一种纳米导电橡胶传感器制造技术

本实用新型专利技术涉及压力测量技术领域，提供了一种纳米导电橡胶传感器，包括橡胶封装层和封装在橡胶封装层内部的传感元件；所述传感元件包括纳米导电橡胶、电极和导线。本实用新型专利技术使用橡胶封装层封装传感元件，使得传感器受力均衡，没有应力集中而结构破坏的现象，因此具有更好的稳定性，在高载荷下具有更长的疲劳安全寿命。本实用新型专利技术实型封装结构的设计使得传感器具备更强的抵抗外界干扰和腐蚀的能力，能够更快的恢复弹性压缩变形，减少永久变形，不会出现基线漂移等问题。此外，本实用新型专利技术使用橡胶材料封装传感器元件，所得纳米导电橡胶传感器的柔韧性更好。器的柔韧性更好。器的柔韧性更好。

【技术实现步骤摘要】
一种纳米导电橡胶传感器


[0001]本技术涉及压力测量
，尤其涉及一种纳米导电橡胶传感器。

技术介绍

[0002]纳米导电橡胶是一种在绝缘基体中掺入纳米级导电填料后得到的具有导电性能的复合材料，具有良好的压阻特性、耐久性和柔韧性，在压力传感领域具有广泛的应用。
[0003]传统的纳米导电橡胶传感器由于结构设计问题不能有效抵消传感器内部应力，造成应力集中，容易对传感器的结构造成破坏，大大影响了传感器的使用稳定性和寿命。上述问题严重限制了纳米导电橡胶传感器在建筑工程、桥梁工程、物联网、智能穿戴、医疗健康等方面的应用。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本技术提供了一种纳米导电橡胶传感器；本技术通过对传感器结构的设计降低了内部应力，提供了一种稳定性好、使用寿命长的导电橡胶传感器。
[0005]为了实现上述技术目的，本技术提供以下技术方案：
[0006]一种纳米导电橡胶传感器，包括橡胶封装层和封装在橡胶封装层内部的传感元件；所述传感元件包括纳米导电橡胶和设置在纳米纳米导电橡胶上、下表面的电极以及和电极连接的导线；所述导线一端和电极连接，另一端伸出橡胶封装层。
[0007]优选的，所述电极为导电薄膜材料；所述电极的厚度为0.02～0.05mm；
[0008]优选的，所述导电薄膜材料为镀银纤维织物或导电金属片。
[0009]优选的，所述纳米导电橡胶的表面形貌为平面或网状。
[0010]优选的，所述传感元件的厚度为0.2～5mm。
[0011]优选的，所述导线包括铜漆包线、不锈钢纱线或导电纤维。
[0012]优选的，所述导电橡胶中心的平面上还括一层增强层；所述增强层的材质为真丝织物；所述增强层的厚度为0.02～0.03mm。
[0013]优选的，所述橡胶封装层的厚度为4～8mm。
[0014]优选的，所述橡胶封装层的橡胶基体材料为天然橡胶、聚二甲基硅氧烷、气相硅胶、液态硅胶、丁腈橡胶、三元乙丙橡胶或聚氨酯弹性体。
[0015]优选的，所述纳米导电橡胶的橡胶基体材料为天然橡胶、聚二甲基硅氧烷、气相硅胶、液态硅胶、丁腈橡胶、三元乙丙橡胶或聚氨酯弹性体。
[0016]本技术提供了一种纳米导电橡胶传感器，包括橡胶封装层和封装在橡胶封装层内部的传感元件；所述传感元件包括纳米导电橡胶、电极和导线。本技术使用橡胶封装层封装传感元件，使得传感器受力均衡，没有应力集中而结构破坏的现象，因此具有更好的稳定性，在高载荷下具有更长的疲劳安全寿命。并且封装结构的设计使得传感器具备更强的抵抗外界干扰和腐蚀的能力，能够更快的恢复弹性压缩变形，减少永久变形，不会出现基线漂移等问题。此外，本技术使用橡胶材料封装传感器元件，所得纳米导电橡胶传感
器的柔韧性更好。
附图说明
[0017]图1为纳米导电橡胶中心的平面上不包括加强层时传感器的结构示意图；
[0018]图2为纳米导电橡胶中心的平面上包括加强层时传感器的结构示意图；
[0019]图1～2中：1
‑
纳米导电橡胶，2
‑
电极，3
‑
导线，4
‑
橡胶封装层，5
‑
增强层。
具体实施方式
[0020]本技术提供了一种纳米导电橡胶传感器，包括橡胶封装层和封装在橡胶封装层内部的传感元件。
[0021]在本技术中，所述橡胶封装层的组成成分优选包括橡胶基体材料和硫化剂；所述橡胶基体材料优选为天然橡胶、聚二甲基硅氧烷(PDMS)、气相硅胶、液态硅胶(LSR)、丁腈橡胶(NBR)、三元乙丙橡胶(EPDM)或聚氨酯弹性体(TPU)；本技术对所述硫化剂没有特殊要求，采用本领域技术人员熟知的硫化剂即可，具体如双
‑
25硫化剂(2,5
‑
二甲基
‑
2,5
‑
二(叔丁基过氧基)己烷)或双
‑
24硫化剂(2,4
‑
二氯过氧苯甲酰)；所述橡胶封装层的厚度优选为4～8mm；在本技术中，所述橡胶封装层所使用的橡胶基体材料优选和纳米导电橡胶中的橡胶基体材料相同，同种橡胶的力学性能相近，封装后橡胶封装层和纳米导电橡胶具有同步的受力收缩比例，避免传感器内部应力不均衡而造成的结构破坏，还可以提升传感器的灵敏度和一致性。
[0022]在本技术中，所述传感元件包括纳米导电橡胶和设置在纳米导电橡胶上、下表面的电极以及和电极连接的导线。在本技术中，所述纳米导电橡胶的组成成分优选包括橡胶基体材料、纳米导电填料和硫化剂；所述橡胶基体材料优选为天然橡胶、聚二甲基硅氧烷(PDMS)、气相硅胶、液态硅胶(LSR)、丁腈橡胶(NBR)、三元乙丙橡胶(EPDM)或聚氨酯弹性体(TPU)；本技术选择的橡胶基体材料均为具有较高机械性能的高韧橡胶，在制备过程中内部不易出现气泡，导电填料更容易分散均匀，且制备得到的传感器抗压能力更强，有利于提高传感器的测量范围。
[0023]本技术对所述导电填料没有特殊要求，使用本领域技术人员熟知的导电填料即可，具体的如导电炭黑、导电碳纳米管或导电石墨烯；本技术对所述硫化剂没有特殊要求，采用本领域技术人员熟知的硫化剂即可，具体如双
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25硫化剂(2,5
‑
二甲基
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2,5
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二(叔丁基过氧基)己烷)或双
‑
24硫化剂(2,4
‑
二氯过氧苯甲酰)；本技术对纳米导电橡胶中纳米导电填料和硫化剂的添加量没有特殊要求，按照本领域技术人员熟知的添加量进行添加即可。
[0024]在本技术中，所述纳米导电橡胶的表面形貌优选为平面或网状；所述网状具体可以利用织物在纳米导电橡胶表面压印形成，后续进行具体说明。本技术将纳米导电橡胶表面设置成网状，可以增大接触面积，有利于提升传感器的灵敏度。
[0025]在本技术中，所述纳米导电橡胶中心的平面上优选还括一层增强层；所述增强层的材质优选为真丝织物；所述增强层的厚度优选为0.02～0.03mm；所述增强层的面积优选和纳米导电橡胶一致；本技术在纳米导电橡胶中心的平面上设置增强层，可以增加导电橡胶的韧性，提高结构稳定性，防止短路。
[0026]本技术对所述纳米导电橡胶的形状没有特殊要求，采用本领域技术人员熟知的形状即可，具体的如圆形。
[0027]在本技术中，所述电极优选为导电薄膜材料，更优选为导电纤维织物或导电金属片，所述导电金属片优选为铜箔、锌箔或铝箔；所述导电纤维织物优选为镀银纤维织物；所述电极的厚度优选为0.02～0.05mm，更优选为0.03～0.04mm。
[0028]在本技术中，所述导线一端和电极连接，另一端伸出橡胶封装层；所述导线具体为2根，分别和纳米导电橡胶上、下表面的电极连接；本技术对所述导线的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种纳米导电橡胶传感器，其特征在于，包括橡胶封装层和封装在橡胶封装层内部的传感元件；所述传感元件包括纳米导电橡胶和设置在纳米纳米导电橡胶上、下表面的电极以及和电极连接的导线；所述导线一端和电极连接，另一端伸出橡胶封装层。2.根据权利要求1所述的纳米导电橡胶传感器，其特征在于，所述电极为导电薄膜材料；所述电极的厚度为0.02～0.05mm。3.根据权利要求2所述的纳米导电橡胶传感器，其特征在于，所述导电薄膜材料为镀银纤维织物或导电金属片。4.根据权利要求1所述的纳米导电橡胶传感器，其特征在于，所述纳米导电橡胶的表面形貌为平面或网状。5.根据权利要求1所述的纳米导电橡胶传感器，其特征在于，所述传感元件的厚度为0.2～5mm。6.根据权利要求1所述的纳米导电橡胶传感器...

【专利技术属性】
技术研发人员：盖卫明，吕双坤，姜瑞娟，支春义，聂新民，
申请(专利权)人：深圳市市政设计研究院有限公司，
类型：新型
国别省市：