[发明专利]一种电子皮肤涂料及制备方法

说明书

本发明公开了一种电子皮肤涂料及制备方法。所述电子皮肤涂料由以下步骤制得：a、将细菌纤维素加入氯化锂/N,N‑二甲基乙酰胺的混合溶剂中制得分散液；b、加入压电陶瓷纳米粒子，超声处理得到杂化复合液；c、加入阳离子表面活性剂，超声处理得到预混物；d、加入硅氧烷类流平剂、乙酸乙酯、增韧剂和环氧树脂，搅拌混合，即得电子皮肤涂料。所述方法具有以下有益效果：本发明通过在制备涂料过程中添加细菌纤维素，利用细菌纤维素良好的生物相容性、比表面积大和超精细的网状结构，可以很好的负载压电陶瓷纳米粒子，使敏感材料能在涂料中均匀分散，性能优异，可广泛用于制备电子皮肤。

技术领域

本发明涉及电子皮肤领域，具体涉及电子皮肤敏感材料的制备，尤其是涉及一种电子皮肤涂料及制备方法。

背景技术

电子皮肤(E-skin)是当今电子、机械、仪器和医学等领域的研究热点之一，直接关系到机器人、医疗设备、人体假肢、可穿戴设备等载体的智能化和多功能化。目前，电子皮肤主要应用于人体生理参数检测和机器人柔性触觉传感器两大领域。通过将电子皮肤安装到人体对应的关键部位，从而实现人体心率、血压、肌肉张力等生理参数的检测。通过将电子皮肤贴附在机器人手指、手臂上，使得机器人获得了感受外界触摸力的能力。因此，电子皮肤有着极为广阔的发展前景。

按照电子皮肤的基本构造划分，电子皮肤的材料可以分为敏感材料和基底材料两大类。其中，敏感材料作为电子皮肤的灵魂，能够直接影响电子皮肤精准度、抗干扰、低成本、微型化等多项性能指标，因此备受研发人员的关注和重视。通过将敏感材料制备成涂料，通过涂刷制备电子皮肤的研究技术尚未成熟，成为目前电子皮肤发展研究的一个重要方向。

专利申请号201611061023.9公开了一种基于碳化海绵的压力敏感材料的制备方法，包括如下步骤：（1）将三聚氰胺海绵在真空或惰性气氛保护下，在700~1000℃的高温下进行热分解处理0.5~5小时，制得碳化海绵。（2）在上述碳化海绵中浇注其体积0.2~1倍的树脂材料，真空脱泡；树脂固化后，即得具有高灵敏度的压力敏感材料。

专利申请号201510853992.7公开了一种基于纤维素的柔性应力-应变敏感材料的制备方法，包括如下步骤如下：（1）将纤维素加入水中混合均匀，形成0.2~5wt％的水溶液；将上述水溶液冷冻干燥，制得纤维素气凝胶。（2）如上所述步骤（1）中所得纤维素气溶胶在真空或惰性气氛保护下，在600~1000℃的高温下进行裂解处理0.5~5小时，制得碳凝胶。（3）将上述碳凝胶中浇注PDMS树脂，真空脱泡；树脂固化后，即得具有高灵敏度的柔性应力-应变敏感材料。

专利申请号201711128891.9公开了一种基于天然纤维素纳米纤维的电子皮肤及其制备方法，采用抽滤或静电吸附法将碳纳米管、石墨烯、银纳米线等导电纳米材料固定在细菌纤维素（BC）纳米纤维膜上赋予纤维膜导电特性；将作为介电层的聚乙烯薄膜置于两片厚度均一的导电BC纳米纤维膜中间构成微型可拉伸、可压缩电容器，即制得基于天然纤维素纳米纤维的电子皮肤。

专利申请号201611200058.6公开了一种单分量快响应压力敏感涂料及其配比方法。此发明单分量快响应压力敏感涂料包括特定比例的压力敏感探针、高分子粘接剂、填料、有机溶剂。其中，高分子粘接剂、压力敏感探针投入并溶解进有机溶剂，再添加特定量的填料配制而成。

由此可见，现有技术中将敏感材料制成涂料制备电子皮肤的方法不成熟，未见报道，而由于涂料与皮肤生物兼容性差，贴附性不理想，敏感材料在涂料中存在易团聚、难以分散等问题，限制了进一步的发展。

发明内容

为有效解决上述技术问题，本发明提出了一种电子皮肤涂料及制备方法，可有效提改善敏感材料的涂料中的分散性，确保了电子皮肤的灵敏度。

本发明的具体技术方案如下：