[發明專利]一種用于可穿戴電子設備的柔性熱防護襯底及其制備方法

在審

• 申請號: 202110281098.2
• 申請日: 2021-03-16
• 公開（公告）號: CN113185912A
• 公開（公告）日: 2021-07-30
• 發明（設計）人: 蔡民;聶爽;宋吉舟
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: C09D183/04
• 分類號: C09D183/04;C09D7/65
• 代理公司: 杭州天勤知識產權代理有限公司 33224
• 代理人: 彭劍

一種用于可穿戴電子設備的柔性熱防護襯底及其制備方法，包括：(1)將微膠囊相變材料和液態硅橡膠預聚物按比例充分混合，得到共混料；(2)在基片上旋涂一層熱固化涂料，并在熱板上加熱固化得到犧牲層；(3)將共混料直接旋涂在制有犧牲層的基片上，或者澆筑在沒有犧牲層的模具中，得到初胚；(4)將初胚放入真空設備進行脫氣處理，去除初胚內部空氣；(5)將脫氣后的初胚放入烘箱加熱固化，得到熱防護柔性襯底；(6)將固化后的初胚放入釋放溶劑中浸泡，溶解犧牲層從而釋放得到柔性熱防護襯底；或者，將固化后的初胚從模具中直接脫模，得到柔性熱防護襯底。利用本發明，制得的柔性熱防護襯底用于可穿戴電子器件，解決器件發熱和散熱。

技術領域

本發明屬于柔性熱防護襯底領域，尤其是涉及一種用于可穿戴電子設備的柔性熱防護襯底及其制備方法。

背景技術

隨著材料科學和制造技術的不斷進步，社會及工業界對各類電子設備的功能性、便攜性和舒適性等提出了新的要求，柔性可穿戴化已成為新興電子器件的一個重要的發展方向。相比于傳統剛性電子器件，可穿戴電子設備的具有柔性、彈性和承受任意形變的能力。機械設計和材料的最新進展，使得高性能的可穿戴電子設備具有預診斷健康管理功能，它可以共形接觸人體皮膚并精確測量皮膚活性和生理信號，例如皮膚水合作用、體溫、血液流動、血氧、皮膚應變和血糖等。

許多集成在皮膚上的可穿戴電子器件由兩部分組成：功能電子單元和柔性襯底。柔性襯底像皮膚一樣具有彈性，它的一面集成功能電子單元，另一面具有粘性集成在皮膚上。功能電子單元常會利用到發光二極管或薄膜加熱器，在工作過程中會產生不期望的熱量不僅會引起皮膚組織不舒適甚至損傷，同時，可能致使器件性能退化。

為了減少可穿戴電子設備的不良熱效應，主要是對柔性襯底進行改進。各類硅橡膠常被用作柔性襯底，但是橡膠材料的熱傳導系數普遍較低，不利于熱量的散發。

目前對此的改進方法主要有：1)將金屬納米顆粒作為填充料與橡膠基體混合，但是這種方法引入的金屬顆粒會削弱橡膠襯底的柔韌性；2)將碳納米管或石墨烯片作為填充料與橡膠基體混合，但是這種方法用到的碳納米管價格高昂；3)將相變材料(如石蠟)與橡膠基體混合，利用相變吸熱的原理來處理多余的熱量，但是這種方法引入的石蠟在液態狀態下會從橡膠基體中滲漏。

發明內容

為解決現有技術存在的上述問題，本發明一種用于可穿戴電子設備的柔性熱防護襯底及其制備方法，制得的柔性熱防護襯底用于可穿戴電子器件，解決器件發熱和散熱問題，具有防護皮膚熱損傷的功能。

一種用于可穿戴電子設備的柔性熱防護襯底的制備方法，包括以下步驟：

(1)將微膠囊相變材料和液態硅橡膠預聚物按比例充分混合，得到共混料；微膠囊相變材料的質量占共混料總質量的0％-40％；

所述微膠囊相變材料的粒徑1-100微米，微膠囊相變材料的壁材厚度為0.2-10微米，微膠囊相變材料的囊芯為石蠟類、醇類、無機鹽、脂肪酸或這幾種的復合物，微膠囊相變材料的壁材為高分子材料或無機材料；

所述液態硅橡膠預聚物采用熱硫化型硅橡膠材料或室溫硫化型硅橡膠材料；

(2)在基片上旋涂一層熱固化涂料，并在熱板上加熱固化得到犧牲層；

(3)將得到的共混料直接旋涂在制有犧牲層的基片上，或者澆筑在沒有犧牲層的模具中，得到初胚；

(4)將初胚放入真空設備進行脫氣處理，去除初胚內部空氣；

(5)將脫氣后的初胚放入烘箱加熱固化，得到熱防護柔性襯底；

(6)將固化后的初胚放入釋放溶劑中浸泡，溶解犧牲層從而釋放得到柔性熱防護襯底；

或者，將固化后的初胚從模具中直接脫模，得到柔性熱防護襯底。