[发明专利]防水驻极材料、驻极方法、及摩擦纳米发电机

说明书

本发明公开了一种防水驻极材料、驻极方法、及摩擦纳米发电机。其中，防水驻极材料，包括：第一驻极体薄膜；以及防水可固化涂层，覆盖于第一驻极体薄膜之上。其中防水可固化涂层包含：可固化聚合物，以及在可固化聚合物中选择性掺杂的驻极体纳米颗粒/粉末。防水驻极材料依次经过驻极、固化之后得到防水驻极体，结构简单、原料来源简单方便、制备工艺简单、成本很低，并且将其作为摩擦纳米发电机的摩擦层，可以得到一种立即就有巨大输出的摩擦纳米发电机，且该摩擦纳米发电机具有防水、抗湿功能。

技术领域

本公开属于驻极技术和摩擦发电技术领域，涉及一种防水驻极材料、驻极方法、及摩擦纳米发电机。

背景技术

驻极体具有体电荷的特性，其电荷不同于摩擦起电，既出现在驻极体表面，又存在于驻极体内部，驻极体可以提供一个稳定的电场，在电子材料领域逐渐显示出应用潜力，可应用于电子器件和电工测量仪表以及空气过滤等方面。但是通常驻极体没有防水性，驻完极后经水流冲刷，其带电量会锐减，甚至变为0，且不可恢复。而随着电子元器件的广泛使用，对于防水器件的需求也越来越迫切，因此亟需提出一种防水的驻极体，能够耐受极端环境，比如高湿度、水下环境等的影响，并且制备工艺简单、成本低。

接触分离式摩擦发电机，通过周期性垂直方向上的接触分离，产生摩擦电荷，通过静电感应效应进而产生交流电。这种摩擦发电机可收集各类振动能量，并将其转化为电能，但是其缺点就是：摩擦层产生摩擦电荷需一段时间的“预热”，也就是说摩擦发电机不能一开始就产生最大的输出；并且，摩擦电荷只存在于表面，易于消散。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本公开提供了一种防水驻极材料、驻极方法、及摩擦纳米发电机，以至少部分解决以上所提出的技术问题。

(二)技术方案

根据本公开的一个方面，提供了一种防水驻极材料，包括：第一驻极体薄膜；以及防水可固化涂层，覆盖于第一驻极体薄膜之上，该防水可固化涂层包含：可固化聚合物。

在本公开的一些实施例中，可固化聚合物中可选择性掺杂驻极体纳米颗粒/粉末，驻极体纳米颗粒/粉末在可固化聚合物中的掺杂质量比介于0～50％之间。

在本公开的一些实施例中，防水可固化涂层的厚度介于80μm～200μm之间。

在本公开的一些实施例中，第一驻极体薄膜的材料包括如下材料中的一种或几种：PTFE、PP、PCTEF、PVDF、E-TFE、teflon AF、P(VDF-TrFE)、PI、PET、PE、COC以及FEP；和/或可固化聚合物包括如下材料中的一种或几种：PDMS、Eco-Flex；和/或驻极体纳米颗粒/粉末包括如下材料中的一种或几种：PTFE、FEP、PP、PCTEF、PVDF、E-TFE、teflon AF、P(VDF-TrFE)、PI、PET、PE、COC以及PFA。

根据本公开的另一个方面，提供了一种驻极方法，包括：将固化之前的防水可固化涂层涂覆于第一驻极体薄膜上，得到防水驻极材料，其中，该防水可固化涂层包含：可固化聚合物；对防水驻极材料进行驻极处理；以及在防水驻极材料进行驻极处理完成后，进行固化处理，得到防水驻极体。

在本公开的一些实施例中，可固化聚合物中可选择性掺杂驻极体纳米颗粒/粉末，驻极体纳米颗粒/粉末在可固化聚合物中的掺杂质量比介于0～50％之间。

在本公开的一些实施例中，固化之前的防水可固化涂层在第一驻极体薄膜上的涂覆厚度介于80μm～200μm之间。

在本公开的一些实施例中，驻极处理的条件包括：驻极电压介于5kV～7kV之间，驻极距离介于15mm～20mm之间。