一种具有多孔性表面微结构的聚二甲基硅氧烷膜的加工方法及包含该膜的摩擦发电机的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及聚合物薄膜加工领域，具体地，涉及用于摩擦发电机的具有多孔性表 面微结构的聚二甲基硅氧烷膜的加工方法。
【背景技术】
[0002] 现有的表面微结构的制作方法，通常是在模板上雕刻一定的花纹，然后往模板上 浇铸固化成型而制得的。这种方法存在成本高、过程复杂等缺点，不利于工业化生产。
[0003] 此外，还可以通过采用牺牲层模板法来制作表面微结构，这一般是制备具有表面 微结构的聚二甲基硅氧烷膜，但是，这种方法所采用的材料价格普遍较高，而且制作的牺牲 层模板的强度和韧性不理想，使得在高温固化聚二甲基硅氧烷过程时模板变形，影响成膜 效果，从而也进一步影响了聚二甲基硅氧烷膜在摩擦发电机中的应用，并且也不利于摩擦 发电机的制备及工业化生产。
【发明内容】
[0004] 本发明所要解决的技术问题是：针对现有技术的缺陷，提供一种具有多孔性表面 微结构的聚二甲基硅氧烷膜的加工方法。
[0005] -方面，本发明提供了一种具有多孔性表面微结构的聚二甲基硅氧烷膜的加工方 法，其特征在于，该方法包括如下步骤：
[0006] (1)将聚二甲基硅氧烷与固化剂混合均匀，然后进行除泡，从而得到聚二甲基硅氧 烧混合物；
[0007] (2)将步骤（1)得到的聚二甲基硅氧烷混合物在基底上涂布均匀，然后向其表面 喷洒固体颗粒，之后固化成型，从而得到聚二甲基硅氧烷膜；
[0008] 或者，将固体颗粒喷洒在胶带上带粘胶的一面，然后在胶带上带粘胶的一面涂布 步骤（1)得到的聚二甲基硅氧烷混合物，之后固化成型，再将胶带揭下，从而得到聚二甲基 硅氧烷膜；
[0009] (3)将步骤（2)得到的聚二甲基硅氧烷膜放入溶解液中，将其表面的固体颗粒溶 解，从而得到具有多孔性表面微结构的聚二甲基硅氧烷膜。
[0010] 前述的具有多孔性表面微结构的聚二甲基硅氧烷膜的加工方法，步骤（2)中，在 70-KKTC进行固化成型。
[0011] 前述的具有多孔性表面微结构的聚二甲基硅氧烷膜的加工方法，所述固体颗粒的 粒径范围是10微米至2毫米。
[0012] 前述的具有多孔性表面微结构的聚二甲基硅氧烷膜的加工方法，步骤（2)中，将 步骤（1)得到的聚二甲基硅氧烷混合物在基底上涂布均匀之后，先在70-80°C对聚二甲基 硅氧烷混合物加热10-30分钟得到半固化聚二甲基硅氧烷膜，然后再向其表面喷洒固体颗 粒。
[0013] 前述的具有多孔性表面微结构的聚二甲基硅氧烷膜的加工方法，所述固体颗粒的 粒径范围是100微米至2毫米。
[0014] 前述的具有多孔性表面微结构的聚二甲基硅氧烷膜的加工方法，步骤（1)中，聚 二甲基硅氧烷与固化剂的质量比为20:1-10:1。
[0015] 前述的具有多孔性表面微结构的聚二甲基硅氧烷膜的加工方法，步骤（2)中，涂 布在基底上的聚二甲基硅氧烷混合物或涂布在胶带上的聚二甲基硅氧烷混合物的厚度为 50微米至500微米。
[0016] 前述的具有多孔性表面微结构的聚二甲基硅氧烷膜的加工方法，所述固体颗粒是 水溶性无机盐颗粒、易溶于水的有机盐颗粒或者强碱性氧化物颗粒。
[0017] 前述的具有多孔性表面微结构的聚二甲基硅氧烷膜的加工方法，溶解液是水。
[0018] 前述的具有多孔性表面微结构的聚二甲基硅氧烷膜的加工方法，所述固体颗粒是 酸溶性化合物颗粒、金属粉末或者金属氧化物粉末。
[0019] 前述的具有多孔性表面微结构的聚二甲基硅氧烷膜的加工方法，溶解液是酸性溶 液。
[0020] 前述的具有多孔性表面微结构的聚二甲基硅氧烷膜的加工方法，所述固体颗粒 是两性金属氧化物或者两性氢氧化物。
[0021] 前述的具有多孔性表面微结构的聚二甲基硅氧烷膜的加工方法，溶解液是酸性溶 液或者强碱溶液。
[0022] 另一方面，本发明提供了一种摩擦发电机，所述摩擦发电机包括层叠设置的第一 电极层，第一高分子聚合物绝缘层，和第二电极层；或者所述摩擦发电机包括层叠设置的第 一电极层，第一高分子聚合物绝缘层，第二高分子聚合物绝缘层和第二电极层；或者所述摩 擦发电机包括层叠设置的第一电极层，第一高分子聚合物绝缘层，居间电极层，第二高分子 聚合物绝缘层和第二电极层；或者所述摩擦发电机包括层叠设置的第一电极层，第一高分 子聚合物绝缘层，居间薄膜层，第二高分子聚合物绝缘层和第二电极层；其中，第一高分子 聚合物绝缘层，和/或第二高分子聚合物绝缘层，和/或居间薄膜层由权利要求1-13任一 项所述的加工方法制成的具有多孔性表面微结构的聚二甲基硅氧烷膜构成。
[0023] 采用本发明的技术方案，至少具有如下有益效果：本发明的方法制作工艺简单，原 材料廉价且容易获取，相比于传统的方法，具有经济、简单、快捷的特点。此外，本发明的方 法可操作性强且经济实用，根据不同的需要，可以调节喷洒颗粒的大小，制得孔径大小不同 的表面结构。并且，本发明的方法所使用的一些化合物可以循环利用，从而减少了对环境的 污染。
【附图说明】
[0024] 图1为在聚二甲基硅氧烷膜表面喷洒粒径为1毫米的氯化钠颗粒并溶解除去后留 下的多孔性表面微结构。该图像为显微镜放大100倍所拍摄得到的图像。
[0025] 图2为在聚二甲基硅氧烷膜表面喷洒粒径为50微米的氯化钠颗粒并溶解除去后 留下的多孔性微结构。该图像为显微镜放大1〇〇倍所拍摄得到的图像。
[0026] 图3为本发明摩擦发电机一种【具体实施方式】的立体结构示意图。
[0027] 图4为本发明图3摩擦发电机的剖面结构示意图。
[0028] 图5为本发明摩擦发电机另一种【具体实施方式】的立体结构示意图。
[0029] 图6为本发明图5摩擦发电机的剖面结构示意图。
[0030] 图7为本发明摩擦发电机另一种【具体实施方式】的立体结构示意图。
[0031] 图8为本发明图7摩擦发电机的立体结构示意图。
[0032] 图9为本发明摩擦发电机另一种【具体实施方式】的立体结构示意图。
[0033] 图10为本发明图9摩擦发电机的立体结构示意图。
【具体实施方式】
[0034] 为充分了解本发明之目的、特征及功效，借由下述具体的实施方式，对本发明做详 细说明，但本发明并不限于此。
[0035] 现有的表面微结构的制作方法，通常是在模板上雕刻一定的花纹，然后往模板上 浇铸固化成型制得。本发明所提供的是一种制作工艺简单，原材料廉价且容易获取的一种 具有多孔性表面微结构的聚二甲基硅氧烷膜的加工方法，相比于传统的方法，具有经济、简 单、快捷的特点。
[0036] 本发明的具有多孔性表面微结构的聚二甲基硅氧烷膜的加工方法，包括如下步 骤：
[0037] 首先，将聚二甲基硅氧烷与固化剂混合均匀，然后进行真空除泡或者静置除泡，从 而得到聚二甲基硅氧烷混合物。
[0038] 其中，聚二甲基硅氧烷与固化剂是按照10:1-20:1的质量比进行混合的。常规市 售的固化剂（例如，硫化剂）均可用于本发明中，例如，道康宁184产品的聚二甲基硅氧烷 与固化剂。
[0039] 其次，将上述得到的聚二甲基硅氧烷混合物在基底上涂布均匀，刮成所需的厚度， 一般是50微米至500微米，然后向其表面喷洒固体颗粒，并固化成型，从而得到聚二甲基硅 氧烷膜，所述固体颗粒的粒径范围是10微米至2毫米。
[0040] 其中，在向聚二甲基硅氧烷混合物表面喷洒固体颗粒时，因为较大的颗粒容易在 重力作用下逐渐渗入到聚二甲基硅氧烷混合物的内部，从而有可能导致表面花纹制作失 败，因此，优选地，当所使用的固体颗粒的粒径范围是10微米至100微米时，可以直接向聚 二甲基硅氧烷混合物表面喷洒固体颗粒并固化成型。
[0041] 当所使用的固体颗粒较大时，可以不直接向聚二甲基硅氧烷混合物表面喷洒固 体颗粒，优选地，当所使用的固体颗粒的粒径范围是100微米至2毫米时，先将聚二甲基硅 氧烷混合物在基底上涂布均匀，刮成所需的厚度，之后在70-80°C对聚二甲基硅氧烷混合物 加热10-30分钟，使其部分固化，再向其表面喷洒固体颗粒，这样就可以更好地保证固体颗 粒只停留在聚二甲基硅氧烷混合物表面，而不会陷进聚二甲基硅氧烷混合物内部，从而可 以保证表面花纹制作成功。
[0042] 此外，在得到聚二甲基硅氧烷混合物后，还可以先将固体颗粒喷洒在胶带上带粘 胶的一面，然后在胶带上带粘胶的一面涂布该聚二甲基硅氧烷混合物，厚度一般是50微米 至500微米，之后固化成型，再将胶带揭下，从而也可以保证表面花纹制作成功，所述固体 颗粒的粒径范围是10微米至2毫米。
[0043] 优选地，上述固化成型是在70_100°C进行的。
[0044] 再次，固化成型得到聚二甲基硅氧烷膜之后，将膜放入溶解液中以将其表面的固 体颗粒溶解，从而在聚二甲基