[发明专利]一种电致变形PVC凝胶的流延制备方法

说明书

本发明公开了一种电致变形PVC凝胶的流延制备方法，将己二酸二丁酯和四氢呋喃搅拌至充分混合，保持搅拌状态并加入PVC粉末，得到混合料A；调整搅拌转速，控制混合料A的粘度为900～1100mPa.s；开启流延机并对流延通道进行预热，利用粘度为900～1100mPa.s的混合料A进行流延制膜，得到PVCG膜。能够大大提高PVCG的生产效率、良品率和一致性，实现10‑100m长度量级的电致变形膜批次制备，极大地降低了PVCG制备过程中的时间成本与经济成本。

技术领域

本发明属于智能材料技术领域，具体涉及一种电致变形PVC凝胶的流延制备方法。

背景技术

聚氯乙烯凝胶(Poly vinyl chloride ge1，PVCG)是一种典型的电活性人工肌肉材料，这种材料在电刺激下具有弯曲运动、收缩运动、伸展运动和爬行运动的能力。基于PVCG的软驱动器可以在较低的驱动电压下(通常0.4kV)具有高应变(13％以上)，响应速度快(0～100Hz)，工作频带宽，工作电流小(mA)，质量轻，驱动力大(100N)，零噪音，并具有良好的稳定性和耐久性。

近年来，PVCG作为软驱动器或人工肌肉表现出了巨大的潜力，引起了多学科领域的关注和兴趣。但是，目前，PVCG材料多在实验室采用涂布机涂布工艺或者玻璃缸浇筑工艺制备，存在制备效率低下、良品率低、一致性差的缺陷，难以满足PVCG材料大量使用以及进一步推广的需求与趋势。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种电致变形PVC凝胶的流延制备方法，用于解决现有PVCG材料制备过程中存在制备效率低下、良品率低、一致性差的技术问题。

本发明采用以下技术方案：

一种电致变形PVC凝胶的流延制备方法，包括以下步骤：

将己二酸二丁酯和四氢呋喃搅拌至充分混合，保持搅拌状态并加入PVC粉末，得到混合料A；调整搅拌转速，控制混合料A的粘度为900～1100mPa.s；开启流延机并对流延通道进行预热，利用粘度为900～1100mPa.s的混合料A进行流延制膜，得到PVCG膜。

具体的，PVC粉末：己二酸二丁酯：四氢呋喃的质量比为1：(3～9)：(9.5～23.6)。

具体的，己二酸二丁酯和四氢呋喃搅拌至充分混合的搅拌速度为400～600rpm，时间为1～2min。

具体的，加入PVC粉末的添加速率为0.5～2.5g/s。

具体的，调整搅拌转速为1000～1200rpm，温度25～45℃，搅拌时间20～24h，得到粘度900～1100mPa.s的混合料A。

进一步的，搅拌在密封环境中进行。

具体的，流延通道的预热时间为5～10min。

具体的，流延制膜过程中，流延速率为0.1～0.3m/min，供料速率为13～14rpm，烘干温度为沿着流延方向梯次升高。

进一步的，烘干温度从40℃上升至55℃，然后上升至60℃，加热区间的长度大于等于1.8m。

进一步的，PVCG膜的厚度d满足以下关系：

d≈0.27h

其中，h为流延制膜使用的刮刀高度。

与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果：

一种电致变形PVC凝胶的流延制备方法，不仅可以规范PVC凝胶薄膜的生产步骤，使得生产工艺标准化、模块化，而且能够大大提高PVCG的生产效率、良品率和一致性，极大降低PVCG制备过程中的时间成本与经济成本，制备方法成熟且简单，所制备的PVCG能够用于相关柔性智能驱动器的开发与应用，为PVCG的产业化应用与推广做好了前提准备。