[发明专利]压力传感器及其制备方法

权利要求书

1.一种压力传感器，包括两个外接电极(30)和两个相对设置的具有弹性的衬底(10)，至少一个衬底(10)的接触面上有凸起结构(11)，所述接触面为两个衬底(10)相对的一面，其特征在于，所述衬底(10)为导电体，所述衬底(10)为柔性材料，厚度为20μm～1mm，所述衬底(10)为由弹性聚合物和导电填料(12)制作而成的弹性聚合物基导电复合材料；每个衬底(10)连接一个外接电极(30)，所述外接电极(30)连接衬底(10)的外表面，所述衬底(10)的外表面为与接触面相对的一面；

两个衬底(10)的接触面上有相同的凸起结构(11)，且所述两个衬底(10)的接触面的凸部与凸部正对或者凸部与凹部正对；所述凸起结构(11)的高度为200nm-200μm；所述凸起结构(11)的表面覆盖有导电层(20)，所述导电层(20)的厚度为5nm-500nm。

2.根据权利要求1所述的压力传感器，其特征在于，所述弹性聚合物基导电复合材料通过物理机械共混法、溶液共混法或熔融共混法制备而成。

3.根据权利要求1所述的压力传感器，其特征在于，所述导电填料(12)包括金属导电粉、碳系导电填料、表面镀金属的导电填料、双金属导电填料中的一种或至少两种。

4.根据权利要求1所述的压力传感器，其特征在于，所述弹性聚合物为硅橡胶、天然橡胶、丁苯橡胶、聚二甲基硅氧烷、热塑性聚氨酯弹性体、苯乙烯类弹性体、苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物或氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物。

5.根据权利要求1所述的压力传感器，其特征在于，所述导电层(20)包括金、银、铜、铝、镍、钯、铂、碳和铟锡氧化物中的一种或至少两种导电材料。

6.根据权利要求1所述的压力传感器，其特征在于，所述导电层(20)通过蒸镀、化学沉积、印刷和涂布中的任意一种方法制备而成。

7.权利要求1所述的一种压力传感器的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

制备两个具有弹性的导电的衬底，且至少一个衬底的接触面上有凸起结构；

在衬底的凸起结构的表面覆盖一导电层；

将两个衬底的接触面相互对准后叠扣在一起，并在每个衬底上连接一个外接电极。

8.根据权利要求7所述的压力传感器的制备方法，其特征在于，所述制备两个具有弹性的导电的衬底的步骤包括：

将弹性聚合物和导电填料混合为流体形态的混合物；

将所述混合物沉积到预制的具有凹陷结构的模板上固化成型为弹性聚合物基导电复合材料，所述弹性聚合物基导电复合材料即为所述具有弹性的导电的衬底。

9.根据权利要求8所述的压力传感器的制备方法，其特征在于，所述将弹性聚合物和导电填料混合为流体形态的混合物的步骤包括：

将弹性聚合物作为基体，与导电填料一起通过物理机械共混法、溶液共混法或熔融共混法混合为流体形态的混合物。

10.根据权利要求8所述的压力传感器的制备方法，其特征在于，所述将所述混合物沉积到预制的具有凹陷结构的模板上固化成型为弹性聚合物基导电复合材料的步骤包括：

通过浇注、旋涂、刮涂和丝印中的任意一种方法将所述混合物沉积到预制的具有凹陷结构的模板上；

加热固化所述混合物或者待所述混合物自然固化后，成型为弹性聚合物基导电复合材料。

11.根据权利要求8所述的压力传感器的制备方法，其特征在于，所述导电填料包括金属导电粉、碳系导电填料、表面镀金属的导电填料、双金属导电填料中的一种或至少两种。

12.根据权利要求8所述的压力传感器的制备方法，其特征在于，所述弹性聚合物为硅橡胶、天然橡胶、丁苯橡胶、聚二甲基硅氧烷、热塑性聚氨酯弹性体、苯乙烯类弹性体、苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物或氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物。