[发明专利]一种大量程高韧纳米导电橡胶传感器及其制备和封装方法

权利要求书

1.一种大量程高韧纳米导电橡胶传感器的封装方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)提供壳体，所述壳体为顶部敞口的中空圆柱体，壳体外侧顶部设置有一圈螺纹，且侧壁上设置有一个通孔；

提供热压成型模具，所述热压成型模具为三层圆柱体结构，所述三层圆柱体结构中的三层圆柱体圆心相同且互相连接，所述三层圆柱体由上至下直径依次减小，最下层的圆柱体的直径小于壳体的内径；

将橡胶基体材料和硫化剂混合后放入壳体中，利用热压成型模具向壳体中的混合料加压进行热压固化处理，之后移开热压成型模具，在壳体内形成一个橡胶凹腔；

(2)将纳米导电橡胶传感器上下表面的电极分别连接导线，然后放入所述橡胶凹腔中，将导线的另一端从壳体侧壁上的通孔引出，在壳体中填满橡胶基体材料和硫化剂的混合料，之后进行热压硫化封装，得到封装件；所述大量程高韧纳米导电橡胶传感器包括纳米导电橡胶和分别设置在所述纳米导电橡胶上表面和下表面的电极；

所述纳米导电橡胶传感器的制备方法包括以下步骤：

将橡胶基体材料和纳米导电填料混合进行高温密炼，得到混合料；

将所述混合料和硫化剂混合进行低温密炼，得到纳米导电橡胶材料；

将所述纳米导电橡胶材料进行压延薄通处理，得到压延片；

在压延片上、下表面分别平铺一层导电薄膜材料作为电极，然后进行压延薄通处理，得到夹心结构；

将所述夹心结构进行热压固化处理，得到纳米导电橡胶传感器；

其中，所述高温密炼的温度为80～120℃；所述低温密炼的温度为25～60℃；所述热压固化处理的压力为5～25MPa；

(3)提供盖板，所述盖板的纵截面为凸字型，且盖板的底部尺寸和壳体的内径相匹配；

提供密封盖，所述密封盖为底部敞口，顶部设置有开口的筒状结构，且密封盖的内部侧壁上设置有螺纹；所述顶部的开口的尺寸和盖板的上部尺寸相匹配；所述密封盖的尺寸和壳体的尺寸相匹配；

将盖板置于封装件的顶部，将密封盖的顶部开口穿过盖板上部，并将密封盖和壳体通过螺纹紧扣。

2.根据权利要求1所述的封装方法，其特征在于，所述高温密炼包括第一步密炼和第二步密炼，所述第一步密炼的转速为20～50rpm，时间为5～30min，所述第二步密炼的转速为25～30rpm，时间为5～10min；

所述低温密炼的时间为5～20min，转速为20～45rpm；

所述热压固化处理的温度为150～185℃，时间为5～10min。

3.根据权利要求1所述的封装方法，其特征在于，所述橡胶基体材料包括聚二甲基硅氧烷、气相硅胶、液态硅胶、丁腈橡胶、三元乙丙橡胶或聚氨酯弹性体；所述硫化剂包括双-25硫化剂和/或双-24硫化剂；所述纳米导电填料包括超导电炭黑、导电碳纳米管和导电石墨烯中的一种或几种；

以所述橡胶基体材料、纳米导电填料和硫化剂的总质量为100％，所述纳米导电填料的质量百分含量为6～7.5％，所述硫化剂的质量百分含量为1～1.2％。

4.根据权利要求1所述的封装方法，其特征在于，所述导电薄膜材料在平铺前还包括：将所述导电薄膜材料进行偶联剂润湿处理。

5.根据权利要求1所述的封装方法，其特征在于，所述压延片的厚度为0.5～2mm；所述导电薄膜材料的厚度为0.02～0.05mm，所述夹心结构的厚度为0.2～2.5mm。

6.根据权利要求1所述的封装方法，其特征在于，所述步骤(1)中热压固化处理的温度为150～185℃，压力为5～25MPa，时间为15min。

7.根据权利要求1所述的封装方法，其特征在于，所述热压硫化封装的温度为90～280℃，压力为2～25MPa。

8.根据权利要求1所述的封装方法，其特征在于，所述密封盖和盖板接触的部位还设置有缓冲垫。