敏感导电油墨、柔性薄膜压力传感器及其制备方法技术

本发明专利技术具体涉及一种敏感导电油墨和柔性薄膜压力传感器及其制备方法。所述敏感导电油墨包括以下质量百分含量的组分:10～40%的柔性树脂、5～30%的碳系导电填料、20～60%的溶剂、1～10%的固化剂、0.01

【技术实现步骤摘要】
敏感导电油墨、柔性薄膜压力传感器及其制备方法


[0001]本专利技术属于导电油墨和传感器
，具体涉及一种敏感导电油墨、柔性薄膜压力传感器及其制备方法。

技术介绍

[0002]进入21世纪以来，社会经济高速发展，生活节奏加快，我国的线下零售业正受到来自互联网时代的强烈的冲击，如今有了电商，物流也很发达，越来越多的人习惯足不出户的购物方式。传统超市由于价格没有竞争力、资金/人员/管理效率拖后腿中国境内消费疲软等因素，不仅经营业绩一再下滑，甚至频传关店消息，由此无人值守超市成为线下购物形式的一大趋势。
[0003]目前已有多家单位涉足无人值守超市的研发，主流解决方案有以下几种：(1)马云的杭州无人超市，采用在每件商品粘贴RFID标签结合视觉传感器防盗的方案，顾客拿取商品自行结算。（2）美国亚马逊推出的Amazon Go便利店采用了大量摄像头结合多种智能技术，通过感知人与货架之间的相对位置和货架上商品的移动，来计算是谁拿走了哪一件商品并最后结算。
[0004]现有的无人超市解决方案不仅成本较高，而且具有一个致命弱点：只能实现包装完整的商品售卖，均未能解决散装商品的称重问题，散装商品仍需人工干预售卖，并未完全满足无人值守超市的售卖需求。
[0005]柔性薄膜压力传感器是一种能将压力信号转换成电阻或电容等电信号输出的一种装置，由于设备结构简单，灵敏度高，读取机制简单，被广泛地应用于人体关节运动监测，电子皮肤，可穿戴电子设备和人机交互智能系统等领域。
[0006]现有的柔性薄膜压力传感器存在柔性差、力学量变化幅度较小、结构复杂，制造成本高等问题，无法满足无人值守超市商品的称重问题。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的旨在提供一种敏感导电油墨和柔性薄膜压力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。
[0008]为了实现上述目的，本专利技术具体提供了如下技术方案：一种敏感导电油墨，包括以下组分且各组分的质量百分含量分别为: 10～40%的柔性树脂、5～30%的碳系导电填料、20～60%的溶剂、1～10%的固化剂、0.01
‑
1%的消泡剂、0.01
‑
1%的流平剂。
[0009]优选地，所述柔性树脂为饱和聚酯树脂、丙烯酸树脂、聚氨酯树脂中的一种或几种。
[0010]优选地，所述柔性树脂为饱和聚酯树脂。
[0011]优选地，所述饱和聚酯树脂的数均分子量为5000
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50000，玻璃化转变温度优选30
‑
70℃。
[0012]优选地，所述碳系导电填料为导电炭黑、导电石墨、石墨烯、碳纤维中的一种或几种。
[0013]优选地，所述碳系导电填料为导电炭黑和导电石墨的混合。
[0014]优选地，所述溶剂为DBE、异佛尔酮、二乙二醇乙醚、二乙二醇丁醚、二乙二醇乙醚醋酸酯、己二酸二甲酯、己二酸二乙酯、N
‑
甲基吡咯烷酮中的一种或几种。
[0015]优选地，所述固化剂为封闭型异氰酸酯固化剂。
[0016]优选地，所述消泡剂为BYK088、BYK053、BYK1790、Defom6800、TEGO Airex 986中的一种或几种。
[0017]优选地，所述流平剂为BYK333、BYK345、BYK358N、TEGO Flow425中的一种或几种。
[0018]上述敏感导电油墨的制备方法，包括如下步骤：（1）按照敏感导电油墨的组份将柔性树脂和溶剂放入容器内搅拌溶解，直至混合均匀至透明清澈状态；（2）将步骤（1）制备得到物料、按照敏感导电油墨的组份的固化剂、按照敏感导电油墨的组份的消泡剂、以及按照敏感导电油墨的组份的流平剂放入分散釜内搅拌至分散均匀后，加入按照敏感导电油墨的组份的碳系导电填料，继续搅拌至分散均匀；（3）将步骤（2）得到的物料转移至研磨机内研磨至一定细度；（4）将步骤（3）得到的物料过滤，得到导电油墨。
[0019]优选地，步骤（1）中，搅拌的速度为400rpm，温度保持在70℃。
[0020]优选地，步骤（2）中，搅拌的速度为200rpm，温度保持在35℃以下。
[0021]优选地，步骤（3）中，研磨至细度为10μm以下。
[0022]柔性薄膜压力传感器，包括：第一柔性基板、第一电极层、第一敏感薄膜层、支撑粘结层、第二敏感薄膜层、第二电极层和第二柔性基板，所述第一柔性基板上依次设置第一电极层、第一敏感薄膜层，所述第二柔性基板上依次设置第二电极层、第二敏感薄膜层；所述第一敏感薄膜层、第二敏感薄膜层均由上述敏感导油墨组成；所述支撑粘结层处于第一柔性基板和第二柔性基板之间，将所述第一柔性基板和第二柔性基板粘连起来，所述第一敏感薄膜层和第二敏感薄膜层贴合。
[0023]优选地，所述第一柔性基板、第二柔性基板的材料包含但不限于PET膜、PVC膜、PE膜，优选厚度在10um～300um；所述第一电极层、第一电极层的材料包含但不限于金属银、金属铝、金属铜，优选厚度在0.01mm
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0.05mm；所述支撑粘结层的材料包含但不限于市售双面胶、丝网印刷胶，优选厚度在0.05mm
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0.25mm。
[0024]优选地，所述第一柔性基板、第二柔性基板的形状均为，圆形和长方形组合而成；所述第一电极层、第二电极层的形状分别与所述第一柔性基板、第二柔性基板相配，均为，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；所述第一敏感薄膜层、第二敏感薄膜层均为圆形；支撑粘结层为圆环，与第一电极层、第二电极层的圆环相配。
[0025]上述柔性压力薄膜传感器的制备方法，包括以下步骤：步骤1、在第一柔性基材、第二柔性基材上分别制备第一电极层、第二电极层；步骤2、在步骤1处理后的第一柔性基材、第二柔性基材上分别制备第一敏感薄膜层、第二敏感薄膜层；
步骤3、采用支撑粘结层将上述步骤2制备的第一柔性基材、第二柔性基材贴合，贴合过程中，支撑粘结层涂抹在第一柔性基板、第二柔性基板之间的非敏感薄膜区，所述第一敏感薄膜层、第二敏感薄膜层贴合，得到柔性薄膜压力传感器。
[0026]优选地，步骤1中，所述第一电极层、第二电极层的制备方法包括，丝网印刷银电极、蚀刻铝(铜)箔电极、真空镀铝(铜)电极；步骤2中，所述第一敏感薄膜层、第二敏感薄膜层的制备方法包括，丝网印刷敏感导电油墨、涂布复合敏感导电油墨；步骤3中，所述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。
[0027]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益技术效果：1、本专利技术提供的敏感导电油墨，具有良好的柔韧性和回弹性，能够产生较高的机械形变量，其在压力作用下可以产生50％以上的压缩形变；本专利技术提供的敏感导电油墨在压力作用下其电阻随着压缩形变增加不断下降，呈现负电阻
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应变效应；本专利技术提供的敏感导电油墨具有良好的信号灵敏性本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种敏感导电油墨，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: 10～40%的柔性树脂、5～30%的碳系导电填料、20～60%的溶剂、1～10%的固化剂、0.01
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1%的消泡剂、0.01
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1%的流平剂。2.根据权利要求1所述的敏感导电油墨，其特征在于，所述柔性树脂为饱和聚酯树脂、丙烯酸树脂、聚氨酯树脂中的一种或几种,优选为饱和聚酯树脂，更优选为数均分子量为5000
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50000，玻璃化转变温度为30
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70℃的饱和聚酯树脂。3.根据权利要求1所述的敏感导电油墨，其特征在于，所述碳系导电填料为导电炭黑、导电石墨、石墨烯、碳纤维中的一种或几种，优选为导电炭黑和导电石墨的混合。4.根据权利要求1所述的敏感导电油墨，其特征在于，所述溶剂为DBE、异佛尔酮、二乙二醇乙醚、二乙二醇丁醚、二乙二醇乙醚醋酸酯、己二酸二甲酯、己二酸二乙酯、N
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甲基吡咯烷酮中的一种或几种。5.根据权利要求1所述的敏感导电油墨，其特征在于，所述固化剂为封闭型异氰酸酯固化剂。6.根据权利要求1
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5任意一项所述的敏感导电油墨的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：（1）将柔性树脂和溶剂放入容器内搅拌溶解，直至混合均匀至透明清澈状态；（2）将步骤（1）制备得到物料、交联剂、消泡剂、流平剂放入分散釜内搅拌至分散均匀后，加入碳系导电填料，继续搅拌至分散均匀；（3）将步骤（2）得到的物料转移至研磨机内研磨至一定细度；（4）将步骤（3）得到的物料过滤，得到敏感导电油墨。7.一种柔性薄膜压力传感器，包括：第一柔性基板、第一电极层、第一敏感薄膜层、支撑粘结层、第二敏感薄膜层、第二电极层和第二柔性基板，所述第一柔性基板上依次设置所述第一电极层和第一敏感薄膜层，所述第二柔性基板上依次设置所述第二电极层和第二敏感薄膜层；所述支撑粘结层处于所述第一柔性基板和第二柔性基板之间，将所述第一柔性基板和第二柔性基板粘连起来，所述第一敏感...

【专利技术属性】
技术研发人员：田志林，黄翟，
申请(专利权)人：北京氦舶新材料有限责任公司，
类型：发明
国别省市：