] 特别是，如图5中所示，从本发明的可固化有机聚硅氧烷组合物获得的有机硅弹 性体即使在低电压区中仍获得高介电性质。
[0266] 另一方面，从不具有优化的交联结构的可固化有机聚硅氧烷组合物获得的有机硅 弹性体具有高杨氏模量，且断裂伸长率低。因此，该有机硅弹性体不适合作为用于换能器的 材料。
[0267] 附图标记
[0268] 1、2 ... 致动器
[0269] 10a、10b、20a、20b、20c … 介电层
[0270] lla、llb、21a、21b、21c、21d … 电极层（导电层）
[0271] 12,22 … 线材
[0272] 13、23 ... 电源
[0273] 3 … 传感器
[0274] 30 ... 介电层
[0275] 31a、31b、31c … 上电极层
[0276] 32a、32b、32c … 下电极层
[0277] 4 … 发电元件
[0278] 40a、40b ... 介电层
[0279] 41a,41b … 电极层
【主权项】
1. 一种供换能器用的可固化有机聚硅氧烷组合物，包含具有高介电官能团的硅化合物 (Z)和可固化有机聚硅氧烷组合物（A+B)。2. -种供换能器用的可固化有机聚硅氧烷组合物，包含具有至少一个可固化官能团和 高介电官能团的有机化合物（Zl)以及可固化有机聚硅氧烷组合物（A+B)。3. -种供换能器用的可固化有机聚硅氧烷组合物，包含具有高介电官能团的有机化 合物（Z2)以及可固化有机聚硅氧烷组合物（A+B)，其中所述化合物（Z2)可与所述组合物 (A+B)混溶。4. 根据权利要求1至3中任一项所述的供换能器用的可固化有机聚硅氧烷组合物，其 可通过缩合固化反应、加成固化反应、过氧化物固化反应、光固化反应或通过除去溶剂而干 燥来固化。5. 根据权利要求1至4中任一项所述的供换能器用的可固化有机聚硅氧烷组合物，其 提供一种固化体，所述固化体具有所述高介电官能团经由共价键键合到硅原子的结构。6. 根据权利要求1至5中任一项所述的供换能器用的可固化有机聚硅氧烷组合物，其 中所述高介电官能团的含量在所述可固化有机聚硅氧烷组合物的全部硅氧烷组分的1至 80质量％的范围内。7. 根据权利要求1至6中任一项所述的供换能器用的可固化有机聚硅氧烷组合物，其 中所述高介电官能团的含量在所述可固化有机聚硅氧烷组合物的全部硅氧烷组分的10至 50质量％的范围内。8. 根据权利要求1至7中任一项所述的供换能器用的可固化有机聚硅氧烷组合物，其 中所述高介电官能团是选自以下的至少一者：a)卤素原子和含有卤素原子的基团，b)含有 氮原子的基团，c)含有氧原子的基团，d)杂环基团，e)含硼基团，f)含磷基团，以及g)含 硫基团。9. 根据权利要求1至8中任一项所述的供换能器用的可固化有机聚硅氧烷组合物，其 中可固化有机聚硅氧烷主链的至少一部分包含选自硼原子和磷原子的至少一者。10. 根据权利要求1至9中任一项所述的供换能器用的可固化有机聚硅氧烷组合物，包 含： 还满足以下[特性1]、[特性2]和[特性3]的所述可固化有机聚硅氧烷组合物（A+B): [特性1]含有有机聚硅氧烷，其是由通式仏1\〇。〇71；^〇8表示的反应性有机聚硅氧烷， 并且其中（a+cV(b+d+e+f+g)的值小于3,相对于所述可固化有机聚硅氧烷组合物中的全部 有机聚硅氧烷组分，其量的范围为大于或等于0. 1重量％且小于或等于25重量％，（在所 述通式中，M表示三有机甲硅烷氧基单元；D表示二有机甲硅烷氧基单元；T表示单有机甲硅 烷氧基单元，Q表示由Si0 4/2表示的甲硅烷氧基单元;M κ、炉和Tk各自为具有能够进行固化 反应的取代基团R的甲硅烷氧基单元，所述固化反应如选自缩合反应、加成反应、过氧化物 反应和光反应的一种类型）； [特性2]相对于所述可固化有机聚硅氧烷组合物中的总硅氧烷组分，含有大于或等于 75重量％且小于或等于99. 9重量％的反应性有机聚硅氧烷，所述反应性有机聚硅氧烷仅 在两个分子末端具有能够在缩合反应、加成反应、过氧化物反应或光反应中进行固化反应 的基团； [特性3]包含： (S)反应性有机聚硅氧烷 其在单个分子中具有至少两个能够进行如选自缩合反应、加成反应、过氧化物反应和 光反应的一种类型的固化反应的基团，所述反应性有机聚硅氧烷在所述2个能够进行所述 固化反应的基团之间具有小于10, 〇〇〇的平均分子量； (L)反应性有机聚硅氧烷，其在单个分子中具有至少两个能够进行如选自缩合反应、 加成反应、过氧化物反应和光反应的一种类型的固化反应的基团，所述反应性有机聚硅氧 烷在所述2个能够进行所述固化反应的基团之间具有大于或等于10, 000且小于或等于 150, 000的平均分子量；所述组分（S)与所述组分（L)的共混比（重量比）在1 : 99至 40 : 60的范围内； (C) 用于所述可固化有机聚硅氧烷组合物的固化剂；以及 (D) 介电无机细粒，其具有在IkHz和室温下大于或等于10的比介电常数。11. 根据权利要求1至10中任一项所述的供换能器用的可固化有机聚硅氧烷组合物， 其中所述能够进行固化反应的基团是能够进行加成反应的基团。12. 根据权利要求1至11中任一项所述的供换能器用的可固化有机聚硅氧烷组合物， 其中所述固化反应是硅氢加成反应。13. 根据权利要求1至12中任一项所述的供换能器用的可固化有机聚硅氧烷组合物， 其中在所述可固化有机聚硅氧烷组合物中硅键合的氢原子与硅键合的不饱和烃基团的共 混比在0.5: 1.0至3.0: 1.0的范围内。14. 根据权利要求1至13中任一项所述的供换能器用的可固化有机聚硅氧烷组合物， 其中所述（A+B)可固化有机聚硅氧烷组合物包含： (A) 包含一种或多种组分的有机氢聚硅氧烷，其由通式不，具有 在300至15, 000的范围内的数均分子量（Mw)，且在单个分子中具有平均至少2个硅键合的 氢原子；以及 (B) 包含一种或多种组分的有机聚硅氧烧，其由通式MajMvibiDcdD vidjIVTvifjQgj表示，具有 在300至100, 000的范围内的 数均分子量（Mw)，且在单个分子中具有平均至少2个烯基基团；其中所述可固化有机 聚硅氧烷满足由以下[特性4]表示的每单位重量的交联点计数的条件： [特性4]如基于所述㈧组分和所述⑶组分中每一者的所述平均分子量、以上通式 中％至81和8」至8」的值以及所述组合物中所述组分每一者的含量，通过下文表示的公式所 定义，所述反应性聚硅氧烷在固化反应后的每单位重量的交联点的数量在〇. 5至20 μπιο?/ g的范围内； 在所述通式中， M 表示 R3SiOv2; D 表示 R2Si02/2; T 表示 RSiOv2; 且Q是由Si04/2表示的硅氧烷单元； R是不具有脂族碳-碳双键的单价有机基团； MH、DH和T H各自是硅氧烷单元，其中分别由M、D和T表示的所述硅氧烷单元的所述R基 团之一经硅原子键合的氢原子置换；MVi、DvIP T Vi各自是硅氧烷单元，其中分别由M、D和T 表示的所述硅氧烷单元的所述R基团之一经2至20个碳原子的烯基基团置换； a是每单个分子的平均数； b是每单个分子的平均数； c是每单个分子的平均数； d是每单个分子的平均数； e是每单个分子的平均数； f是每单个分子的平均数；且 g是每单个分子的平均数； i表示所述组分（A)中的第i种组分； j表示所述组分（B)中的第j种组分； 所述每单位重量的交联点的数量是通过以下公式计算的值，其中（i)端基间反应的概 率的指数，（ii)所述反应组合物交联点的数量的指数，（iii)所述反应组合物中原料摩尔 计数的指数，和（iv)所述反应组合物分子量的指数各自如相应公式中所定义：其中定义所述指数中的每一个的所述公式如下： (i) 所述端基间反应的概率的指数由以下公式表示：(ii) 基于所述端基间反应的概率的指数，所述反应组合物交联点的数量的指数由以下 公式表示：前提是在所述反应组合物交联点的数量的指数的计算中，表示分子链中的反应性基团 之间的有机硅氧烷单元的平均数的（a+cV(b+d+e+f+g)的值小于3的组分被视为充当单个 交联点，且对于此类组分的计算假设（b+d) = O且（e+f+g) = I ; (iii) 所述反应组合物中原料摩尔计数的指数由以下公式表示：(iv) 所述反应组合物分子量的指数由以下公式表示：在所述公式中， a i是所述组分（A)的所述第i种组分的共混量α ' (以重量计的量）除以所述组分 (A)中所含的硅键合的氢原子数H(摩尔）与所述组分（B)中所含的烯基基团数V(摩尔） 的比率（γ = H(摩尔）/V(摩尔））的值，即α i= α '/γ ; β j表示所述组分（B)的所述第j种组分的所述共混量（以重量计的量）； Mwi表示所述组分（A)的所述第i种组分的数均分子量；且 Mwj表示所述组分（B)的所述第j种组分的数均分子量。15.根据权利要求1至14中任一项所述的供换能器用的可固化有机聚硅氧烷组合物， 其中所述可固化有机聚硅氧烷组合物还满足由以下[特性5]表示的交联点之间的分 子量的条件： [特性5]如基于所述（A)组分和（B)组分的这些组分中每一者的所述数均分子量、 以上通式中％至g JP a」至g」的所述值以及所述组合物中每种组分的所述量通过以下公 式所定义，在所述固化反应后所述反应性聚硅氧烷的交联点之间的分子量在100, 〇〇〇至 2,000,000的范围内； 其中，在上述通式内， M 表示 R3SiOv2; D 表示 R2Si02/2; T表示RSiOv2;且 Q是由Si04/2表示的硅氧烷单元； R是不具有脂族碳-碳双键的单价有机基团； MH、DH和TH各自是硅氧烷单元，其中分别由M、D和T表示的所述硅氧烷单元的所述R基 团之一经硅原子键合的氢原子置换； MVi、DvlP T Vi各自是硅氧烷单元，其中分别由M、D和T表示的所述硅氧烷单元的所述R 基团之一经2至20个碳原子的烯基基团置换； a是每单个分子的平均数； b是每单个分子的平均数； c是每单个分子的平均数； d是每单个分子的平均数； e是每单个分子的平均数； f是每单个分子的平均数；且 g是每单个分子的平均数； i表示所述组分（A)中的所述第i种组分；且 j表示所述组分（B)中的所述第j种组分； 所述每单位重量的交联点的数量是通过以下公式计算的值，其中端基间反应的概率的 指数，（iW )所述反应组合物的有机硅氧烷链计数的指数，（iii)所述反应组合物中原料 摩尔计数的指数，和（iv)所述反应组合物分子量的指数各自如相应公式中所定义：其中定义所述指数中的每一个的所述公式如下： (i)所述端基间反应的概率的指数由以下公式表示：(iW )所述反应组合物的有机硅氧烷链计数的指数由以下公式表示：前提是，在所述反应组合物交联点的数量的指数的计算中，表示所述分子链中的反应 性基团之间的有机硅氧烷单元的平均数的（a+cV(b+d+e+f+g)的值小于3的组分被视为充 当单个交联点，且对于此类组分的计算假设（d+2e+2f+3g+l) = O ; (iii) 所沭反应组合物中原料摩尔计数的指数由以下公式表示：(iv) 所述反应组合物分子量的指数由以下公式表示：在所述公式中， a i是所述组分（A)的所述第i种组分的所述共混量α ' (以重量计的量）除以所述 组分（A)中所含的硅键合的氢原子数H(摩尔）与所述组分（B)中所含的烯基基团数V (摩 尔）的比率（γ = H(摩尔）/V(摩尔））的值，即α i= α '/γ ; β j表示所述组分（B)的所述第j种组分的所述共混量（以重量计的量）； Mwi表示所述组分（A)的所述第i种组分的数均分子量；且 Mwj表示所述组分（B)的所述第j种组分的数均分子量。16. 根据权利要求1至15中任一项所述的供换能器用的可固化有机聚硅氧烷组合物， 其中所述可固化有机聚硅氧烷组合物包含以下各项作为必要成分： (Al)至少一种类型的有机氢聚硅氧烷，其在两个分子末端具有娃原子键合的氢原子， 氢原子的重量分率为0. 1至1.0 重量％ ; (A2)至少一种类型的有机氢聚硅氧烷，其在单个分子中具有至少3个硅原子键合的氢 原子，氢原子的重量分率为〇. 03至2. 0重量％ ; (B)至少一种类型的有机聚硅氧烷，其在单个分子中具有至少2个烯基基团，所述烯基 基团的重量分率为〇. 05至0. 5重量％ ; (Cl)硅氢加成反应催化剂；以及 (D) 介电无机细粒，其具有在IkHz和室温下大于或等于10的比介电常数。17. 根据权利要求1至16中任一项所述的可固化有机聚硅氧烷组合物， 其中 所述介电无机细粒（D)是一种或多种类型的选自以下的无机细粒：氧化钛、钛酸钡、钛 酸锶、锆钛酸铅和钛酸钡，以及其中钛酸钡的钡和钛位置部分地经诸如钙或锶的碱土金属； 锆；或诸如钇、钕、钐或镝的稀土金属置换的复合金属氧化物。18. 根据权利要求1至17中任一项所述的可固化有机聚硅氧烷组合物，还包含 (E) 至少一种类型的选自导电无机粒子、绝缘无机粒子和增强无机粒子的无机粒子。19. 根据权利要求1至18中任一项所述的可固化有机聚硅氧烷组合物，其中通过一种 或多种类型的表面处理剂对部分量或全部量的所述组分（D)和（E)进行表面处理。20. 根据权利要求1至19中任一项所述的可固化有机聚硅氧烷组合物，还包含 (F) 用于改善脱模性或绝缘击穿特性的添加剂。21. -种换能器构件，所述构件通过至少部分固化根据权利要求1至20中任一项所述 的用于换能器的可固化有机聚硅氧烷组合物而形成。22. -种换能器，包括： 一对电极； 设置在所述电极之间的有机硅弹性体中间层，所述有机硅弹性体中间层通过根据权利 要求1至20中任一项所述的用于换能器的可固化有机聚硅氧烷组合物的固化反应或部分 固化反应而形成。23. 根据权利要求22所述的换能器，其中堆叠至少两层所述有机硅弹性体层。24. -种用于制备根据权利要求1至20中任一项所述的用于换能器的可固化有机聚硅 氧烷组合物的方法，所述方法包括以下步骤：使用至少一种选自双螺杆挤出机、双螺杆捏合 机和单螺杆叶型挤出机的机械装置共混至少两种构成所述可固化有机聚硅氧烷组合物的 组分。
【专利摘要】本发明提供能够制备固化制品的可固化有机聚硅氧烷组合物，所述固化制品可用作换能器且具有优异的机械特性和/或电特性。本发明还涉及供换能器用的新型可固化有机聚硅氧烷组合物，其包含可固化有机聚硅氧烷组合物和具有高介电官能团的化合物。
【IPC分类】C08L83/08
【公开号】CN104981518
【申请号】CN201380072603
【发明人】古川晴彦, 彼得·切希雷·哈普菲尔德, 金洪燮, 北浦英二, 肯特·R·拉森, 西海航, 小川琢哉, 尾崎弘一, 宋三番, 脇田启二
【申请人】道康宁公司, 道康宁东丽株式会社
【公开日】2015年10月14日
【申请日】2013年12月26日
【公告号】EP2938679A1, US20150344671, WO2014105959A1