[发明专利]一种绿色节能压电发电薄片及制备方法

权利要求书

1.一种绿色节能压电发电薄片，其特征在于，所述压电发电薄片由绝缘层、导电层、压电层交联成薄片状；其中绝缘层主要成分为橡胶、添加剂；导电层主要成分是导电剂、橡胶；压电层主要成分是压电陶瓷粉体、橡胶；

所述压电发电薄片，是由以下制备方法制备得到的：首先分别制备绝缘层、导电层、压电层，再通过平板硫化机将各层按照设计结构压合在一起，根据使用需要进行裁切获得成品；

具体制备步骤包括：

（1）制备绝缘层混合胶

绝缘层是按照使用环境的要求，在橡胶中添加需要的成分，包括常见耐磨、提高强度等性能组分，添加的工艺是采用普通开炼机将天然橡胶、硫化剂、添加剂混合均匀，得到绝缘层混合胶料备用；

（2）制备导电层混合胶

在采用常规开炼机在天然橡胶中加入硫化剂、导电剂得到导电层混合胶料备用；

（3）制备压电层

使用开炼机在天然橡胶粉末中加入压电陶瓷粉末混合物，得到混合胶料，然后将混合胶料压延成型，最后将成型的薄片进行极化，获得所需压电层；

（4）叠层交联

将步骤（1）、（2）制备的绝缘层、导电层混合胶料分别挤出和（3）压电层叠放在一起，放进平板硫化机进行硫化，得到压电发电薄片。

2.根据权利要求1所述一种绿色节能压电发电薄片，其特征在于：所述导电层，其导电系数小于1.0×10^-2Ω•m。

3.根据权利要求1所述一种绿色节能压电发电薄片，其特征在于：所述压电层，其tanδ<0.45，kp≥0.12，d33≥67pC/N。

4.根据权利要求1所述一种绿色节能压电发电薄片，其特征在于：步骤（1）所述硫化剂加入量为天然橡胶的质量的1.5~2.5%，开练过程中分5~10次加入，间隔时间3~6分钟。

5.根据权利要求1所述一种绿色节能压电发电薄片，其特征在于：步骤（2）所述导电剂为导电炭黑、铜粉、银粉、铝粉中至少一种，与所述天然橡胶的质量比为1:9~99；所述制备硫化剂加入量为天然橡胶质量的2~3%，开练过程中分 5~10次加入，间隔时间2~5分钟。

6.根据权利要求1所述一种绿色节能压电发电薄片，其特征在于：步骤（3）所述压电陶瓷粉选用压电常数在100pC/N以上的压电陶瓷粉，与天然橡胶的质量比为1:9~99，压电陶瓷粉体直径设计不小于压电层设计厚度的70%；其橡胶组分呈网状结构，压电陶瓷颗粒钉扎在网状结构上，也即陶瓷颗粒几乎以单层的形式排布在橡胶膜上，上下两表面几乎是裸露的，四侧面则填充橡胶。

7.根据权利要求1所述一种绿色节能压电发电薄片，其特征在于：步骤（3）所述极化是将橡胶基压电复合材料在高压直流油浴装置中进行极化，极化电场强度为10000~100000V/m，极化温度为80~120℃，极化时间为5~60min。

8.根据权利要求1所述一种绿色节能压电发电薄片，其特征在于：步骤（4）所述硫化工艺参数是，压力为5~10MPa，温度为140~160℃，成型时间为20~60min。

9.根据权利要求1所述一种绿色节能压电发电薄片，其特征在于：步骤（4）所述层叠根据需要层叠为单发电薄片或双发电薄片。