一種電致伸縮性耐高溫tpu薄膜及其制備方法和應用
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明設及高分子材料領域，尤其設及一種電致伸縮性耐高溫TPU薄膜及其制備 方法和應用。
【背景技術】
[0002] 電致伸縮復合材料是在電場的作用下能產生伸縮運動，從而實現電能-機械能轉 換的一種材料。電致伸縮復合材料由于其電能-機械能轉換中類似肌肉的運動形式又被稱 為人工肌肉材料?，F有技術中的基于電致伸縮復合材料的電能-機械能轉化的材料和器 件中，所述的電致伸縮復合材料主要是W單組分的材料形成，其驅動電壓較高、輸出應力較 小，使得其性能與肌肉相比還有較大的差距。
[0003] CN101604727A公開了一種電致伸縮復合材料，其包括：一柔性高分子基底，分散 在所述柔性高分子基底中的多個談納米管。其中，所述電致伸縮復合材料還進一步包括分 散在所述柔性高分子基底中的多個陶瓷顆粒。該發(fā)明制備得到的材料的電致伸縮率僅為 1-8%，并且其耐高溫性較差。
[0004]在本領域中，期望得到一種電致伸縮率更大并且耐高溫的TPU薄膜。

【發(fā)明內容】
陽0化]針對現有技術的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種電致伸縮性耐高溫TPU薄膜及 其制備方法和應用。
[0006]為達此目的，本發(fā)明采用W下技術方案：
[0007]一方面，本發(fā)明提供了一種電致伸縮性耐高溫TPU薄膜，所述電致伸縮性耐高溫TPU薄膜主要由W下重量份的原料制備得到：
[0008] TPU顆粒 謝-縱重量傲
[0009] 碳納米管 20-30重量份 陶瓷顆粒 30-40重量份 白苗巧砂 10-20重量份 珍珠巖 5-10重量份 環(huán)氧樹脂 20-30重量份 抗氧荊 5-10重量份。
[0010] 本發(fā)明所述耐高溫TPU薄膜是指TPU薄膜的耐高溫性能在90%W上。 W11] 在本發(fā)明所述的電致伸縮性耐高溫TPU薄膜的原料中，所述TPU顆粒的用量為60-80重量份，例如60重量份、62重量份、64重量份、66重量份、68重量份、71重量份、71. 5 重量份、72重量份、72. 5重量份、73重量份、73. 5重量份、74重量份、74. 5重量份、75重量 份、75. 5重量份、76重量份、76. 5重量份、77重量份、77. 5重量份、78重量份、78. 5重量份或 79重量份。
[0012] 優(yōu)選地，所述TPU顆粒為聚醋型TPU顆粒和/或聚酸型TPU顆粒。
[0013] 在本發(fā)明所述的電致伸縮性耐高溫TPU薄膜的原料中，所述碳納米管的用量為 20-30重量份，例如21重量份、22重量份、23重量份、24重量份、25重量份、26重量份、27重 量份、28重量份、29重量份或30重量份。
[0014] 優(yōu)選地，所述碳納米管為單壁碳納米管、雙壁碳納米管或多壁碳納米管中的任意 一種或至少兩種的組合。
[0015] 在本發(fā)明所述的電致伸縮性耐高溫TPU薄膜的原料中，所述陶瓷顆粒的用量為 30-40重量份，例如30重量份、31. 5重量份、32重量份、32. 5重量份、33重量份、33. 5重量 份、34重量份、34. 5重量份、35重量份、35. 5重量份、36重量份、36. 5重量份、37重量份、 37. 5重量份、38重量份、39重量份或40重量份。
[0016] 優(yōu)選地，所述陶瓷顆粒為氮化侶、氧化侶或鐵酸領中的任意一種或至少兩種的組 合，優(yōu)選鐵酸領。
[0017] 在本發(fā)明所述的電致伸縮性耐高溫TPU薄膜的原料中，所述白云石砂的用量為 10-20重量份，例如10重量份、11重量份、12重量份、13重量份、14重量份、15重量份、16重 量份、17重量份、18重量份、19重量份或20重量份。
[0018] 在本發(fā)明所述的電致伸縮性耐高溫TPU薄膜的原料中，所述珍珠巖的用量為5-10 重量份，例如5重量份、5. 5重量份、6重量份、6. 5重量份、7重量份、7. 5重量份、8重量份、 8. 5重量份、9重量份、9. 5重量份或10重量份。
[0019] 在本發(fā)明所述的電致伸縮性耐高溫TPU薄膜的原料中，所述環(huán)氧樹脂的用量為 20-30重量份，例如20重量份、21重量份、22重量份、23重量份、24重量份、25重量份、26重 量份、27重量份、28重量份、29重量份或30重量份。
[0020] 在本發(fā)明所述的電致伸縮性耐高溫TPU薄膜的原料中，所述抗氧劑的用量為5-10 重量份，例如5重量份、5. 5重量份、6重量份、6. 5重量份、7重量份、7. 5重量份、8重量份、 8. 5重量份、9重量份、9. 5重量份或10重量份。
[0021] 另一方面，本發(fā)明提供了如本發(fā)明第一方面所述的電致伸縮性耐高溫TPU薄膜的 制備方法，所述方法為將各原料成分預先干燥，混合均勻，擠出得到所述電致伸縮性耐高溫 TPU薄膜。
[0022] 在本發(fā)明所述電致伸縮性耐高溫TPU薄膜的制備方法中，所述干燥溫度為 70-80°(：，例如70°(：、71°(：、72°(：、73°(：、74°(：、75°(：、76°(：、77°(：、78°(：、79°(：或80°(：，干燥時間 為1-化。
[0023] 在本發(fā)明所述電致伸縮性耐高溫TPU薄膜的制備方法中，所述擠出利用流延機擠 出。
[0024]優(yōu)選地，所述流延機的各段溫度設置如下：料筒溫度為140-150°C;濾網溫度為 150-160°C;彎頭溫度為150-160°C;連接溫度為135-150°C;模頭溫度為150-170°C。 陽025]作為本發(fā)明的優(yōu)選技術方案，本發(fā)明所述電致伸縮性耐高溫TPU薄膜的制備方法 包括W下步驟： 陽0%] 將各原料成分預先在70-80°C下干燥1-化，混合均勻，經流延機擠出，流延機的各 段溫度設置如下：料筒溫度為140-150°C;濾網溫度為150-160°C;彎頭溫度為150-160°C; 連接溫度為135-150°C;模頭溫度為150-170°C。得到所述電致伸縮性耐高溫TPU薄膜。
[0027] 另一方面，本發(fā)明提供了如本發(fā)明第一方面所述的電致伸縮性耐高溫TPU薄膜在 功能性材料中的應用。例如，本發(fā)明的電致伸縮性耐高溫TPU薄膜可用于人造肌肉、電敏感 材料、傳感器等領域。
[0028] 相對于現有技術，本發(fā)明具有W下有益效果：
[0029] 本發(fā)明利用60-80重量份TPU顆粒、20-30重量份碳納米管、30-40重量份陶瓷顆 粒、10-20重量份白云石砂、5-10重量份珍珠巖、20-30重量份環(huán)氧樹脂和5-10重量份抗氧 劑制備得到電致伸縮復合材料，各組分之間相互配合，協同作用，使得其電致伸縮率可高達 20-26%，并且耐高溫性為90-93%，可應用于功能性材料中，具有很好的應用前景。
【具體實施方式】
[0030] 下面通過【具體實施方式】來進一步說明本發(fā)明的技術方案。 陽0川實施例1
[0032] 在本實施例中，電致伸縮性耐高溫TPU薄膜主要由W下重量份的原料制備得到：
[0033] TPU顆粒 60重量份
[0034] 碳納米管 30重量份 鐵酸領 M重量份 白云石砂 15重量份 珍珠巖 7重量份 環(huán)氧樹脂 30重量份 請氧劑 8重量份。
[0035] 制備方法包括W下步驟：
[0036] 將各原料成分預先在70°C下干燥化，混合均勻，經流延機擠出，流延機的各段溫 度設置如下：料筒溫度為140°C;濾網溫度為150°C;彎頭溫度為160°C;連接溫度為135°C; 模頭溫度為150°C，得到所述電致伸縮性耐高溫TPU薄膜。
[0037] 實施例2
[0038]在本實施例中，電致伸縮性耐高溫TPU薄膜主要由W下重量份的原料制備得到：
[0039] TPU顆粒 80重量份 碳納米管 20重量份 氮化鉛 30重量份 白云石砂 10重量份 珍珠巖 8重量份 環(huán)氧樹脂 20重量份 抗氧劑 5重量份。
[0040] 制備方法包括W下步驟：
[0041] 將各原料成分預先在80°C下干燥1.化，混合均勻，經流延機擠出，流延機的各段 溫度設置如下：料同溫度為140C;濾網溫度為150C;彎頭溫度為160C;連接溫度為135C; 模頭溫度為170°C，得到所述電致伸縮性耐高溫TPU薄膜。 陽0創(chuàng)實施例3
[0043] 在本實施例中，電致伸縮性耐高溫TPU薄膜主要由W下重量份的原料制備得到：
[0044] TPU顆粒 70重量份 碳納米管 25重量份 氧化鉛 40重量份 白云石砂 20重量傲 珍珠巖 '垣重量份 環(huán)氧樹脂 25重量份 :充氧劑 10重量份。
[0045] 制備方法包括W下步驟：
[0046] 將各原料成分預先在75°C下干燥比，混合均勻，經流延機擠出，流延機的各段溫 度設置如下：料筒溫度為150°C;濾網溫度為155°C;彎頭溫度為160°C;連接溫度為140°C; 模頭溫度為150°C，得到所述電致伸縮性耐高溫TPU薄膜。 W47] 實施例4
[0048] 在本實施例中，電致伸縮性耐高溫TPU薄膜主要由W下重量份的原料制備得到：
[0049] TPU顆粒 65重量份 碳納米管 20重量份 鐵酸領 40重量份 白云石砂 18重量份 珍珠巖 5重量份 陽化0] 環(huán)氧樹脂 雜重量份 抗氧劑 9重量份。
[0051] 制備方法包括W下步驟：
[0052] 將各原料成分預先在80°C下干燥比，混合均勻，經流延機擠出，流延機的各段溫 度設置如下：料筒溫度為140°C;濾網溫度為160°C;彎頭溫度為160°C;連接溫度為150°C; 模頭溫度為165°C，得到所述電致伸縮性耐高溫TPU薄膜。 陽〇5引 實施例5
[0054] 在本實施例中，電致伸縮性耐高溫TPU薄膜主要由W下重量份的原料制備得到： 陽化引 TPU顆粒 75重量份 碳納米管