[发明专利]一种微小拉应变监测传感器及其制备方法

权利要求书

1.一种微小拉应变监测传感器的制备方法，其特征是：传感器的刚度与沥青混凝土路面结构层的刚度匹配，包括主体结构、导电电极和封装层，所述主体结构包括树脂类聚合物基体，多尺度非金属材料为碳类导电体，复配增韧剂、偶联剂、固化剂、固化促进剂和分散剂；

所述主体结构外侧设置有封装层，所述主体结构至少两个端部分别设置有一延伸至封装层外侧的导电电极，能够有效的监测道路拉应变小于100范围内的变形；

以质量份数计，树脂类聚合物100份，多尺度非金属碳类材料由碳纳米管和碳黑共同组成，所述碳纳米管比表面积需≥280m²/g，电导率需≥160s/cm；所述碳纳米管为单壁碳纳米管、双壁碳纳米管和多壁碳纳米管中的至少一种；所述碳黑比表面积需60m²/g～140 m²/g；碳纳米管0.75~2.5份，碳黑3~18份，增韧剂2~15份、偶联剂3~5份、固化剂25~45份、固化促进剂2~6份、分散剂6~40份；

微小拉应变监测传感器的制备方法，其特征是：步骤如下：

（1）将多尺度非金属碳类导电材料进行干燥，进行研磨处理；

（2）按比例称取一定量研磨后的多尺度非金属碳类导电材料，加入偶联剂和分散剂，先经过机械搅拌，再进行超声分散，制得多尺度非金属碳类材料悬浮分散液；

（3）向悬浮分散液中加入一定量的树脂类聚合物基体和增韧剂，并依次施加机械搅拌和超声分散；

（4）超声分散结束后，将样品冷却，然后加入固化剂和固化促进剂，并施加机械搅拌；

（5）将样品浇筑至模具中，在浇筑样品中预设位置直接置入铜导电电极；

（6）将得到的浇筑体进行抽真空和干燥固化处理，冷却至室温后将半固化状态样品从模具中取出；

（7）配置与步骤（3）同样比例聚合物基体和增韧剂及与步骤（4）同样比例的固化剂、固化促进剂，施加机械搅拌，采用真空封装的方式立即将步骤（6）制备的半固化状态样品表面进行封装与固化，完全固化成型后去掉真空封装相关辅助材料。

2.如权利要求1所述的一种微小拉应变监测传感器的制备方法，其特征是：所述树脂类聚合物基体为纯环氧树脂、聚氨酯改性环氧树脂、聚酰胺改性环氧树脂、尿醛三聚氰胺环氧树脂中一种或多种的混合物。

3.如权利要求1所述的一种微小拉应变监测传感器的制备方法，其特征是：所述增韧剂为橡胶类增韧剂和热塑性弹性体类增韧剂。

4.如权利要求3所述的一种微小拉应变监测传感器的制备方法，其特征是：所述橡胶类增韧剂为聚硫橡胶、羧基液体丁腈橡胶、聚醚、聚砜、聚酰亚胺中的一种或多种。

5.如权利要求3所述的一种微小拉应变监测传感器的制备方法，其特征是：所述热塑性弹性体类增韧剂为聚氨酯类、聚酰胺类中的一种或多种。

6.如权利要求1所述的一种微小拉应变监测传感器的制备方法，其特征是：所述偶联剂为3-（2，3-环氧丙氧）丙基三甲氧基硅烷（KH-560）或γ―氨丙基三乙氧基硅烷（KH-550）中的一种。

7.如权利要求1所述的一种微小拉应变监测传感器的制备方法，其特征是：所述固化剂为乙烯基三胺、氨乙基哌嗪、二氨基二苯基甲烷、低分子聚酰胺固化剂650#、低分子聚酰胺固化剂651#、593固化剂中的一种或多种的混合物。

8.如权利要求1所述的一种微小拉应变监测传感器的制备方法，其特征是：所述固化促进剂为2、4、6三（二甲氨基甲基）苯酚、2-乙基-4-甲基咪唑、双酚A中的一种或多种的混合物。

9.如权利要求1所述的一种微小拉应变监测传感器的制备方法，其特征是：所述分散剂为丙酮、N-甲基吡咯烷酮, N,N-二甲基甲酰胺、二甲基亚砜DMSO中的一种。