[发明专利]一种叉指型大面积柔性阵列传感器及其制备方法

权利要求书

1.一种叉指型大面积柔性阵列传感器制备方法，其特征是，包括如下步骤：

（1）制备电极板：采用丝网印刷工艺将电极材料印刷在基底材料上，在基底材料上形成包含若干阵列单元的叉指型阵列电极和导线，干燥后制得电极板；

（2）制备压敏复合材料：以重量份计，将导电粒子、5-20份纳米SiO₂和15-40份硅烷偶联剂Si-69分散在85-115份溶剂中形成分散液；在分散液中加入350-450份硅橡胶，搅拌均匀后得到混合液；将混合液真空干燥20-30min后得到未固化的压敏复合材料，所述导电粒子包括20-75份炭黑和5-25份碳纳米管，所述导电粒子为表面改性的导电粒子，其制备方法如下：

(A)将导电粒子分散在0.4-0.6mol/L硝酸溶液中，振荡反应2-3h后过滤，用水洗涤至中性，60-70℃干燥12-24h；

(B)将所得产物溶于氯化亚砜中，加入2-3滴N,N-二甲基甲酰胺后在50-60℃下反应12-24h；

(C)将所得产物分散在乙二醇中，100-120℃下回流反应20-30h；

(D)将质量比为1:（10-15）:（15-20）的4-二甲胺基吡啶、三乙胺及步骤（C）所得产物混合，加入CHCl₃，氮气保护下加入与步骤（C）所得产物质量比为1:1-2:1的2-溴异丁基酰溴的氯仿溶液，0-4℃下搅拌1-2h后继续在室温下反应20-30h；

(E)所得溶液用氯仿稀释过滤，反复洗涤后于50-60℃下干燥10-20h；

(F)将质量比为1:（1-2）:（5-7）的干燥后的五甲基二乙烯三胺、CuBr及步骤（E）所得产物混合，加入N,N-二甲基甲酰胺，氮气保护下加入与步骤（E）所得产物质量比为10:1-15:1的乙烯基吡咯烷酮，60-70℃下搅拌反应20-30h；

(G)所得溶液抽滤后，用水洗涤至中性，60-70℃干燥6-12h，得到表面改性的导电粒子；

（3）制作传感器阵列压敏层：采用丝网印刷工艺将未固化的压敏复合材料印刷在电极板上的各阵列单元处，形成阵列压敏层；

（4）传感器封装：将绝缘胶涂覆在阵列压敏层四周的电极板上，然后将柔性基板封合在绝缘胶和阵列压敏层表面，待绝缘胶固化后，得到叉指型大面积柔性阵列传感器。

2.根据权利要求1所述的一种叉指型大面积柔性阵列传感器制备方法，其特征是，步骤（1）中的电极材料为尤特新ID01型导电银浆，基底材料为PET衬底。

3.根据权利要求1或2所述的一种叉指型大面积柔性阵列传感器制备方法，其特征是，步骤（1）中丝网印刷时采用300-420目钢丝网板或聚酯网板。

4.根据权利要求1或2所述的一种叉指型大面积柔性阵列传感器制备方法，其特征是，步骤（1）中干燥温度120-140℃，干燥时间40-60min。

5.根据权利要求1所述的一种叉指型大面积柔性阵列传感器制备方法，其特征是，步骤（2）中所述溶剂包括正己烷，石脑油，无水乙醇中的至少一种。

6.根据权利要求1所述的一种叉指型大面积柔性阵列传感器制备方法，其特征是，步骤（3）中丝网印刷时采用100-300目尼龙网板。

7.根据权利要求1所述的一种叉指型大面积柔性阵列传感器制备方法，其特征是，步骤（4）中所述绝缘胶为PDMS。

8.一种按权利要求1~7任一所述方法制备出的叉指型大面积柔性阵列传感器，其特征是，包括设有叉指型阵列电极和导线的电极板、柔性基板和位于电极板和柔性基板之间的阵列压敏层和绝缘胶层，所述叉指型阵列电极包括若干行列结构排列的阵列单元，各阵列单元内设有相同的叉指电极，所述导线包括行导线和列导线，各叉指电极的两端分别与行导线和列导线相连接，所述绝缘胶层对应阵列压敏层的位置镂空。

9.根据权利要求8所述的一种叉指型大面积柔性阵列传感器，其特征是，所述行导线和列导线分别从电极板相对的两侧引出。