[發(fā)明專利]介電彈性體材料的制備方法及壓力傳感器

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202310055755.0
• 申請日: 2023-01-17
• 公開（公告）號: CN116144070A
• 公開（公告）日: 2023-05-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李誼;楊秋月;王藝璇;馬延文
• 申請（專利權(quán)）人: 南京郵電大學(xué)
• 主分類號: C08J9/36
• 分類號: C08J9/36;C08L83/04;C08K3/22;C08K3/04;C08L75/04;G01L1/14;B32B27/28;B32B27/18;B32B27/40;B32B27/08;B32B33/00;B32B37/24
• 代理公司: 南京蘇科專利代理有限責(zé)任公司 32102
• 代理人: 姚姣陽

本發(fā)明提供了一種介電彈性體材料的制備方法及壓力傳感器，所述介電彈性體材料的制備方法包括：將CaCusubgt;3/subgt;Tisubgt;4/subgt;Osubgt;12/subgt;粉末和RGO粉末加入至PDMS預(yù)聚物溶液中攪拌并混合均勻后，得到混合溶液；在混合溶液中加入NaCl鹽顆粒并混合均勻，再加入PDMS交聯(lián)固化劑，得到初步固化漿料：將初步固化漿料加入至熱壓機(jī)的模具內(nèi)，通過熱壓處理將初步固化漿料壓制成薄膜，并用水洗去除NaCl鹽顆粒，而后將薄膜從模具內(nèi)剝離，得到多孔CaCusubgt;3/subgt;Tisubgt;4/subgt;Osubgt;12/subgt;/RGO/PDMS的介電彈性體材料。本發(fā)明所制備的介電彈性體材料具有高介電常數(shù)、多孔結(jié)構(gòu)、高透氣性和輕薄便攜等特點(diǎn)，由該介電彈性體材料制備得到的壓力傳感器具有高靈敏度、高穩(wěn)定性、高柔性和高透氣性的優(yōu)勢，具有良好的應(yīng)用前景。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種介電彈性體材料的制備方法及壓力傳感器，屬于電子材料和傳感器技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

傳感器是一類能夠靈敏地感知環(huán)境溫度、濕度、壓力等變化的電子器件。傳統(tǒng)傳感器采用剛性結(jié)構(gòu)，具有不可拉伸性和機(jī)械性能較弱等缺陷，限制了其柔性可穿戴領(lǐng)域應(yīng)用。柔性傳感器具有超強(qiáng)環(huán)境適應(yīng)性，在電子皮膚、軟體機(jī)器人、可穿戴設(shè)備等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用。柔性壓力傳感器是一種可以感知外界壓力變化的傳感器件，在醫(yī)療健康監(jiān)控、可穿戴電子皮膚等領(lǐng)域極具應(yīng)用潛力。柔性壓力傳感器可以根據(jù)工作原理不同，分為電容型、壓阻型和壓電型。電容型壓力傳感器具有靈敏度高、空間分辨率高等特點(diǎn)，在長期使用中能保持極佳的穩(wěn)定性和低的功耗，因而得到了廣泛的應(yīng)用。

電容型壓力傳感器的工作原理是以介電彈性體元件感受壓力，并把彈性元件的位移量轉(zhuǎn)換成電容量的變化。電容式壓力傳感器靈敏度定義為電容輸出量變化和壓力輸入量的比值。通過提高介電彈性體的介電常數(shù)是提高電容式壓力傳感器的靈敏度最有效的方法之一。但是，目前的柔性壓力傳感器存在介電彈性體材料介電常數(shù)不高、靈敏度不高、透氣性差等問題，嚴(yán)重限制了柔性壓力傳感器的大規(guī)模推廣應(yīng)用。

有鑒于此，確有必要提出一種介電彈性體材料的制備方法及壓力傳感器，以解決上述問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種介電彈性體材料的制備方法及壓力傳感器，具有高靈敏度、高透氣性、高循環(huán)穩(wěn)定性等優(yōu)勢。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種介電彈性體材料的制備方法，主要包括以下步驟：

步驟1、將CaCu₃Ti₄O₁₂粉末和RGO粉末加入至PDMS預(yù)聚物溶液中攪拌并混合均勻后，得到混合溶液；

步驟2、在混合溶液中加入NaCl鹽顆粒并混合均勻，再加入PDMS交聯(lián)固化劑，得到初步固化漿料；

步驟3、將初步固化漿料加入至熱壓機(jī)的模具內(nèi)，通過熱壓處理將初步固化漿料壓制成薄膜，并用水洗去除NaCl鹽顆粒，而后將薄膜從模具內(nèi)剝離，得到多孔CaCu₃Ti₄O₁₂/RGO/PDMS的介電彈性體材料。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，步驟1中，所述CaCu₃Ti₄O₁₂粉末為1-4g，所述RGO粉末為0.1-0.3g，所述PDMS預(yù)聚物溶液為10ml。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，步驟2中，所述NaCl鹽顆粒的粒徑為200-400μm。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，步驟3中，所述薄膜在熱壓處理后的厚度為500-800μm。