一種具有多孔性表面微結(jié)構(gòu)的聚二甲基硅氧烷膜的加工方法及包含該膜的摩擦發(fā)電機(jī)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及聚合物薄膜加工領(lǐng)域，具體地，涉及用于摩擦發(fā)電機(jī)的具有多孔性表 面微結(jié)構(gòu)的聚二甲基硅氧烷膜的加工方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 現(xiàn)有的表面微結(jié)構(gòu)的制作方法，通常是在模板上雕刻一定的花紋，然后往模板上 澆鑄固化成型而制得的。這種方法存在成本高、過(guò)程復(fù)雜等缺點(diǎn)，不利于工業(yè)化生產(chǎn)。
[0003] 此外，還可以通過(guò)采用犧牲層模板法來(lái)制作表面微結(jié)構(gòu)，這一般是制備具有表面 微結(jié)構(gòu)的聚二甲基硅氧烷膜，但是，這種方法所采用的材料價(jià)格普遍較高，而且制作的犧牲 層模板的強(qiáng)度和韌性不理想，使得在高溫固化聚二甲基硅氧烷過(guò)程時(shí)模板變形，影響成膜 效果，從而也進(jìn)一步影響了聚二甲基硅氧烷膜在摩擦發(fā)電機(jī)中的應(yīng)用，并且也不利于摩擦 發(fā)電機(jī)的制備及工業(yè)化生產(chǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是：針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種具有多孔性表面 微結(jié)構(gòu)的聚二甲基硅氧烷膜的加工方法。
[0005] -方面，本發(fā)明提供了一種具有多孔性表面微結(jié)構(gòu)的聚二甲基硅氧烷膜的加工方 法，其特征在于，該方法包括如下步驟：
[0006] (1)將聚二甲基硅氧烷與固化劑混合均勻，然后進(jìn)行除泡，從而得到聚二甲基硅氧 燒混合物；
[0007] (2)將步驟（1)得到的聚二甲基硅氧烷混合物在基底上涂布均勻，然后向其表面 噴灑固體顆粒，之后固化成型，從而得到聚二甲基硅氧烷膜；
[0008] 或者，將固體顆粒噴灑在膠帶上帶粘膠的一面，然后在膠帶上帶粘膠的一面涂布 步驟（1)得到的聚二甲基硅氧烷混合物，之后固化成型，再將膠帶揭下，從而得到聚二甲基 硅氧烷膜；
[0009] (3)將步驟（2)得到的聚二甲基硅氧烷膜放入溶解液中，將其表面的固體顆粒溶 解，從而得到具有多孔性表面微結(jié)構(gòu)的聚二甲基硅氧烷膜。
[0010] 前述的具有多孔性表面微結(jié)構(gòu)的聚二甲基硅氧烷膜的加工方法，步驟（2)中，在 70-KKTC進(jìn)行固化成型。
[0011] 前述的具有多孔性表面微結(jié)構(gòu)的聚二甲基硅氧烷膜的加工方法，所述固體顆粒的 粒徑范圍是10微米至2毫米。
[0012] 前述的具有多孔性表面微結(jié)構(gòu)的聚二甲基硅氧烷膜的加工方法，步驟（2)中，將 步驟（1)得到的聚二甲基硅氧烷混合物在基底上涂布均勻之后，先在70-80°C對(duì)聚二甲基 硅氧烷混合物加熱10-30分鐘得到半固化聚二甲基硅氧烷膜，然后再向其表面噴灑固體顆 粒。
[0013] 前述的具有多孔性表面微結(jié)構(gòu)的聚二甲基硅氧烷膜的加工方法，所述固體顆粒的 粒徑范圍是100微米至2毫米。
[0014] 前述的具有多孔性表面微結(jié)構(gòu)的聚二甲基硅氧烷膜的加工方法，步驟（1)中，聚 二甲基硅氧烷與固化劑的質(zhì)量比為20:1-10:1。
[0015] 前述的具有多孔性表面微結(jié)構(gòu)的聚二甲基硅氧烷膜的加工方法，步驟（2)中，涂 布在基底上的聚二甲基硅氧烷混合物或涂布在膠帶上的聚二甲基硅氧烷混合物的厚度為 50微米至500微米。
[0016] 前述的具有多孔性表面微結(jié)構(gòu)的聚二甲基硅氧烷膜的加工方法，所述固體顆粒是 水溶性無(wú)機(jī)鹽顆粒、易溶于水的有機(jī)鹽顆粒或者強(qiáng)堿性氧化物顆粒。
[0017] 前述的具有多孔性表面微結(jié)構(gòu)的聚二甲基硅氧烷膜的加工方法，溶解液是水。
[0018] 前述的具有多孔性表面微結(jié)構(gòu)的聚二甲基硅氧烷膜的加工方法，所述固體顆粒是 酸溶性化合物顆粒、金屬粉末或者金屬氧化物粉末。
[0019] 前述的具有多孔性表面微結(jié)構(gòu)的聚二甲基硅氧烷膜的加工方法，溶解液是酸性溶 液。
[0020] 前述的具有多孔性表面微結(jié)構(gòu)的聚二甲基硅氧烷膜的加工方法，所述固體顆粒 是兩性金屬氧化物或者兩性氫氧化物。
[0021] 前述的具有多孔性表面微結(jié)構(gòu)的聚二甲基硅氧烷膜的加工方法，溶解液是酸性溶 液或者強(qiáng)堿溶液。
[0022] 另一方面，本發(fā)明提供了一種摩擦發(fā)電機(jī)，所述摩擦發(fā)電機(jī)包括層疊設(shè)置的第一 電極層，第一高分子聚合物絕緣層，和第二電極層；或者所述摩擦發(fā)電機(jī)包括層疊設(shè)置的第 一電極層，第一高分子聚合物絕緣層，第二高分子聚合物絕緣層和第二電極層；或者所述摩 擦發(fā)電機(jī)包括層疊設(shè)置的第一電極層，第一高分子聚合物絕緣層，居間電極層，第二高分子 聚合物絕緣層和第二電極層；或者所述摩擦發(fā)電機(jī)包括層疊設(shè)置的第一電極層，第一高分 子聚合物絕緣層，居間薄膜層，第二高分子聚合物絕緣層和第二電極層；其中，第一高分子 聚合物絕緣層，和/或第二高分子聚合物絕緣層，和/或居間薄膜層由權(quán)利要求1-13任一 項(xiàng)所述的加工方法制成的具有多孔性表面微結(jié)構(gòu)的聚二甲基硅氧烷膜構(gòu)成。
[0023] 采用本發(fā)明的技術(shù)方案，至少具有如下有益效果：本發(fā)明的方法制作工藝簡(jiǎn)單，原 材料廉價(jià)且容易獲取，相比于傳統(tǒng)的方法，具有經(jīng)濟(jì)、簡(jiǎn)單、快捷的特點(diǎn)。此外，本發(fā)明的方 法可操作性強(qiáng)且經(jīng)濟(jì)實(shí)用，根據(jù)不同的需要，可以調(diào)節(jié)噴灑顆粒的大小，制得孔徑大小不同 的表面結(jié)構(gòu)。并且，本發(fā)明的方法所使用的一些化合物可以循環(huán)利用，從而減少了對(duì)環(huán)境的 污染。
【附圖說(shuō)明】
[0024] 圖1為在聚二甲基硅氧烷膜表面噴灑粒徑為1毫米的氯化鈉顆粒并溶解除去后留 下的多孔性表面微結(jié)構(gòu)。該圖像為顯微鏡放大100倍所拍攝得到的圖像。
[0025] 圖2為在聚二甲基硅氧烷膜表面噴灑粒徑為50微米的氯化鈉顆粒并溶解除去后 留下的多孔性微結(jié)構(gòu)。該圖像為顯微鏡放大1〇〇倍所拍攝得到的圖像。
[0026] 圖3為本發(fā)明摩擦發(fā)電機(jī)一種【具體實(shí)施方式】的立體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0027] 圖4為本發(fā)明圖3摩擦發(fā)電機(jī)的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
[0028] 圖5為本發(fā)明摩擦發(fā)電機(jī)另一種【具體實(shí)施方式】的立體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0029] 圖6為本發(fā)明圖5摩擦發(fā)電機(jī)的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
[0030] 圖7為本發(fā)明摩擦發(fā)電機(jī)另一種【具體實(shí)施方式】的立體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0031] 圖8為本發(fā)明圖7摩擦發(fā)電機(jī)的立體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0032] 圖9為本發(fā)明摩擦發(fā)電機(jī)另一種【具體實(shí)施方式】的立體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0033] 圖10為本發(fā)明圖9摩擦發(fā)電機(jī)的立體結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0034] 為充分了解本發(fā)明之目的、特征及功效，借由下述具體的實(shí)施方式，對(duì)本發(fā)明做詳 細(xì)說(shuō)明，但本發(fā)明并不限于此。
[0035] 現(xiàn)有的表面微結(jié)構(gòu)的制作方法，通常是在模板上雕刻一定的花紋，然后往模板上 澆鑄固化成型制得。本發(fā)明所提供的是一種制作工藝簡(jiǎn)單，原材料廉價(jià)且容易獲取的一種 具有多孔性表面微結(jié)構(gòu)的聚二甲基硅氧烷膜的加工方法，相比于傳統(tǒng)的方法，具有經(jīng)濟(jì)、簡(jiǎn) 單、快捷的特點(diǎn)。
[0036] 本發(fā)明的具有多孔性表面微結(jié)構(gòu)的聚二甲基硅氧烷膜的加工方法，包括如下步 驟：
[0037] 首先，將聚二甲基硅氧烷與固化劑混合均勻，然后進(jìn)行真空除泡或者靜置除泡，從 而得到聚二甲基硅氧烷混合物。
[0038] 其中，聚二甲基硅氧烷與固化劑是按照10:1-20:1的質(zhì)量比進(jìn)行混合的。常規(guī)市 售的固化劑（例如，硫化劑）均可用于本發(fā)明中，例如，道康寧184產(chǎn)品的聚二甲基硅氧烷 與固化劑。
[0039] 其次，將上述得到的聚二甲基硅氧烷混合物在基底上涂布均勻，刮成所需的厚度， 一般是50微米至500微米，然后向其表面噴灑固體顆粒，并固化成型，從而得到聚二甲基硅 氧烷膜，所述固體顆粒的粒徑范圍是10微米至2毫米。
[0040] 其中，在向聚二甲基硅氧烷混合物表面噴灑固體顆粒時(shí)，因?yàn)檩^大的顆粒容易在 重力作用下逐漸滲入到聚二甲基硅氧烷混合物的內(nèi)部，從而有可能導(dǎo)致表面花紋制作失 敗，因此，優(yōu)選地，當(dāng)所使用的固體顆粒的粒徑范圍是10微米至100微米時(shí)，可以直接向聚 二甲基硅氧烷混合物表面噴灑固體顆粒并固化成型。
[0041] 當(dāng)所使用的固體顆粒較大時(shí)，可以不直接向聚二甲基硅氧烷混合物表面噴灑固 體顆粒，優(yōu)選地，當(dāng)所使用的固體顆粒的粒徑范圍是100微米至2毫米時(shí)，先將聚二甲基硅 氧烷混合物在基底上涂布均勻，刮成所需的厚度，之后在70-80°C對(duì)聚二甲基硅氧烷混合物 加熱10-30分鐘，使其部分固化，再向其表面噴灑固體顆粒，這樣就可以更好地保證固體顆 粒只停留在聚二甲基硅氧烷混合物表面，而不會(huì)陷進(jìn)聚二甲基硅氧烷混合物內(nèi)部，從而可 以保證表面花紋制作成功。
[0042] 此外，在得到聚二甲基硅氧烷混合物后，還可以先將固體顆粒噴灑在膠帶上帶粘 膠的一面，然后在膠帶上帶粘膠的一面涂布該聚二甲基硅氧烷混合物，厚度一般是50微米 至500微米，之后固化成型，再將膠帶揭下，從而也可以保證表面花紋制作成功，所述固體 顆粒的粒徑范圍是10微米至2毫米。
[0043] 優(yōu)選地，上述固化成型是在70_100°C進(jìn)行的。
[0044] 再次，固化成型得到聚二甲基硅氧烷膜之后，將膜放入溶解液中以將其表面的固 體顆粒溶解，從而在聚二甲基