[发明专利]基于电活性氟化共聚物的可交联组合物

说明书

本发明涉及基于电活性氟化共聚物的可交联组合物，由这种组合物获得的交联膜，以及制备所述膜的方法。本发明还涉及所述膜在各种(光)电子装置(即压电、铁电、热电装置)中作为介电层的用途。

技术领域

本发明涉及基于电活性氟化共聚物的可交联组合物，由这种组合物获得的交联膜，以及制备这些膜的方法。本发明还涉及所述膜在以下各种(光)电子装置中作为电活性层的用途：压电、铁电、热电、致动器或触觉装置、传感器、场效应晶体管、铁电存储器或机电微系统。

背景技术

“电活性聚合物”或EAP是能够将机械能或热能转化为电或反之亦然的聚合物。在这些材料中有基于偏二氟乙烯(VDF)和三氟乙烯(TrFE)的氟化共聚物，其可任选地包含第三单体例如氯三氟乙烯(CTFE)或氯氟乙烯(CFE)。

这些聚合物由“油墨”配制物作为膜而被形成，该配制物包含电活性氟化共聚物和任选地其他添加剂在溶剂中的溶液。在制备电活性装置期间，可能有必要按照预定的图案使膜的一部分或全部不溶。这主要是由于电活性氟化共聚物膜仅构成整个装置的一个层这样的事实。因此，可能必须通过溶剂途径将待铺放在电活性氟化共聚物层上的其他层沉积在顶部上，其中如果电活性氟化共聚物没有被交联，则风险是其会被沉积在其顶部上的层中存在的溶剂部分或完全溶解(并且因此降解)。

因此，为了在电活性装置中形成电活性共聚物层，需要交联的含氟聚合物。

文献WO 2015/128337描述了包含电活性含氟聚合物和丙烯酸类交联剂的可交联组合物。所述含氟聚合物(聚合物(FC))由于存在衍生自至少一种包含侧链的官能化的氢化单体(单体H'_F)的重复单元而是可交联的，所述侧链包含不饱和醚型端基。此处所描述的可交联组合物凭借存在这些可交联含氟聚合物而是交联的。

文献WO 2013/087500也描述了通过包含叠氮化物(叠氮)基团的单体与VDF和TrFE基础单体的共聚而变得可交联的VDF-TrFE氟化共聚物，由此获得的所述氟化共聚物可通过热或通过UV辐射而交联。

在文献US 6 680 357中提出了另一种解决方案，该文献描述了包含基于VDF和六氟丙烯(HFP)的丙烯酸改性的共聚物的可交联组合物，所述共聚物是通过所述氟化共聚物与丙烯酸类单体的聚合而获得的。

在这些情况下，必须预先对电活性氟化共聚物进行化学改性，这为制备交联聚合物的方法增加了步骤，其中有降低电活性氟化共聚物的初始性能质量的风险。

其他策略提供了通过自由基途径(过氧化物)或通过与二胺反应，或者通过电子束或通过X射线使电活性氟化共聚物直接交联；然而，其缺点是经常对电活性氟化共聚物进行化学上不期望的改性，这可导致其性质的损失。

因此，需要有一种可用的电活性氟化共聚物，在包括其的组合物交联之后，其保持其电活性性质，特别是其介电常数或极化(极性)，以及其机械性质，从而在其在(光)电子装置中的使用期间提供最佳性能，这没有这些含氟聚合物自身交联，或通过与可构成对于交联具有反应性的重复单元的共聚单体的共聚而变得可交联，或通过化学改性在聚合物上产生对于交联具有反应性的位点而变得可交联。

发明内容

本发明的第一个目的是提供一种可交联组合物，其包含(或由以下组成)：

a)至少一种电活性氟化共聚物，

b)至少一种在反应性双键方面为双官能或多官能的(甲基)丙烯酸类单体，

c)至少一种自由基聚合引发剂，

d)至少一种有机溶剂，和

e)至少一种选自以下列表的添加剂：在反应性双键方面为单官能的其他(甲基)丙烯酸类单体，改变表面张力、流变性、耐老化性、粘附性或颜色的试剂、填料和纳米填料。