智能可穿戴式有机硅手套用合成革及其制备方法与流程

本发明属于有机硅材料、合成革，特别涉及一种智能可穿戴式有机硅手套用合成革及其制备方法。

背景技术：

1、柔性智能可穿戴产品能承受力学变形，越来越智能化，是人工智能产业化发展的一个重要数据获取方式，市场上所采用的生物传感器，普遍需要使用外部供能驱动，极大地限制了柔性可穿戴优势的极致发挥。而将低功率密度的机械能转化为电能，在多种环境下可实现自供能，更加绿色、可持续。目前较多的是依靠压电、摩擦电、热电、光电等效应收集和存储环境中未被充分利用的各种形式的机械、物理能量驱动微器件。

2、另外，目前市场上传统的聚氨酯橡胶(pu)合成革和聚氯乙烯(pvc)人造革不透气，不耐老化，不耐温，易水解，易沾污，且溶剂型在制造及使用过程中都会使用大量的dmf、丁酮、甲苯等有害物质。本发明正是基于这一目的进行的研究。

技术实现思路

1、为克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种智能可穿戴式有机硅手套用合成革及其制备方法，通过在有机硅合成革中构建液态金属线圈和顺应性永磁体实现自充电、自供能可持续发展，无需外部供能驱动，可以无线充电智能可穿戴手套上的智能芯片，实现心率监测、gps定位等功能。

2、为达到上述目的，本发明采用以下技术方案：

3、本发明提供了一种智能可穿戴式有机硅手套用合成革，由外到内包括依次贴合的面层、中间层、粘接层和底布层，所述中间层包括介质层和磁感应层，所述底布层的制备方法包括以下步骤：

4、步骤(1)，配制浸渍液：取一定量的水性聚氨酯，调节至所需固含量，加入分散剂使一定量的石墨烯在水性聚氨酯中分散均匀，再加入色浆，最终浆料分散均匀无团聚，即得所述浸渍液；

5、步骤(2)，浸渍液渗透：将底布进行预缩处理，同时去除表面油剂，一浸一轧后进入凝固浴，水洗、轧水、烘干定型，即得所述底布层。

6、在以上技术方案中，步骤(2)中，所述凝固浴采用的凝固液由破乳交联剂和水混合搅拌使破乳交联剂溶解后制备而得。

7、在以上技术方案中，步骤(1)中，所述水性聚氨酯以分子量较高的聚酯多元醇为软段，脂肪族或脂环族、亲水扩链剂为硬段，是兼顾固-固相变储能功能和水溶性特点的水性聚氨酯相变材料。

8、在以上技术方案中，所述面层由以下重量份数的组分制成：有机硅面层树脂a 50份、有机硅面层树脂b 50份、铂金催化剂0.01-1份、抑制剂0.01-1份、填料10-40份、消泡剂0.1-1份、环保稀释剂0-50份、有机硅耐磨手感剂0.5-10份和有机硅色浆0-5份；

9、所述中间层由以下重量份数的组分制成：多孔硅胶100份、磁性微粒0-30份、粘结剂1-10份、有机硅增塑剂1-10份、消泡剂0.1-1份、环保稀释剂0-50份和有机硅色浆0-5份；

10、所述粘接层由以下重量份数的组分制成：液体有机硅橡胶a 50份、液体有机硅橡胶b 50份、填料10-30份、抑制剂0.01-5份、环保稀释剂0-40份和有机硅色浆0-5份。

11、在以上技术方案中，所述磁性微粒为钕、铁、硼纳米磁性粒子或铁氧体磁粉。

12、在以上技术方案中，所述铂金催化剂为氯铂酸-二乙烯基四甲基二硅氧烷配合物、氯铂酸-1,3,5,7-四乙烯基-1,3,5,7-四甲基-环四硅氧烷或氯铂酸-二乙烯基四甲基二硅氧烷，铂金催化剂中pt原子含量为300-100000ppm。

13、本发明还提供了一种智能可穿戴式有机硅手套用合成革的制备方法，包括以下步骤：

14、步骤a，配制面层浆料：将有机硅面层树脂a和有机硅面层树脂b按比例混合，加入铂金催化剂、抑制剂、填料、消泡剂、环保稀释剂、有机硅耐磨手感剂和有机硅色浆，完全分散，加入环保稀释剂调节合适粘度，过滤，真空脱泡，即得所述面层浆料；

15、步骤b，配制中间层浆料：将磁性微粒分散于多孔硅胶，加入有机硅塑剂、消泡剂、粘结剂、有机硅色浆，完全分散，加入环保稀释剂调节合适粘度，过滤，真空脱泡，即得所述中间层浆料；

16、步骤c，配制粘接层浆料：取一定比例的液体有机硅橡胶a和液体有机硅橡胶b，加入填料、抑制剂、有机硅色浆，完全分散，加入一定量的环保稀释剂调节合适粘度，过滤，真空脱泡，即得所述粘接层浆料；

17、步骤d，将步骤a制得的所述面层浆料涂于离型纸表面，加热烘干，制得所述有机硅手套用合成革的面层；

18、步骤e，将步骤b制得的所述中间层浆料涂于所述面层上，加热烘干，制得所述有机硅手套用合成革的中间层的介质层；

19、步骤f，通过磁铁牵引在步骤e制得的所述介质层上排布周期化、阵列化的液态金属线圈，制得所述有机硅手套用合成革的中间层的磁感应层；

20、步骤g，待步骤f制得的所述磁感应层的表面氧化形成薄膜后，将步骤c制得的所述粘接层浆料涂于步骤f制得的所述磁感应层上，制得所述有机硅手套用合成革的粘接层；

21、步骤h，在所述粘接层上贴合所述底布层，熟化分离收卷，制得所述有机硅手套用合成革。

22、在以上技术方案中，步骤f中，所述液态金属线圈图案化的厚度控制在0.5mm以下。

23、本发明的有益效果在于：

24、1、本发明通过在有机硅合成革中构建液态金属线圈和顺应性永磁体实现自充电、自供能可持续发展，无需外部供能驱动，可以无线充电智能可穿戴手套上的智能芯片，实现心率监测、gps定位等功能。

25、2、本发明在有机硅树脂中加入磁性钕铁硼(nd-fe-b)粉末作为顺应性永磁体，液态金属线圈作为磁感应层，液态金属为镓(ga)及其盐类，优势在于其毒性低，在微氧环境下表面都会氧化形成薄膜，可以使液态金属被构图成不同的图形。少量磁性微粒分散到液态金属中，磁场作用使磁性微粒聚集在液态金属液滴内部，通过磁铁牵引可在有机硅中间层上直接图案化。

26、3、本发明所用手套用合成革面层、中间层和粘接层脱离了传统合成革用树脂为碳基的束缚，大幅降低碳排放，符合国家环保政策，生产过程环保，无溶剂，无有害挥发成分，同时顺应未来新型高分子材料发展趋势，有机硅高分子材料将取代石油高分子材料。

27、4、本发明所用手套用合成革底布使用水性聚氨酯进行含浸，以分子量较高的聚酯多元醇为软段，脂肪族或脂环族、亲水扩链剂为硬段，得到兼具固-固相变储能功能和水溶性特点的水性聚氨酯相变材料；在含浸树脂中添加了石墨烯粉末，提升聚氨酯的力学性能和耐化学药品性、导热性、耐腐蚀、抗菌、阻燃等化学性能。

28、5、本发明制备方法生产过程环保，无溶剂，无有害挥发成分，有效解决溶剂型有害物质的问题，制备出的有机硅合成革环保、无毒、生理相融性能优。

技术特征：

1.一种智能可穿戴式有机硅手套用合成革，由外到内包括依次贴合的面层、中间层、粘接层和底布层，其特征在于：所述中间层包括介质层和磁感应层，所述底布层的制备方法包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述有机硅手套用合成革，其特征在于：步骤(2)中，所述凝固浴采用的凝固液由破乳交联剂和水混合搅拌使破乳交联剂溶解后制备而得。

3.根据权利要求1所述有机硅手套用合成革，其特征在于：步骤(1)中，所述水性聚氨酯以分子量较高的聚酯多元醇为软段，脂肪族或脂环族、亲水扩链剂为硬段，是兼顾固-固相变储能功能和水溶性特点的水性聚氨酯相变材料。

4.根据权利要求1所述有机硅手套用合成革，其特征在于：所述面层由以下重量份数的组分制成：有机硅面层树脂a 50份、有机硅面层树脂b 50份、铂金催化剂0.01-1份、抑制剂0.01-1份、填料10-40份、消泡剂0.1-1份、环保稀释剂0-50份、有机硅耐磨手感剂0.5-10份和有机硅色浆0-5份；

5.根据权利要求4所述有机硅手套用合成革，其特征在于：所述磁性微粒为钕、铁、硼纳米磁性粒子或铁氧体磁粉。

6.根据权利要求4所述有机硅手套用合成革，其特征在于：所述铂金催化剂为氯铂酸-二乙烯基四甲基二硅氧烷配合物、氯铂酸-1,3,5,7-四乙烯基-1,3,5,7-四甲基-环四硅氧烷或氯铂酸-二乙烯基四甲基二硅氧烷，铂金催化剂中pt原子含量为300-100000ppm。

7.权利要求1-6任一项所述有机硅手套用合成革的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

8.根据权利要求7所述制备方法，其特征在于：步骤f中，所述液态金属线圈图案化的厚度控制在0.5mm以下。

技术总结
本发明公开了一种智能可穿戴式有机硅手套用合成革及其制备方法，该合成革由外到内包括依次贴合的面层、中间层、粘接层和底布层，中间层包括介质层和磁感应层，底布层的制备方法包括以下步骤：步骤(1)，配制浸渍液：取一定量的水性聚氨酯，调节至所需固含量，加入分散剂使石墨烯在水性聚氨酯中分散均匀，再加入色浆，最终浆料分散均匀无团聚；步骤(2)，浸渍液渗透：将底布进行预缩处理，同时去除表面油剂，一浸一轧后进入凝固浴，水洗、轧水、烘干定型。本发明通过在有机硅合成革中构建液态金属线圈和顺应性永磁体实现自充电、自供能可持续发展，无需外部供能驱动，可以无线充电智能可穿戴手套上的智能芯片，实现心率监测、GPS定位等功能。

技术研发人员：严雪峰,洪斌,鲁华,付鹏飞,吴婧,陈永,陈倩
受保护的技术使用者：浙江禾欣新材料有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16