[发明专利]一种纳米TiN导电橡胶复合材料以及一种传感器及其制备方法

权利要求书

1.一种纳米TiN导电橡胶复合材料传感器，其特征在于，包括橡胶封装层和封装在橡胶封装层内部的传感元件；所述传感元件包括导电橡胶和设置在导电橡胶上、下表面的电极以及和电极连接的导线；所述导线一端和电极连接，另一端伸出橡胶封装层；所述导电橡胶由纳米TiN导电橡胶复合材料制备得到制备方法为：将纳米TiN导电橡胶复合材料进行压延，得到压延片，将所述压延片硫化成型，得到导电橡胶；纳米TiN导电橡胶复合材料，其特征在于，包括以下组分：橡胶基体材料、纳米TiN导电粉体和硫化剂；所述纳米TiN导电橡胶复合材料中纳米TiN导电粉体的质量分数为3.0～15.0％；所述橡胶封装层使用的橡胶和纳米TiN导电橡胶复合材料中的橡胶基体材料相同。

2.根据权利要求1所述的传感器，所述橡胶基体材料为天然橡胶、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。

3.权利要求1或2所述的传感器，其特征在于，所述纳米TiN导电橡胶复合材料的制备方法包括以下步骤：

将橡胶基体材料和纳米TiN导电粉体进行第一混合，将所得混合料和硫化剂进行第二混合，得到所述纳米TiN导电橡胶复合材料。

4.根据权利要求3所述的传感器，其特征在于，所述第一混合和第二混合的方式独立的包括搅拌、超声分散或密炼；

当所述第一混合的方式为密炼时，所述密炼的温度为80～120℃，当所述第二混合的方式为密炼时，所述密炼的温度为室温。

5.根据权利要求1所述的传感器，其特征在于，所述电极为导电薄膜材料；所述电极的厚度为0.02～0.05mm；

所述导电橡胶的表面形貌为平面或网状；

所述传感元件的厚度为0.2～5mm。

6.根据权利要求1所述的传感器，其特征在于，所述导电橡胶中心的平面上还括一层增强层；所述增强层的材质为真丝织物。

7.权利要求1～6任意一项所述纳米TiN导电橡胶复合材料传感器的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)将纳米TiN导电橡胶复合材料进行压延，得到压延片；

(2)在所述压延片上下表面设置电极，得到夹心结构，将所述夹心结构进行硫化成型，然后在电极上接入导线，得到传感元件；

或，将所述压延片硫化成型，得到导电橡胶，然后在所述导电橡胶上下表面设置电极，并在电极上接入导线，得到传感元件；

(3)使用橡胶封装层材料将所述传感元件封装，得到纳米TiN导电橡胶复合材料传感器。

8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，当导电橡胶表面形貌为网状时，所述步骤(2)替换为：

将压延片在设置有网状衬底的模具中进行硫化成型，得到表面为网状的导电橡胶，然后在导电橡胶上、下表面设置电极并在电极上接入导线，得到传感器元件；

当导电橡胶中心的平面上还括一层增强层时，所述步骤(2)替换为：

在两片压延片中间放置增强层，再次压延后进行硫化成型，得到导电橡胶，然后在导电橡胶上、下表面设置电极，并在电极上接入导线，形成传感器元件；

或，在两片压延片中间放置增强层，再次压延后在所得复合压延片上下表面设置电极，之后进行硫化成型，然后在电极上接入导线，得到传感元件。

9.根据权利要求7或8所述的制备方法，其特征在于，所述硫化成型的压力为5～25MPa。