卷对卷规模化生产电致变形薄膜的工艺的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种电致变形薄膜的制程，特别涉及一种卷对卷规模化生产电致变形薄膜的工艺。
【背景技术】
[0002]电致变形薄膜材料一种离子型电致动聚合物，具有质量轻、柔韧性好、驱动电压低、反应迅速和大变形等突出优点，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等智能材料，是近二十年来崛起且具有极大应用潜力的新型智能材料。
[0003]电致变形薄膜材料通常在实验室中采用小批量方法制备，这一领域国内外已有文献研究，并申请了多项发明专利。例如，M.Shahinpoor等已申请获得了钼电极电致变形薄膜材料的制备方法专利(US6109852B);西安交通大学陈花玲等人申请获得了钯电极电致变形薄膜材料制备工艺专利(ZL200810150783.6、ZL201110085960.9);南京航空航天大学于敏等人申请了发明专利CN103151453A。这些技术都是采用化学浸泡-还原的方法制备电致变形薄膜材料，其不仅耗时长，单位成本高，而且不易实现规模化生产。
[0004]此外，研究人员还发展出了其它多种电致变形薄膜的生产工艺，例如M.Shahinpoor等将纳米Ag颗粒溶于醇溶液并喷涂在背板上，然后通过热压的方式将背板上纳米Ag颗粒转移到Naf1n膜表面，进一步结合电镀的方法制备了电致变形薄膜材料(“Novel 1nic polymer-metal composites equipped with physically loadedparticulate electrodes as b1mimetic sensors, actuators and artificialmuscles”, ((Sensors and Actuators A》，96 (2002) 125-132),这种方法降低成本，也简化制备工艺过程。Donald Leo等申请了物理和化学制备电致变形薄膜的专利(公开号US20060266642 Al),其米用热压机通过热压方式压合芯层、掺杂层和导电层，由于工艺过程中涉及吸水溶胀和离子交换过程，不易连续批量生产。QM Zhang采用自组装方法(“Influence of the conductor network composites on the electromechanicalperformance of 1nic polymer conductor network composite actuators，，，((Sensorsand Actuators A)), 157 (2010), 267-275),将Naf1n膜依次反复浸泡含金纳米颗粒的正负胶体溶液沉积导电层制备制备电致变形薄膜，然而反复浸泡过程十分繁琐达数百次，难以大量生产。
[0005]总体而言，现有工艺都是针对实验室研究进行开发或者小批量制作，每批次制备材料面积不超过0.1平方米，这大大限制了电致变形薄膜材料的研发和应用。
[0006]随着电致变形材料领域的技术快速发展，尤其是在应用器件领域的开发研究，电致变形薄膜材料在仿生机械、微操作器械、生物医学、变形光学和消费电子等领域表现出广泛的应用前景。小批量的材料制备工艺已不能满足研究和工业使用需要，开发大规模制备工艺具有巨大实用价值。
【发明内容】
[0007]本发明的目的在于提供一种卷对卷规模化生产电致变形薄膜的工艺，其能实现电致变形薄膜的大规模工业化制备，从而克服了现有技术中的不足。
[0008]为实现前述发明目的，本发明采用了如下技术方案:
一种卷对卷规模化生产电致变形薄膜的工艺，包括:
(1)将Naf1n离子膜溶液与离子液体混合，获得Naf1n离子膜-离子液体混合溶液，以及在所述Naf1n离子膜-离子液体混合溶液中添加导电掺杂材料，获得Naf1n离子膜-离子液体-导电颗粒浆料；
(2)通过流延工艺将该Naf1n离子膜-离子液体混合溶液或该Naf1n离子膜-离子液体-导电颗粒浆料制成电致变形薄膜的芯层膜或过渡层膜；
(3)至少在一芯层膜的两侧分别覆设至少一过渡层膜，且在加热加压条件下使所述芯层膜与过渡层膜结合，形成复合结构；
(4)在位于步骤(3)所获复合结构两侧的过渡层膜外表面上设置高导电性涂层，获得完整的电致变形薄膜。
[0009]作为其中一种较为优选的实施方案，前述步骤(3)包括:在一芯层膜两侧分别设置一过渡层膜，并在加热加压条件下采用三层共挤出方式热压结合，形成过渡层-芯层-过渡层复合结构。
[0010]进一步的，前述步骤(3)包括:在芯层膜一侧表面印刷Naf1n离子膜-离子液体-导电颗粒浆料，形成一过渡层膜，并在加热加压条件下使该两者结合形成初级复合结构，而后采用相同工艺在该芯层膜另一侧表面形成另一过渡层膜，并再次在加热加压条件下使该另一过渡层膜与该芯层膜结合形成复合结构。
[0011]更进一步的，前述步骤(3)包括:通过多层共挤出方式使所述芯层膜与过渡层膜结合，形成复合结构。
[0012]或者，前述步骤(3)包括:通过浆料印刷的方式在芯层膜的两侧分别覆设过渡层膜，印刷后整体加热加压促进结合，形成复合结构。
[0013]一种卷对卷规模化生产电致变形薄膜的工艺，包括:
(1)将Naf1n离子膜溶液与离子液体混合，获得Naf1n离子膜-离子液体混合溶液，以及在所述Naf1n离子膜-离子液体混合溶液中添加导电掺杂材料，获得Naf1n离子膜-离子液体-导电颗粒浆料；
(2)通过流延工艺将该Naf1n离子膜-离子液体混合溶液或该Naf1n离子膜-离子液体-导电颗粒浆料制成电致变形薄膜的芯层膜或过渡层膜；
(3)在一芯层膜的一侧至少覆设一过渡层膜，且在加热加压条件下使所述芯层膜与过渡层膜结合，形成复合结构；
(4)在步骤(3)所获复合结构的过渡层膜外表面设置高导电性涂层，获得导电层-过渡层-芯层的半膜结构；
(5)将两个半膜结构的芯层贴紧，且在加热加压条件下使该两个半膜结构结合，获得完整的电致变形薄膜。
[0014]进一步的，前述步骤(3)包括:以过渡层膜为基体膜，并在基体膜一侧表面印刷Naf1n离子膜-离子液体混合溶液，形成芯层膜，印刷后在加热加压条件下促使该两者结合形成复合结构。
[0015]或者，前述步骤(3)包括:通过多层共挤出方式使所述芯层膜与过渡层膜结合，形成复合结构。
[0016]更进一步的，前述步骤(5)包括:通过多层共挤出方式促使两个半膜结构的芯层结合，形成完整的电致变形薄膜。
[0017]进一步的，前述步骤(I)包括:将Naf1n离子膜-离子液体混合溶液或Naf1n离子膜-离子液体-导电颗粒浆料加入流延设备，并使该Naf1n离子膜-离子液体混合溶液或该Naf1n离子膜-离子液体_导电颗粒衆料在转动的流延基带上受热流延成膜，且通过调节流延基带转动速度而调整芯层膜或过渡层膜的厚度。
[0018]进一步的，前述导电掺杂材料包括高稳定性导电纳米颗粒，所述导电纳米颗粒包括贵金属纳米颗粒，所述贵金属纳米颗粒包括至少由Au、Pt、Pd、Ag中的任意一种形成的纳米颗粒，且不限于此。
[0019]进一步的，前述导电掺杂材料包括纳米材料，所述纳米材料包括碳纳米管或导电石墨烯，且不限于此。
[0020]进一步的，前述导电掺杂材料包括纳米颗粒材料，所述纳米颗粒材料包括二氧化钌或二氧化锰纳米颗粒，且不限于此。
[0021]进一步的，所述卷对卷规