一种皮革压力传感器及其制备方法技术

一种皮革压力传感器及其制备方法，属于柔性电子技术领域，包括导电革和电极线路片，所述导电革设置在电极线路片的上部，且通过高周波热合粘接。制作方法为：首先将导电碳黑、石墨、聚合物树脂、溶剂原料进行混合、加温、搅拌、溶解、研磨、脱泡，得到导电树脂。在离型纸上涂布导电树脂原料，经过烘干、静止、熟化得到导电革。电极线路片的制作方法为：在TPU基材上，通过丝网印刷的方式，印刷电极图案和绝缘图案，通过印刷、烘干的方式得到电极线路片。最后通过高周波设备将导电革和电极线路片进行热合，最后得到皮革压力传感器。本发明专利技术制备材料成本低，制备方法简单，可以实现大面积制备和工业化。化。化。

【技术实现步骤摘要】
一种皮革压力传感器及其制备方法


[0001]本专利技术属于柔性电子
，特别是涉及到一种皮革压力传感器及其制备方法。

技术介绍

[0002]随着人们工业水平的不断进步和提高，柔性压力传感器由于其广泛的应用引起了人们研究，例如人机界面、电子皮肤、健康监测以及某些应用程序驱动功能。传统压力传感器通过调控导电材料之间的接触点阻随基材形变来监测信号流。但是这类传感器压缩回弹变形小，稳定性差，灵敏度低。由于不能均匀的控制局部复杂压力分布状况处导电物质间的接触点阻，其压力和相对电阻间不存在线性关系，无法同时获得高灵敏度和高压力监测范围。而且，在去除压力后，导电物质间接触点阻恢复慢使得器件间存在较大的回滞环，影响其准确性。构筑具有均匀微纳结构的导电网络经常用来提高器件性能，用于检测不同复杂环境下的力学信号的变化
[0003]鉴于上述情况，目前需要设计一种新型的压力传感器。

技术实现思路

[0004]本专利技术所要解决的技术问题是：提供一种皮革压力传感器及其制备方法，以导电皮革做压力层，以电极线路片上触点作为功能引出层，制备方法快速简单且环境友好，所得到的皮革基压力传感器既可以灵敏的获取相关数据，又能保证该柔性传感器使用时的舒适性。
[0005]一种皮革压力传感器，其特征是：包括导电革和电极线路片，所述导电革设置在电极线路片的上部，且通过高周波热合粘接。
[0006]所述电极线路片上设置有触点和绝缘油墨。
[0007]一种皮革压力传感器的制备方法，其特征是：制备权利要求1所述的一种皮革压力传感器，具体包括以下步骤，
[0008]步骤一、导电革的制备
[0009]取碳黑10％～15％、石墨10％～15％、聚合物树脂40％～45％以及溶剂25％～40％为原料，进行混合，倒入玻璃圆口瓶中，将圆口瓶固定在油浴锅上，同时圆口瓶内部采用旋转搅拌器进行搅拌；油浴锅温度从室温环境进行缓慢升温，每5分钟升温10℃，持续5分钟后温升至120℃，保持30分钟以上，自然降温至室温；在升温和降温过程中，搅拌器要始终搅拌，转速为150RPM～200RPM，获得溶解后原料；
[0010]将所述溶解后原料倒入三辊研磨机进行研磨，最少研磨3次，当细度在5um以下后，停止研磨，获得研磨后原料；
[0011]将所述研磨后的原料，放置在真空消泡箱中进行消泡，在
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0.5MPa～
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0.1MPa，持续40分钟～50分钟，获得导电革原料；
[0012]将所述导电革原料涂覆在离型纸上进行烘干、冷却处理；将离型纸剥离后，再进行
二次烘干、熟化处理，获得导电革；
[0013]步骤二、电极线路片的制备
[0014]在TPU基材上通过丝网印刷的方式，采用低温固化低方阻可拉伸导电银浆，通过印刷、烘干的方式得到带有电极线路的膜片；
[0015]在所述膜片上设置触点，触点成阵列式排布，可以是矩形阵列、圆形阵列或其他不规则图形阵列；膜片上触点之外的部分设置绝缘清漆或者绝缘油墨材料，获得电极线路片；
[0016]步骤三、导电革与电极线路片组合
[0017]采用高周波设备，将导电革和电极线路片进行热合，获得皮革压力传感器。
[0018]至此，一种皮革压力传感器制备完成。
[0019]所述步骤一中聚合物树脂为聚氯乙烯、氯化聚乙烯、丙烯酸、聚氨酯、环氧树脂、氯醋树脂、硅胶中的一种或者至少两种的混合物。
[0020]所述步骤一中溶剂使用烃类、醇类、酮类、酯类等有机溶剂或者至少两种混合溶剂。
[0021]所述步骤一导电革原料涂覆在离型纸上进行烘干温度为115℃～125℃，烘干时间为15分钟～20分钟；离型纸剥离后，再进行二次烘干温度为140℃～150℃，烘干时间为5分钟～10分钟；熟化处理的温度35℃～40℃，放置24小时。
[0022]所述步骤二膜片上设置的触点成阵列式排布，每个单独的触点设置有两个电极，其中一个电极为公共地，引出接地线，另一个电极为信号输出端。
[0023]所述步骤二TPU基材还可以为PET基材、PVC基材、PP基材、PI基材、PU基材、PUR基材、TPO基材中的任意一种。
[0024]所述步骤二丝网印刷采用的250目～300目的尼龙丝网；饰面的印刷厚度要大于5um。
[0025]所述步骤二绝缘清漆或者绝缘油墨材料可采用印刷、烫印、喷涂、粘贴、转印、吸附或电镀设置在膜片上。
[0026]通过上述设计方案，本专利技术可以带来如下有益效果：一种皮革压力传感器及其制备方法，以导电皮革做压力层，以电极线路片上触点作为功能引出层，制备方法快速简单且环境友好，所得到的皮革基压力传感器既可以灵敏的获取相关数据，又能保证该柔性传感器使用时的舒适性。且该皮革压力传感器材料成本低，制备方法简单，可以实现大面积制备和工业化。
附图说明
[0027]以下结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步的说明：
[0028]图1为本专利技术皮革压力传感器分层设置示意图。
[0029]图中1
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导电革、2
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电极线路片、3
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绝缘油墨。
具体实施方式
[0030]一种皮革压力传感器，如图1所示，由导电革1和电极线路片2组成。所述的导电革1和电极线路片2进行高周波热合，制成皮革压力传感器。图1中，绝缘油墨3黑色部分将电极线路片2的导线部分覆盖，确保导线与导电革1不相通。
[0031]一种皮革压力传感器的制备方法，具体如下，
[0032]导电革1制作，在常规的原料的制备过程中，通常是将各种粉料直接混合搅拌在一起，由于碳黑和石墨的粒径是非常微小，与其他粉料的粒径均不在一个数量级，若直接将其与其他粉料混合会非常容易造成碳黑、石墨的分散不均，而本专利技术中，首先通过混合、搅拌、油浴、添加溶剂的方式配制导电革原料，通过搅拌使染料/颜料充分分散溶解，然后再通过油浴的方式与聚合物粉、增塑剂、稳定剂、无机添加剂进行混合得到导电革原料，能够大大提高石墨、碳黑的分散均匀性，在制备导电革原料时添加了研磨工艺，使得碳黑和石墨混合均匀，防止出现团聚。
[0033]具体的，优选的碳黑10％～15％，石墨10％～15％，聚合物树脂40％～45％，溶剂25％～40％，依据不同的电阻要求，石墨和碳黑的比例可以进行适当的调整，依据树脂的黏稠度要求，聚合物树脂也可以进行适当的调整，最后调整溶剂匹配比例。
[0034]在导电革1原料中，碳黑和石墨的比例优选为1:1，既能保证导电性，同事石墨有润滑作用，无论是在配置过程中，还是后期喷涂过程中，都有良好的润滑作用。
[0035]在导电革1原料中，聚合物树脂为聚氯乙烯、氯化聚乙烯、丙烯酸、聚氨酯、环氧树脂、氯醋树脂、硅胶中的一种或者至少两种的混合物。
[0036]在导电革1原料中，溶剂使用烃类、醇类、酮类、酯类等有机溶剂或者至少两种混合溶剂。
[0037]优选的制备导电革原本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种皮革压力传感器，其特征是：包括导电革(1)和电极线路片(2)，所述导电革(1)设置在电极线路片(2)的上部，且通过高周波热合粘接。2.根据权利要求1所述的一种皮革压力传感器，其特征是：所述电极线路片(2)上设置有触点和绝缘油墨(3)。3.一种皮革压力传感器的制备方法，其特征是：制备权利要求1所述的一种皮革压力传感器，具体包括以下步骤，步骤一、导电革的制备取碳黑10％～15％、石墨10％～15％、聚合物树脂40％～45％以及溶剂25％～40％为原料，进行混合，倒入玻璃圆口瓶中，将圆口瓶固定在油浴锅上，同时圆口瓶内部采用旋转搅拌器进行搅拌；油浴锅温度从室温环境进行缓慢升温，每5分钟升温10℃，持续5分钟后温升至120℃，保持30分钟以上，自然降温至室温；在升温和降温过程中，搅拌器要始终搅拌，转速为150RPM～200RPM，获得溶解后原料；将所述溶解后原料倒入三辊研磨机进行研磨，最少研磨3次，当细度在5um以下后，停止研磨，获得研磨后原料；将所述研磨后的原料，放置在真空消泡箱中进行消泡，在
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0.5MPa～
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0.1MPa，持续40分钟～50分钟，获得导电革原料；将所述导电革原料涂覆在离型纸上进行烘干、冷却处理；将离型纸剥离后，再进行二次烘干、熟化处理，获得导电革；步骤二、电极线路片的制备在TPU基材上通过丝网印刷的方式，采用低温固化低方阻可拉伸导电银浆，通过印刷、烘干的方式得到带有电极线路的膜片；在所述膜片上设置触点，触点成阵列式排布，可以是矩形阵列、圆形阵列或其他不规则图形阵列；膜片上触点之外的部分设置绝缘清漆或者绝缘油墨材料，获得电极线路片；步骤三、...

【专利技术属性】
技术研发人员：王明帆，张丹，
申请(专利权)人：长春盖尔瑞孚艾斯曼汽车零部件有限公司，
类型：发明
国别省市：