一种基于无尘布基底的柔性电容式传感器及其制备方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115855322A(43)申请公布日2023.03.28(21)申请号202211523177.0(22)申请日2022.11.30(71)申请人山东科技大学地址266590山东省青岛市黄岛区前湾港路579号(72)发明人张鹏黄梁松苏藤腾张坤马子程李玉霞(74)专利代理机构青岛智地领创专利代理有限公司37252专利代理师陈海滨(51)Int.Cl.G01L1/14(2006.01)权利要求书2页说明书5页附图3页(54)发明名称一种基于无尘布基底的柔性电容式传感器及其制备方法(57)摘要本发明提供了一种基于无尘布基底的柔性电容式传感器及其制备方法，传感器包括：传感器主体和连接在传感器主体上的两导线，传感器主体包括：自上而下设置的第一基底层、介电层和第二基底层，第一基底层和第二基底层相对介电层的一侧内表面上具有电极层，介电层的相对第一基底层的一面上具有微结构，第一基底层的电极层和第二基底层的电极层呈“十”字交叉结构设置，第一基底层和第二基底层的材料为无尘布。本发明的技术方案克服现有技术中柔性传感器的基底具有粘性，应用于可穿戴智能器件会给用户带来不适的问题。CN115855322ACN115855322A权利要求书1/2页1.一种基于无尘布基底的柔性电容式传感器，包括：传感器主体和连接在所述传感器主体上的两导线，其特征在于，所述传感器主体包括：自上而下设置的第一基底层、介电层和第二基底层，所述第一基底层和所述第二基底层相对所述介电层的一侧内表面上具有电极层，所述介电层的相对所述第一基底层的一面上具有微结构，所述第一基底层的电极层和所述第二基底层的电极层呈“十”字交叉结构设置，所述第一基底层和所述第二基底层的材料为无尘布。2.根据权利要求1所述的一种基于无尘布基底的柔性电容式传感器，其特征在于，所述介电层的表面具有沟壑状微结构，所述介电层的材料为聚氨酯海绵。3.根据权利要求1所述的一种基于无尘布基底的柔性电容式传感器，其特征在于，无尘布上喷涂至少两条电极层形成具有电极层的所述第一基底层或所述第二基底层结构。4.根据权利要求1所述的一种基于无尘布基底的柔性电容式传感器，其特征在于，所述第一基底层和所述第二基底层的尺寸和结构相同。5.根据权利要求1所述的一种基于无尘布基底的柔性电容式传感器，其特征在于，无尘布上还设有用于封装传感器的封装结构。6.根据权利要求5所述的一种基于无尘布基底的柔性电容式传感器，其特征在于，所述封装结构为3M胶带。7.一种如权利要求1‑6中任意一项所述的基于无尘布基底的柔性电容式传感器的制备方法，其特征在于，具体包括如下步骤：S1，制备第一基底层和第二基底层：将无尘布浸没在乙醇中并用超声洗涤1小时，使无尘布表面光洁，再用去离子水漂洗15分钟并烘干，得到洁净的无尘布，即得到相应基底层；S2，制备电极层：S2.1，使用DMF溶液溶解聚氨酯颗粒，并利用磁力搅拌2‑3小时至聚氨酯颗粒完全溶解；S2.2，在由步骤2.1得到的溶液中继续添加炭黑颗粒，并继续进行磁力搅拌2‑3小时，直至炭黑颗粒充分溶解，得到静电纺丝液；S2.3，利用静电纺丝工艺，将由步骤2.2的得到的静电纺丝液喷涂在基底层的表面，使得基底层表面形成至少两条电极层结构；S3，制备介电层：在聚氨酯海绵表面进行沟壑状微结构处理，形成介电层；S4，封装传感器：S4.1，将第一基底层、介电层和第二基底层由上至下依次排列，第一基底层的具有电极层的一面和第二基底层的具有电极层的一面朝向介电层，介电层的具有沟壑状微结构的一面朝向第一基底层的电极层，将第一基底层的电极层和第二基底层的电极层呈“十”字交叉结构设置；S4.2，利用导电银胶在电极层上粘附导线，并进行恒温干燥；S4.3，利用粘附在基底层上的3M胶带将第一基底层、介电层和第二基底层封装在一起。8.根据权利要求7所述的一种基于无尘布基底的柔性电容式传感器的制备方法，其特征在于，步骤2.3中静电纺丝液的制备方法为，以DMF溶剂作为溶解介质，溶解聚酯氨颗粒，DMF溶液与聚氨酯颗粒的质量比为5:1，并在25℃的条件下进行磁力搅拌3小时，之后加入2CN115855322A权利要求书2/2页8％wt的炭黑继续磁力搅拌2小时，得到炭黑质量分数为8％的静电纺丝液。9.根据权利要求7所述的一种基于无尘布基底的柔性电容式传感器的制备方法，其特征在于，步骤2.3中的电极层的制备方法为，将静电纺丝液加入到注射器中，通过静电纺丝机，在温度为28‑35℃，湿度为30％‑40％，注射器流速为1‑3ML/hr，电压为15kv的条件下，在无尘布上进行静电纺丝，通过干燥处理后得到位于无尘布基底层上的电极层。10.根据权利要求7所述的一种基于无尘布基底的柔性电容式传感器的制备方法，其特征在于，