一种用于墨水直写打印的压电陶瓷超高填充硅橡胶复合墨水材料及其制备方法、应用.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113621238A(43)申请公布日2021.11.09(21)申请号202110920893.1B33Y70/10(2020.01)(22)申请日2021.08.11(71)申请人四川大学地址610065四川省成都市武侯区一环路南一段24号(72)发明人陈宁陈芳李莉江龙周涛张楚虹(74)专利代理机构成都华复知识产权代理有限公司51298代理人麦迈(51)Int.Cl.C08L83/04(2006.01)C08L83/07(2006.01)C08L83/08(2006.01)C08K3/24(2006.01)权利要求书2页说明书10页附图4页(54)发明名称一种用于墨水直写打印的压电陶瓷超高填充硅橡胶复合墨水材料及其制备方法、应用(57)摘要本发明提供一种用于墨水直写打印的压电陶瓷超高填充硅橡胶复合墨水材料及其制备方法、应用，该复合墨水材料其原料主要包括硅橡胶树脂、压电陶瓷填料及溶剂组分，其中压电陶瓷填料添加量可达到90wt％，其制备方法是通过在溶剂中充分分散压电陶瓷填料后，再加入硅橡胶树脂充分混合，最后经增稠处理即得，可直接应用于墨水直写3D打印。经测试，该复合墨水材料的打印能力佳，分散性好，支撑力强，打印的压电制件具有良好的柔韧性及压电输出。CN113621238ACN113621238A权利要求书1/2页1.一种用于墨水直写打印的压电陶瓷超高填充硅橡胶复合墨水材料，其特征在于按重量份数计，其原料主要包括以下组分：硅橡胶树脂≥100份，压电陶瓷填料≤900份，溶剂200～500份；其中，硅橡胶树脂与压电陶瓷填料共计1000份。2.根据权利要求1所述压电陶瓷超高填充硅橡胶复合墨水材料，其特征在于：所述硅橡胶树脂选择包括甲基硅橡胶、甲基乙烯基硅橡胶、甲基苯基乙烯基硅橡胶、氟硅橡胶中的至少一种。3.根据权利要求1所述压电陶瓷超高填充硅橡胶复合墨水材料，其特征在于：所述压电陶瓷填料包括钛酸钡、铌酸钾、锆钛酸铅中的至少一种。4.根据权利要求1所述压电陶瓷超高填充硅橡胶复合墨水材料，其特征在于：所述溶剂包括醇类液体、酯类液体、N,N‑二甲基甲酰胺、丙酮中的至少一种或几种。5.根据权利要求1所述压电陶瓷超高填充硅橡胶复合墨水材料，其特征在于按重量份数计，其原料主要包括以下组分：硅橡胶树脂100～600份，压电陶瓷填料400～900份，溶剂200～500份；其中，硅橡胶树脂与压电陶瓷填料共计1000份。6.根据权利要求5所述压电陶瓷超高填充硅橡胶复合墨水材料，其特征在于按重量份数计，其原料主要包括以下组分：硅橡胶树脂100～300份，压电陶瓷填料700～900份，溶剂200～500份；其中，硅橡胶树脂与压电陶瓷填料共计1000份。7.一种权利要求1所述用于墨水直写打印的压电陶瓷超高填充硅橡胶复合墨水材料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：(1)在常温条件下，在溶剂中添加压电陶瓷填料并充分混合后，作为混合液体备用；(2)将步骤(1)所得混合溶液中加入硅橡胶树脂并充分混合后，作为硅橡胶基体混合液体备用；(3)将步骤(2)所得硅橡胶基体混合液体进行增稠处理，即得用于墨水直写打印的压电陶瓷超高填充硅橡胶复合墨水材料；其中，经过增稠处理所得用于墨水直写打印的压电陶瓷超高填充硅橡胶复合墨水材料在常温下，剪切速率为20～200s‑1时，粘度为10～100mPa·s。8.根据权利要求7所述制备方法，其特征在于：步骤(3)所述增稠处理为采用真空烘箱增稠处理，于温度40～60℃，真空度‑0.01～‑0.09MPa条件下增稠20～90min。9.一种权利要求1所述用于墨水直写打印的压电陶瓷超高填充硅橡胶复合墨水材料应用于墨水直写打印。10.根据权利要求9所述用于墨水直写打印的压电陶瓷超高填充硅橡胶复合墨水材料2CN113621238A权利要求书2/2页应用于墨水直写打印，其特征在于：所述墨水直写打印的工艺参数为：针头直径0.6～1.2mm，压力0.07～0.3MPa，打印速度15～25cm/min。3CN113621238A说明书1/10页一种用于墨水直写打印的压电陶瓷超高填充硅橡胶复合墨水材料及其制备方法、应用技术领域[0001]本发明属于3D打印高分子材料技术领域，具体涉及一种用于墨水直写打印的压电陶瓷超高填充硅橡胶复合墨水材料及其制备方法、应用，尤其是适合应用于高性能可穿戴俘能器件的制备。背景技术[0002]压电材料，是能够实现力电转换的一类智能材料，它能够收集环境中离散的机械能而被用于自供电设备、可穿戴传感器、纳米发电机等领域，为小型化、轻量化及可穿戴器件提供了材料基础。压电材料的种类主要包括压电晶体，如石英，压电陶瓷，如钛酸钡，锆钛酸铅，铌酸钾等；压电聚合物，如聚偏氟乙烯