[发明专利]一种适用于丝网印刷工艺的压敏复合材料的制备方法

说明书

本发明公开了一种适用于丝网印刷工艺的压敏复合材料的制备方法，包括以下步骤：步骤S11：选取配料；采用炭黑作为导电粒子，采用硅橡胶作为基体材料，采用石脑油作为溶剂，采用纳米SIO₂作为纳米改性材料，采用硅烷偶联剂作为助剂；步骤S12：混料；首先将炭黑、硅烷偶联剂、纳米SIO₂加入到石脑油中，物理搅拌5‑30min后超声分散30‑50min；然后再将硅橡胶加入混合溶液中，物理搅拌5‑8h。与现有技术相比较，本发明在改进复合材料配方的基础上，以印刷工艺实现大面积传感器阵列的制作，以印刷工艺所制得的压敏阵列与电极阵列有更好的连通性，更好的附着力，体积更小，制备效率更高，避免了传统工艺重复安装的过程。

技术领域

本发明涉及压敏材料技术领域，尤其涉及一种适用于丝网印刷工艺的压敏复合材料的制备方法。

背景技术

随着技术和现代化水平的提升，人们对压力的监测要求越来越高，不在局限于对规整刚性表面的压力监测，形式也多种多样，普通的刚性传感器已无法达到人们的实际需求。例如人们希望通过可穿戴，可贴敷甚至可植入等方式，实现对诸如心跳，脉搏，血压，呼吸等生理指标的实时监测，这些产品除了要兼顾准确性和安全性，也要考虑到人体佩戴的舒适性，能够承受人体各种日常动作，甚至大负荷运动而不影响传感器的性能指标。柔性压力传感器由于其随意弯曲甚至折叠，体积小，厚度薄，柔性材料基本无毒无害，与人体具有良好的相容性，在医疗设备，智能机器人，可穿戴设备等领域得到了大量的研究与应用，近年来，柔性压力传感器已不再局限于对单一或少量点的压力监测，当前柔性压力传感器技术正朝着大面积，高密度，低成本等方向发展。

虽然柔性压力传感器技术近年来得到了长足的发展，但是大面积柔性阵列传感器的研究较少。在大面积集成应用中，现有技术基于涂覆工艺的传感器，一般先制备出压敏层，再根据应用需求裁剪安装，材料利用率低，厚度过大，成本过高。其次效率过低，大面积集成，仅仅是单个传感器的重复安装制作，不适合大面积高密度柔性阵列传感器的制作。因此，如何制备高性能、低成本并适用于丝网印刷的压敏复合材料是关键。

故，针对现有技术的缺陷，实有必要提出一种技术方案以解决现有技术存在的技术问题。

发明内容

有鉴于此，确有必要提供一种适用于丝网印刷工艺的压敏复合材料的制备方法，从而实现以丝网印刷工艺实现柔性传感器的制备，降低柔性压力传感器阵列的体积，提高大面积集成制作的效率，提高材料利用率。

为了解决现有技术存在的技术问题，本发明的技术方案如下：

一种适用于丝网印刷工艺的压敏复合材料的制备方法，包括以下步骤：

步骤S11：选取配料；采用炭黑作为导电粒子，采用硅橡胶作为基体材料，采用石脑油作为溶剂，采用纳米SIO₂作为纳米改性材料，采用硅烷偶联剂作为助剂；其中，炭黑的占比为硅橡胶质量的2％-10％，硅烷偶联剂的占比为配料总质量的2％-5％，纳米SIO₂的占比为配料总质量的2％-10％，其余为石脑油；

步骤S12：混料；首先将炭黑、硅烷偶联剂、纳米SIO₂加入到石脑油中，物理搅拌5-30min后超声分散30-50min；然后再将硅橡胶加入混合溶液中，物理搅拌5-8h；

步骤S13：干燥；将混合溶液放入真空干燥箱，去除未挥发的有机溶剂，形成粘性溶液，从而制备出压敏复合材料；

其中，硅橡胶选用双组分室温硫化硅橡胶。

作为优选的技术方案，所制备的压敏复合材料用于以丝网印刷工艺制备大面积柔性传感器阵列。

作为优选的技术方案，所制备的压敏复合材料以丝网印刷工艺制备大面积柔性传感器阵列的工艺，进一步包括以下步骤：

步骤S1：制备压敏复合材料；