本发明专利技术涉及机电换能器，特别是机电传感器、执行器和/或发电机，其包含能由包含多异氰酸酯、多异氰酸酯预聚物和具有至少两个异氰酸酯反应性羟基的化合物的反应混合物得到的聚合物元件。本发明专利技术另外涉及制备该机电换能器的方法和根据本发明专利技术的聚合物元件作为机电元件的用途。本发明专利技术进一步涉及包含根据本发明专利技术的机电换能器的电子和/或电气设备，和根据本发明专利技术的机电换能器在电子和/或电气设备中的用途。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有基于多异氰酸酯和异氰酸酯官能预聚物以及具有至少两个异氰酸酯反应性羟基的化合物的混合物的聚合物元件的机电换能器本专利技术涉及机电换能器，特别是机电传感器、执行器和/或发电机，其包含能由包含多异氰酸酯和多异氰酸酯预聚物以及具有至少两个异氰酸酯反应性羟基的化合物的反应混合物得到的聚合物元件。本专利技术另外涉及制备该机电换能器的方法和该聚合物元件作为执行器、传感器和/或发电机的用途。本专利技术进一步涉及包含根据本专利技术的机电换能器的电子和/或电气设备，和根据本专利技术的机电换能器在电子和/或电气设备中的用途。机电换能器将电能转化成机械能并且反过来。机电换能器因此可以用作传感器、 执行器和/或发电机。这种换能器的基本结构基于涂覆在电极两侧的电活性聚合物层。电活性聚合物被理解为是取决于施加在上面的电压改变其体积和/或其形状和/或能够通过体积和/或形状变化产生电压的聚合物。WO 01/06575 Al公开了例如硅酮弹性体、丙烯酸类弹性体、聚氨酯、热塑性弹性体、包含聚四氟乙烯的共聚物、含氟弹性体以及包含硅酮和丙烯酸基团的聚合物可以表现出这种机电性能。未公开的欧洲专利申请EP08013648. 4公开了由多异氰酸酯和/或多异氰酸酯预聚物和二氨基官能化合物制备的机电换能器。未公开的欧洲专利申请EP08018936. 8公开了由至少一种聚氨酯于有机溶剂中的溶液制备的机电换能器。由于高的有机溶剂含量，因此这些体系具有这样的缺点例如为了保护工人和避免火源，必须遵守各种对劳动保护的要求，因此仅有受限的涂覆可能性。还出于生态原因，希望没有大量有机溶剂的体系。此外，用于机电换能器的常规聚合物通常具有不利的性能，这些可能不利地影响机电换能器的功能性。这些包括差的机械和其它性能，特别是不利的伸长性能，差的绝缘作用，特别是低的击穿场强和高导电性，差的加工性能以及高材料成本。特别地，使用在机电换能器中常规使用的聚合物例如硅酮，不可能在一种材料中实现希望的性能特征的组合。 即使在EP08013648. 4和EP08018936. 8中用于制备换能器的聚氨酯也表现出不太好的机械性能，因为聚氨酯是具有直链聚合物链的那些，这特别导致不太好的弹性性能。因此，本专利技术的目的是提供表现出改进性能并且克服已知的机电换能器的缺点的机电换能器。在本专利技术的范围内，发现通过这样的机电换能器实现了该目的，所述机电换能器包含能由包含多异氰酸酯和多异氰酸酯预聚物以及具有至少两个异氰酸酯反应性羟基的化合物，特别是含羟基的聚合物的反应混合物得到的聚合物元件。术语“多异氰酸酯”和“多异氰酸酯预聚物”的定义和之间的区别在下文给出。在每一情形中其是包含至少两个游离异氰酸酯基团的化合物。本专利技术因此提供一种包含至少两个电极和至少一个电活性聚合物元件的机电换能器，其中所述聚合物元件布置在两个电极之间并且特别地与至少一个电极接触，并且其中根据本专利技术，所述聚合物元件能由包含以下组分的反应混合物，例如成膜反应混合物得到Α)多异氰酸酯B)多异氰酸酯预聚物C)具有至少两个异氰酸酯反应性羟基的化合物。根据本专利技术，适合作为多异氰酸酯和组分A)的是例如1，4-亚丁基二异氰酸酯、 1，6-六亚甲基二异氰酸酯(HDI)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、2，2，4-和/或2，4，4-三甲基六亚甲基二异氰酸酯、异构的双-(4，4’ -异氰酸根合环己基)甲烷或其的任何所希望的异构体含量的混合物、1，4-亚环己基二异氰酸酯、4-异氰酸根合甲基-1，8-辛烷二异氰酸酯(壬烷三异氰酸酯)、1，4-苯二异氰酸酯、2，4-和/或2，6-甲苯二异氰酸酯、 1，5-萘二异氰酸酯、2，2’ -和/或2，4’ -和/或4，4’ - 二苯基甲烷二异氰酸酯、1，3-和/或 1，4-双-(2-异氰酸根合-丙-2-基)-苯(TMXDI)、1，3-双(异氰酸根合甲基)苯(XDI)、 包含具有1 一 8个碳原子的烷基的2，6- 二异氰酸根合己酸烷基酯(赖氨酸二异氰酸酯)。 组分A的合适的结构单元还有基于提及的二异氰酸酯并且包含脲二酮(Uretdion-)、异氰脲酸酯、缩二脲、亚氨基Pt; 二嗪二酮或喊二嗪三酮结构的化合物。可以用作组分B)的多异氰酸酯预聚物可以通过一种或多种二异氰酸酯与一种或多种羟基官能，特别是聚合物多元醇，任选地加入催化剂以及辅助物质和添加剂反应获得。 此外，例如具有伯和/或仲氨基的用于增链的组分(NH2-和/或NH-官能的组分)可以另外用于形成多异氰酸酯预聚物。在本专利技术的范围内，组分C)原则上可以是具有至少两个异氰酸酯反应性羟基的化合物。例如，组分C)可以是具有至少两个异氰酸酯反应性羟基的多元醇。在本专利技术的范围内，与组分A)、B)和C)相关的术语“ein”和“eine”不作为数字而作为不定冠词使用。由根据本专利技术的组分制备的聚合物元件具有好的机械强度和高弹性。此外，聚合物元件另外具有好的电性能例如击穿场强和介电常数，并且因此可以有利地用于机电换能ο当机械负荷施加在该换能器上时，换能器例如沿着其的厚度变形并且可以在电极检测到强的电信号。机械能由此转化成电能。因此，根据本专利技术的换能器可以用作发电机和传感器。另一方面，使用相反的效应，即是说电能转化成机械能，根据本专利技术的换能器同样可用作执行器。在根据本专利技术的机电换能器的一个实施方案中，反应混合物中的组分A)可以是具有> 2的官能度并且具有脲二酮、异氰脲酸酯、缩二脲、亚氨基睡二嗪二酮或喊丨二嗪三酮结构或它们的混合物的二异氰酸酯-基多异氰酸酯，特别优选具有异氰脲酸酯结构的那些。在根据本专利技术的机电换能器的一个实施方案中，组分A)可以是具有2 — 4的平均 NCO官能度并且仅有脂族或脂环族连接的异氰酸酯基团的多异氰酸酯或多异氰酸酯混合物。优选具有脲二酮、异氰脲酸酯、缩二脲、亚氨基It丨二嗪二酮或ITi二嗪三酮结构和它们的混合物，并且具有2 — 4，优选2 — 2. 6并且特别优选2 — 2. 4的混合物平均NCO官能度的上述类型的多异氰酸酯或多异氰酸酯混合物。作为组分A)，可以特别优选使用基于六亚甲基二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯或异构的双_(4，4’ -异氰酸根合环己基)甲烷以及上述二异氰酸酯的混合物的多异氰酸酯。作为组分B)的多异氰酸酯预聚物可以优选能由聚合物多元醇和脂族二异氰酸酯反应获得。基于聚丙二醇作为多元醇和六亚甲基二异氰酸酯作为脂族二异氰酸酯的多异氰酸酯预聚物优选作为组分B)。根据本专利技术，用于反应成多异氰酸酯预聚物B)的羟基官能聚合物多元醇也可以是例如聚酯多元醇、聚丙烯酸酯多元醇、聚氨酯多元醇、聚碳酸酯多元醇、聚醚多元醇、聚酯聚丙烯酸酯多元醇、聚氨酯聚丙烯酸酯多元醇、聚氨酯聚酯多元醇、聚氨酯聚醚多元醇、聚氨酯聚碳酸酯多元醇和/或聚酯聚碳酸酯多元醇。这些可以单独或者以彼此的任意混合物用于制备多异氰酸酯预聚物。用于制备多异氰酸酯预聚物B)的合适的聚酯多元醇可以是二醇以及任选的三醇和四醇和二羧酸以及任选的三羧酸和四羧酸或者羟基羧酸或内酯的缩聚物。也可以使用相应的多元羧酸酐或相应的低级醇的多元羧酸酯代替游离多元羧酸用于制备聚酯。合适的二醇的例子是乙二醇、丁二醇、二甘醇、三甘醇、聚亚烷基二醇例如聚乙二醇，以及1，2-丙二醇、1，3-丙二醇、1，3-丁二醇、1，4-丁二醇、1，6-本文档来自技高网...
【技术保护点】
【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：W延宁格，S德尔，J瓦格纳，
申请(专利权)人：W延宁格，S德尔，J瓦格纳，
类型：发明
国别省市：
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