[发明专利]一种温度传感器及其制备方法

说明书

本发明公开了一种温度传感器及其制备方法，涉及传感器技术领域。该温度传感器，包括：柔性基板，材质为聚酰亚胺；金属叉指电极，镀制于上述柔性基板上；改性氧化石墨烯/环氧树脂复合感温薄膜，涂覆于上述金属叉指电极上表面。本发明制得的温度传感器具有柔韧性好，灵敏性高，稳定性好，可实现微型化的优点，大大拓宽了本传感器的应用范围；且本传感器结构简单，成本低廉，可实现大规模量产。

技术领域

本发明属于传感器技术领域，具体涉及一种温度传感器及其制备方法。

背景技术

温度传感器作为能够识别温度的器件其对于温度的测量和监控在众多领域都是至关重要的，例如在荧光定量PCR仪等仪器的温控模块中实现温度的精准控制等。但是传统的温度传感器一般是以金属材料为敏感元件，这些传感器往往存在着一定的局限性。对于温度传感器的需求是，要求其稳定性高，制造工艺简单，精确、灵敏度高等。这就促使了研究者们对于新型高性能温度传感器材料的探索。

对于新型温度传感器材料的研究主要集中于导电复合材料上，特别是一些基于碳系纳米导电填料的高分子基复合材料。这种复合材料同时拥有填料粒子良好的导电性能以及高分子材料的可加工性并且具备一定的热电阻性能。在制作温度传感器时，在直流环境下，通过环境温度变化引起传感器电阻变化就能够从电阻反推出温度，这是一种常见的温度传感器的制作策略。目前，在复合材料温度传感器上已有一定的研究成果，但这些成果还远远不能满足科研和市场的需求，对于新型高性能温度传感器材料的开发仍需进一步的研究探索。

发明内容

本发明的目的在于提供一种温度传感器及其制备方法，该温度传感器具有结构简单、加工方便、灵敏度高、线性度好、稳定性优异的优点，可实现微型化。

本发明为实现上述目的所采取的技术方案为：

一种改性硅烷偶联剂，其结构式如下所示：

采用圆叶泽兰素改性硅烷偶联剂，改善偶联剂的性能，在制备复合材料过程中，更有利于其调控氧化石墨烯与环氧树脂的界面，改善界面相互作用，进而增强复合材料的导电性，提升热导系数，改善材料的力学性能。

上述改性硅烷偶联剂的制备方法，包括：

将圆叶泽兰素溶于甲苯中，反应升温至50～60℃，加入karstedt催化剂继续搅拌30～50min；然后往恒压滴液漏斗中加入甲氧基硅烷，然后缓慢滴加到溶液中，滴加完成后75～85℃条件下恒温反应22～28h；趁热抽滤、冷却至室温，旋蒸、烘干后用乙醇重结晶即得改性硅烷偶联剂。

需要说明的是，圆叶泽兰素与甲氧基硅烷的质量比为1：0.6～0.8。

本发明还公开了一种改性硅烷偶联剂在制备感温薄膜或温度传感器中的用途。

一种复合感温薄膜，其材质为改性氧化石墨烯/环氧树脂，其中，改性氧化石墨烯为上述改性硅烷偶联剂功能化氧化石墨烯。

更进一步地，改性氧化石墨烯的制备方法，具体为：

将氧化石墨烯分散在水和乙醇(体积比为2～3：1)的混合溶液中，超声30min将氧化石墨烯分散在混合溶液中，加入改性硅烷偶联剂，在70～75℃的水浴下稳定回流搅拌3～4h，采用相同比例的水和乙醇的混合溶液清洗2～3次，在55～60℃烘箱中烘干，得到改性氧化石墨烯。

需要说明的是，氧化石墨烯与改性硅烷偶联剂的质量比为1：12～14。

本发明还公开了上述复合感温薄膜在温度传感器中的用途。

一种温度传感器，包括：

柔性基板，材质为聚酰亚胺；

金属叉指电极，镀制于上述柔性基板上；