一种敏感油墨材料和柔性压力薄膜传感器及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种敏感油墨材料和柔性压力薄膜传感器及其制备方法。柔性压力薄膜传感器包括，第一绝缘保护层、导电电极层、支撑粘结层、敏感油墨层和第二绝缘保护层；导电电极层和敏感油墨层设置在第一绝缘保护层和第二绝缘保护层之间；敏感油墨层具有凹凸表面微结构的导电的敏感油墨材料组成；支撑粘结层处于第一绝缘保护层和第二绝缘保护层之间。支撑粘结层将第一绝缘保护层和第二绝缘保护层粘连起来。其优点在于改善了力‑电阻的变化曲线关系，能够对外部刺激力的大小进行一定程度的识别，在人体压力分布检测，汽车安全座椅系统和人机触控领域具有很好的应用。

A sensitive ink material and a flexible pressure film sensor and its preparation method

The invention provides a sensitive ink material and a flexible pressure film sensor and a preparation method thereof. The flexible pressure film sensor includes the first insulating protective layer, conductive electrode layer, support bonding layer, sensitive ink layer and second insulating protective layer; the conductive electrode layer and sensitive ink layer are arranged between the first insulating protective layer and the second insulating protective layer; the sensitive ink layer is composed of conductive sensitive ink material with concave and convex surface microstructures; the support bonding layer is in the first insulating layer. Between the protective layer and the second insulating protective layer. The supporting bonding layer binds the first and second insulating protective layers together. Its advantage is that it improves the relationship between force and resistance, can identify the magnitude of external stimulus force to a certain extent, and has good application in the field of human pressure distribution detection, automotive safety seat system and human-machine touch control.

【技术实现步骤摘要】
一种敏感油墨材料和柔性压力薄膜传感器及其制备方法
本专利技术涉及一种敏感油墨材料和柔性压力薄膜传感器及其制备方法。
技术介绍
目前市面上已有出售的柔性薄膜开关受到外部激励时主要表现特征为，即在受到一个很弱小的外部力动作时，电阻会急剧减小，经过信号采集、处理以后只能判断外部力有无存在，而无法做到外部力大小程度的识别。
技术实现思路
本专利技术的目的旨在提供一种一种敏感油墨材料和柔性压力薄膜传感器及其制备方法；从根本上解决上述技术问题，以克服上述现有技术的存在缺陷。本专利技术提供一种柔性压力薄膜传感器，包括，第一绝缘保护层、导电电极层、支撑粘结层、敏感油墨层和第二绝缘保护层；导电电极层和敏感油墨层设置在第一绝缘保护层和第二绝缘保护层之间；敏感油墨层具有凹凸表面微结构的导电的敏感油墨材料组成；支撑粘结层处于第一绝缘保护层和第二绝缘保护层之间。支撑粘结层将第一绝缘保护层和第二绝缘保护层粘连起来。进一步，本专利技术提供一种柔性压力薄膜传感器，还可以具有如下特征：第一绝缘保护层的材料包含但不限于PET膜、PVC膜、PE膜，优选厚度是10um～300um；第二绝缘保护层的材料包含但不限于PET膜、PVC膜、PE膜，优选厚度是10um～300um；导电电极层的材料包含不含但不限于金属银，金属铝，金属铜，优选厚度在0.01mm-0.05mm；支撑粘结层优选厚度在0.05mm-0.25mm，其材料包含但不限于市售双面胶、丝网印刷胶。进一步，本专利技术提供一种柔性压力薄膜传感器，还可以具有如下特征：第一绝缘保护层和第二绝缘保护层的形状为，圆形和长方形组合而成；导电电极层的形状与第一绝缘保护层相配，一端为圆环，圆环具有一个缺口，圆环中有若干根圆弦；另一端为两根长方形组合而成；敏感油墨层为圆形；支撑粘结层为圆环，与导电电极层的圆环相配；导电电极层和敏感油墨层重合区的上部位置具有通气孔。另外，本专利技术还提供一种敏感油墨材料，包括以下组分且各组分的质量百分含量分别为，粘结剂0.01％-35％；导电填料0.1％-80％；金属氧化颗粒5％-40％；溶剂5％-90％；助剂0.02％-10％。进一步，本专利技术提供一种敏感油墨材料，还可以具有如下特征：粘接剂包括天然树脂和/或合成树脂；合成树脂为环氧树脂、酚醛树脂、聚酯树脂、有机硅树脂、氟碳树脂、聚酯树脂、丙烯酸树脂、醇酸树脂、乙烯基树脂、合成纤维素、聚酰胺树脂、苯氧树脂、聚氨酯树脂、氯磺化聚乙烯、热塑型塑料、合成橡胶、松香改性树脂等或其共聚物中的至少一种；金属氧化微粒包括氧化铜、氧化铁、氧化钼、氧化镍、氧化亚锡、氧化镁等或其混合物中的至少一种；优选尺寸在0.1um-500um；溶剂包括脂族烃类溶剂、醇类溶剂、酮类溶剂、芳烃类溶剂、酯类溶剂、醇醚类溶剂、动植物油、矿物油中的至少一种；助剂包括增稠剂、分散剂、偶联剂、消泡剂、着色剂、润湿剂、流平剂、交联剂、稳定剂、紫外线吸收剂、防氧化剂、玻璃粉等中的至少一种。另外，本专利技术提供一种敏感油墨材料的制备方法，包括以下步骤：步骤A、液相制备：按照敏感油墨材料的组份将粘结剂和溶剂放入容器内搅拌溶解，直至混合均匀直至透明清澈状态。步骤B、分散:将步骤A制备得到的液相物料、导电填料、金属氧化颗粒和助剂放在一起搅拌搅拌，混合预分散均匀，制得油墨粗浆。步骤C、研磨:将步骤B得到的油墨粗浆进行研磨0.1-50小时。步骤D、将研磨好的物料过滤，即制得所需的敏感油墨材料。进一步，本专利技术提供一种敏感油墨材料的制备方法，还可以具有如下特征：步骤A中，搅拌的速度为600rpm，温度保持在60℃；步骤B中，搅拌的速度为800rpm，温度保持在40℃以下。另外，本专利技术还提供一种柔性压力薄膜传感器的制备方法，包括以下步骤：步骤I、在第一绝缘保护层上制备导电电极层，获得第一组件；步骤II、在第二绝缘保护层上设置敏感油墨层，获得第二组件；步骤III、采用非敏感薄膜区的支撑粘结层将上述步骤I制备的第一组件和步骤II制备的第二组件贴合；贴合过程中，导电电极层和敏感油墨层贴合，支撑粘结层涂抹在第一绝缘保护层和第二绝缘保护层之间；步骤IV、根据柔性压力薄膜传感器的规格要求，将步骤III获得的组件切割成型。进一步，本专利技术提供一种柔性压力薄膜传感器的制备方法，还可以具有如下特征：步骤I中，导电电极层的方法包括，丝网印刷银电极、蚀刻铝(铜)箔电极、真空镀铝(铜)电极；步骤II中，设置敏感油墨层的方法包括，丝网印刷敏感油墨、涂布复合敏感油墨；步骤III中，支撑粘结层采用市售含有离型膜的压敏固态双面胶、或者丝网印刷一层压敏液态双面胶，待固化后粘合。专利技术的有益效果本专利技术提供一种柔性压力薄膜传感器，基于敏感油墨的柔性薄膜传感器通过油墨改性技术通过添加导电性的金属氧化微粒，在纳米油墨表面形成凹凸的表面形貌，彼此之间互联成横向和纵向的众多导电通路，改善了力-电阻的变化曲线关系，能够对外部力大小进行识别。另外，本专利技术提供一种柔性压力薄膜传感器，利用上述的纳敏感墨形成的横向导电通路，优化了传感器结构，简化了工艺流程，大大降低了生产成本。附图说明图1是柔性压力薄膜传感器的剖视图。图2是柔性压力薄膜传感器的爆炸视图。图3是敏感油墨材料的SEM图。图4是柔性压力薄膜传感器输出电阻VS外部力关系曲线。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术做进一步的描述。图1是柔性压力薄膜传感器的剖视图。图2是柔性压力薄膜传感器的爆炸视图。如图1和图2所示，柔性压力薄膜传感器包括：第一绝缘保护层101、导电电极层102、支撑粘结层103、敏感油墨层104和第二绝缘保护层105。第一绝缘保护层101的材料包含但不限于PET膜、PVC膜、PE膜，优选厚度是10um～300um。第二绝缘保护层105的材料包含但不限于PET膜、PVC膜、PE膜，优选厚度是10um～300um。第一绝缘保护层101和第二绝缘保护层105的形状为，圆形和长方形组合而成，类似话筒形状。导电电极层102和敏感油墨层104设置在第一绝缘保护层101和第二绝缘保护层105之间。导电电极层102的材料包含不含但不限于金属银，金属铝，金属铜，优选厚度在0.01mm-0.05mm。敏感油墨层104具有凹凸表面微结构的导电的敏感油墨材料组成。敏感油墨材料由粘接剂、导电填料、金属氧化微粒、溶剂和助剂等组份组成。导电电极层102的形状与第一绝缘保护层101相配，一端为圆环，圆环具有一个缺口，圆环中有若干根圆弦；另一端为两根长方形组合而成。敏感油墨层104为圆形。支撑粘结层103为圆环，与导电电极层102的圆环相配，且处于第一绝缘保护层101和第二绝缘保护层105之间。支撑粘结层103优选厚度在0.05mm-0.25mm，其材料包含但不限于市售双面胶、丝网印刷胶。支撑粘结层103将第一绝缘保护层101和第二绝缘保护层105粘连起来，对导电电极层102和敏感油墨层104起到支撑和保护的作用。导电电极层102和敏感油墨层104重合区的上部位置具有通气孔106，该重合区间隙的空气受力时通过通气孔106传导出来，使得导电电极层和敏感油墨层良好接触。柔性压力薄膜传感器中的敏感油墨材料，包括以下组分且各组分的质量百分含量分别为:粘结剂0.01％-35％；导电填料0.1％-80％；金属氧化颗粒5％-40％；溶本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种柔性压力薄膜传感器，其特征在于：包括，第一绝缘保护层、导电电极层、支撑粘结层、敏感油墨层和第二绝缘保护层；导电电极层和敏感油墨层设置在第一绝缘保护层和第二绝缘保护层之间；敏感油墨层具有凹凸表面微结构的导电的敏感油墨材料组成；支撑粘结层处于第一绝缘保护层和第二绝缘保护层之间；支撑粘结层将第一绝缘保护层和第二绝缘保护层粘连起来。

【技术特征摘要】
1.一种柔性压力薄膜传感器，其特征在于：包括，第一绝缘保护层、导电电极层、支撑粘结层、敏感油墨层和第二绝缘保护层；导电电极层和敏感油墨层设置在第一绝缘保护层和第二绝缘保护层之间；敏感油墨层具有凹凸表面微结构的导电的敏感油墨材料组成；支撑粘结层处于第一绝缘保护层和第二绝缘保护层之间；支撑粘结层将第一绝缘保护层和第二绝缘保护层粘连起来。2.如权利要求1所述的柔性压力薄膜传感器，其特征在于：其中，第一绝缘保护层的材料包含但不限于PET膜、PVC膜、PE膜，优选厚度是10um～300um；第二绝缘保护层的材料包含但不限于PET膜、PVC膜、PE膜，优选厚度是10um～300um；导电电极层的材料包含不含但不限于金属银，金属铝，金属铜，优选厚度在0.01mm-0.05mm；支撑粘结层优选厚度在0.05mm-0.25mm，其材料包含但不限于市售双面胶、丝网印刷胶。3.如权利要求1所述的柔性压力薄膜传感器，其特征在于：其中，第一绝缘保护层和第二绝缘保护层的形状为，圆形和长方形组合而成；导电电极层的形状与第一绝缘保护层相配，一端为圆环，圆环具有一个缺口，圆环中有若干根圆弦；另一端为两根长方形组合而成；敏感油墨层为圆形；支撑粘结层为圆环，与导电电极层的圆环相配；导电电极层和敏感油墨层重合区的上部位置具有通气孔。4.一种敏感油墨材料，其特征在于：包括以下组分且各组分的质量百分含量分别为，粘结剂0.01％-35％；导电填料0.1％-80％；金属氧化颗粒5％-40％；溶剂5％-90％；助剂0.02％-10％。5.如权利要求1至4中任意一项所述的敏感油墨材料的制备方法，其特征在于：粘接剂包括天然树脂和/或合成树脂；合成树脂为环氧树脂、酚醛树脂、聚酯树脂、有机硅树脂、氟碳树脂、聚酯树脂、丙烯酸树脂、醇酸树脂、乙烯基树脂、合成纤维素、聚酰胺树脂、苯氧树脂、聚氨酯树脂、氯磺化聚乙烯、热塑型塑料、合成橡胶、松香改性树脂等或其共聚物中的至少一种；金属氧化微粒包括氧化铜、氧化铁、氧化钼...

【专利技术属性】
技术研发人员：李万新，孙爱军，李彦坤，
申请(专利权)人：贝骨新材料科技上海有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31