[发明专利]一种基于石墨烯的柔性电容式压力传感器及其制备方法

权利要求书

1.一种基于石墨烯的柔性电容式压力传感器，其特征在于：包括上下两个平行设置的石墨烯电极层，两个石墨烯电极层之间设有多孔弹性体，所述石墨烯电极层引出有银浆导线形成外围引线，所述外围引线绑定有柔性印刷电路板。

2.根据权利要求1所述的一种基于石墨烯的柔性电容式压力传感器，其特征在于：所述石墨烯电极层包括柔性基材和石墨烯层。

3.根据权利要求2所述的一种基于石墨烯的柔性电容式压力传感器，其特征在于：所述柔性基材采用柔性高分子材料，所述高分子材料为聚酰亚胺、聚对笨二甲酸乙二醇酯、聚甲基丙烯酸甲酯中的一种。

4.根据权利要求3所述的一种基于石墨烯的柔性电容式压力传感器，其特征在于：所述多孔弹性体由热固化弹性材料和发泡材料混合后经过加热固化后形成。

5.根据权利要求4所述的一种基于石墨烯的柔性电容式压力传感器，其特征在于：所述热固化弹性材料为聚二甲基硅氧烷。

6.根据权利要求4所述的一种基于石墨烯的柔性电容式压力传感器，其特征在于：所述发泡材料为偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈、甲苯磺酰肼、氧化双(苯磺酷)肋、碳酸氢钠或碳酸氢铵中的一种。

7.根据权利要求4至6任一权利要求所述的一种基于石墨烯的柔性电容式压力传感器，其特征在于：所述热固化弹性材料和发泡材料混合比例在8:1-8:3之间。

8.一种如权利要求7所述的基于石墨烯的柔性电容式压力传感器的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1：在金属基底上采用管式CVD设备制备石墨烯层；

S2：石墨烯层转移到柔性基材上形成石墨烯导电薄膜；

S3：通过红外激光刻蚀机在石墨烯导电薄膜刻蚀上下相对应的图案，从而形成上石墨烯电极层和下石墨烯电极层；

S4：通过紫外激光对石墨烯电极层的绑定区以及边缘区域进行表面处理；

S5：上、下石墨烯电极层的搭接区丝网印刷导电银浆并进行固化，导电银浆的一端搭接在石墨烯电极层的石墨烯上，导电银浆的另一端延伸至石墨烯电极层的绑定区；

S6：通过刮涂、旋涂或辊涂方式涂布在上、下石墨烯电极层的图案区域涂布PU-653水溶液，然后放置于烤箱烘干；

S7：分别称取热固化弹性材料和发泡材料并将两者混合均匀；

S8：下石墨烯电极层丝网印刷热固化弹性材料和发泡材料的混合熔液；

S9：将上石墨烯电极层覆盖在印刷有的热固化弹性材料和发泡材料的下石墨烯电极层上，然后整体转移至烤箱进行加热。

S10：通过热压将柔性印刷电路板绑定在上、下石墨电极层的绑定区。

9.根据权利要求8所述的基于石墨烯的柔性电容式压力传感器的制备方法，其中，步骤S1中，所述金属为铜箔或镍箔。

10.根据权利要求8所述的基于石墨烯的柔性电容式压力传感器的制备方法，其中，PU-653水溶为PU-653原液与水的混合液，PU-653原液与水的混合比例为1:100-1:200。