[发明专利]一种基于多重可逆键合作用自粘附电子皮肤及其制备方法与应用

权利要求书

1.一种基于多重可逆键合作用自粘附电子皮肤的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)以有机溶剂为反应介质，将甲酰基苯硼酸、多羟基苯甲醛和端氨基预聚物混合均匀，在室温至90℃下反应30min～72h后，加入金属盐进行配位，得到聚合物混合溶液；

(2)在模板基底上沉积导电层，将步骤(1)的聚合物混合溶液浇注在导电层上，去除溶剂，此时硼氧键相互反应生成共价硼氧六环，得到聚合物弹性体；

(3)去除模板基底，得到表面包覆导电层的导电自粘附弹性体，在导电层两端连接柔性电极，得到基于多重可逆键合作用自粘附电子皮肤。

2.根据权利要求1所述一种基于多重可逆键合作用自粘附电子皮肤的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述甲酰基苯硼酸与多羟基苯甲醛的摩尔比为1：5～5：1，所述甲酰基苯硼酸与多羟基苯甲醛的总摩尔数与端氨基预聚物的摩尔比为2：1～2.2：1，所述金属盐与多羟基苯甲醛的摩尔比为1：3～1：2。

3.根据权利要求1所述一种基于多重可逆键合作用自粘附电子皮肤的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述甲酰基苯硼酸为2-甲酰基苯硼酸、3-甲酰基苯硼酸和4-甲酰基苯硼酸中的至少一种；所述多羟基苯甲醛为2,3-二羟基苯甲醛、3,4-二羟基苯甲醛、2,3,4-三羟基苯甲醛和3,4,5-三羟基苯甲醛中的至少一种；所述端氨基预聚物为端氨基聚硅氧烷、端氨基聚氨酯和端氨基聚乙二醇中的至少一种；所述端氨基预聚物的重均分子量为2000～12000；所述金属盐为三氯化铁、氯化钒、氯化铝、氯化镁、氯化锌和氯化钙中的至少一种。

4.根据权利要求1所述一种基于多重可逆键合作用自粘附电子皮肤的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述甲酰基苯硼酸与有机溶剂的摩尔比例为1：30～100；步骤(2)所述导电层的厚度为0.1～100μm，浇注所得聚合物弹性体层厚度为100～2000μm。

5.根据权利要求1所述一种基于多重可逆键合作用自粘附电子皮肤的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述导电层材料为金属材料、金属氧化物材料、碳材料和导电高分子材料中的至少一种；所述导电层的沉积方式为蒸镀、磁控溅射、化学气相沉积、喷涂、旋涂、印刷、打印和原位生长中的至少一种。

6.根据权利要求5所述一种基于多重可逆键合作用自粘附电子皮肤的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述导电层材料为聚吡咯、纳米金、氧化铟锡、石墨烯、纳米银、碳纳米管和银纳米线中的至少一种。

7.根据权利要求1所述一种基于多重可逆键合作用自粘附电子皮肤的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述去除溶剂的方法为自然挥发或加热挥发，所述加热挥发的温度为35～90℃；步骤(3)所述柔性电极为有机硅体系导电银浆和/或聚氨酯体系导电银浆。

8.根据权利要求1所述一种基于多重可逆键合作用自粘附电子皮肤的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述有机溶剂为无水乙醇、甲醇、二甲基甲酰胺、四氢呋喃和二氯甲烷中的至少一种；步骤(2)所述模板基底为玻璃基底、硅基底、聚四氟乙烯基底和聚酰亚胺基底中的至少一种；步骤(2)所述沉积前，可预先在模板基底表面沉积一层脱模剂或牺牲层。

9.权利要求1～8任一项所述方法制得的一种基于多重可逆键合作用自粘附电子皮肤。

10.权利要求9所述一种基于多重可逆键合作用自粘附电子皮肤在柔性可穿戴设备、柔性贴片电极和智能机器人领域中的应用。