薄膜压阻材料的制备方法、薄膜压阻材料、机器人及设备技术

本申请实施例提供了一种薄膜压阻材料的制备方法、薄膜压阻材料、机器人及设备，涉及电子材料研究技术领域。所述方法包括：确定制备薄膜压阻材料所使用的导电颗粒和交联聚合物的质量比，质量比的取值范围为3:97～20:80，将导电颗粒和交联聚合物按照质量比分散在溶剂中，得到第一分散液，在25～200摄氏度的温度范围内，采用滴液法将第一分散液固化为薄膜压阻材料。本申请实施例提供的技术方案，提供了一种采用滴液法制备薄膜级的压阻材料的方法，有效控制了压阻材料的厚度，从而制备出厚度较小的薄膜压阻材料。

Preparation method of thin film piezoresistive material, thin film piezoresistive material, robot and equipment

【技术实现步骤摘要】
薄膜压阻材料的制备方法、薄膜压阻材料、机器人及设备
本申请实施例涉及电子材料研究
，特别涉及一种薄膜压阻材料的制备方法、薄膜压阻材料、机器人及设备。
技术介绍
压阻材料是具有压力阻变特征的材料，压阻材料的阻抗随压力的变化而变化。在相关技术中，通过以水分散的碳材料和硼氢化物为原料，以开孔海绵为三维模板，采用浸渍法得到含碳材料或硼氢化物复合物的海绵，干燥后浇注或浸渍不同种类的高分子材料，制得三维网状的复合材料，该复合材料即可作为压阻材料使用，其阻抗可以随压力的变化而变化。在上述技术中，制备得到的压阻材料为海绵状，材料过厚，所占空间较大。
技术实现思路
本申请实施例提供了一种薄膜压阻材料的制备方法、薄膜压阻材料、机器人及设备，可以制备出厚度较小的薄膜压阻材料。所述技术方案如下：一方面，本申请实施例提供了一种薄膜压阻材料的制备方法，所述方法包括：确定制备薄膜压阻材料所使用的导电颗粒和交联聚合物的质量比，所述质量比的取值范围为3:97～20:80；将所述导电颗粒和所述交联聚合物按照所述质量比分散在溶剂中，得到第一分散液；在25～200摄氏度的温度范围内，采用滴液法将所述第一分散液固化为所述薄膜压阻材料。另一方面，本申请实施例提供了一种薄膜压阻材料，所述薄膜压阻材料是采用上述方法制备的薄膜压阻材料。再一方面，本申请实施例提供了一种机器人皮肤，所述机器人皮肤包括采用上述方法制备的薄膜压阻材料。又一方面，本申请实施例提供了一种机器人，所述机器人包括机器人皮肤，所述机器人皮肤包括采用上述方法制备的薄膜压阻材料。还一方面，本申请实施例提供了一种电子设备，所述电子设备包括电子电路，所述电子电路包括薄膜压阻材料，所述薄膜压阻材料是采用上述方法制备的薄膜压阻材料。本申请实施例提供的技术方案可以包括如下有益效果：通过将导电颗粒和交联聚合物按照所需的质量比分散在溶剂中，得到第一分散液，并通过滴液法将第一分散液固化为所需的薄膜压阻材料，提供了一种采用滴液法制备薄膜级的压阻材料的方法，有效控制了压阻材料的厚度，从而制备出厚度较小的薄膜压阻材料。应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。附图说明为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例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申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不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是本申请一个实施例提供的薄膜压阻材料的制备方法的流程图；图2是本申请另一个实施例提供的薄膜压阻材料的制备方法的流程图；图3是本申请一个实施例提供的薄膜压阻材料的示意图；图4是本申请一个实施例提供的压强和厚度对薄膜压阻材料与灵敏度之间关系的示意图；图5是本申请一个实施例提供的薄膜压阻材料的厚度与压阻变化范围的关系示意图；图6是本申请一个实施例提供的预固化剂中的活性成分浓度与灵敏度和压阻响应范围的关系示意图；图7是本申请一个实施例提供的薄膜压阻材料的压力响应/恢复时间的示意图。具体实施方式这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的方法或产品的例子。请参考图1，其示出了本申请一个实施例提供的薄膜压阻材料的制备方法的流程图。在本实施例中，该方法可以包括如下几个步骤(101～103)：步骤101，确定制备薄膜压阻材料所使用的导电颗粒和交联聚合物的质量比。可选地，导电颗粒和交联聚合物的质量比的取值范围为3:97～20:80。在一些实施例中，薄膜压阻材料包括导电颗粒和交联聚合物。导电颗粒是具有导电性能的颗粒状物质，其尺寸量级可以为纳米级别，导电颗粒的最大尺寸可以是几百纳米，也可以是几十纳米，还可以是几纳米。交联聚合物又称交联高分子，是指三维网状结构的聚合物。导电颗粒可以包括以下至少一种：多壁碳纳米管、石墨烯和导电金属纳米颗粒。当导电颗粒为多壁碳纳米管时，多壁碳纳米管的长径比(即长度与直径的比值)大于1。在薄膜压阻材料中，多壁碳纳米管与薄膜压阻材料的质量比为3:100～20:100(即导电颗粒和交联聚合物的质量比为3:97～20:80)，多壁碳纳米管与薄膜压阻材料的质量比的具体比值由相关技术人员根据实际情况进行设定，本申请实施例对此不做限定。多壁碳纳米管的长径比越大，最终制备得到的薄膜压阻材料的灵敏度也越高。灵敏度是指某方法对单位浓度或单位量待测物质变化所致的响应量变化程度。在本申请中，薄膜压阻材料的灵敏度可以用通过薄膜压阻材料的电流的变化量与薄膜压阻材料所受压强的比值来表示，也可以用薄膜压阻材料的阻抗的变化量与薄膜压阻材料所受压强的比值来表示。在一些实施例中，交联聚合物包括以下至少一种：热塑性聚氨酯和环氧树脂。步骤102，将导电颗粒和交联聚合物按照质量比分散在溶剂中，得到第一分散液。分散液可以指固体颗粒或液体物质均匀分散在溶剂中得到的混合液。导电颗粒和交联聚合物可以被均匀分散在溶剂中，该溶剂中可以包括一种或多种有机溶剂，第一分散液中的导电颗粒与交联聚合物的质量比符合步骤101中确定的质量比。步骤103，采用滴液法将第一分散液固化为薄膜压阻材料。可选地，在在25～200摄氏度的温度范围内，采用滴液法将第一分散液固化为薄膜压阻材料。本申请中的滴液法是指将混合液体(如第一分散液)滴在物体表面上的材料制备方法，当液体中的有机溶剂挥发掉之后，剩下的固体即为薄膜压阻材料。其中，将混合液体滴在物体表面上的方法可以是：用滴定装置(如滴管)取一定量的混合液体，并将滴定装置的滴液口垂直悬于物体表面上方，再通过挤压等方式使混合液体从滴液口滴到物体表面上。综上所述，本申请实施例提供的技术方案中，通过将导电颗粒和交联聚合物按照所需的质量比分散在溶剂中，得到第一分散液，并通过滴液法将第一分散液固化为所需的薄膜压阻材料，提供了一种采用滴液法制备薄膜级的压阻材料的方法，有效控制了压阻材料的厚度，从而制备出厚度较小的薄膜压阻材料。本申请实施例中，由于制备出的薄膜压阻材料厚度较小，其灵敏度和响应度也相应提高。请参考图2，其示出了本申请另一个实施例提供的薄膜压阻材料的制备方法的流程图。在本实施例中，该方法可以包括如下几个步骤(201～205)：步骤201，确定制备薄膜压阻材料所使用的导电颗粒和交联聚合物的质量比。本步骤201的具体内容可以参考上述图1实施例的步骤101的内容，此处不再赘述。步骤202，将导电颗粒分散在第二溶剂中，得到第二分散液。将导电颗粒本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种薄膜压阻材料的制备方法，其特征在于，所述方法包括：/n确定制备薄膜压阻材料所使用的导电颗粒和交联聚合物的质量比，所述质量比的取值范围为3:97～20:80；/n将所述导电颗粒和所述交联聚合物按照所述质量比分散在溶剂中，得到第一分散液；/n在25～200摄氏度的温度范围内，采用滴液法将所述第一分散液固化为所述薄膜压阻材料。/n

【技术特征摘要】
1.一种薄膜压阻材料的制备方法，其特征在于，所述方法包括：
确定制备薄膜压阻材料所使用的导电颗粒和交联聚合物的质量比，所述质量比的取值范围为3:97～20:80；
将所述导电颗粒和所述交联聚合物按照所述质量比分散在溶剂中，得到第一分散液；
在25～200摄氏度的温度范围内，采用滴液法将所述第一分散液固化为所述薄膜压阻材料。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在25～200摄氏度的温度范围内，采用滴液法将所述第一分散液固化为所述薄膜压阻材料，包括：
将第一溶剂和所述第一分散液按照所需的第一粘度进行混合，得到所述第一粘度的预固化剂；
根据所述预固化剂中的所述导电颗粒的浓度、所述交联聚合物的浓度以及所述薄膜压阻材料的所需尺寸，确定所述预固化剂的第一用量；
取出所述第一用量的所述预固化剂；
将所述第一用量的所述预固化剂滴在衬底的固化区域进行固化，得到所述薄膜压阻材料，所述衬底的温度范围为25～200摄氏度。


3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述将所述第一用量的所述预固化剂滴在衬底的固化区域进行固化，得到所述薄膜压阻材料之前，还包括：
调整加热板直到所述加热板的顶面与水平面平行；
将所述衬底置于所述加热板的顶面上；
保持所述加热板和所述衬底的温度在25～200摄氏度范围内。


4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述导电颗粒包括以下至少一种：多壁碳纳米管、石墨烯和导电金属纳米颗粒。


5.根据权利要求1至4任一项所述的方法，其特征在于，所述将所述导电颗粒和所述交联聚合物按照所述质量比分散在溶剂中，得到第一分散液，包括：
将所述导电颗粒分散在第二溶剂中，得到第二分散液；
将所述交联聚合物分散在第三溶剂中，得到第三分散液；
根据所述质量比将所述第二分散液和第三分散液混合，得到所述第一分散液。


6.根据权利要求5所述的方法，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐建石，赵振璇，戴媛，张正友，原剑，吴华强，钱鹤，高滨，
申请(专利权)人：清华大学，腾讯科技深圳有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11