[发明专利]一种IPMC 驱动器的封装工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种离子聚合物-金属复合材料(IPMC)驱动器的封装工艺，具体涉及用聚二甲基硅氧烷(PDMS)将IPMC驱动器与聚四氟乙烯(PTFE)膜二者粘合整体密封的工艺。 

背景技术

离子聚合物-金属复合材料(IPMC)是一种离子型电致动聚合物，具有质量轻、柔韧性好、反应迅速和传感-致动的双向可逆功能，可用于制作驱动器等机电换能器件以取代传统的压电陶瓷，是近二十年来崛起且具有极大应用潜力的新型智能材料。 

当IPMC作为驱动器使用时，存在两个明显的缺陷：一方面，IPMC驱动器在直流电压作用下，通常向阳极迅速弯曲，然后缓慢向阴极松弛变形(专利ZL200810150783.6)。经过研究，适当减少IPMC驱动器内部的含水量，能够减少松弛变形，甚至能完全消除松弛效应。另一方面，IPMC驱动器本身含有一定水分，不能长时间在空气中工作，否则因缓慢失水而使得性能逐渐衰减。为了使IPMC驱动器能够在空气中稳定工作，采用不同种类的材料对IPMC驱动器进行封装是一种有效的方法，如采用Dow corning 3-4154介电凝胶(J.Barramba，et.al.Evaluation of dielectric gel coating for encapsulation of ionic polymer-metal composite(IPMC)actuators.Sensors and Actuators A 140(2007)232-238.)，Parylene膜(S.J.Kim，et.al.Performance improvement of an ionic polymer-metal composite actuator by parylene thin film coating.Smart Materials Structures.15(2006)1540-1546.)，密封油(马春秀，等。Nafion/金属的制备及电形变性能研究。宇航材料工艺，2007(4)：34)。然而，介电凝胶和密封油制作的密封层容易受损，而Parylene膜与IPMC驱动器结合力较差，另外，这些工艺没有考虑减少IPMC驱动器的松弛特性。 

发明内容

针对IPMC驱动器的封装要求：(i)封装膜完全与IPMC驱动器结合紧密，自身不容易受损；(ii)封装膜尽可能薄，不影响IPMC驱动器使用性能，(iii) IPMC驱动器整体密封，密封前需引出电极；结合背景技术所存在的问题，本发明的目的是提供一种以聚四氟乙烯(PTFE)膜为封装材料，用聚二甲基硅氧烷(PDMS)将IPMC驱动器与PTFE膜二者粘合的封装工艺，不仅能够有效的减少甚至消除材料的松弛效应，同时能够使得IPMC驱动器内部水含量稳定，在空气中稳定工作。 

为达到以上目的，本发明是采取如下技术方案予以实现的： 

一种IPMC驱动器的封装工艺，其特征在于，包括下述步骤： 

(1)制作IPMC驱动器及连接引出电极 

在IPMC芯层上表面联接上表面电极，下表面联接下表面电极，组成IPMC驱动器；制作两个初始引出电极，其中一个与IPMC驱动器一端上表面电极的边缘粘接，另一个与IPMC驱动器该端下表面电极的边缘粘接，然后将粘有初始引出电极的IPMC驱动器整体放入去离子水中浸泡充分吸水； 

(2)制作封装膜片及粘接胶 

配制聚二甲基硅氧烷胶，然后取两块聚四氟乙烯膜用作上、下基膜，平铺后将聚二甲基硅氧烷胶均匀涂布在上、下基膜内层，涂胶面积覆盖要封装的IPMC驱动器的上、下表面电极； 

(3)封装固化处理 

将带有初始引出电极的IPMC驱动器从去离子水中取出，其外表面吸除明水后，涂布聚二甲基硅氧烷胶，然后放置在下基膜上，使IPMC驱动器下电极表面与下基膜内层粘合；将上基膜盖在IPMC驱动器上电极表面，使IPMC驱动器上电极表面与上基膜内层粘合，形成带有初始引出电极的IPMC驱动器与聚四氟乙烯膜的封装结构，该结构整体置于室温固化或加热固化； 

(4)封装后处理 

取出固化后的封装结构，除去边缘多余的聚四氟乙烯膜，封装后在IPMC驱动器外表面形成四氟乙烯膜和聚二甲基硅氧烷胶构成的封装膜层，初始引出电极被部分封装。 

上述工艺中，步骤(1)所述两个初始引出电极用导线、导电膜或者导电箔片裁减成10mm×5mm的片状。步骤(4)所述封装后处理，还包括根据使用需要，将初始引出电极进行翻折处理。步骤(4)所述加热固化是将该封装结构置于烘箱中，于50～80℃加热1～2小时。