[发明专利]致动材料和双向弯曲型致动器及其制备方法

权利要求书

1.一种致动材料，其包括层叠设置的第一材料层和第二材料层，所述第一材料层和第二材料层之间设有粘结剂层，其特征在于：所述第一材料层的湿度膨胀系数大于第二材料层的湿度膨胀系数，并且第一材料层的热膨胀系数小于第二材料层的热膨胀系数，所述第一材料层为碳基纤维素复合材料层，所述第二材料层为聚合物材料层。

2.根据权利要求1所述的一种致动材料，其特征在于：所述碳基纤维素复合材料层中的纤维素材料与碳基材料的重量比为500:1~1:1，纤维素材料为纤维素、半纤维素或木质素，碳基材料为碳纳米管、石墨、碳黑及其衍生物。

3.根据权利要求1所述的一种致动材料，其特征在于：所述聚合物材料层中的聚合物为聚丙烯，聚乙烯，硅橡胶、氟硅橡胶、聚甲基丙烯酸甲酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚氨脂、环氧树脂、聚丙烯酸乙酯、聚丙烯酸丁酯、聚苯乙烯、聚丁二烯、聚丙烯腈中的一种或几种的组合。

4.根据权利要求1所述的一种致动材料，其特征在于：所述粘结剂层的粘结剂为聚乙烯醇，α-氰基丙烯酸乙酯，亚克力胶，光固化胶，热固化胶中的一种或几种的组合。

5.根据权利要求1所述的一种致动材料，其特征在于：所述第一材料层的厚度为1 ~500μm，第二材料层的厚度为10 ~500μm，粘结剂层的厚度为1 ~300 μm。

6.根据权利要求1所述的一种致动材料，其特征在于：第一材料层与第二材料层的厚度比为1:0.1 ~ 1: 200。

7.根据权利要求1所述的一种致动材料，其特征在于：所述第一材料层为厚度100μm的碳纳米管纤维素复合材料层，第二材料层为厚度35μm的双向拉伸聚丙烯层，粘结剂层为厚度5 μm的亚克力胶层。

8.一种采用权利要求1-7之一所述的致动材料的双向弯曲型致动器，其特征在于：其包括所述致动材料以及至少两个电极，两个电极间隔设置并与所述致动材料电连接，两个电极间隔固定于致动材料第一材料层的表面上。

9.根据权利要求8所述的双向弯曲型致动器，其特征在于：两个电极间隔固定于致动材料第一材料层的表面上，在湿度增加的状态下，致动器向第二材料层的表面方向弯曲；在加热，或者通电，或者光照状态下，致动器向第一材料层的表面方向弯曲。

10.如权利要求9所述的双向弯曲型致动器的制备方法，其特征在于：其包括以下步骤:

步骤一：制备均匀的纤维素材料悬浊液；

步骤二：通过真空抽滤或拉膜法制备干燥的纤维素薄膜；

步骤三：将碳纳米管进行酸化处理，形成带有羧基官能团的碳纳米管；

步骤四：洗去上述碳纳米管上的酸，将碳纳米管重新分散于水中，形成稳定的碳纳米管水溶液；

步骤五：将纤维素薄膜浸入碳纳米管水溶液中，然后取出并干燥形成碳基纤维素复合材料层，并组装上第一电极与第二电极；

步骤六：利用聚合反应形成聚丙烯薄膜，再对聚丙烯薄膜进行双向拉伸，形成双向拉伸聚丙烯薄膜层；

步骤七：采用提拉法将亚克力胶均匀覆盖在双向拉伸聚丙烯薄膜层上，形成粘结剂层；

步骤八：通过粘结、压合方式将组装有第一电极和第二电极的碳基纤维素复合材料层与聚丙烯薄膜层通过粘结剂层组装在一起，得到所述致动器。