电容传感器及其制备方法与流程

文档序号:35058156发布日期:2023-08-06 18:05阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种电容传感器,其特征在于,包括相互贴合的电极层和介电层,所述电极层和所述介电层是将导电填料在相同的聚合物中以不同的掺杂比例进行混合而制成的复合材料。

2.根据权利要求1所述的电容传感器,其特征在于,所述电极层和所述介电层中掺杂相同的导电填料,并且所述电极层中导电填料的掺杂比例大于所述介电层中导电填料的掺杂比例。

3.根据权利要求2所述的电容传感器,其特征在于,所述聚合物为聚二甲基硅氧烷、聚氨酯、聚酰亚胺、环氧树脂、聚乙烯、聚偏二氟乙烯、聚碳酸酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、尼龙、聚丙烯、橡胶和聚甲醛中的任意一种;所述导电填料为金属纳米线、碳纳米管、石墨、石墨烯、炭黑和金属导电粉中的任意一种或多种的组合。

4.根据权利要求3所述的电容传感器,其特征在于,所述聚合物为聚二甲基硅氧烷,所述导电填料为碳纳米管。

5.根据权利要求4所述的电容传感器,其特征在于,所述电极层中掺杂的碳纳米管的质量比例为6~90%,所述介电层中掺杂的碳纳米管的质量比例为0.1~5%。

6.根据权利要求5所述的电容传感器,其特征在于,所述电极层中掺杂的碳纳米管的质量比例为7%,所述介电层中掺杂的碳纳米管的质量比例为2%。

7.根据权利要求3所述的电容传感器,其特征在于,所述聚合物为聚二甲基硅氧烷,所述导电填料为炭黑。

8.根据权利要求7所述的电容传感器,其特征在于,所述电极层中掺杂的炭黑的质量比例为8~60%,所述介电层中掺杂的炭黑的质量比例为0.1~3%。

9.根据权利要求3所述的电容传感器,其特征在于,所述聚合物为聚氨酯,所述导电填料为金属纳米线。

10.根据权利要求9所述的电容传感器,其特征在于,所述电极层中掺杂的金属纳米线的质量比例为7~30%,所述介电层中掺杂的金属纳米线的质量比例为0.1~3%。

11.根据权利要求1所述的电容传感器,其特征在于,所述导电填料是由至少两种具有不同材质或者不同结构的导电材料组成的混合填料。

12.根据权利要求1至11中任意一项所述的电容传感器,其特征在于,所述电极层包括贴合于所述介电层第一表面的第一电极层和贴合于所述介电层第二表面的第二电极层,所述第一电极层、所述第二电极层和所述介电层中的至少一个为具有微凸结构的薄膜层。

13.根据权利要求12所述的电容传感器,其特征在于,所述微凸结构为天鹅绒竹芋叶子的表面微结构。

14.一种电容传感器的制备方法,其特征在于,包括:

15.根据权利要求14所述的电容传感器的制备方法,其特征在于,分别对所述导电溶液和所述非导电溶液进行固化处理,得到电极层和介电层,包括:

16.根据权利要求15所述的电容传感器的制备方法,其特征在于,将所述导电溶液在微结构模板上进行固化处理,得到具有微凸结构的第一电极层,包括:

17.根据权利要求16所述的电容传感器的制备方法,其特征在于,所述微结构模板是具有微凸结构反结构的聚二甲基硅氧烷模板;在将所述导电溶液浇筑在微结构模板上之前,所述方法还包括:

18.根据权利要求14所述的电容传感器的制备方法,其特征在于,分别对所述导电溶液和所述非导电溶液进行固化处理,得到电极层和介电层,包括:

19.根据权利要求14至18中任意一项所述的电容传感器的制备方法,其特征在于,所述导电填料为碳纳米管,所述聚合物为聚二甲基硅氧烷;将导电填料在相同的聚合物中以不同的掺杂比例混合得到导电溶液和非导电溶液,包括:

20.根据权利要求14至18中任意一项所述的电容传感器的制备方法,其特征在于,所述导电填料为炭黑,所述聚合物为聚二甲基硅氧烷;将导电填料在相同的聚合物中以不同的掺杂比例混合得到导电溶液和非导电溶液,包括:

21.根据权利要求14至18中任意一项所述的电容传感器的制备方法,其特征在于,所述导电填料为金属纳米线,所述聚合物为聚氨酯;将导电填料在相同的聚合物中以不同的掺杂比例混合得到导电溶液和非导电溶液,包括:


技术总结
本申请属于传感器技术领域,具体涉及一种电容传感器及其制备方法。该电容传感器,包括相互贴合的电极层和介电层,所述电极层和所述介电层是将导电填料在相同的聚合物中以不同的掺杂比例进行混合而制成的复合材料。由于电极层和介电层使用了相同的聚合物,并都向聚合物中进行了导电填料的掺杂,因此使得导电层与介电层具有相同的材料体系,具有相似的弹性模量,力学性能及物理性能匹配,解决了传感器在复杂机械条件下因机械失配引起的传感失效等问题,提高了电容传感器的机械性能匹配以及电容感应的稳定性和可靠性。

技术研发人员:郭传飞,张愿,戴媛,张瑞瑞,张正友
受保护的技术使用者:腾讯科技(深圳)有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/1/14
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