[发明专利]一种导电水凝胶及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种导电水凝胶及其制备方法和应用；所述导电水凝胶由以下重量份数的原料制成：聚合物盐溶液40％‑53％，分散剂40％‑50％，单体4％‑6％，盐0.02％‑0.1％，交联剂0.02％‑0.1％，光引发剂0.02％‑0.1％，填料2％‑3％，杀菌剂0.01％‑0.1％，溶剂0.4％‑0.6％。本发明提供的导电胶具有良好的导电能力，且根据不同原料配比，可以使得电导率在较大范围内变化。同时具有较好的透光率和黏结性。利用这种导电水凝胶制成导电心贴，贴敷于人体胸部处，和心电检测仪连用，可用于实时监测心率等参数。

技术领域

本发明涉及导电胶技术领域，具体涉及一种导电水凝胶及其制备方法和应用。

背景技术

导电胶是一种固化或干燥后具有一定导电性的胶粘剂。它可以将多种导电材料连接在一起，使被连接材料间形成电的通路。

随着智能终端的普及,可穿戴柔性电子设备呈现出巨大的市场前景。柔性应变传感器作为柔性电子器件的核心部件，在电子皮肤、人体健康监测、植入式设备、人机交互系统等方面有广阔的应用前景，已成为水凝胶材料领域的重点研究方向。在实际应用中，确保传感信号的灵敏度和可靠性非常重要，这对水凝胶的应变灵敏度和线性响应提出了很高的要求，也是当前大多数水凝胶应力应变传感器面临的重要瓶颈问题。

在生物电子学的相关应用中，水凝胶材料不仅需要具备高导电性和良好的机械性能，同时需要具有良好的生物相容性，以便它们能够长期地与人体(如皮肤、肌肉、心脏或大脑)一起使用。这些特性可以保证相关系统在承受巨大的机械载荷及大应变下仍保持较高的导电性用以信号传输，同时也避免意外断裂造成系统崩溃等问题。现有的柔性离子导电凝胶难以同时满足这些要求。

通过查阅相关专利文献包括“一种多巴胺介导的聚吡咯导电水凝胶及其制备方法”(申请号：201811364797.8)“一种自粘导电胶的制备方法”(申请号：201610263508.X)“石墨/聚丙烯酸钾导电水凝胶及其制备方法”(申请号：200610037801.0)“一种具有拉伸性能的聚乙烯醇-聚吡咯复合导电水凝胶的制备方法”(申请号：CN201910384488.5)“一种导电水凝胶及其制备方法和应用”(申请号：CN201910364026.7)从中总结出如下技术思路：上述专利采用了PVP、PVA、聚丙烯酸钠等作为聚合物主体，添加有石墨烯、多巴胺、聚吡咯等导电材料，制成导电水凝胶。优点是具有良好的导电性能以及机械性能。缺点是有些水凝胶生物相容性不是很好，并且不是透明的，影响美观。据此，本发明提供了一种新的制备方法，首先采用的聚合物材料生物相容性非常好，是适合做隐形眼镜的材料，其次工艺简单无色透明。

发明内容

本发明的目的在于提供一种导电水凝胶及其制备方法和应用；该导电水凝胶具有良好的导电、机械性能，以及良好的生物相容性；在电子皮肤、人体健康监测方面有较大的应用。在电子皮肤方面，这种导电水凝胶具有高的保水性能，不会因为长时间放置而失去较多水分，可以保持皮肤长久的润湿性；在人体健康监测方面，导弹水凝胶具有良好的导电性及电化学稳定性，并且具有良好的机械性能和粘附性，因此，可以和相应的生物传感器连用，监测人体健康。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

本发明涉及一种导电胶，所述导电胶由以下重量份数的原料配制而成：聚合物盐溶液40％-55％，分散剂40％-50％，单体4％-6％，盐0.02％-0.1％，交联剂0.02％-0.1％，光引发剂0.02％-0.1％，填料2％-3％，杀菌剂0.01％-0.1％，溶剂0.4％-0.6％。

作为本发明的一个实施方案，所述盐为氯化镁、氯化钙、氯化铝的一种或几种组合。本发明选用二价离子作为弱交联剂，增强其机械性能，若采用一价离子，将不能起到弱交联的作用。

作为本发明的一个实施方案，所述单体为HEMA(甲基丙烯酸羟乙酯)、PEGDA(聚乙二醇双丙烯酸酯)、聚丙烯酸钠、CMC(羧甲基纤维素)中的一种或几种。