[发明专利]一种应变不敏感的柔性可拉伸温度/湿度传感器及其制备方法在审

专利信息
申请号: 201911259515.2 申请日: 2019-12-10
公开(公告)号: CN110907501A 公开(公告)日: 2020-03-24
发明(设计)人: 贾书海;唐振华;徐顺建;钟德敏 申请(专利权)人: 新余学院
主分类号: G01N27/04 分类号: G01N27/04;G01K7/16
代理公司: 西安通大专利代理有限责任公司 61200 代理人: 张海平
地址: 338004 江西*** 国省代码: 江西;36
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摘要:
搜索关键词: 一种 应变 敏感 柔性 拉伸 温度 湿度 传感器 及其 制备 方法
【权利要求书】:

1.一种应变不敏感的柔性可拉伸温度/湿度传感器,其特征在于,包括柔性基体层(1)和温度/湿度敏感层(2),所述温度/湿度敏感层(2)为通过3D打印的方式半嵌入在柔性基体层(1)表面形成的蛇形弯曲结构,在温度/湿度敏感层(2)两端引出电极后被封装;

其中,柔性基体层(1)为柔性聚合物制成的弹性体,温度/湿度敏感层(2)是由温度/湿度敏感导电填料填充弹性体构成的纤维状复合材料层。

2.根据权利要求1所述的应变不敏感的柔性可拉伸温度/湿度传感器,其特征在于,弹性体所用材料为聚二甲基硅氧烷、铂催化硅橡胶和室温硫化橡胶中的一种或几种。

3.根据权利要求1所述的应变不敏感的柔性可拉伸温度/湿度传感器,其特征在于,温度/湿度敏感导电填料填充弹性体构成的纤维状复合材料的流变特性为:在剪切速率为0.1s-1,室温下的表观粘度为500~50000Pa·s。

4.根据权利要求1所述的应变不敏感的柔性可拉伸温度/湿度传感器,其特征在于,温度敏感导电填料与弹性体的质量比为(3~8):100。

5.根据权利要求1所述的应变不敏感的柔性可拉伸温度/湿度传感器,其特征在于,湿度敏感导电材料与弹性体的质量比为(5~10):100。

6.根据权利要求1所述的应变不敏感的柔性可拉伸温度/湿度传感器,其特征在于,温度敏感导电填料为碳纳米材料。

7.根据权利要求1所述的应变不敏感的柔性可拉伸温度/湿度传感器,其特征在于,湿度敏感导电填料为碳纳米材料与氧化石墨烯的混合物,其中,碳纳米材料与氧化石墨烯的质量比为(1~5):1。

8.根据权利要求6或7所述的应变不敏感的柔性可拉伸温度/湿度传感器,其特征在于,所述碳纳米材料为石墨烯、碳纳米管和炭黑中的一种或几种。

9.根据权利要求1所述的应变不敏感的柔性可拉伸温度/湿度传感器,其特征在于,基体层(1)的厚度为0.5~2mm。

10.权利要求1~9中应变不敏感的柔性可拉伸温度/湿度传感器的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:

1)在室温下将弹性体所用材料制成浆料,搅拌均匀后真空除气,刮涂制备厚度为0.5~2mm的弹性体薄膜,然后干燥成半固化交联状态,即作为基体层,备用;

2)在室温下将温度/湿度敏感导电填料与弹性体混合后,搅拌均匀,得到分散均匀的适合3D打印的温度/湿度敏感层原材料;

3)将步骤1)所得的半固化交联状态的弹性体置于3D打印机的打印台上,将步骤2)制得的适合3D打印的温度/湿度敏感层原材料装入注射器针筒中,按照设计的蛇形打印路径,在半固化交联状态的弹性体上打印出蛇形弯曲的温度/湿度敏感层;

4)将经步骤3)处理得到的3D打印产品干燥,使其充分固化交联;

5)将经步骤4)处理的温度/湿度敏感层材料的两端引出电极,然后封装,制得应变不敏感的柔性可拉伸温度/湿度传感器。

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