[發(fā)明專利]一種柔性電容傳感器及其制備方法和應用

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• 申請日: 2021-01-19
• 公開（公告）號: CN112890789A
• 公開（公告）日: 2021-06-04
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 郝亞楠;秦婧;畢科;封爍;鐘少龍;黨智敏
• 申請（專利權(quán)）人: 北京郵電大學;清華大學;北京中拓潤澤新能源科技有限公司
• 主分類號: A61B5/021
• 分類號: A61B5/021;A61B5/0245;A61B5/107
• 代理公司: 北京超凡宏宇專利代理事務所(特殊普通合伙) 11463
• 代理人: 王煥

1.一種柔性電容傳感器，其特征在于，包括介電層和柔性電極，所述柔性電極設(shè)置在所述介電層的表面，所述介電層包括柔性介電彈性體基底和無機高介電顆粒。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的柔性電容傳感器，其特征在于，所述柔性介電彈性體基底包括聚丙烯酸丁酯、聚氨酯和聚二甲基硅氧烷中的至少一種。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的柔性電容傳感器，其特征在于，所述無機高介電顆粒包括鈦酸鋇、鈦酸鍶和鈦酸鍶鋇中的至少一種。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的柔性電容傳感器，其特征在于，所述柔性電極包括單壁碳納米管電極、碳酯電極和銀包銅電極中的至少一種；

優(yōu)選地，所述柔性電極的面積為(10～30)mm×(10～40)mm。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的柔性電容傳感器，其特征在于，所述無機高介電顆粒均勻分散于所述柔性介電彈性體基底中；

優(yōu)選地，所述介電層的厚度為80～200μm，優(yōu)選為80～150μm，更優(yōu)選為80～100μm；

優(yōu)選地，所述無機高介電顆粒和所述介電層的體積比為1：(3～12)。

6.如權(quán)利要求1～5中任一項所述的柔性電容傳感器的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

將所述柔性電極粘附在所述介電層的表面；

所述介電層主要由所述無機高介電顆粒與所述柔性介電彈性體基底復合得到。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的柔性電容傳感器的制備方法，其特征在于，所述介電層的制備方法包括：將所述柔性介電彈性體基底的溶液和所述無機高介電顆粒的混合物進行干燥；

優(yōu)選地，所述干燥的溫度為50～70℃，所述干燥的時間為10～15h；

優(yōu)選地，所述混合物通過溶液共混法制備得到；

優(yōu)選地，所述溶液共混法包括采用超聲波處理2～3h。

8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的柔性電容傳感器的制備方法，其特征在于，所述柔性電極通過掩模法粘附在所述介電層的兩面；

優(yōu)選地，所述柔性電極的制備方法包括：將所述柔性電極和表面活性劑水溶液的混合物進行超聲處理，再進行抽濾；

優(yōu)選地，所述超聲處理的時間為2～3h；

優(yōu)選地，所述表面活性劑包括十二水合烷基硫酸鈉。

9.根據(jù)權(quán)利要求6～8中任一項所述的柔性電容傳感器的制備方法，其特征在于，所述柔性介電彈性體基底通過原子轉(zhuǎn)移自由基聚合法制備得到；

優(yōu)選地，所述原子轉(zhuǎn)移自由基聚合法的加熱溫度為50～70℃，加熱時間為10～15h；

優(yōu)選地，所述無機高介電顆粒通過溶膠-沉淀法制備得到；

優(yōu)選地，所述溶膠-沉淀法的加熱溫度為150～170℃，加熱時間為3～5h。

10.如權(quán)利要求1～5中任一項所述的柔性電容傳感器在人體關(guān)節(jié)角度的信號監(jiān)測中的應用。