导电浆料的制备方法、压阻传感层和压阻式传感器与流程

本发明实施例涉及压阻式传感器领域，尤其涉及一种导电浆料的制备方法、压阻传感层和压阻式传感器。

背景技术：

1、压阻式传感器作为将力学信号转变为电学信号的检测装置，在当下社会中起着重要作用，也是物联网的关键组成部分。压阻式传感器具有灵敏度高、结构简单、信号易读取、受噪声影响小等优点。

2、其中，由于柔性压阻式传感器具有相对较低的杨氏模量，对于各种形状不规则的检测环境有着较好的适应性与贴附性，且部分柔性压阻式传感器还有较好的生物兼容性，使得该种传感器具有广泛的应用，例如，柔性显示器、电子皮肤、柔性传感器和可植入医疗器件等。

3、为了提升压阻式传感器的灵敏性，一种方式是制备多孔传感层，也即在传感层中制备微观孔洞。

技术实现思路

1、本发明实施例解决的问题是提供一种导电浆料的制备方法、压阻传感层和压阻式传感器，提高导电浆料的制备效率，提高压阻传感层和压阻式传感器的性能。

2、为解决上述问题，本发明实施例提供一种导电浆料的制备方法，包括：提供多种原料，所述原料包括导电相材料、弹性骨架材料、造孔颗粒、溶解用溶剂、分散用助剂和稀释剂；对所述多种原料进行混合处理，获得初始导电浆料；在所述混合处理后，对所述初始导电浆料进行研磨分散处理，获得导电浆料。

3、相应的，本发明实施例还提供一种压阻传感层，所述压阻传感层采用本发明实施例提供的导电浆料制备获得。

4、相应的，本发明实施例还提供一种压阻式传感器，包括：衬底；电极层，位于所述衬底上，所述电极层仅包括底部电极层，或者，所述电极层包括堆叠的底部电极层和顶部电极层，且沿堆叠方向，所述底部电极层和顶部电极层间隔设置；压阻传感层，设置于所述底部电极层上，或者，设置于所述底部电极层和顶部电极层之间，所述压阻传感层采用本发明实施例提供的导电浆料制备获得。

5、与现有技术相比，本发明实施例的技术方案具有以下优点：

6、本发明实施例提供的导电浆料的制备方法中，对所述多种原料进行混合处理，获得初始导电浆料后，再对所述初始导电浆料进行研磨分散处理，以获得导电浆料；其中，研磨分散处理能够同时实现分散和研磨的效果，因此，通过进行研磨分散处理，使得在进行混合处理之前，无需对大颗粒的造孔颗粒进行预研磨，而是借助研磨分散处理，在研磨分散处理的过程中，将造孔颗粒研磨成粒径小、粒径均一性较高、且满足尺寸需求的材料，从而有利于简化工序，相应提高导电浆料的制备效率，而且，通过采用研磨分散处理的方式，不仅将造孔颗粒研磨成粒径小、粒径均一性较高、且满足尺寸需求的材料，还能同时使各原料在浆料中分散均匀，并降低所述造孔颗粒和导电相材料发生团聚的概率，从而提高了所述导电浆料的质量；相应的，采用所述导电浆料以制备压阻传感层时，通过去除造孔颗粒，以在传感层中形成孔洞后，有利于提高传感层内部孔洞的分布均一性和孔径均一性，且能够获得孔径较小的孔洞(孔洞的孔径能够达到纳米量级)，导电相材料的分布均一性也较好，相应有利于提高传感层的导电性能的均一性，从而提高所述压阻传感层的性能(例如，提高所述压阻传感层的灵敏度、一致性和线性度)，相应有利于提高压阻式传感器的性能。

技术特征：

1.一种导电浆料的制备方法，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的导电浆料的制备方法，其特征在于，对所述多种原料进行混合处理，获得初始导电浆料的步骤包括：

3.如权利要求2所述的导电浆料的制备方法，其特征在于，利用所述溶解用溶剂溶解所述弹性骨架材料的工艺包括搅拌分散工艺。

4.如权利要求3所述的导电浆料的制备方法，其特征在于，所述搅拌分散工艺的参数包括：搅拌速度为1000rpm至3000rpm，分散速度为1rpm至10000rpm，工艺时间为0.5小时至5小时。

5.如权利要求2所述的导电浆料的制备方法，其特征在于，所述预分散处理的工艺包括超声分散工艺或搅拌分散工艺。

6.如权利要求5所述的导电浆料的制备方法，其特征在于，所述搅拌分散工艺的参数包括：搅拌速度为1000rpm至3000rpm，分散速度为1rpm至10000rpm。

7.如权利要求5所述的导电浆料的制备方法，其特征在于，所述超声分散工艺的参数包括：超声功率为0.1kw至10kw，工艺时间为0.1小时至10小时。

8.如权利要求1所述的导电浆料的制备方法，其特征在于，所述研磨分散处理的参数包括：工艺时间为0.5小时至15小时。

9.如权利要求1所述的导电浆料的制备方法，其特征在于，采用砂磨机、球磨机、均质机、高速剪切机和三辊机中的一种或多种研磨分散设备，进行所述研磨分散处理。

10.如权利要求1所述的导电浆料的制备方法，其特征在于，采用砂磨机进行所述研磨分散处理，所述研磨分散处理的参数包括：线速度为3米/秒至16米/秒，研磨介质的直径为0.05毫米至5毫米，研磨介质的填充率为40％至90％。

11.如权利要求1所述的导电浆料的制备方法，其特征在于，所述分散用助剂包括分散剂和润湿剂中的一种或多种。

12.如权利要求1所述的导电浆料的制备方法，其特征在于，所述提供多种原料的步骤中，所述导电相材料包括碳系导电填料、金属系导电填料、金属氧化物系导电填料、复合导电材料系导电填料和导电聚合物系导电填料中的一种或多种。

13.如权利要求1所述的导电浆料的制备方法，其特征在于，所述造孔颗粒的材料包括水溶性盐类、水溶性维生素、蔗糖、乳糖、甘露醇、水溶性碱和热升华性盐中的一种或多种。

14.如权利要求1所述的导电浆料的制备方法，其特征在于，所述弹性骨架材料包括高分子聚合物材料；所述溶解用溶剂包括有机溶剂。

15.如权利要求14所述的导电浆料的制备方法，其特征在于，所述高分子聚合物材料包括聚氨酯类弹性体、苯乙烯类弹性体、聚酰胺类热塑性弹性体、聚二甲基硅氧烷类弹性体和聚烯烃类弹性体中的一种或多种。

16.如权利要求14所述的导电浆料的制备方法，其特征在于，所述有机溶剂包括二甲基甲酰胺、二甲基亚砜、n-甲基吡咯烷酮、乙醚、丙酮、二氯甲烷、甲苯和乙酸乙酯中的一种或多种。

17.如权利要求1所述的导电浆料的制备方法，其特征在于，所述提供多种原料的步骤中，所述造孔颗粒的粒径为10nm至100μm。

18.如权利要求12所述的导电浆料的制备方法，其特征在于，所述碳系导电填料包括导电炭黑、碳纳米管、石墨烯片、鳞片石墨、膨胀石墨、可膨胀石墨和导电碳纤维中的一种或多种。

19.如权利要求12所述的导电浆料的制备方法中，其特征在于，所述金属系导电填料包括金、银、铂、钯、镍、铝、铜、铁及其合金中的一种或多种。

20.如权利要求12所述的导电浆料的制备方法中，其特征在于，所述金属氧化物系导电填料包括氧化锌、氧化铟、氧化锡和四氧化三铁中的一种或多种。

21.如权利要求12所述的导电浆料的制备方法中，其特征在于，所述复合导电材料系导电填料包括金属包覆碳材料、金属包覆玻璃材料和金属包覆有机材料中的一种或者多种。

22.如权利要求12所述的导电浆料的制备方法中，其特征在于，所述导电聚合物系导电填料包括聚吡咯、聚噻吩和聚苯胺中的一种或多种。

23.如权利要求18所述的导电浆料的制备方法，其特征在于，所述导电炭黑的粒径小于100nm；

24.如权利要求12或19所述的导电浆料的制备方法中，其特征在于，所述金属系导电填料包括粉末状、片状和纤维状中的一种或多种；其中，

25.如权利要求12或20所述的导电浆料的制备方法中，其特征在于，所述金属氧化物系导电填料的粒径为10nm至1μm。

26.如权利要求12或21所述的导电浆料的制备方法中，其特征在于，所述复合导电材料系导电填料包括粉末状、片状和纤维状中的一种或多种；其中，所述粉末状的复合导电材料系导电填料的粒径小于100um；

27.如权利要求12或22所述的导电浆料的制备方法中，其特征在于，所述导电聚合物系导电填料的粒径小于100um。

28.如权利要求1所述的导电浆料的制备方法，其特征在于，所述弹性骨架材料与所述溶解用溶剂的质量比为1：100至1：1。

29.如权利要求1所述的导电浆料的制备方法，其特征在于，在所述导电浆料中，所述导电相材料的重量百分比为0.1wt％至20％wt％，所述造孔颗粒的重量百分比为1wt％至90wt％，所述弹性骨架材料、溶解用溶剂和分散用助剂的总重量百分比大于或等于10wt％。

30.一种压阻传感层，其特征在于，所述压阻传感层采用如权利要求1至29任一项所述的导电浆料制备获得。

31.一种压阻式传感器，其特征在于，包括：

32.如权利要求31所述的压阻式传感器，其特征在于，沿平行于所述衬底表面的方向，同层的所述电极层的数量为多个；

技术总结
一种导电浆料的制备方法、压阻传感层和压阻式传感器，制备方法包括：提供多种原料，包括导电相材料、弹性骨架材料、造孔颗粒、溶解用溶剂、分散用助剂和稀释剂；对多种原料进行混合处理，获得初始导电浆料；在混合处理后，对初始导电浆料进行研磨分散处理，获得导电浆料。通过进行研磨分散处理，使得在进行混合处理之前，无需对造孔颗粒进行预研磨，而是借助研磨分散处理，将造孔颗粒研磨成粒径小、粒径均一性较高、且满足尺寸需求的材料，从而简化工序，相应提高制备效率，且通过采用研磨分散处理的方式，能使各原料在浆料中分散均匀，并降低造孔颗粒和导电相材料发生团聚的概率，从而提高导电浆料的质量，相应提高传感层和压阻传感层的性能。

技术研发人员：刘才超,莫永裕,张琦,陈沛杭
受保护的技术使用者：零感科技（深圳）有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13