[发明专利]一种用于可穿戴电子设备的柔性热防护衬底及其制备方法

说明书

一种用于可穿戴电子设备的柔性热防护衬底及其制备方法，包括：(1)将微胶囊相变材料和液态硅橡胶预聚物按比例充分混合，得到共混料；(2)在基片上旋涂一层热固化涂料，并在热板上加热固化得到牺牲层；(3)将共混料直接旋涂在制有牺牲层的基片上，或者浇筑在没有牺牲层的模具中，得到初胚；(4)将初胚放入真空设备进行脱气处理，去除初胚内部空气；(5)将脱气后的初胚放入烘箱加热固化，得到热防护柔性衬底；(6)将固化后的初胚放入释放溶剂中浸泡，溶解牺牲层从而释放得到柔性热防护衬底；或者，将固化后的初胚从模具中直接脱模，得到柔性热防护衬底。利用本发明，制得的柔性热防护衬底用于可穿戴电子器件，解决器件发热和散热。

技术领域

本发明属于柔性热防护衬底领域，尤其是涉及一种用于可穿戴电子设备的柔性热防护衬底及其制备方法。

背景技术

随着材料科学和制造技术的不断进步，社会及工业界对各类电子设备的功能性、便携性和舒适性等提出了新的要求，柔性可穿戴化已成为新兴电子器件的一个重要的发展方向。相比于传统刚性电子器件，可穿戴电子设备的具有柔性、弹性和承受任意形变的能力。机械设计和材料的最新进展，使得高性能的可穿戴电子设备具有预诊断健康管理功能，它可以共形接触人体皮肤并精确测量皮肤活性和生理信号，例如皮肤水合作用、体温、血液流动、血氧、皮肤应变和血糖等。

许多集成在皮肤上的可穿戴电子器件由两部分组成：功能电子单元和柔性衬底。柔性衬底像皮肤一样具有弹性，它的一面集成功能电子单元，另一面具有粘性集成在皮肤上。功能电子单元常会利用到发光二极管或薄膜加热器，在工作过程中会产生不期望的热量不仅会引起皮肤组织不舒适甚至损伤，同时，可能致使器件性能退化。

为了减少可穿戴电子设备的不良热效应，主要是对柔性衬底进行改进。各类硅橡胶常被用作柔性衬底，但是橡胶材料的热传导系数普遍较低，不利于热量的散发。

目前对此的改进方法主要有：1)将金属纳米颗粒作为填充料与橡胶基体混合，但是这种方法引入的金属颗粒会削弱橡胶衬底的柔韧性；2)将碳纳米管或石墨烯片作为填充料与橡胶基体混合，但是这种方法用到的碳纳米管价格高昂；3)将相变材料(如石蜡)与橡胶基体混合，利用相变吸热的原理来处理多余的热量，但是这种方法引入的石蜡在液态状态下会从橡胶基体中渗漏。

发明内容

为解决现有技术存在的上述问题，本发明一种用于可穿戴电子设备的柔性热防护衬底及其制备方法，制得的柔性热防护衬底用于可穿戴电子器件，解决器件发热和散热问题，具有防护皮肤热损伤的功能。

一种用于可穿戴电子设备的柔性热防护衬底的制备方法，包括以下步骤：

(1)将微胶囊相变材料和液态硅橡胶预聚物按比例充分混合，得到共混料；微胶囊相变材料的质量占共混料总质量的0％-40％；

所述微胶囊相变材料的粒径1-100微米，微胶囊相变材料的壁材厚度为0.2-10微米，微胶囊相变材料的囊芯为石蜡类、醇类、无机盐、脂肪酸或这几种的复合物，微胶囊相变材料的壁材为高分子材料或无机材料；

所述液态硅橡胶预聚物采用热硫化型硅橡胶材料或室温硫化型硅橡胶材料；

(2)在基片上旋涂一层热固化涂料，并在热板上加热固化得到牺牲层；

(3)将得到的共混料直接旋涂在制有牺牲层的基片上，或者浇筑在没有牺牲层的模具中，得到初胚；

(4)将初胚放入真空设备进行脱气处理，去除初胚内部空气；

(5)将脱气后的初胚放入烘箱加热固化，得到热防护柔性衬底；

(6)将固化后的初胚放入释放溶剂中浸泡，溶解牺牲层从而释放得到柔性热防护衬底；

或者，将固化后的初胚从模具中直接脱模，得到柔性热防护衬底。