一种柔性应力电极及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种柔性应力电极及其制备方法，其包括以下步骤：步骤1，制备水性聚氨酯树脂薄膜：将水性聚氨酯树脂乳液旋涂于玻璃基底上，干燥，固化成膜，得到水性聚氨酯树脂薄膜；步骤2，配制水性导电油墨：将导电填料、水性聚氨酯树脂乳液和乙醇通过匀浆机辅以超声搅拌配制，得到水性导电油墨；步骤3，制备柔性应力电极：将水性导电油墨通过丝网印刷沉积于水性聚氨酯树脂薄膜的表面，然后将沉积有水性导电油墨的水性聚氨酯树脂薄膜静置后浸泡于人工汗液内，干燥，得到柔性应力电极。本发明专利技术获得的柔性应力电极具备自黏附性能，能够紧密的贴附在人体皮肤、机器人等表面，从而提高对信号监测的精确性和稳定性。监测的精确性和稳定性。监测的精确性和稳定性。

【技术实现步骤摘要】
一种柔性应力电极及其制备方法


[0001]本专利技术涉及柔性电子设备
，具体公开了一种柔性应力电极及其制备方法。

技术介绍

[0002]应力电极是柔性可穿戴电子中的关键监测元件，在运动追踪，健康监测、电子皮肤、人机交互等领域有着实质性的应用前景，引起了研究者们的广泛研究。目前已经开发了一系列高性能的应力电极用于可穿戴应用。然而，目前绝大部分关于应力电极的研究集中于提高传感性能，而忽略了很多距离应力电极的商业化应用所面临的问题和挑战，而商业化是所有产品开发的最终目的。理想的应力电极在具备优异的传感性能的同时还应该具有良好的自黏附功能，使得人们在日常生活中能够方便的将电极贴附于人体的任何部位，同时使电极能够紧密的与皮肤相接触，从提高应力电极监测信号的准确性和稳定性。此外，需要开发能够降解或可回收利用的应力电极，减少“电子垃圾”的产生，降低生产成本，节约资源，保护生态环境，实现可持续发展。然而目前常用于制备应力电极时使用的合成聚合物材料通常是不可回收利用和不可降解的，因此所制备的应力电极也是不可降解和难以回收利用的。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种柔性应力电极及其制备方法，所制备的柔性应力电极具备自黏附性能，能够紧密的贴附在人体皮肤、机器人等表面，从而提高对信号监测的精确性和稳定性。
[0004]为了实现以上目的及其他目的，本专利技术是通过包括以下技术方案实现的：第一方面，本专利技术提供一种柔性应力电极的制备方法，其包括以下步骤：步骤1，制备水性聚氨酯树脂薄膜：将水性聚氨酯树脂乳液旋涂于玻璃基底上，干燥，固化成膜，得到水性聚氨酯树脂薄膜；步骤2，配制水性导电油墨：将导电填料、水性聚氨酯树脂乳液和乙醇通过匀浆机辅以超声搅拌配制，得到水性导电油墨；步骤3，制备柔性应力电极：将步骤2配制的水性导电油墨通过丝网印刷沉积于步骤1，制备的水性聚氨酯树脂薄膜的表面，然后将沉积有水性导电油墨的水性聚氨酯树脂薄膜静置后浸泡于人工汗液内，然后干燥，得到柔性应力电极。
[0005]优选地，在步骤1中，所述水性聚氨酯树脂乳液的型号选自吉田F0401、吉田1526和吉田1926中的任意一种或多种。
[0006]优选地，在步骤1中，所述旋涂的转速为1500
‑
3000rpm，所述旋涂的时间为10
‑
30s；所述干燥的温度为40
‑
60℃，所述干燥的时间为1
‑
3h。
[0007]优选地，在步骤1中，将水性聚氨酯树脂乳液旋涂于玻璃基底上，干燥，在此基础继续旋涂水性聚氨酯树脂乳液，干燥，如此反复多次，固化成膜。
[0008]优选地，在步骤2中，所述导电填料选自导电炭黑、碳纳米管、银纳米颗粒、银纳米线、银微片和树枝状纳米银中的任意一种或多种。
[0009]优选地，在步骤2中，所述水性聚氨酯树脂乳液的型号选自吉田F0401、吉田1526和吉田1926中的任意一种或多种。
[0010]优选地，在步骤2中，所述水性导电油墨的粘度范围为100
‑
400Pa.s。
[0011]优选地，在步骤3中，丝网印刷次数为3
‑
5次，每次印刷间隔时间为2
‑
5min。
[0012]优选地，在步骤3中，所述人工汗液pH为4.6
‑
5.0；优选地，在步骤3中，所述浸泡的时间为20
‑
30min；优选地，在步骤3中，所述干燥的温度为40
‑
60℃；所述干燥的时间为2
‑
3h。
[0013]第二方面，本专利技术提供一种由上述制备方法获得的柔性应力电极，其应力传感范围为200
‑
300%，其灵敏度范围为10
‑
500，其循环稳定性在应力范围0
‑
20%内可达到5000次以上。
[0014]综上所述，本专利技术提供一种柔性应力电极及其制备方法，本专利技术的有益效果为：本专利技术所制备的柔性应力电极具备自黏附性能，能够紧密的贴附在人体皮肤、机器人等表面，从而提高对信号监测的精确性和稳定性。
[0015]进一步地，柔性应力电极的基底原材料与导电油墨配置所使用的粘结料为同一种材料，所制备的柔性应力电极在乙醇溶剂中浸泡24h以上可完全溶解，进一步加入适量的导电填料可以重新配置成导电油墨，从而实现应力电极的重复利用，减少“电子垃圾”的产生，实现可持续发展。
[0016]进一步地，柔性应力电极通过旋涂法和丝网印刷相结合的方法制备而成，可用于实现大批量印制图案化应力电极，可规模化生产和用于工业制造。
附图说明
[0017]图1显示为本专利技术中柔性应力电极的制备方法的流程图。
具体实施方式
[0018]下面结合实施例进一步阐述本专利技术。应理解，实施例仅用于说明本专利技术，而非限制本专利技术的范围。
[0019]如图1所示，本专利技术提供了一种柔性应力电极的制备方法，获得的柔性应力电极能够降解或可回收利用，减少“电子垃圾”的产生，降低生产成本，节约资源，保护生态环境。柔性应力电极的制备方法包括以下步骤：S1、制备水性聚氨酯树脂薄膜：将水性聚氨酯树脂乳液旋涂于玻璃基底上，干燥，固化成膜，得到水性聚氨酯树脂薄膜。
[0020]具体的，在步骤S1中，所述水性聚氨酯树脂乳液的型号选自吉田F0401、吉田1526和吉田1926中的任意一种或多种。
[0021]具体的，在步骤S1中，将水性聚氨酯树脂乳液旋涂于玻璃基底上，干燥，在此基础继续旋涂水性聚氨酯树脂乳液，干燥，如此反复多次，固化成膜。
[0022]S2、配制水性导电油墨：将导电填料、水性聚氨酯树脂乳液和乙醇通过匀浆机辅以超声搅拌配制，得到水性导电油墨。
[0023]具体的，在步骤S2中，所述导电填料选自导电炭黑、碳纳米管、银纳米颗粒、银纳米线、银微片和树枝状纳米银中的任意一种或多种。
[0024]具体的，在步骤S2中，所述水性聚氨酯树脂乳液的型号选自吉田F0401、吉田1526和吉田1926中的任意一种或多种。
[0025]S3、制备柔性应力电极：将步骤2配制的水性导电油墨通过丝网印刷沉积于步骤1，制备的水性聚氨酯树脂薄膜的表面，然后将沉积有水性导电油墨的水性聚氨酯树脂薄膜静置后浸泡于人工汗液内，然后干燥，得到柔性应力电极。
[0026]具体的，在步骤S3中，丝网印刷次数为3
‑
5次，每次印刷间隔时间为2
‑
5min。
[0027]实施例1一种柔性应力电极的制备方法，包括以下步骤：（1）利用旋涂法将吉田水性聚氨酯树脂F0401在1500rpm的转速下保持20s沉积在玻璃基底上，在50℃下干燥1h，然后重复进行旋涂
‑
干燥过程3次，最终在50℃下干燥3h成膜获得聚氨酯薄膜。
[0028]（2）以硝酸银，聚乙烯吡咯烷酮（PVP,K
‑
30），乙二醇，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种柔性应力电极的制备方法，其特征在于，其包括以下步骤：步骤1，制备水性聚氨酯树脂薄膜：将水性聚氨酯树脂乳液旋涂于玻璃基底上，干燥，固化成膜，得到水性聚氨酯树脂薄膜；步骤2，配制水性导电油墨：将导电填料、水性聚氨酯树脂乳液和乙醇通过匀浆机辅以超声搅拌配制，得到水性导电油墨；步骤3，制备柔性应力电极：将步骤2配制的水性导电油墨通过丝网印刷沉积于步骤1，制备的水性聚氨酯树脂薄膜的表面，然后将沉积有水性导电油墨的水性聚氨酯树脂薄膜静置后浸泡于人工汗液内，干燥，得到柔性应力电极。2.如权利要求1所述的柔性应力电极的制备方法，其特征在于，在步骤1中，所述水性聚氨酯树脂乳液的型号选自吉田F0401、吉田1526和吉田1926中的任意一种或多种。3.如权利要求1所述的柔性应力电极的制备方法，其特征在于，在步骤1中，所述旋涂的转速为1500
‑
3000rpm，所述旋涂的时间为10
‑
30s；所述干燥的温度为40
‑
60℃，所述干燥的时间为1
‑
3h。4.如权利要求1所述的柔性应力电极的制备方法，其特征在于，在步骤1中，将水性聚氨酯树脂乳液旋涂于玻璃基底上，干燥，在此基础继续旋涂水性聚氨酯树脂乳液，干燥，如此反复多次...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴伟，田彬，余功合，鹿珠，
申请(专利权)人：明鑫深圳技术研究有限公司，
类型：发明
国别省市：