[发明专利]一种高介电常数低模量可自修复的硅橡胶介电弹性体及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种高介电常数低模量可自修复的硅橡胶介电弹性体及其制备方法和应用，所述硅橡胶介电弹性体是采用硅橡胶介电弹性体用组合物制备得到的，所述组合物包括如下组分：(a)端羧基的聚硅氧烷，其结构如下式I所示；(b)侧链含氨基和/或其他高极性基团的聚硅氧烷，其结构如下式II所示。与现有技术相比，本发明的硅橡胶介电弹性体介电常数高、模量低、可自修复；且本发明制备方法简单，成本低、易于工业化生产。

技术领域

本发明属于介电弹性体材料领域，具体涉及一种高介电常数、低模量、可自修复的硅橡胶介电弹性体及其制备方法和应用。

背景技术

介电弹性体是一种电活性聚合物，能够在外界电场的刺激下发生形状的变化，实现电能和机械能的相互转换。相较于其他电活性聚合物，介电弹性体具有电致形变大、能量密度高、转换效率高、响应速度快等优点，可用于驱动器、发电器、感应器等领域。

硅橡胶因优异耐高低温性能、化学稳定性和对湿度不敏感等特性而成为介电弹性体的理想基体材料。但是，在实际使用过程中，硅橡胶材料由于本身的介电常数较低(3，103Hz)，需要采取各种方法提高其介电常数；介电材料会因为各种原因产生裂纹和击穿，影响使用，使用寿命较短。

中国专利201110351670.4公开了一种高介电硅橡胶及其制备方法，将陶瓷填料和导电半导体填料添加到硅橡胶中，介电常数有效提高，但填料添加导致材料机械性能变差。因此，如何制备一种高介电常数低模量，并具有较长寿命的介电弹性体是亟需解决的问题。

发明内容

为改善现有技术问题，本发明提供一种高介电常数低模量可自修复硅橡胶介电弹性体及其制备方法和应用。本发明利用氨基和羧基反应生成离子键和氢键，使硅橡胶具有自修复功能；通过在聚硅氧烷侧链上引入高极性基团来提高硅橡胶的介电常数。本发明方法工艺简单，成本低廉，且可根据需要有效控制硅橡胶的性能，可促进硅橡胶介电弹性体的实际应用。

本发明目的是通过如下技术方案实现的：

一种硅橡胶介电弹性体用组合物，所述组合物包括如下组分：

(a)端羧基的聚硅氧烷，其结构如下式I所示；(b)侧链含氨基和/或其他高极性基团的聚硅氧烷，其结构如下式II所示；

其中，R₁和R₂相同或不同，彼此独立地选自C_1-12烷基、C_6-24芳基取代的C_1-12烷基、C_6-24芳基、至少一个C_1-12烷基取代的C_6-24芳基；

R₃和R₄相同或不同，彼此独立地选自C_1-12烷基；

每一个R₅相同或不同，彼此独立地选自C_0-12亚烷基；

m为4-100之内的任意整数；

其中，R₆、R₇、R₈和R₉相同或不同，彼此独立地选自C_1-12烷基、C_6-24芳基取代的C_1-12烷基、C_6-24芳基、至少一个C_1-12烷基取代的C_6-24芳基；

每一个R₁₀相同或不同，彼此独立地选自C_1-12烷基；

每一个R₁₁相同或不同，彼此独立地选自C_0-12亚烷基；