[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
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 | ||
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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