一种半固态印泥应变敏感材料及其制备方法和应用、柔性应变传感器的制备方法技术

本发明专利技术涉及应变敏感材料技术领域，尤其涉及一种半固态印泥应变敏感材料及其制备方法和应用、柔性应变传感器的制备方法。本发明专利技术提供了一种半固态印泥应变敏感材料，制备原料包括纳米导电材料和基液；所述纳米导电材料为碳纳米管、金纳米线和银纳米线中的一种或几种；所述基液包括Exoflex的A液或铂催化硅胶。所述半固态印泥应变敏感材料受温度影响小、延展率大、迟滞小、制备工艺简单。迟滞小、制备工艺简单。迟滞小、制备工艺简单。

【技术实现步骤摘要】
一种半固态印泥应变敏感材料及其制备方法和应用、柔性应变传感器的制备方法


[0001]本专利技术涉及应变敏感材料
，尤其涉及一种半固态印泥应变敏感材料及其制备方法和应用、柔性应变传感器的制备方法。

技术介绍

[0002]目前，已经有多种新型材料研制的柔性应变传感器，如碳基材料、金属纳米材料、水凝胶、液态金属和柔性光纤等。现有的诸多柔性传感器由于内部传感材料限制存在着延迟较高、灵敏度低、制备工艺复杂和重复性低的问题。
[0003]其中水凝胶是以介于液体和固体之间的胶状物质作为介质，手套的弯曲性能较好，但存在迟滞性较大，实时性较差的问题，且水凝胶受温度影响较大，在紧密贴合皮肤的情况下易受到体温影响而导致性能下降；液态金属浇铸而成的传感器可塑性较强，可根据需求自主设计液态金属形状，其缺点在于弯曲时易产生不可恢复的微缝隙，且对加工要求高，否则易产生漏液，液态金属本身具有一定毒性，故其安全性存在隐患。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种半固态印泥应变敏感材料及其制备方法和应用、柔性应变传感器的制备方法，所述半固态印泥应变敏感材料受温度影响小、延展率大和迟滞小。
[0005]为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：
[0006]本专利技术提供了一种半固态印泥应变敏感材料，制备原料包括纳米导电材料和基液；
[0007]所述纳米导电材料为碳纳米管、金纳米线和银纳米线中的一种或几种；
[0008]所述基液包括Exoflex的A液或铂催化硅胶。
[0009]优选的，所述纳米导电材料和基液的质量比为1:(10～30)。
[0010]优选的，所述纳米导电材料为碳纳米管；
[0011]所述基液为Exoflex的A液。
[0012]本专利技术还提供了上述技术方案所述半固态印泥应变敏感材料的制备方法，包括以下步骤：
[0013]将纳米导电材料和基液混合，得到所述半固态印泥应变敏感材料。
[0014]本专利技术还提供了上述技术方案所述半固态印泥应变敏感材料在制备柔性应变传感器中的应用。
[0015]本专利技术还提供了一种柔性应变传感器的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
[0016]在带有凹槽的弹性体的凹槽中涂抹半固态印泥应变敏感材料，得到与凹槽尺寸一致的印泥；
[0017]在所述印泥的两端设置电极，在所述电极的表面涂抹所述半固态印泥应变敏感材料后，进行弹性体封装，得到所述柔性应变传感器；
[0018]所述半固态印泥应变敏感材料为上述技术方案所述半固态印泥应变敏感材料。
[0019]优选的，所述带有特定形状凹槽的弹性体中的特定形状为长方形或工字型。
[0020]优选的，所述带有特定形状凹槽的弹性体的材料或所述弹性体封装采用的弹性体为硅胶、天然橡胶或聚二甲基硅氧烷。
[0021]优选的，所述电极的材料为铜、银和金中的一种或几种。
[0022]本专利技术提供了一种半固态印泥应变敏感材料，制备原料包括纳米导电材料和基液；所述纳米导电材料为碳纳米管、金纳米线和银纳米线中的一种或几种；所述基液包括Exoflex的A液或铂催化硅胶。
[0023]与现有技术相比，本专利技术所述半固态印泥应变敏感材料具有以下优势：
[0024]1)可用延展率更大，相比于碳纳米管膜来说其在大应变下不失效；
[0025]2)迟滞更小；相比于固态应变材料在大应变时几乎完全断裂，等同于断路的情况，阻值过大；液态应变材料在传感器发生应变时，其电阻变化会滞后于应变变化，迟滞性较大的问题，本专利技术所述半固态印泥应变敏感材料的形态为泥状，能够用于近似于固体应变敏感材料的低迟滞性和液体应变敏感材料的形状任意改变的性能，大应变下不会发生断裂失效的特性；
[0026]3)测量准确度随温度影响小；本专利技术所述半固态印泥应变敏感材料由纳米导电材料和基液组成，基液选择电阻率极大，不导电的液体，其电阻率几乎不随温度变化，通过选择合适的导电材料，选择电阻率不随温度变化的材料，即可实现半固态印泥新材料的电阻不随温度变化的特性。
附图说明
[0027]图1为凹槽中凸起为长方形的模具A的结构示意图；
[0028]图2为带有特定形状凹槽(长方形或工字型)的弹性体的结构示意图；
[0029]图3为带有凹槽的弹性体的凹槽周围粘贴PI胶带后的结构示意图；
[0030]图4为在所述印泥的两端设置有电极后的结构示意图；
[0031]图5为模型B的结构示意图；
[0032]图6为柔性应变传感器的结构示意图；
[0033]图7为实施例1碳纳米管、Exoflex的A液和半固态印泥应变敏感材料的实物图；
[0034]图8为实施例1制备得到的柔性应变传感器的实物图；
[0035]图9为测量实施例1所述柔性应变传感器拉伸长度的装置实物图；
[0036]图10为测量实施例1所述柔性应变传感器拉伸长度及对应输出试验图及数据图；
[0037]其中，1
‑
印泥，2
‑
带有凹槽的弹性体，3
‑
电极，4
‑
封装弹性体。
具体实施方式
[0038]本专利技术提供了一种半固态印泥应变敏感材料，制备原料包括纳米导电材料和基液；
[0039]所述纳米导电材料为碳纳米管、金纳米线和银纳米线中的一种或几种；
[0040]所述基液包括Exoflex的A液或铂催化硅胶。
[0041]在本专利技术中，若无特殊说明，所有制备原料均为本领域技术人员熟知的市售产品。
[0042]在本专利技术中，所述纳米导电材料和基液的质量比优选为1:(10～30)，更优选为1：(13～25)，最优选为1：(15～20)。
[0043]在本专利技术中，所述纳米导电材料优选为碳纳米管，更优选为多壁碳纳米管；所述多壁碳纳米管的长度优选为10～30nm，外径优选为10～20nm，纯度优选>98％。
[0044]在本专利技术中，所述基液优选为Exoflex的A液，所述Exoflex的A液优选购于美国Smooth
‑
on公司。
[0045]在本专利技术中，所述铂催化剂硅胶优选为美国Smooth
‑
on公司的Dragonskin系列或MoldStar系列。
[0046]本专利技术还提供了上述技术方案所述半固态印泥应变敏感材料的制备方法，包括以下步骤：
[0047]将纳米导电材料和基液混合，得到所述半固态印泥应变敏感材料。
[0048]本专利技术对所述混合的过程没有任何特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的过程进行即可。
[0049]本专利技术还提供了上述技术方案所述半固态印泥应变敏感材料在制备柔性应变传感器中的应用。
[0050]本专利技术还提供了一种柔性应变传感器的制备方法，包括以下步骤：
[0051]在带有凹槽的弹性体的凹槽中涂抹半固态印泥应变敏感材本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种半固态印泥应变敏感材料，其特征在于，制备原料包括纳米导电材料和基液；所述纳米导电材料为碳纳米管、金纳米线和银纳米线中的一种或几种；所述基液包括Exoflex的A液或铂催化硅胶。2.如权利要求1所述的半固态印泥应变敏感材料，其特征在于，所述纳米导电材料和基液的质量比为1:(10～30)。3.如权利要求1或2所述的半固态印泥应变敏感材料，其特征在于，所述纳米导电材料为碳纳米管；所述基液为Exoflex的A液。4.权利要求1～3任一项所述半固态印泥应变敏感材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将纳米导电材料和基液混合，得到所述半固态印泥应变敏感材料。5.权利要求1～3任一项所述半固态印泥应变敏感材料在制备柔性应变传感器中的应用。6.一种柔性应变传...

【专利技术属性】
技术研发人员：王党校，王子琦，栾贺云，周泽健，张玉茹，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：