[發明專利]一種液態金屬基復合材料、其制備方法及應用

在審

• 申請號: 202010531126.7
• 申請日: 2020-06-11
• 公開（公告）號: CN111793903A
• 公開（公告）日: 2020-10-20
• 發明（設計）人: 朱光;曹晉瑋;梁飛
• 申請（專利權）人: 寧波諾丁漢新材料研究院有限公司
• 主分類號: D04H3/02
• 分類號: D04H3/02;D04H1/728;D01D5/00;B05B5/16;A61B5/0488;A61B5/0402;D06M11/83
• 代理公司: 北京隆源天恒知識產權代理事務所(普通合伙) 11473
• 代理人: 鮑麗偉

本發明提供了一種液態金屬基復合材料、其制備方法及應用。所述液態金屬基復合材料的制備方法包括：將高壓靜電噴涂液態金屬微納米顆粒和高壓靜電紡絲高分子彈性體材料同時進行，得到液態金屬基復合材料。本發明將靜電紡絲與靜電噴涂液態金屬微納米顆粒同時進行，制得了拉伸率高、厚度較薄、貼附性好的液態金屬基復合材料，其中拉伸率高達900％左右，厚度為35μm左右，可以很容易的貼附人體皮膚表面，且激活后，在高拉伸條件下，仍具有較高的導電性，穩定性高。

技術領域

本發明涉及復合導電材料技術領域，具體而言，涉及一種液態金屬基復合材料、其制備方法及應用。

背景技術

液態金屬在柔性電子領域已得到廣泛應用，但液態金屬復合導電材料仍存在諸多問題。導電材料是由導電體和彈性體構成，液態金屬占比達到一定閾值才能使得復合材料導電，這種閾值下液態金屬在復合材料中的體積比很高，這就導致了彈性體占比降低，導電復合材料的力學性能變差，如拉伸斷裂應變，疲勞等力學性能。現有技術中一般通過給導電材料增加支撐材料來提升其力學性能，但材料的厚度增加，不利于其在人體表皮的貼附和應用。

發明內容

本發明解決的問題是現有技術中液態金屬復合導電材料存在拉伸率低，厚度大，貼附性差的缺點，給人體表皮電信號檢測帶來很大的困難。

為解決上述問題，本發明提供一種液態金屬基復合材料的制備方法，包括：將高壓靜電噴涂液態金屬微納米顆粒和高壓靜電紡絲高分子彈性體材料同時進行，得到液態金屬基復合材料。

較佳的，所述將高壓靜電噴涂液態金屬微納米顆粒和高壓靜電紡絲高分子彈性體材料同時進行包括：

S1，將液態金屬在冰浴下進行超聲處理，靜置后取沉底液作為靜電噴涂溶液，所述沉底液中包含所述液態金屬微納米顆粒，并將所述高分子彈性體材料與第二溶劑混合，得到高分子彈性體溶液作為靜電紡絲溶液；

S2，在靜電噴涂溶液端和靜電紡絲溶液端同時施加正電壓，在接收滾筒旋端施加負電壓，同時進行靜電噴涂與靜電紡絲。

較佳的，所述靜電噴涂溶液端的電壓為10kV-12kV，所述靜電紡絲溶液端的電壓為8.5kV-12kV，所述接收滾筒端的負電壓為2kV。

較佳的，所述高壓靜電噴涂液態金屬基微納米顆粒的速率為0.02-0.08ml/min。

較佳的，S1中，將所述液態金屬與第一溶劑混合后再進行所述超聲處理，其中所述第一溶劑為醇類溶劑。

較佳的，所述超聲處理的時間為5-8min，所述超聲處理的超聲波頻率范圍為20-25KHz，所述超聲處理的超聲波功率為50-55％，所述超聲處理的超聲波振幅為30-50％，所述超聲處理后靜置時間為10-15min。

較佳的，所述高分子彈性體溶液中所述高分子彈性體材料的質量濃度為4％-15％。

較佳的，所述高分子彈性體材料包括聚酯和聚酰胺中的一種，所述第二溶劑包括含氟溶劑、四氫呋喃和N,N-二甲基甲酰胺中的任意一種。

本發明將靜電紡絲與靜電噴涂液態金屬微納米顆粒同時進行，制得了拉伸率高、厚度較薄、貼附性好的液態金屬基復合材料，其中拉伸率高達900％左右，厚度為35μm左右，可以很容易的貼附人體皮膚表面，且激活后，在高拉伸條件下，仍具有較高的導電性，穩定性高。

本發明還提供一種液態金屬基復合材料，采用如上所述的液態金屬基復合材料的制備方法制得，所述液態金屬基復合材料為液態金屬微納米顆粒填充的纖維網格結構。

本申請提供的液態金屬基復合材料相比現有技術具有的有益效果與液態金屬基復合材料的制備方法相比現有技術具有的有益效果相同，在此不再贅述。