一种湿度传感材料的制备方法技术

本发明专利技术一种湿度传感材料的制备方法，使用乙酸钡、乙醇、乙酸、去离子水、钛酸丁酯、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇与溴化锂混合溶液，制备基于溴化锂/聚乙烯醇/钛酸钡的湿度传感材料。该湿度传感材料为复合材料，湿度响应范围变宽，从相对湿度10％到98％；陶瓷基湿响应材料加入，提高了原来纯粹氯化锂系列湿响应的响应时间；导电纤维长丝取代原有的金属丝，使得湿度传感材料的引脚部分柔性化，更容易将该类传感器织入面料中，做到服装中去。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及湿度传感
，更具体的说，涉及一种湿度传感材料的制备方法。
技术介绍
在纺织服装领域，温湿度是影响穿着者舒适度的重要指标。特别是当服装应用于航空航天、可穿戴电子设备、深海作业等，控制身体与衣服之间微环境中的湿度显得尤为重要，因为在人手无法控制的湿度条件下，有传感器感知并使得衣服做出湿度调节，会使得服装的智能性大为提高，服装的应用范围更广泛更灵活。氯化锂是公开最多的应用于湿度传感器的材料，如CN2055247U，CN85200517U，CN101178372B，CN102269693B，CN102967631A，CN104483453A，CN1024725829A，CN203188087U，CN204496297U等，该类公开的专利，都是利用氯化锂对湿度的敏感而导致电阻的变化，而获取周围空气中湿度值的。另外，还有石墨烯纳米墙湿度传感器(CN204359739U)、陶瓷湿度传感器(CN102435636A)等。但目前为止，湿度传感器都是被做成块状的模块，而织入衣服的纤维状湿度传感器还未见报道。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术课题为，提供一种湿度传感材料的制备方法，解决现有的湿度传感器不能织入衣服面料中的柔性问题。本专利技术解决上述问题的技术方案为：提供了一种湿度传感材料的制备方法，包括如下步骤：S1、将乙酸钡∶乙醇∶乙酸∶去离子水按重量比(1.5～2)∶(4～6)∶ (3～5)∶1搅拌混合；然后加入重量比为(1.5～2.5)的钛酸丁酯，搅拌混合；再加入重量比为(3～3.5)的聚乙烯吡咯烷酮，搅拌混合得到溶液A；S2、所述溶液A中再加入重量比为1∶(0.3～0.5)的聚乙烯醇与溴化锂混合溶液，搅拌混合得到溶液B；其中，该聚乙烯醇与溴化锂混合溶液与所述溶液A的重量比为(0.3～0.5)∶1；S3、所得溶液B注入模具中，置入烘箱中固化，固化条件是40～60℃的温度环境，固化时间为2～5小时不等，固化后去除模具得到胚体；S4、将所述胚体置入150℃～200℃环境中3～5个小时，形成湿度传感材料。在本专利技术提供的湿度传感材料的制备方法中，所述步骤S2中，所述聚乙烯醇与溴化锂混合溶液与所述溶液A的重量比为0.4∶1。在本专利技术提供的湿度传感材料的制备方法中，所述步骤S3中，所述模具具有至少两个小孔，在每个所述小孔中插入一根柔性导电纤维，使得该柔性导电纤维的一端浸入溶液B中，另一端位于模具外。在本专利技术提供的湿度传感材料的制备方法中，所述柔性导电纤维在插入小孔之前还包括预处理步骤，所述预处理步骤包括：置于双氧水浸泡去除表面的带电离子，然后置于蒸馏水中清洗浸泡。在本专利技术提供的湿度传感材料的制备方法中，胚体与所述柔性导电纤维的结合处，使用锡或铟电焊以增强结合牢度。实施本专利技术，具有如下有益效果：(1)湿度传感材料为复合材料，湿度响应范围变宽，从相对湿度10％到98％；(2)陶瓷基湿响应材料加入，提高了原来纯粹氯化锂系列湿响应的响应时间；(3)导电纤维长丝取代原有的金属丝，使得湿度传感材料的引脚部分柔性化，更容易将该类传感器织入面料中，做到服装中去。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在无需付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为湿度传感材料的制备方法的流程图；图2为湿度传感材料的制备方法的较佳实施例的工艺路线图；图3为湿度传感材料随着湿度的变化的检测装置；图4为湿度传感材料随着湿度的变化而产生的相对阻抗变化率。具体实施方式下面将结合实施例，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。现有技术制备的湿度传感器具有响应速度慢、湿感区域不大(20％RH到70％)等特点，另外也缺少柔性纤维状的湿度传感器。本专利技术的主要创新点在于，提供一种湿度传感材料的制备方法，制备基于溴化锂/聚乙烯醇/钛酸钡的湿度传感材料，湿度响应范围变宽，湿响应的响应时间大大变短。图1示出了湿度传感材料的制备方法的流程图，如图1所示，本专利技术的湿度传感材料的制备方法，包括如下步骤：S1、将乙酸钡∶乙醇∶乙酸∶去离子水按重量比(1.5～2)∶(4～6)∶(3～5)∶1搅拌混合；然后加入重量比为(1.5～2.5)的钛酸丁酯，搅拌混合；再加入重量比为(3～3.5)的聚乙烯吡咯烷酮，搅拌混合得到溶液A；S2、所述溶液A中再加入重量比为1∶(0.3～0.5)的聚乙烯醇与溴化锂混合溶液，搅拌混合得到溶液B；其中，该聚乙烯醇与溴化锂混合溶液与所述溶液A的重量比为(0.3～0.5)∶1；S3、所得溶液B注入模具中，置入烘箱中固化，固化条件是40～60℃的温度环境，固化时间为2～5小时不等，固化后去除模具得到胚体；S4、将所述胚体置入150℃～200℃环境中3个小时，形成湿度传感材料。优选的，步骤S2中，聚乙烯醇与溴化锂混合溶液与溶液A的重量比为0.4∶1。步骤S3中，模具具有至少两个小孔，在每个小孔中插入一根柔性导电纤维，使得该柔性导电纤维的一端浸入溶液中，另一端位于模具外。实施例本实施例的湿度传感材料的制备方法，包括如下步骤：(1)按重量比例将乙酸钡∶乙醇∶乙酸∶去离子水等于(1.5～2)∶(4～6)∶(3～5)∶1配成溶液，混合搅拌1个小时，再加入重量比为(1.5～2.5)的钛酸丁酯，继续搅拌半小时，再加入重量比为(3～3.5)的聚乙烯吡咯烷酮，搅拌两个小时，得到溶液A。再加入重量比为1：(0.3～0.5)的聚乙烯醇与溴化锂混合溶液，搅拌混合得到溶液B，其中，该混合溶液与溶液A的重量比为(0.3～0.5)：1；图2示出了湿度传感材料的制备方法的较佳实施例的工艺路线图，如图2所示，将最后的混合溶液1注入一个球型模具2(直径为5～10mm)中，该球形模具2有两个平行的小孔，如图2(a)。准备两根柔性导电纤维3(例如镀银的尼龙丝或者超细铜丝，70～120旦尼尔)，在30℃温度下，放置于双氧水中1～5分钟，去除纤维表面的带电离子，然后将两根纤维置于蒸馏水中清洗浸泡10～20分钟，然后再将两根长丝分别置于模具的小孔中，球形模具中的两根纤维部分不能接触，如示意图2(b)所示。(2)将含有溶液及导电纤维的球形模具置入40～60℃的烘箱中，溶剂挥发，溶液凝固，变成含有两根导电纤维的球形传感器，如示意图2(c)所示。该凝固时间大概2到5小时不等。(3)将球形传感器置入150℃～200℃环境中3～5个小时，使得聚乙烯吡咯烷酮慢慢分解，形成多孔钛酸钡/聚乙烯醇/溴化锂复合材料。如果该球形材料与导电纤维的结合强度不高的话，可以用锡或铟在两者结合的部位电焊一下，增强结合牢度。(4)图3示出了湿度传感材料随着湿度的变化的检测装置，如图3所示，将纤维形态的湿度传感器与2KΩ变阻器连接，加入10V电源，测试器阻抗响应-回复曲线随着相对湿度的变化情况，结果显示响应-回复时间都在1秒内，图4示出了湿度传感材料随着湿度的变化而产生的相对阻抗变化率，如图4 所示，该纤维湿度传感材料可以在相对湿度10％到98％之间响应，湿度响应范围变宽，由此可见，该纤维湿度传感器不仅具有很快响应过程，而且具有高的灵敏度。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种湿度传感材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：S1、将乙酸钡∶乙醇∶乙酸∶去离子水按重量比(1.5～2)∶(4～6)∶(3～5)∶1搅拌混合；然后加入重量比为(1.5～2.5)的钛酸丁酯，搅拌混合；再加入重量比为(3～3.5)的聚乙烯吡咯烷酮，搅拌混合得到溶液A；S2、所述溶液A中再加入重量比为1∶(0.3～0.5)的聚乙烯醇与溴化锂混合溶液，搅拌混合得到溶液B；其中，该聚乙烯醇与溴化锂混合溶液与所述溶液A的重量比为(0.3～0.5)∶1；S3、所得溶液B注入模具中，置入烘箱中固化，固化条件是40～60℃的温度环境，固化时间为2～5小时不等，固化后去除模具得到胚体；S4、将所述胚体置入150℃～200℃环境中3～5个小时，形成湿度传感材料。

【技术特征摘要】
1.一种湿度传感材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：S1、将乙酸钡∶乙醇∶乙酸∶去离子水按重量比(1.5～2)∶(4～6)∶(3～5)∶1搅拌混合；然后加入重量比为(1.5～2.5)的钛酸丁酯，搅拌混合；再加入重量比为(3～3.5)的聚乙烯吡咯烷酮，搅拌混合得到溶液A；S2、所述溶液A中再加入重量比为1∶(0.3～0.5)的聚乙烯醇与溴化锂混合溶液，搅拌混合得到溶液B；其中，该聚乙烯醇与溴化锂混合溶液与所述溶液A的重量比为(0.3～0.5)∶1；S3、所得溶液B注入模具中，置入烘箱中固化，固化条件是40～60℃的温度环境，固化时间为2～5小时不等，固化后去除模具得到胚体；S4、将所述胚体置入150℃～200℃环境中3～5个小时，形成湿度传...

【专利技术属性】
技术研发人员：包磊，肖学良，包松，包宇洲，周思佳，汪亮，汪理，
申请(专利权)人：包磊，
类型：发明
国别省市：广东;44