化有机聚硅 氧烷组合物中添加赋予高介电性质的组分，将高介电基团引入构成可固化有机聚硅氧烷组 合物的有机聚硅氧烷组分中，或此类方法的组合。此类具体实施例和能够引入的高介电官 能团将在下文阐释。
[0149] 在第一实施例中，用于换能器的可固化有机聚硅氧烷组合物由包含具有高介电基 团的有机硅化合物的可固化有机聚硅氧烷组合物形成。在该可固化组合物中，可固化组合 物中所含的部分或全部反应性有机聚硅氧烷是还具有高介电官能团的反应性有机聚硅氧 烧，且通过固化而获得的电活性有机硅弹性体的比介电常数增大。
[0150] 在第二实施例中，将具有高介电基团的有机硅化合物添加到可固化有机聚硅氧烷 组合物中，并固化该混合物以获得具有增大的比介电常数的电活性有机硅弹性体。具有高 介电基团的有机硅化合物可与该可固化组合物中用于固化的组分分开添加。
[0151] 在第三实施例中，将具有高介电基团和与可固化组合物中所含的反应性有机聚硅 氧烷反应的官能团的有机化合物添加到可固化有机聚硅氧烷组合物中，从而增大通过固化 而获得的电活性有机硅弹性体的比介电常数。由于与该可固化组合物中的反应性有机聚硅 氧烷反应的有机化合物的官能团，在该有机化合物与该有机聚硅氧烷之间形成键，由此将 高介电基团引入通过固化而获得的电活性有机硅弹性体中。
[0152] 在本发明的第四实施例中，将可与可固化有机聚硅氧烷组合物混溶且具有高介电 基团的有机化合物添加到可固化有机聚硅氧烷组合物中，并因此增大通过固化而获得的电 活性有机硅弹性体的比介电常数。由于该可固化组合物中有机化合物与有机聚硅氧烷之间 的可混溶性，将具有这些高介电基团的有机化合物掺入通过固化而获得的电活性有机硅弹 性体的基质中。
[0153] 对本发明中的高介电基团无特别限制，且高介电基团可以是与不含该基团时的介 电性质相比，能够增强通过固化本发明的可固化有机聚硅氧烷组合物而获得的所得固化制 品的介电性质的任何基团。不受限制，本发明中所用的高介电基团的例子在下文列出。
[0154] a) ??素原子和含有??素原子的基团
[0155] 对卤素原子无特别限制，且卤素原子的示例为氟原子和氯原子。可选择含有卤素 原子的基团作为具有一个或多个一种或多种类型的选自氟原子和氯原子的原子的有机基 团，如示例为卤代烷基基团、卤代芳基基团和卤代芳基烷基基团。含有卤素的有机基团的具 体例子包括但不限于氯甲基基团、3-氯丙基基团、3,3,3_三氟丙基基团和全氟烷基基团。 通过引入此类基团，可能的是预计还可以改善本发明的固化制品和从组合物得到的固化制 品的脱模能力。
[0156] b)含有氮原子的基闭
[0157] 含有氮原子的基团的示例为硝基基团、氰基基团（例如氰基丙基基团和氰基乙基 基团）、酰胺基基团、酰亚胺基基团、脲基基团、硫脲基基团和异氰酸根基团。
[0158] c)含有氣原子的基闭
[0159] 含有氧原子的基团的不例为酿基基团、幾基基团和醋基基团。
[0160] d)杂环基闭
[0161] 杂环基团的示例为咪唑基团、吡啶基团、呋喃基团、吡喃基团、噻吩基团、酞菁基团 和此类基团的复合基团。
[0162] e)含硼基闭
[0163] 含硼基团的示例为硼酸酯基团和硼酸盐基团。
[0164] f)含磷基闭
[0165] 含磷基团的示例为膦基团、氧化膦基团、膦酸酯基团、亚磷酸酯基团和磷酸酯基 团。
[0166] g)含硫基团
[0167] 含硫基团的不例为硫醇基团、硫酿基团、亚讽基团、讽基团、硫酬基团、横酸醋基团 和磺酰胺基团。
[0168] 「其他仵诜成分：固化阳滞剂等1
[0169] 本发明的用于换能器的可固化有机聚硅氧烷组合物可包含通常共混在有机聚硅 氧烷组合物中的添加剂。只要不损害本发明的用于换能器的可固化有机聚硅氧烷组合物 的目标，可能的是共混任何添加剂，诸如固化阻滞剂（固化抑制剂）、阻燃剂、耐热改善剂、 着色剂、溶剂等。如果可固化有机聚硅氧烷组合物是加成反应可固化型有机聚硅氧烷组合 物，则固化阻滞剂（固化抑制剂）的示例为但不限于炔醇，诸如2-甲基-3-丁炔-2-醇、 3, 5-二甲基-1-己炔-3-醇、2-苯基-3- 丁炔-2-醇等；烯炔化合物，诸如3-甲基-3-戊 烯-1-炔、3,5_二甲基-3-己烯-1-炔等；以及苯并三唑。固化阻滞剂（固化抑制剂）相 对于总组合物（基于重量）的用量优选地在1至50, OOOppm的范围内。
[0170] 「杂化物类塑1
[0171] 只要不损害本发明的目标，可通过将本发明的用于换能器的可固化有机聚硅氧烷 组合物与除该有机聚硅氧烷之外的聚合物相组合而杂化。通过将介电常数高于有机聚硅氧 烷的聚合物与有机聚硅氧烷杂化，可能增大本发明的组合物和由该组合物得到的固化制品 的介电常数。杂化涵盖有机聚硅氧烷与非有机聚硅氧烷聚合物的所谓的聚合物共混，以及 通过将有机聚硅氧烷与其他聚合物键合在一起（即，所谓的共聚）而形成稠合聚合物。
[0172] 本发明的可固化有机聚硅氧烷组合物可以为可缩合固化、可加成固化、可过氧化 物固化或可光固化的，但是可加成固化的有机聚硅氧烷组合物是优选的。该可固化体系中 还可以包含通过将上述介电官能团添加到丙烯酸基团、甲基丙烯酸基团、环氧基团或硫醇 基团的方法来引入有机聚硅氧烷分子链。除了加成固化反应外，通过使用该可光固化的部 分或可电子束固化的部分，也可能的是使用光固化反应或电子束固化反应。如果使用此类 组合反应，则还可以将能够通过光或电子束固化的称为单体和/或低聚物的化合物（诸如 (甲基）丙烯酸酯和多官能（甲基）丙烯酸酯化合物）添加到上述可固化组合物中。此外， 可添加所谓的光敏剂。
[0173] 「机械件质1
[0174] 当将作为通过固化本发明的可固化有机聚硅氧烷组合物而获得的该换能器构件 的介电有机硅弹性体热模制成2. Omm厚的片材时，可能的是具有下列如基于JIS K 6249测 得的机械性质。然而，根据该介电有机硅弹性体的应用和其他所需的电特性，使用机械性质 超出这些机械性质范围的介电有机硅弹性体也是可能的。
[0175] (1)室温下的杨氏模量（MPa)可设定在0. 1至IOMPa的范围内，且尤其优选的范围 为 0· 1 至 2. 5Mpa。
[0176] (2)室温下的撕裂强度（N/mm)可设定为大于或等于lN/mm，且尤其优选地在大于 或等于2N/mm的范围内。
[0177] (3)室温下的撕裂强度（MPa)可设定为大于或等于IMPa，且尤其优选地在大于或 等于2MPa的范围内。
[0178] (4)断裂伸长率（％)可设定为大于或等于100%，且从换能器位移量的角度来看， 尤其优选地在200至1,000%的范围内。
[0179] 「介电特件1
[0180] 作为通过固化本发明的可固化有机聚硅氧烷组合物而获得的该换能器构件的介 电有机硅弹性体具有下列介电特性。特别是，本发明的一个重要特性在于：除了通过本发 明的组合物获得诸如上述那些机械特性外，该组合物还在低频区中展示出优异的比介电常 数。
[0181] (1)当将可固化有机聚硅氧烷组合物热模制成0.07_厚的片材时，介电击穿强度 (V/μπι)可设定为大于或等于2〇ν/μπι。尽管优选的介电击穿强度将根据换能器的应用而 变化，但介电击穿强度尤其优选地在大于或等于30V/μ m的范围内。
[0182] (2)当将可固化有机聚硅氧烷组合物热模制成Imm厚的片材时，在IMHz测量频率 和23°C测量温度下测得的比介电常数可设定为大于或等于3. 0。尽管优选的比介电常数将 根据介电层的所需形式和换能器的类型而变化，但在上述测量条件下比介电常数的尤其优 选的范围大于或等于5.0。
[0183] 「制各方法1
[0184] 本发明的可固化有机聚硅氧烷组合物可通过以下方式制备：将可固化有机聚硅氧 烷组分、固化催化剂、在IkHz和室温下比介电常数大于或等于10的介电无机细粒和任选地 至少一种类型的无机粒子及其他添加剂添加到挤出机或捏合机（例如，至少一种类型的选 自双螺杆挤出机、双螺杆捏合机和单叶型挤出机的机械装置）中，然后捏合混合物。特别 是，通过使用自由体积为至少5, 000 (L/h)的双螺杆挤出机来捏合反应性有机聚硅氧烷组 分、介电无机细粒和表面处理剂，本发明可形成包含高浓度（例如，至少80重量％)填充剂 的硅橡胶复合物（母料）。然后优选地添加并捏合其他反应性有机聚硅氧烷组分、固化催化 剂和其他组分以制备可固化有机聚硅氧烷组合物。
[0185] 介电无机细粒在通过上述制备方法获得的用于换能器的可固化有机聚硅氧烷组 合物的可固化有机聚硅氧烷组合物中均匀地且以高密度分散，并因此可能的是，制备具有 良好电特性和机械特性的换能器构件。此外，可能的是，在制备换能器构件期间获得均匀的 膜状固化制品，并且所得的膜状固化制品的电特性和机械特性优异，且用于层合等的处理 能力优异。
[0186] 在上述捏合过程中，对不含硫化剂（固化催化剂）的有机硅橡胶化合物（母料） 形成期间的温度无特别限制。然而，将该温度设定在40°C至200°C的范围内，且可设定在 100°C至180°C的范围内。在使用双螺杆挤出机等的连续过程中，处理期间的停留时间可设 定为约30秒至5分钟。
[0187] 「本发明的用于换能器的可固化有机聚硅氣烷组合物的应用1
[0188] 由于通过固化或半固化本发明的可固化有机聚硅氧烷组合物而获得的电活性有 机硅弹性体的介电特性和机械特性，因此其尤其有利地可用作选自人工肌肉、致动器、传感 器和发电元件的换能器构件。具体地讲，在将可固化有机聚硅氧烷组合物模制成片状或膜 状后，通常可通过加热、通过高能束照射等来固化该构件。尽管对用于将可固化有机聚硅氧 烷组合物模制成膜状的方法无特别限制，但该方法的示例为以下方法：通过使用先前众所 周知的涂布方法将可固化有机聚硅氧烷组合物涂布在基板上而形成涂层膜，通过使可固化 有机聚硅氧烷组合物通过配有所需形状的狭缝的挤出机而模制，等等。
[0189] 「弾件体腊和层合1
[0190] 这种类型的膜状可固化有机聚硅氧烷组合物的厚度可设定在例如在0.1 ym至 5, 000 μ m的范围内。取决于上述涂布方法以及存在或不存在挥发性溶剂，可使所得固化制 品的厚度薄于施加组合物时的厚度。
[0191] 在通过上述方法制备膜状可固化有机聚硅氧烷组合物后，可进行热固化、室温固 化或高能束照射固化，同时任选地在介电无机细粒的目标取向方向上施加电场或磁场，或 在通过施加固定时间段的磁场或电场使填充剂取向后进行固化。尽管对每种固化操作或每 种固化操作期间的条件无特别限制，但如果可固化有机聚硅氧烷组合物是可加成型固化的 有机聚硅氧烷组合物，则固化优选地在90°C至180°C的温度范围内通过在该温度范围内保 持30秒至30分钟而进行。
[0192] 对用于换能器的有机硅弹性体无特别限制，且该厚度可为例如1至2, 000 μπι。可 将本发明的用于换能器的有机硅弹性体堆叠为一层或2层或更多层。此外，可在介电弹性 体层的两个顶端处提供电极层，且可使用其中换能器本身由多个堆叠的电极层和介电弹性 体层构成的构造。此类构造每个单层的用于换能器的有机硅弹性体的厚度可为〇. 1 μ m至 1，000 μπι。如果将此类层堆叠为至少2层，则每个单层的厚度可为0. 2 μL?至2, 000 μπι。
[0193] 尽管对以上述方式堆叠的两个或更多个硅弹性体固化层的模制方法无特别限制， 但可使用诸如以下方法：（1)将可固化有机聚硅氧烷组合物涂布在基板上，在涂布期间获 得固化有机硅弹性体层，然后进一步将可固化有机聚硅氧烷组合物施加在同一固化层上以 反复涂布并固化以堆叠多层；（2)在基板上以堆叠方式涂布呈未固化或半固化状态的可固 化有机聚硅氧烷组合物，并固化已以堆叠方式涂布的全部可固化有机聚硅氧烷组合物；或 组合（1)与⑵方法的方法。
[0194] 例如，可通过模具涂布将可固化有机聚硅氧烷组合物施加在基板上，可使其固化， 可通过堆叠而形成2个或更多个此类有机硅弹性体固化层，并可将硅弹性体固化层附接到 电极层以用于在本申请发明中的制造。对于该构造，2个或更多个堆叠的硅弹性体固化层优 选地为介电层，且电极优选地为导电层。
[0195] 可通过模具涂布进行高速涂布，且该涂布方法是高产的。在涂布含有有机聚硅氧 烷组合物的单层后，可通过涂布包含不同有机聚硅氧烷组合物的层来制备本发明的具有多 层构造的换能器。此外，可通过同时涂布多个含有每种有机聚硅氧烷组合物的层来制备。
[0196] 作为换能器构件的薄膜状有机硅弹性体可通过以下方式获得：将上述可固化有机 聚硅氧烷组合物涂布在基板上，然后在室温下以及通过加热或通过使用高能束照射（诸如 紫外辐射等）来固化该组件。此外，当堆叠薄膜状介电有机硅弹性体时，可将未固化的可固 化有机聚硅氧烷组合物施加在固化层上然后依次固化，或可将未固化的可固化有机聚硅氧 烷组合物堆叠成层，然后可同时固化这些层。
[0197] 上述薄膜状有机硅弹性体尤其可用作用于换能器的介电层。可能的是，通过在薄 膜状有机硅弹性体的两端布置电极层来形成换能器。此外，通过将导电无机粒子共混进本 发明的可固化有机聚硅氧烷组合物中，可能的是提供作为电极层的功能。此外，在本发明的 专利说明书中，有时将"电极层"简称为"电极"。
[0198] 上述换能器构件的一个实施例是片状或膜状。膜厚度通常为1 μ m至2, 000 μ m，且 该膜可具有为单层、两层或更多个层、或更多堆叠层的结构。此外，在可能需要时，堆叠的电 活性有机硅弹性体层在用作介电层时可以5 μ m至10, 000 μ m的膜厚使用，或可堆叠此类层 以获得更大的厚度。
[0199] 作为该换能器构件的薄膜状有机硅弹性体层可通过堆叠相同的薄膜状有机硅弹 性体而形成，或可将具有2种或更多种不同物理特性的薄膜状有机硅弹性体或预固化组 合物堆叠以形成该换能器构件。此外，薄膜状有机硅弹性体层的功能可以是介电层或电极 层。特别是，在优选的换能器构件中，介电层的厚度为1至l，〇〇〇ym，且电极层的厚度为 0. 05 μ m 至 100 μ m。
[0200] 本发明的换能器的特征为具有通过固化本发明的用于换能器的可固化有机聚硅 氧烷组合物而制备的该换能器构件，且本发明的换能器可具有尤其包括高度堆叠的层结构 (即，2个或更多个介电层）的结构。本发明的换能器还可以具有包括3个或更多个介电层 的结构。具有这种类型的高度堆叠结构的换能器能够通过包括多个层而产生更大的力。此 外，通过堆叠多层，获得大于将通过使用单层所得的位移也是可能的。
[0201] 可在用于本发明的换能器的介电层的两端包括电极。所用的电极物质的示例为金 属和金属合金，诸如金、钼、银、钮、铜、镍、错、钛、锌、错、铁、钴、锡、铅、铟、络、钼、猛等；金属 氧化物，诸如铟-锡化合物氧化物（ITO)、锑-锡化