?；a(chǎn)電致變形薄膜的工藝可以包括:在真空環(huán)境中，利用連續(xù)磁控濺射方法在過渡層膜外表面濺射形成高導(dǎo)電性涂層，所述高導(dǎo)電性涂層的材料包括金、鈀、鉬中的任意一種，且不限于此。
[0022]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明不僅工藝簡(jiǎn)單，生產(chǎn)效率高，成本低廉，且所獲產(chǎn)品品質(zhì)良好，性能穩(wěn)定，能在空氣中長(zhǎng)期使用，適于批次生產(chǎn)10平方米以上的電致變形薄膜材料，能滿足規(guī)?；I(yè)應(yīng)用的需求。
【附圖說明】
[0023]圖1為電致變形薄膜材料的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為本發(fā)明采用的流延法成膜工藝示意圖；
圖3為本發(fā)明實(shí)施例1中厚膜電致變形薄膜材料卷對(duì)卷工藝示意圖；
圖4為本發(fā)明實(shí)施例2中薄過渡層電致變形薄膜材料卷對(duì)卷工藝示意圖。
[0024]圖5a_圖5b為本發(fā)明實(shí)施例3中薄芯層電致變形薄膜材料卷對(duì)卷工藝示意圖，其中圖5a為導(dǎo)電層-過渡層-芯層半膜結(jié)構(gòu)卷對(duì)卷工藝示意圖，圖5b為兩卷半膜熱壓合成電致變形薄膜材料工藝示意圖；
其中各附圖標(biāo)記所指示的元件分別為:1_芯層膜，2-過渡層膜，3-高導(dǎo)電性涂層(電極)，4-盛裝有Naf1n離子膜-離子液體混合溶液(如下簡(jiǎn)稱“混合溶液”)或Naf1n離子膜-離子液體-導(dǎo)電顆粒漿料(如下簡(jiǎn)稱“漿料”)的儲(chǔ)液罐，5-流延機(jī)基帶，6-傳動(dòng)輥，7-熱壓輥，8-磁控濺射靶材，9-電致變形薄膜，10-印刷機(jī)噴嘴，11-導(dǎo)電層-過渡層-芯層半膜卷材。
【具體實(shí)施方式】
[0025]如前所述，對(duì)于電致變形薄膜材料而言，鑒于現(xiàn)有化學(xué)制備工藝方法耗時(shí)長(zhǎng)且成本高，現(xiàn)有物理制備方法也難以直接進(jìn)行規(guī)模化生產(chǎn)，無法滿足大規(guī)模生產(chǎn)需要等缺陷。本發(fā)明根據(jù)電致變形薄膜材料的組成結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，以卷對(duì)卷規(guī)模化生產(chǎn)工藝方法為基礎(chǔ)，提出了一種卷對(duì)卷規(guī)?；a(chǎn)電致變形薄膜的工藝，其系使用流延成膜工藝制備Naf1n-離子液體芯層和導(dǎo)電顆粒摻雜的過渡層，使用多層共擠出和印刷方法結(jié)合芯層與過渡層，并采用磁控濺射沉積導(dǎo)電層的成套制備工藝。
[0026]參閱圖1所示，電致變形薄膜材料的結(jié)構(gòu)包括芯層1、過渡層2和電極層3，其中芯層是由離子膜聚合物為主體的材料，可以通過熱壓和溶液鑄膜的方式成膜，然而這兩種方式難以進(jìn)行規(guī)?；a(chǎn)，過渡層與芯層相似，其中以化學(xué)還原或摻雜的方式包含了一些導(dǎo)電顆粒，而電極層通常為金屬層，提供高導(dǎo)電能力。
[0027]進(jìn)一步的講，本發(fā)明的制備工藝主要包括以下四個(gè)過程:(1)制備Naf1n離子膜-離子液體混合溶液，通過流延成膜工藝制備芯層膜；(2)制備Naf1n離子膜-離子液體-導(dǎo)電顆粒摻雜漿料，通過流延成膜工藝制備過渡層膜；(3)通過多層共擠出工藝或印刷工藝方法將芯層膜與過渡層膜結(jié)合；(4)通過磁控濺射方法在過渡層外側(cè)沉積導(dǎo)電電極層。顯然，該制備工藝非常簡(jiǎn)單，適于工業(yè)規(guī)?；a(chǎn)。
[0028]作為本發(fā)明的一實(shí)施方案，其涉及的一種卷對(duì)卷規(guī)?；a(chǎn)電致變形薄膜的工藝可以包括下述步驟:
(O電致變形薄膜的芯層膜制備:
按設(shè)定比例混合Naf1n離子膜溶液和離子液體，獲得Naf1n離子膜-離子液體混合溶液，預(yù)熱流延機(jī)后將混合液體倒入流延機(jī)儲(chǔ)液罐中，打開流延機(jī)開關(guān)，使混合液體在轉(zhuǎn)動(dòng)的流延基帶上受熱流延成膜，通過調(diào)節(jié)流延基帶轉(zhuǎn)動(dòng)速度得到不同厚度的芯層膜。
[0029](2)基于摻雜Naf1n漿料的過渡層膜制備
按設(shè)定比例在Naf1n離子膜-離子液體混合溶液中摻雜高穩(wěn)定性導(dǎo)電顆粒，例如Au、Pt、Pd、Ag納米顆粒,碳納米管和導(dǎo)電石墨烯等納米材料，以及二氧化釕和二氧化猛等納米顆粒材料，制得Naf1n離子膜-離子液體-導(dǎo)電顆粒漿料。預(yù)熱流延機(jī)后將摻雜漿料倒入流延機(jī)儲(chǔ)液罐中，打開流延機(jī)開關(guān)使摻雜漿料在轉(zhuǎn)動(dòng)的流延基帶(通常為鋼帶)上流延成膜，通過調(diào)節(jié)流延基帶轉(zhuǎn)動(dòng)速度得到不同膜厚過渡層膜。
(3)芯層膜與過渡層膜的結(jié)合
根據(jù)不同電致變形薄膜材料的性能和厚度設(shè)計(jì)要求，芯層膜和過渡層膜分別可以按如下三種方法結(jié)合:
(i )一卷芯層膜和兩卷過渡層膜按照過渡層-芯層-過渡層的結(jié)構(gòu)順序，在加熱加壓條件下采用三層共擠出方式熱壓結(jié)合。
[0030](ii)過渡層較薄的電致變形薄膜:以芯層膜為基體膜，以濃縮的摻雜漿料為印刷料，利用印刷機(jī)在基體膜一側(cè)表面上印刷一層一定厚度的過渡層膜，烘干后通過熱輥加壓促進(jìn)兩層結(jié)合，采用相同的工藝在芯層膜另一側(cè)印刷結(jié)合一層過渡層膜。
[0031](iii)芯層較薄的電致變形薄膜:以過渡層膜為基體膜，以濃縮的Naf1n離子膜-離子液體混合溶液為印刷料，利用印刷機(jī)在基體膜一側(cè)表面上印刷一層一定厚度的芯層膜，烘干后通過熱輥加壓促進(jìn)結(jié)合，再利用如下步驟(4)在過渡層外側(cè)濺射一層高導(dǎo)電性涂層，獲得導(dǎo)電層-過渡層-芯層的半膜結(jié)構(gòu)，將兩卷半膜的芯層一側(cè)緊貼，在加熱加壓條件下采用雙層共擠出方式結(jié)合成完整電致變形薄膜。
[0032](4)濺射電極改善導(dǎo)電性: 在真空濺射室內(nèi)，利用連續(xù)磁控濺射方法在過渡層的外表面分別濺射一層高導(dǎo)電性涂層，例如金、鈀或鉬層，改善電致變形薄膜的電極導(dǎo)電性，獲得完整的電致變形薄膜材料。
[0033]由于不同厚度芯層和過渡層決定了電致變形薄膜材料的力學(xué)特性和變形特性，根據(jù)實(shí)際應(yīng)用的性能需求不同，需要設(shè)計(jì)不同厚度組成特征的電致變形薄膜材料。通常當(dāng)過渡層或者芯層層厚小于10 μ m時(shí)，屬于較薄膜層，不易獨(dú)立成卷制備，可以分別采用前述步驟(3)中的(ii)或者(iii)方法來制備過渡層或者芯層，并與芯層或者過渡層結(jié)合；而當(dāng)過渡層和芯層厚度不小于10 μ m時(shí)，可以采用前述步驟(3)中(i )描述的方法，獨(dú)立制備芯層和過渡層后，采用三層共擠出的工藝方法制備完整的電致變形薄膜材料。
[0034]本發(fā)明采用流延成膜法制備Naf1n-離子液體芯層膜和Naf1n-離子液體-導(dǎo)電顆粒摻雜過渡層膜，相比實(shí)驗(yàn)室溶液鑄膜方法，更易于實(shí)現(xiàn)規(guī)模化生產(chǎn)，同時(shí)獲得材料的組成和性能一致性好；
并且，本發(fā)明使用多層共擠出方式結(jié)合芯層和過渡層膜形成復(fù)合膜，對(duì)于較薄特征的芯層或者過渡層膜，采用卷對(duì)卷印刷方式制備，同樣具有簡(jiǎn)單易規(guī)?；a(chǎn)的特點(diǎn)；
此外，本發(fā)明采用真空連續(xù)磁控濺射的方法沉積一層導(dǎo)電層，有助于大大提升材料的性能及其穩(wěn)定性。
[0035]以下結(jié)合若干較佳實(shí)施例，分別針對(duì)不同厚度特性的電致變形薄膜材料描述其制備工藝過程，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案的進(jìn)一步詳細(xì)解釋。
[0036]實(shí)施例1:芯層和過渡層較厚(均大于ΙΟμπι)的電致變形薄膜材料的制備工藝，包括下述步驟:
(I) Naf1n-離子液體芯層膜制備
按設(shè)定比例混合Naf1n離子膜溶液和離子液體EMIBF4,獲得Naf1n離子膜-離子液體混合溶液。如圖2所示，預(yù)熱流延機(jī)后將混合液體倒入流延機(jī)儲(chǔ)液罐4中，打開流延機(jī)開關(guān)，使混合液體在轉(zhuǎn)動(dòng)的流延基帶5上受熱流延成膜。其中，流延基帶5由傳動(dòng)輥6驅(qū)動(dòng)。
[0037](2)基于摻雜Naf1n漿料的過渡層制備
按設(shè)定比例在Naf1n離子膜-離子液體混合溶液中摻雜導(dǎo)電Au納米顆粒，制得Naf1n離子膜-離子液體-Au納米顆粒衆(zhòng)料。如圖2所示,預(yù)熱流延機(jī)后將摻雜Naf1n楽料倒入流延機(jī)儲(chǔ)液罐4中，打開流延機(jī)開關(guān)，使摻雜漿料在轉(zhuǎn)動(dòng)的流延基帶5上流延成膜。
[0038](3)芯層與過渡層的結(jié)合
如圖3所示，成卷的芯層膜I和過渡層膜2按照過渡層-芯層-過渡層的結(jié)構(gòu)順序，在加熱加壓條件下經(jīng)熱壓輥7采用三層共擠出方式熱壓結(jié)合。
[0039](4)濺射電極改善導(dǎo)電性