[發明專利]一種電阻型濕敏傳感元件的制備方法

有效

• 申請號: 201611137752.8
• 申請日: 2016-12-12
• 公開（公告）號: CN106596655B
• 公開（公告）日: 2019-03-19
• 發明（設計）人: 植新明
• 申請（專利權）人: 廣州西博臣科技有限公司
• 主分類號: G01N27/12
• 分類號: G01N27/12
• 代理公司: 東莞市神州眾達專利商標事務所(普通合伙) 44251
• 代理人: 劉漢民

本發明提供一種高性能電阻型濕敏傳感元件，包括濕敏傳感元件基片和涂布在濕敏傳感元件基片其表面的感濕薄膜，所述感濕薄膜由催化劑偶氮二異丁腈，溶劑四氫呋喃、苯乙烯、4VP在充滿氮氣的環境中通過常壓溶液聚合反應生成，所述感濕薄膜通過真空烘干固定于濕敏傳感元件基片其表面。本發明還提出了上述電阻型濕敏元件的制備方法。通過本發明的方案制作出的濕敏傳感元件感應速度快，穩定性好，耐候性好，壽命長，同時制作過程耗時較短，具有顯著的市場價值。

技術領域

本發明涉及濕敏元件領域，特別涉及一種電阻型濕敏傳感元件及其制備方法。

背景技術

常規濕度傳感器采用高分子電解質濕敏材料進行感應濕度的變化，例如聚 y-氨丙基三乙氧基硅烷季銨鹽，也有直接采用氯化鋰(li3cl)與高分子材料絡合等通過離子導電隨濕度變化，阻抗變化進行感應的機理進行濕度傳感器制作，這類傳感器在商業應用時最大的問題在于一旦濕度進入高濕(>85％RH)狀態，部分離子在在電場的作用下會析出到水分子膜中，尤其在結露狀態下，水分子形成露珠，將部分離子直接帶離敏感膜，時間一長，傳感器的阻抗會逐漸變大，最終會失效。

這類絡合物最大問題是離子在高分子層內的位置是不穩定的，親水性物質過多，離子容易與水形成基團，通過水分子及電場力的左右會流失，從而影響產品的壽命與效果。

專利申請號為20111044321.2，名稱為“電阻型濕敏元件及制備方法”的專利文件中，公開了一種電阻型濕敏元件，包括濕敏元件基片和設置在所述濕敏元件基片上的濕敏元件電極，它還包括依次設置在所述濕敏元件電極上的親水低阻感濕薄膜和疏水高阻感濕薄膜，所述親水低阻感濕薄膜是由氯化銨季銨鹽制得的親水低阻感濕薄膜，所述疏水高阻感濕薄膜是由硅烷季銨鹽制得的疏水高阻感濕薄膜，所述親水低阻感濕薄膜和所述疏水高阻感濕薄膜通過熱交聯工藝復合在一起。此項技術制作出的電阻型濕敏元件結構簡單、性能優異，但是反應時間較長，且需要將兩層不同的感濕薄膜通過熱交聯的方式結合，制作過程中容易出現不穩定因素，在增加產能時存在較大阻礙。

因此，需要研發一種制作耗時更短，且感應速度快，穩定性好，壽命長的電阻型濕敏傳感元件。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在提出一種電阻型濕敏傳感元件及其制備方法。

一種高性能電阻型濕敏傳感元件，包括濕敏傳感元件基片和涂布在濕敏傳感元件基片其表面的感濕薄膜，所述感濕薄膜由偶氮二異丁腈、四氫呋喃、苯乙烯、4VP在充滿氮氣的環境中通過常壓溶液聚合反應生成，所述感濕薄膜通過真空烘干固定于濕敏傳感元件基片其表面。

進一步地，所述濕敏傳感元件基片其材料為96％氧化鋁陶瓷基板，所述濕敏傳感元件基片上絲印印刷有叉指狀導電層，濕敏傳感元件基片其末端設置有引腳。

一種高性能電阻型濕敏傳感元件的制備方法，包括以下步驟：

第一步：在充氮環境下將苯乙烯、4VP蒸餾提純到純度為99％。

第二步：在充氮環境，100℃水浴下，以2.0±0.1g偶氮二異丁腈為催化劑， 3000ml±50ml四氫呋喃為溶劑，加入200-300ml苯乙烯與1-2ml 4VP，在常壓下，進行聚合反應，反應時間為7-10小時，生成聚苯乙烯-4VP聚合物。

第三步：將合成完畢后獲得的溶液，通過加入蒸餾水，進行萃取，過濾后得到聚合物凝聚物，在真空狀態下120℃烘干，4小時后，研磨成粉末。

第四步：稱量適量的粉末，在粉末中加入5ml溴代正丁烷，30ml二甲基甲酰胺，配成溶液，并將制得的溶液在60℃-75℃下恒溫水浴并磁力攪拌處理4小時。

第五步：取出溶液，將濕敏傳感元件基片浸入溶液中9.0±0.1mm并保持3-5 秒進行浸涂，浸涂完畢后，通過表面流平，及自然干燥形成膜。