一种高介电常数低模量可自修复的硅橡胶介电弹性体及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种高介电常数低模量可自修复的硅橡胶介电弹性体及其制备方法和应用，所述硅橡胶介电弹性体是采用硅橡胶介电弹性体用组合物制备得到的，所述组合物包括如下组分：(a)端羧基的聚硅氧烷，其结构如下式I所示；(b)侧链含氨基和/或其他高极性基团的聚硅氧烷，其结构如下式II所示。与现有技术相比，本发明专利技术的硅橡胶介电弹性体介电常数高、模量低、可自修复；且本发明专利技术制备方法简单，成本低、易于工业化生产。业化生产。业化生产。

【技术实现步骤摘要】
一种高介电常数低模量可自修复的硅橡胶介电弹性体及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于介电弹性体材料领域，具体涉及一种高介电常数、低模量、可自修复的硅橡胶介电弹性体及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]介电弹性体是一种电活性聚合物，能够在外界电场的刺激下发生形状的变化，实现电能和机械能的相互转换。相较于其他电活性聚合物，介电弹性体具有电致形变大、能量密度高、转换效率高、响应速度快等优点，可用于驱动器、发电器、感应器等领域。
[0003]硅橡胶因优异耐高低温性能、化学稳定性和对湿度不敏感等特性而成为介电弹性体的理想基体材料。但是，在实际使用过程中，硅橡胶材料由于本身的介电常数较低(<3，103Hz)，需要采取各种方法提高其介电常数；介电材料会因为各种原因产生裂纹和击穿，影响使用，使用寿命较短。
[0004]中国专利201110351670.4公开了一种高介电硅橡胶及其制备方法，将陶瓷填料和导电半导体填料添加到硅橡胶中，介电常数有效提高，但填料添加导致材料机械性能变差。因此，如何制备一种高介电常数低模量，并具有较长寿命的介电弹性体是亟需解决的问题。

技术实现思路

[0005]为改善现有技术问题，本专利技术提供一种高介电常数低模量可自修复硅橡胶介电弹性体及其制备方法和应用。本专利技术利用氨基和羧基反应生成离子键和氢键，使硅橡胶具有自修复功能；通过在聚硅氧烷侧链上引入高极性基团来提高硅橡胶的介电常数。本专利技术方法工艺简单，成本低廉，且可根据需要有效控制硅橡胶的性能，可促进硅橡胶介电弹性体的实际应用。
[0006]本专利技术目的是通过如下技术方案实现的：
[0007]一种硅橡胶介电弹性体用组合物，所述组合物包括如下组分：
[0008](a)端羧基的聚硅氧烷，其结构如下式I所示；(b)侧链含氨基和/或其他高极性基团的聚硅氧烷，其结构如下式II所示；
[0009][0010]其中，R1和R2相同或不同，彼此独立地选自C1‑
12
烷基、C6‑
24
芳基取代的C1‑
12
烷基、C6‑
24
芳基、至少一个C1‑
12
烷基取代的C6‑
24
芳基；
[0011]R3和R4相同或不同，彼此独立地选自C1‑
12
烷基；
[0012]每一个R5相同或不同，彼此独立地选自C0‑
12
亚烷基；
[0013]m为4
‑
100之内的任意整数；
[0014][0015]其中，R6、R7、R8和R9相同或不同，彼此独立地选自C1‑
12
烷基、C6‑
24
芳基取代的C1‑
12
烷基、C6‑
24
芳基、至少一个C1‑
12
烷基取代的C6‑
24
芳基；
[0016]每一个R
10
相同或不同，彼此独立地选自C1‑
12
烷基；
[0017]每一个R
11
相同或不同，彼此独立地选自C0‑
12
亚烷基；
[0018]R
12
选自硝基、
‑
C0‑
12
亚烷基氰基、
‑
C0‑
12
亚烷基醛基、C0‑
12
卤代烷基和卤素；
[0019]R
m
选自C1‑
12
亚烷基；
[0020]x为0
‑
100之内的任意整数；y为1
‑
100之内的任意整数；z为0
‑
100之内的任意整数。
[0021]根据本专利技术，R1和R2相同或不同，彼此独立地选自C1‑6烷基、C6‑
12
芳基取代的C1‑6烷基、C6‑
12
芳基、至少一个C1‑6烷基取代的C6‑
12
芳基；优选地，R1和R2各自独立地选自甲基、乙基、乙基苯基、2,4
‑
二甲基苯基、苄基。
[0022]根据本专利技术，R3和R4相同或不同，彼此独立地选自C1‑6烷基；优选地，各自独立地选自甲基、乙基。
[0023]根据本专利技术，每一个R5相同或不同，彼此独立地选自C0‑5亚烷基；优选地，R5彼此独立地选自CH2CH2、CH2CHCH3。
[0024]根据本专利技术，m为4
‑
60之内的任意整数。示例性地为5、10、15、20、25、30、35、40、45、50、55或60。
[0025]在本专利技术的具体实施方案中，式I所示的聚硅氧烷可具有以下式I
‑
A所示结构：
[0026][0027]式I
‑
A中，m均具有如上含义。
[0028]根据本专利技术，R6、R7、R8和R9相同或不同，彼此独立地选自C1‑6烷基、C6‑
12
芳基取代的C1‑6烷基、C6‑
12
芳基、至少一个C1‑6烷基取代的C6‑
12
芳基；
[0029]优选地，R6、R7、R8和R9各自独立地选自甲基、乙基、乙基苯基、2,4
‑
二甲基苯基、苄基。
[0030]根据本专利技术，每一个R
10
相同或不同，彼此独立地选自C1‑6烷基；优选地，R
10
选自甲基、乙基。
[0031]根据本专利技术，每一个R
11
相同或不同，彼此独立地选自C0‑5亚烷基；优选地，R
11
选自CH2、CH2CH2、CH2CHCH3或CH2CH2CH2。
[0032]根据本专利技术，R
12
选自硝基、
‑
C0‑5亚烷基氰基、
‑
C0‑5亚烷基醛基、C0‑5卤代烷基和卤素；
[0033]优选地，R
12
选自硝基、
‑
X、
‑
CH2X、
‑
CH(X)CH3、
‑
CH2CH2X、
‑
CY3、
‑
CH(Y)CH(Y)2、
‑
C(Y)2CH2Y，其中，X选自
‑
CN、
‑
C(＝O)H或卤素，Y选自卤素；具体的，所述卤素选自F、Cl、Br或I，还具体的选自F或Cl，示例性地，X选自
‑
CN或Cl，Y选自F。
[0034]根据本专利技术，R
m
选自C1‑6亚烷基。
[0035]根据本专利技术，x、y和z相同或者不同，彼此独立地选自2
‑
60之内的任意整数。示例性地为x、y和z相同或者不同，彼此独立地选自5、10、15、20、25、30、35、40、45、50、5本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种硅橡胶介电弹性体用组合物，其特征在于，所述组合物包括如下组分：(a)端羧基的聚硅氧烷，其结构如下式I所示；(b)侧链含氨基和/或其他高极性基团的聚硅氧烷，其结构如下式II所示；其中，R1和R2相同或不同，彼此独立地选自C1‑
12
烷基、C6‑
24
芳基取代的C1‑
12
烷基、C6‑
24
芳基、至少一个C1‑
12
烷基取代的C6‑
24
芳基；R3和R4相同或不同，彼此独立地选自C1‑
12
烷基；每一个R5相同或不同，彼此独立地选自C0‑
12
亚烷基；m为4
‑
100之内的任意整数；其中，R6、R7、R8和R9相同或不同，彼此独立地选自C1‑
12
烷基、C6‑
24
芳基取代的C1‑
12
烷基、C6‑
24
芳基、至少一个C1‑
12
烷基取代的C6‑
24
芳基；每一个R
10
相同或不同，彼此独立地选自C1‑
12
烷基；每一个R
11
相同或不同，彼此独立地选自C0‑
12
亚烷基；R
12
选自硝基、
‑
C0‑
12
亚烷基氰基、
‑
C0‑
12
亚烷基醛基、C0‑
12
卤代烷基和卤素；R
m
选自C1‑
12
亚烷基；x为0
‑
100之内的任意整数；y为1
‑
100之内的任意整数；z为0
‑
100之内的任意整数。2.根据权利要求1所述的组合物，其特征在于，R1和R2相同或不同，彼此独立地选自C1‑6烷基、C6‑
12
芳基取代的C1‑6烷基、C6‑
12
芳基、至少一个C1‑6烷基取代的C6‑
12
芳基。优选地，R3和R4相同或不同，彼此独立地选自C1‑6烷基。优选地，每一个R5相同或不同，彼此独立地选自C0‑5亚烷基。优选地，m为4
‑
60之内的任意整数。3.根据权利要求1或2所述的组合物，其特征在于，式I所示的聚硅氧烷具有以下式I
‑
A所示结构：
式I
‑
A中，m均具有如上含义。4.根据权利要求1
‑
3任一项所述的组合物，其特征在于，R6、R7、R8和R9相同或不同，彼此独立地选自C1‑6烷基、C6‑
12
芳基取代的C1‑6烷基、C6‑

【专利技术属性】
技术研发人员：张志杰，喻研，费华峰，黄彬，戴丽娜，汪倩，
申请(专利权)人：中国科学院化学研究所，
类型：发明
国别省市：