聚硅氧烷组合物，所述固化制品可用作换能器且具有优异的机械特性和/或电特性。本发明专利技术还涉及一种新型的供换能器用的可固化有机聚硅氧烷组合物，其包含可固化有机聚硅氧烷组合物、比介电常数大于或等于10的介电无机细粒以及比介电常数小于10的细粒。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及能够有利地用于换能器的可固化有机聚硅氧烷组合物。本专利技术提供可 固化有机聚硅氧烷组合物，其通过固化形成的有机聚硅氧烷固化制品用作电活性有机硅弹 性体材料，该材料能够用作换能器的介电层或电极层。本专利技术尤其涉及可固化有机聚硅氧 烷组合物，其具有适于用作介电材料且还尤其适于用作换能器介电层的材料的电特性和机 械特性。本专利技术还涉及使用可固化有机聚硅氧烷组合物形成的电活性聚合物材料的制备方 法，以及涉及含有该电活性聚合物材料的换能器的部件。
技术介绍
A. G. Benjanariu等人指出，介电聚合物是用于人工肌肉的潜在材料 (A. G. Benjanariu，et.al.，"New elastomeric silicone based networks applicable as electroactive systems,Proc. of SPIE vol. 7976 79762V □ Ito 79762V □ 8(2011) (A. G. Benjanariu等人，"适合作为电活性系统的基于新弹性体有机硅的网络"，《国际光学 与光子学会论文集》，第7976卷第79762V □ 1至79762V □ 8页，2011年））。在这里，他 们展示了用可加成固化的有机硅橡胶形成的具有单峰或双峰网的材料的物理特性。为形 成该有机硅橡胶，使用具有4个硅键合的氢原子的短链有机氢硅氧烷作为交联剂来交联具 有乙烯基基团的直链聚（二甲基硅氧烷）（PDMS)聚合物。此外，在B.Kussmaul et al.， Actuator 2012,13th International Conference on New Actuators, Bremen, Germany, 18 □ 20June2012, pp. 374to 378(B. Kussmaul 等人，致动器 2012,第 13 届新致动器国际会 议，德国不莱梅，2012年6月18-20日，第374至378页）中提及一种在电极之间夹有介电 弹性体材料的致动器，该介电弹性体材料是已通过用作电偶极的基团进行了化学改性的有 机聚二甲基硅氧烷，该改性通过使用交联剂将所述基团键合到聚二甲基硅氧烷而进行。 然而，在上述任一参考文献中并未公开可固化有机聚硅氧烷组合物的具体组成， 此外，在实践中可固化有机聚硅氧烷组合物的物理性质对用于多种类型的换能器的工业用 材料而言不足。因此，需要这样的电活性聚合物材料，其组合了能够满足作为多种类型的换 能器的材料的实际用途的机械特性和电特性。特别是，强烈需要固化并提供具有优异物理 特性的电活性聚合物的可固化有机聚硅氧烷组合物。 背景文献 非专利文献1 ：uNew elastomeric silicone based networks applicable as electroactive systems，"Proc. of SPIE vol. 7976 79762V-lto 79762V-8(2011)( "适合 作为电活性系统的基于新弹性体有机硅的网络"，《国际光学与光子学会论文集》，第7976卷 第 79762V-1 至 79762V-8 页，2011 年） 非专利文献 2 :Actuator 2012,13th International Conference on New Actuators，Bremen，Germany，18_20June 2012，pp.374to 378(致动器 2012,第 13 届新致 动器国际会议，德国不莱梅，2012年6月18-20日，第374至378页） 抟术问题 本专利技术的目标是提供能够制备固化制品的可固化有机聚硅氧烷组合物，该固化制 品可用作换能器并具有优异的机械特性和/或电特性。 本专利技术的另一个目标是提供这样的可固化有机聚硅氧烷组合物，其能够通过提供 优异的机械特性和/或电特性且尤其提供高比介电常数、高介电击穿强度和低杨氏模量而 实现高能量密度；能够在用作换能器的介电层的情况下因优异的机械强度（即拉伸强度、 撕裂强度、伸长率等）而实现耐久性和实用位移量；以及能够制备能用作换能器用材料的 固化制品。此外，可将多种类型的填充剂（包括已经过表面处理的填充剂）与本专利技术的可 固化有机聚硅氧烷组合物共混以便获得所需的电特性，并且本专利技术的可固化有机聚硅氧烷 组合物可包含脱模添加剂以便防止在模制成薄片时断裂，且还可以包含用于改善绝缘击穿 特性的添加剂。 本专利技术的其他目标是提供上述可固化有机聚硅氧烷组合物的制备方法，提供能够 用作换能器用电活性聚合物材料的可固化有机硅弹性体材料，提供此类可固化有机硅弹性 体材料的制备方法，以及提供使用可固化有机硅弹性体材料的多种类型的换能器。 问题的解决方案 本专利技术由专利技术人通过以下发现而实现：本专利技术可通过下述方式解决上述问题。 上述问题通过供换能器用的可固化有机聚硅氧烷组合物解决，其包含可固化有机 聚硅氧烷组合物；(D)在IkHz和室温下比介电常数大于或等于10的介电无机细粒；以及 (Etl)在IkHz和室温下比介电常数小于10的细粒。【具体实施方式】 本专利技术的组分要求将在下文详细阐释。 对固化体系无特别限制，且可将任何固化反应体系用于本专利技术的可固化有机聚硅 氧烷组合物，只要初始未固化的原料尤其是可流动的原料可形成固化制备体即可。一般来 讲，本专利技术的可固化有机聚硅氧烷组合物通过缩合固化体系或加成固化体系而固化。然而， 可采用过氧化物固化（自由基诱导的固化）体系或高能射线（例如紫外线）固化体系，并 且它们可用于组合物的固化体系。此外，可采用通过形成呈溶液状态的交联结构并通过除 去溶剂而干燥来形成固化体的方法。 优选地，可固化有机聚硅氧烷组合物包含反应性有机聚硅氧烷，且该组合物满足 至以及任选的和的条件。 「反应件有机聚硅氣烷1 本专利技术的可固化有机聚硅氧烷组合物包含由通式表示的反应性 有机聚硅氧烷。在上述通式中，M表不二有机甲娃烷氧基基团，D表不^.有机甲娃烷氧基基 团，T表示单有机甲硅烷氧基基团，且Q是表示Si04/2的甲硅烷氧基单元。M K、D，P Tk是甲 硅烷氧基单元，其中分别由M、D和T表示的甲硅烷氧基单元的一个R取代基团是能够在缩 合反应、加成反应、过氧化物反应或光反应中进行固化反应的取代基团；但该基团优选地为 能够进行加成反应的基团。在这些基团之中，考虑到高反应速率和低副反应，能够进行固化 反应的取代基团优选地为在硅氢加成反应中有活性的基团，即硅原子键合的氢原子或含有 脂族不饱和键的基团（诸如2至20个碳原子的烯基基团等）。此外，上述反应性有机聚硅 氧烷的非R取代基团优选地为不参与加成反应的基团或为高介电官能团，其示例为烷基基 团，诸如甲基基团、乙基基团、丙基基团、丁基基团、己基基团等；芳基基团，诸如苯基基团、 邻甲苯基基团、对甲苯基基团、萘基基团、卤代苯基基团等；烷氧基基团；等等。在此类基团 之中，从经济学的角度来看甲基基团是优选的。反应性有机聚硅氧烷的具体例子包括三甲 基甲硅烷氧基基团-双分子链封端的二甲基硅氧烷-甲基氢硅氧烷共聚物、三甲基甲硅烷 氧基基团-双分子链封端的二甲基硅氧烷-甲基乙烯基硅氧烷共聚物、二甲基氢甲硅烷氧 基基团-双分子本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种供换能器用的可固化有机聚硅氧烷组合物，包含：可固化有机聚硅氧烷组合物，(D)介电无机细粒，其具有在1kHz和室温下大于或等于10的比介电常数，以及(E0)细粒，其具有在1kHz和室温下小于10的比介电常数。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：藤泽丰彦，福井弘，古川晴彦，彼得·切希雷·哈普菲尔德，金洪燮，北浦英二，肯特·R·拉森，西海航，小川琢哉，大西正之，尾崎弘一，脇田启二，
申请(专利权)人：道康宁公司，道康宁东丽株式会社，
类型：发明
国别省市：美国;US