[发明专利]具有单向导湿作用的压阻传感织物及其制备方法

说明书

本发明提供了一种具有单向导湿作用的压阻传感织物及其制备方法。该压阻传感织物以织物基布为基材，通过两侧不对称的亲水/疏水功能表面的结构设计，从上至下依次采用将第一疏水性金属氧化物层、第一高分子导电层、织物基布、第二高分子导电层、第二疏水性金属氧化物层和亲水性纤维层进行复合，构造出具备单向导湿作用的压阻传感织物，其具备优异的导电性、导湿作用、抗高湿度干扰性能以及高精度的传感功能。该制备方法工艺简单，可实施性强，适合应用于压阻式传感材料制备领域；且该方法可在空气中制备，工艺稳定、可重复性好；还能够实现大面积生产和制备，具有良好的产业化潜力。

技术领域

本发明涉及导电织物制备技术领域，尤其涉及一种具有单向导湿作用的压阻传感织物及其制备方法。

背景技术

近年来，可穿戴电子皮肤在人体运动与健康检测、人工智能、电子皮肤等方面的应用取得了巨大进展。根据传感机制可分为电容式、压阻式、压电式、摩擦电式。最近，集灵敏性高、制备工艺简单、易于集成、透气性佳、柔韧性好、机械性能搞、可大面积化、可编织性、穿着舒适等优点于一体的织物基压阻式传感器得到了广大研究者的热捧，备受关注。织物基压阻式传感器由传感单元和电极组成，其中传感单元一般包括用于传输电荷的导电层和织物基材，电极用于连接测试设备和输出获得的电信号。基于导电高分子的传感单元具有良好的柔性、均匀性、可重复性、导电性等优点，因此，成为柔性可穿戴传感器的传感单元的重要候选材料。

通常，压阻式传感器的产业化和实际应用性在很大程度上取决于传感器的整体性能，如传感精度、稳定性、循环性、抗干扰性、穿着舒适性等。在实际应用中，人体皮肤经常会出汗，基于PDMS薄膜的压阻式传感器的透气性十分弱，严重影响了穿着舒适性。而基于织物基材的压阻式传感器具有较好的透气性，穿着舒适性，但基于导电高分子的传感单元在高湿度或汗液环境下易吸湿，使得传感单元的原始阻值会发生显著改变，进而导致该织物基压阻传感器的传感精确性和稳定性难以得到保证，不能满足实际应用的需要。

申请号为CN202010098852.4的发明专利公开了一种在无纺棉纤维织物表面制备柔性导电超疏水复合材料的方法。该方法主要包括以下步骤：1)无纺棉纤维织物清洗；2)无纺棉纤维织物敏化处理；3)无纺棉纤维织物表面化学喷涂；4)无纺棉纤维织物表面电沉积超疏水涂层。但是，该制备方法中所使用的Ag导电涂层存在易氧化失效的缺陷，所使用的喷涂工艺制备的产品存在均匀性差、重复性低、大面积量产难度大等缺点，且所使用电沉积法沉积超疏水涂层耗能大等不足。

申请号为CN201811155839.7的发明专利公开了一种耐久性导电和超疏水棉/蚕丝织物的制备方法。该方法包括以下步骤：通过制备氟化氧化石墨烯和氧化石墨烯混和水溶液，采用浸轧法将氟化氧化石墨烯和氧化石墨烯混和水溶液涂覆于棉或蚕丝表面，使氟化氧化石墨烯和氧化石墨烯与棉或蚕丝以离子键、氢键或范德华力结合，然后借助热压和UV光的双还原作用将织物表面的氟化氧化石墨烯还原成还原氟化氧化石墨烯使织物表面具有拒水性，同时将氧化石墨烯还原成还原氧化石墨烯使织物具有导电性。但是，该制备方法存在制备工艺复杂、制备过程可控性差的不足。

申请号为CN202010483825.9的发明专利公开了一种具有高吸收特性的电磁屏蔽与疏水功能织物及其制备方法。该制备方法为：将导电填料分散液涂覆于纺织物上，制得导电涂层；配制疏水高分子纳米粒子复合溶液，将其涂覆于上述所得的导电棉织物上，制得聚合物复合微球涂层。但是该聚合物复合微球涂层为致密膜结构，其存在透气性差、穿着舒适性欠佳的缺陷。

有鉴于此，有必要设计一种改进的具有单向导湿作用的压阻传感织物及其制备方法，以解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有单向导湿作用的压阻传感织物及其制备方法。

为实现上述发明目的，本发明提供了一种具有单向导湿作用的压阻传感织物，以织物基布为基材，其为不对称亲水/疏水功能表面设计，从上至下依次由第一疏水性金属氧化物层、第一高分子导电层、织物基布、第二高分子导电层、第二疏水性金属氧化物层和亲水性纤维层复合而成。