[发明专利]一种电驱动形状记忆高分子微层复合材料及其制备方法

权利要求书

1.一种电驱动形状记忆高分子微层复合材料，包括弹性恢复层(1)和驱动转换层(2)，其特征在于：所述弹性恢复层(1)是由弹性体材料组成；所述驱动转换层(2)由刚性高分子材料和碳纤维编织物制成；所述的碳纤维编织物是由表面生长气相碳纤维和石墨烯的碳纤维编织层构成。

2.根据权利要求1所述的电驱动形状记忆高分子微层复合材料，其特征在于：所述弹性恢复层(1)的厚度为50-500um，所述驱动转换层(2)的厚度为50-500um。

3.根据权利要求1或2所述的电驱动形状记忆高分子微层复合材料，其特征在于：所述弹性恢复层(1)的弹性体材料是聚烯烃类热塑性弹性体、聚氨酯类热塑性弹性体、聚酯类弹性体或热固性橡胶弹性体中的任意一种或多种的混合物。

4.根据权利要求1所述的电驱动形状记忆高分子微层复合材料，其特征在于：所述的刚性高分子材料是聚己内酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚碳酸酯、聚乙烯-醋酸乙烯酯、聚酰亚胺、聚酰胺、聚砜或聚苯硫醚中的任意一种或多种的混合物。

5.根据权利要求4所述的电驱动形状记忆高分子微层复合材料，其特征在于：所述的碳纤维编织物厚度为0.040-0.205mm，所述碳纤维编织层的厚度为0.03-0.20mm。

6.根据权利要求4或5所述电驱动形状记忆高分子微层复合材料，其特征在于：所述碳纤维编织物表面的气相碳纤维直径为0.1-1um，所述碳纤维编织物表面的石墨烯厚度为1-500nm。

7.一种根据权利要求1～6中任一项所述电驱动形状记忆高分子微层复合材料的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：

S1,将单丝数量为1-12k的碳纤维丝束编织成大面积连续层状，形成碳纤维编织层，并收卷；

S2,将上述碳纤维编织层利用化学气相沉积法在其表面连续生长气相碳纤维，在N2保护条件下，温度为500℃，通氢气并在温度为1100℃的条件下，将液态苯注入反应炉体内，持续反应3h，获得表面带有气相碳纤维的碳纤维编织层；

S3,将S2形成的沉积气相碳纤维的碳纤维编织层利用化学气相沉积法在其表面连续沉积石墨烯薄膜，连续式隧道炉，制备温度为550℃，制成碳纤维编织物，收卷备用；

S4,将S3制成的连续卷状碳纤维编织物通过浸渍法在驱动转换高分子材料溶液中连续浸渍，走线速度为0.0017-0.1666m/s，烘烤温度为80-150℃，挥发掉有机溶剂，获得导电的驱动转换层；

S5,将S4制成的所述导电的驱动转换层的一测喷涂弹性恢复高分子溶液，走线速度为0.0017-0.1666m/s，烘烤温度为50-120℃，挥发掉有机溶剂，获得电驱动形状记忆高分子微层复合材料。

8.根据权利要求7所述的电驱动形状记忆高分子微层复合材料的制备方法，其特征在于：所述步骤S4中的驱动转换高分子溶液的溶剂是丁酮、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、二甲基亚砜、四氢呋喃、N-甲基吡咯烷酮中的一种或多种组合物。

9.根据权利要求7所述的电驱动形状记忆高分子微层复合材料的制备方法，其特征在于：所述步骤S5中的弹性恢复高分子溶液的溶剂是丁酮、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、二甲基亚砜、四氢呋喃、N-甲基吡咯烷酮中的一种或多种组合物。