【技术实现步骤摘要】
本申请涉及一种力致变色传感材料及其制备方法与应用，属于力致发光材料领域。
技术介绍
1、力致发光是一种特殊的发光现象，是指材料在不同机械应力(摩擦、冲击、压缩、拉伸、弯曲、扭转、研磨等)的作用下，将能量以光的形式呈现出来。由于其远程传感及自供电特性，力致发光材料在力学传感领域引起了广泛的关注。
2、目前的力致发光材料在传感方面主要依赖于力致发光强度与应力之间的关系作为定量的主要依据，但是力致发光材料的强度往往容易受到外界环境的影响，从而导致测量结果的误差。相比之下，以比率型力致发光作为传感依据具有更高的可靠性，因为在相同条件下，力致发光峰的比值是相对稳定的，不易受到外界环境的影响，并且由上述强度比带来的力致发光颜色的变化将会更加直观地呈现出力的变化，为力学传感定量提供更为直观的可视化感受。
技术实现思路
1、根据本申请的一个方面，提供了一种力致变色传感材料，该力致变色传感材料，通过多层结构调控力致发光阈值来实现应力依赖的力致发光颜色变化，可以用于柔性可穿戴以及电子签名等领域。
2、本申请提供的力致变色传感材料，包括依次接触的基底层、力致发光层2和力致发光层1；
3、所述力致发光层1的制备原料包括力致发光材料1和透明高分子聚合物1；
4、所述力致发光层2的制备原料包括力致发光材料2和透明高分子聚合物2；
5、所述力致发光材料1的应力-强度曲线满足如下式(ⅰ)所示线性方程：
6、i1＝171.99*f-233.24
7、其中，i1为强度，单位为：cd；
8、f为应力，单位为：n；
9、所述力致发光材料2的应力-强度曲线满足如下式(ⅱ)所示线性方程：
10、i2＝56.63*f-80.69，式(ⅱ)；
11、其中，i2为强度，单位为：cd；
12、f为应力，单位为：n。
13、本申请中应力-强度曲线由光纤光谱仪测试得到，仪器为海洋光学的qepro，积分时间2s。
14、可选地，所述力致发光材料1选自如下材料(1)-(6)中的任一种或多种：
15、(1)红色力致发光材料r3al5-xgaxo12:m3+；其中，r选自lu、y、tb、gd中任一种或多种，m选自eu、sm、cr、mn中任一种或多种，x＝0-5；
16、(2)橘色力致发光材料r(1)3al5-ygayo12:m(1)3+；其中r(1)选自lu、y、tb、gd中任一种或多种，m(1)为pr和/或dy，y＝0-5；
17、(3)蓝色力致发光材料m(2)4al14o25:eu2+，ln3+；其中，m(2)选自ca、sr、ba中任一种或多种，ln为镧系元素；
18、(4)蓝色力致发光材料r(2)3al5-zgazo12:bi3+；其中，r(2)选自lu、y、tb、gd中任一种或多种，z＝0-5；
19、(5)蓝色力致发光材料m(3)al2o4：eu2+，ln(1)3+；其中m(3)选自ca、sr、ba中任一种或多种，ln(1)为镧系元素；
20、(6)蓝色力致发光材料m(4)al2o4：eu2+；其中m(4)选自ca、sr、ba中任一种或多种。
21、可选地，镧系元素选自ho、nd、tm中任一种或多种。
22、可选地，x＝2-4，优选地，x＝3。
23、可选地，y＝3-5，优选地，y＝5。
24、可选地，力致发光材料2为如下材料(1)和/或(2)中的任一种或多种：
25、(1)绿色力致发光材料r(3)3al5-mgamo12:m(5)3+；其中r(3)选自lu、y、tb、gd中任一种或多种，m(5)为tb和/或ce，m＝0-5；
26、(2)红色力致发光材料r(4)3al5-ngano12:cr 3+；其中，r(4)选自lu、y、tb、gd中任一种或多种，n＝0-5。
27、可选地，m＝3-5，优选地，m＝5。
28、可选地，所述力致发光材料1与所述透明高分子聚合物1的质量比为(0.5-2)：1，优选地，所述力致发光材料1与所述透明高分子聚合物1的质量比为(0.5-1.5)：1。
29、可选地，所述力致发光材料1与所述透明高分子聚合物1的质量比独立地选自0.5:1、0.8：1、1:1、1.1:1、1.2:1、1.3:1、1.4:1、1.5:1、1.6:1、1.7:1、1.8:1、1.9:1、2:1中的任一值以及上述任意二者之间的范围值。
30、可选地，所述力致发光材料2与所述透明高分子聚合物2的质量比为(0.5-2)：1，优选地，所述力致发光材料2与所述透明高分子聚合物2的质量比为(0.5-1.5)：1。
31、可选地，所述力致发光材料2与所述透明高分子聚合物2的质量比独立地选自0.5:1、0.8：1、1:1、1.1:1、1.2:1、1.3:1、1.4:1、1.5:1、1.6:1、1.7:1、1.8:1、1.9:1、2:1中的任一值以及上述任意二者之间的范围值。
32、可选地，力致发光材料1与力致发光材料2的质量比为(0.5-2)：1，优选地，力致发光材料1与力致发光材料2的质量比为(0.5-1.5)：1。
33、可选地，力致发光材料1与力致发光材料2的质量比独立地选自0.5:1、0.8：1、1:1、1.1:1、1.2:1、1.3:1、1.4:1、1.5:1、1.6:1、1.7:1、1.8:1、1.9:1、2:1中的任一值以及上述任意二者之间的范围值。
34、可选地，透明高分子聚合物1、透明高分子聚合物2分别独立地选自聚氨基甲酸酯、硅胶和聚二甲基硅氧烷中至少一种或多种；优选地，透明高分子聚合物1和透明高分子聚合物2为聚二甲基硅氧烷。
35、可选地，基底层的材料为透明高分子聚合物3。
36、可选地，透明高分子聚合物3选自聚氨基甲酸酯、硅胶和聚二甲基硅氧烷中至少一种或多种；优选地，透明高分子聚合物3为聚二甲基硅氧烷。
37、可选地，根据预期的使用方式来确定所述力致变色传感材料的形态。例如，可将所述力致变色传感材料直接制成结构件的形式，作为固有部件用于产品中；或者，可将所述力致变色传感材料制成薄膜的形式，作为外加部件与产品组合使用。
38、可选地，所述力致变色传感材料的形态为块状弹性体、柱状弹性体或薄膜的任一种形式。此处，本申请对于所述弹性体的形状没有特别的限制。
39、可选地，所述力致变色传感材料的形态为力致发光薄膜。
40、本申请又一个方面，提供一种所述力致变色传感材料的制备方法，包括以下步骤：
41、(1)将力致发光材料1和透明高分子聚合物1的混合物1，进行第一次固化，得到力致发光层1；
42、(2)在所述力致发光层1上加入力致发光材料2和透明高分子聚合物2本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种力致变色传感材料，其特征在于，包括依次接触的基底层、力致发光层2和力致发光层1；
2.根据权利要求1所述力致变色传感材料，其特征在于，所述力致发光材料1选自如下材料(1)-(6)中的任一种或多种：
3.根据权利要求1所述力致变色传感材料，其特征在于，所述力致发光材料2为如下材料(1)和/或(2)：
4.根据权利要求1所述力致变色传感材料，其特征在于，所述力致发光材料1与所述透明高分子聚合物1的质量比为(0.5-2)：1；
5.根据权利要求1所述力致变色传感材料，其特征在于，所述力致发光材料1与所述力致发光材料2的质量比为(0.5-2)：1；
6.根据权利要求1所述力致变色传感材料，其特征在于，所述透明高分子聚合物1、所述透明高分子聚合物2分别独立地选自聚氨基甲酸酯、硅胶和聚二甲基硅氧烷中至少一种或多种；
7.根据权利要求1所述力致变色传感材料，其特征在于，所述力致变色传感材料的形态为块状弹性体、柱状弹性体或薄膜。
8.一种根据权利要求1-7任一项所述力致变色传感材料的制备方法，其特征在于，
9.根据权利要求8所述力致变色传感材料的制备方法，其特征在于，第一次固化、第二次固化和第三次固化的固化温度分别独立地为60-100℃；
10.一种权利要求1-7任一项所述力致变色传感材料在柔性电子皮肤或电子签名技术中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种力致变色传感材料，其特征在于，包括依次接触的基底层、力致发光层2和力致发光层1；
2.根据权利要求1所述力致变色传感材料，其特征在于，所述力致发光材料1选自如下材料(1)-(6)中的任一种或多种：
3.根据权利要求1所述力致变色传感材料，其特征在于，所述力致发光材料2为如下材料(1)和/或(2)：
4.根据权利要求1所述力致变色传感材料，其特征在于，所述力致发光材料1与所述透明高分子聚合物1的质量比为(0.5-2)：1；
5.根据权利要求1所述力致变色传感材料，其特征在于，所述力致发光材料1与所述力致发光材料2的质量比为(0.5-2)：1；
6.根据权利要...
【专利技术属性】
技术研发人员：程遥，杨秀霞，王元生，
申请(专利权)人：中国科学院福建物质结构研究所，
类型：发明
国别省市：
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