一种柔性自支撑粘性导电薄膜、其制备方法和心电测试干电极技术

本发明专利技术公开了一种柔性自支撑粘性导电薄膜、其制备方法和心电测试干电极，柔性自支撑粘性导电薄膜由导电聚合物与水性胶黏剂复合而成，所述导电聚合物为PEDOT:PSS；其中，所述导电聚合物与所述水性胶黏剂的质量比为4:1～1:20。本发明专利技术提供的干电极与传统的Ag/AgCl湿电极相比，更轻薄且具有更好的柔性，同时表现出生物相容性好、可重复利用、抗运动干扰等优异性能，且适合长时间佩带。且适合长时间佩带。且适合长时间佩带。

【技术实现步骤摘要】
一种柔性自支撑粘性导电薄膜、其制备方法和心电测试干电极


[0001]本专利技术属于柔性生物医疗
，具体涉及到一种柔性自支撑粘性导电薄膜、其制备方法和心电测试干电极。

技术介绍

[0002]近年来，心血管疾病患者人数不断增加，随着人口老龄化的加剧，人口健康压力空前巨大。此外，大众，尤其是运动员，对于体征监测的需求也日益增长。因此，迫切需要一种微型化、便携化的器件来实时监测人体心电、心率等心脏健康状况体征参数。而传统心电检测设备体型巨大，携带困难，无法实时检测心电。与传统心电监测设备相比，穿戴式心电监测在医疗健康领域有广阔的应用前景。首先，穿戴式心电可以直接穿戴或者佩戴在人体，实时检测心电情况并反馈，减少突发健康问题的影响。其次，监测到的心电数据可经过处理上传至云端，建立个性化数据库，方便对疾病的动态跟踪。实现准确安全高效可穿戴心电监测的前提条件是开发一种合适的贴身测试电极。
[0003]然而，受材料自身性能的限制，目前大部分穿戴式心电监测传感电极的信号检测能力，特别是在运动状态下的检测准确度较弱。传统的商业化测试电极为Ag/AgCl湿电极，这种电极因使用导电胶，长期佩戴会刺激皮肤导致皮肤过敏，且导电胶电解质中的液体会随着时间挥发，在长期连续监测中容易出现信号衰减，无法进行长时间连续的心电监测。此外，这种电极面积较大、厚度较厚、质地较硬，运动或湿水时容易脱落。更重要的是，受电极自身性质的限制，人体在运动过程中或者出汗状态下信号测试噪音大，无法进行运动状态下的心电监测。因此，迫切需要开发一种同时具有优良生物相容性、可湿水和抗运动干扰的心电测试电极。

技术实现思路

[0004]本部分的目的在于概述本专利技术的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和专利技术名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和专利技术名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本专利技术的范围。
[0005]鉴于上述和/或现有技术中存在的问题，提出了本专利技术。
[0006]本专利技术的其中一个目的是提供一种柔性自支撑粘性导电薄膜，具有优秀的生物相容性和较好的皮肤粘性，可以实现在运动情况下的稳定长时间佩戴。
[0007]为解决上述技术问题，本专利技术提供了如下技术方案：一种柔性自支撑粘性导电薄膜，所述导电薄膜由导电聚合物与水性胶黏剂复合而成，所述导电聚合物为PEDOT:PSS；其中，所述导电聚合物与所述水性胶黏剂的质量比为4:1～1:20；所述水性胶黏剂具有如下特性：（i）溶解性最高可达25%的质量分数；（ii）25%的质量分数下，剥离力达55 N/m。
[0008]作为本专利技术柔性自支撑粘性导电薄膜的一种优选方案，其中：所述水性胶黏剂包括水性聚氨酯、水性聚醋酸乙烯酯、水性丙烯酸酯、水性聚乙烯醇缩醛、水性橡胶乳液中的一种或多种。
[0009]作为本专利技术柔性自支撑粘性导电薄膜的一种优选方案，其中：所述导电薄膜的厚度为0.1～150微米。
[0010]作为本专利技术柔性自支撑粘性导电薄膜的一种优选方案，其中：还包括多元醇，所述多元醇以体积分数0.1～20%的量存在。
[0011]作为本专利技术柔性自支撑粘性导电薄膜的一种优选方案，其中：所述多元醇包括乙二醇、甘油、2
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丙二醇、1,4
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丁二醇、1,6
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己二醇、新戊二醇、二缩二乙二醇、一缩二丙二醇、三羟甲基丙烷、季戊四醇、山梨醇、木糖醇中的一种或多种。
[0012]本专利技术的另一个目的是提供一种所述的柔性自支撑粘性导电薄膜的制备方法，包括，将PEDOT:PSS溶液与水性胶黏剂水溶液按比例混合，通过剧烈搅拌使其混合均匀；将所得混合分散液静置加热，使水分蒸发得到柔性自支撑粘性导电薄膜。
[0013]作为本专利技术柔性自支撑粘性导电薄膜的制备方法的一种优选方案，其中：所述PEDOT:PSS溶液，将多元醇加入PEDOT:PSS分散液中，搅拌得到；其中，所述PEDOT:PSS在分散液中的固体含量为0.1～10%，所述多元醇在混合溶液中所占的体积比为0.1～20%，搅拌时间为0.5～60小时。
[0014]其中，多元醇以及水性胶黏剂并不是溶液中主要的导电物质，因此对电极的性能无巨大影响。
[0015]作为本专利技术柔性自支撑粘性导电薄膜的制备方法的一种优选方案，其中：所用水性胶黏剂在水溶液中的质量分数为0.01～45%。
[0016]作为本专利技术柔性自支撑粘性导电薄膜的制备方法的一种优选方案，其中：所述加热，加热温度为40～120℃，加热时间为1～24小时。
[0017]其中，加热步骤仅确保电极中水分完全蒸发但又不破坏溶质，因此加热温度和加热时间对电极性能无影响。
[0018]本专利技术的另一个目的是提供一种抗运动干扰心电测试干电极，将上述任一项所述的柔性自支撑粘性导电薄膜通过银浆与铜导线固定得到。
[0019]与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：本专利技术提供的干电极与传统的Ag/AgCl湿电极相比，更轻薄且具有更好的柔性，同时表现出生物相容性好、可重复利用、抗运动干扰等优异性能，且适合长时间佩带。本专利技术对抗运动干扰心电测试电极的低成本、大规模制备具有很强的指导意义，在随身可穿戴实时健康监测方面有很好的应用前景。
附图说明
[0020]为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中：
图1为本专利技术实施例1得到的WPU产物的实物图。
[0021]图2为本专利技术实施例2得到的干电极实物图；其中，（a）为电极形状和皮肤粘性展示照片，（b）为电极柔性和皮肤贴合性展示照片，（c）为电极长时间佩戴皮肤安全性展示照片。
[0022]图3为实施例2、4~9得到的导电薄膜的粘力数据对比，其中，（a）为在其他条件不变时，创可贴、胶带与不同比例的薄膜电极的粘力数据的比较，（b）为在其他条件不变时，PW
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14%电极与创可贴分别在干湿条件下的粘力数据。
[0023]图4为实施例2、4~9得到的干电极和Ag/AgCl电极在平静状态下测得的心电数据。
[0024]图5为PW
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14%、PW
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17%、Ag/AgCl电极在运动条件下测得的心电数据。
具体实施方式
[0025]为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合说明书实施例对本专利技术的具体实施方式做详细的说明。
[0026]在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本专利技术，但是本专利技术还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本专利技术内涵的情况下做类似推广，因此本专利技术不受下面公开的具体实施例的限制。
[0027]其次，此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种柔性自支撑粘性导电薄膜，其特征在于：所述导电薄膜由导电聚合物与水性胶黏剂复合而成，所述导电聚合物为PEDOT:PSS；其中，所述导电聚合物与所述水性胶黏剂的质量比为4:1～1:20；所述水性胶黏剂具有如下特性：（i）溶解性最高可达25%的质量分数；（ii）25%的质量分数下，剥离力达55 N/m。2.如权利要求1所述的柔性自支撑粘性导电薄膜，其特征在于：所述水性胶黏剂包括水性聚氨酯、水性聚醋酸乙烯酯、水性丙烯酸酯、水性聚乙烯醇缩醛、水性橡胶乳液中的一种或多种。3.如权利要求1或2所述的柔性自支撑粘性导电薄膜，其特征在于：所述导电薄膜的厚度为0.1～150微米。4.如权利要求1或2所述的柔性自支撑粘性导电薄膜，其特征在于：还包括多元醇，所述多元醇以体积分数0.1～20%的量存在。5.如权利要求4所述的柔性自支撑粘性导电薄膜，其特征在于：所述多元醇包括乙二醇、甘油、2
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丙二醇、1,4
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丁二醇、1,6
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己二醇、新戊二醇、二缩二乙二醇、一缩二丙二醇、三羟甲基丙烷、...

【专利技术属性】
技术研发人员：李建民，沈佳骏，李笑，王严浩，李杨，刘淑娟，赵强，
申请(专利权)人：南京邮电大学，
类型：发明
国别省市：