CN111238695A - 压阻材料层、压力传感器及制备方法 - Google Patents

压阻材料层、压力传感器及制备方法 Download PDF

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CN111238695A CN202010051343.6A CN202010051343A CN111238695A CN 111238695 A CN111238695 A CN 111238695A CN 202010051343 A CN202010051343 A CN 202010051343A CN 111238695 A CN111238695 A CN 111238695A
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Abstract

本申请公开了压阻材料层、压力传感器及制备方法，属于传感器技术领域。该压阻材料层的制备方法包括：将疏松多孔且具有微结构的导电材料分散于第一溶剂中，形成导电材料分散液；将聚合物弹性体溶解于第二溶剂中，形成聚合物溶液；将所述导电材料分散液和所述聚合物溶液混合均匀，形成预固化液；使所述预固化液在衬底上固化成膜，得到所述压阻材料层。该制备方法能显著提高压阻材料层的灵敏度，且压阻材料层能够在电子器件表面直接形成。

Description

压阻材料层、压力传感器及制备方法
技术领域
本申请涉及传感器技术领域，特别涉及压阻材料层、压力传感器及制备方法。
背景技术
压阻材料层基于压阻效应提供阻抗变化，能够使压阻式压力传感器表现为相应的电压输出信号。
目前，压阻材料层通常采用以下方法制备得到：通过热熔法使聚合物弹性体溶解，再将疏松多孔且具有微结构的导电材料加入其中，均匀混合，然后在衬底上固化成膜即可。
采用上述制备方法制备的压阻材料层的灵敏度较低，且热熔温度较高，使得压阻材料层无法直接在电子器件表面成膜。
发明内容
本申请实施例提供一种压阻材料层、压力传感器及制备方法，能够提高压阻材料层的灵敏度。所述技术方案如下：
一方面，本申请提供了一种压阻材料层的制备方法，所述制备方法包括：
将疏松多孔且具有微结构的导电材料分散于第一溶剂中，形成导电材料分散液；
将聚合物弹性体溶解于第二溶剂中，形成聚合物溶液；
将所述导电材料分散液和所述聚合物溶液混合均匀，形成预固化液；
使所述预固化液在衬底上固化成膜，得到所述压阻材料层。
另一方面，本申请提供了一种压阻材料层，包括：聚合物弹性体和疏松多孔且具有微结构的导电材料，所述聚合物弹性体包覆于所述导电材料外部，且自所述压阻材料层的顶部至底部，所述聚合物弹性体的含量逐渐增加。
另一方面，本申请提供了一种压力传感器，所述压力传感器包括上述的压阻材料层。
本申请实施例提供的技术方案的有益效果至少包括：
本申请实施例提供的压阻材料的制备方法，使导电材料预先分散于第一溶剂中，形成导电材料分散液再与聚合物溶液混合，如此可有效改善导电材料在体系中的分散度，防止其发生团簇，利于提高压阻材料层的灵敏度。同时，预固化液固化成膜时，第一溶剂和第二溶剂的逐渐挥发以及聚合物弹性体的重力沉降配合，使得聚合物弹性体在导电材料外部的含量自压阻材料层的顶部到底部逐渐增大，进而使压阻材料层的顶部表现为更明显的微结构，利于提高压阻材料层的灵敏度，而其底部表现为硬性支撑，利于提高承压能力以及其于衬底上的附着力。另外，通过溶剂溶解方式获得预固化液，无高温限制，使其适于直接在电子器件表面固化成膜，同时利于提高压阻材料层与电子器件之间的附着力。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请一个示例性实施例提供的压阻材料层的制备方法流程图；
图2为本申请一个示例性实施例提供的一种导电材料分散液的制备流程图；
图3为本申请一个示例性实施例提供的压阻材料层的制备方法流程图；
图4为本申请一个示例性实施例提供的压阻材料层的剖面示意图；
图5为本申请一个示例性实施例提供的压阻材料层的压阻原理对应的阶段示意图；
图6为本申请一个示例性实施例提供的未包覆热塑性聚氨酯弹性体的碳纳米管的电镜图；
图7为本申请一个示例性实施例提供的包覆有热塑性聚氨酯弹性体的碳纳米管的电镜图；
图8为本申请一个示例性实施例提供的压阻材料层的顶部的电镜图；
图9为本申请一个示例性实施例提供的压阻材料层的底部的电镜图；
图10为本申请一个示例性实施例提供的由共聚焦显微镜测试得到的压阻材料层的顶部的三维结构图；
图11为本申请一个示例性实施例提供的由共聚焦显微镜测试得到的压阻材料层的底部的三维结构图；
图12为本申请一个示例性实施例提供的一类压阻材料层的灵敏度测试曲线图；
图13为本申请一个示例性实施例提供的另一类压阻材料层的灵敏度测试曲线图；
图14为本申请一个示例性实施例提供的再一类压阻材料层的灵敏度测试曲线图；
图15为本申请一个示例性实施例提供的再一类压阻材料层的灵敏度测试曲线图。
其中，图6和图7所示电镜图的标尺为100nm；图8和图9所示电镜图的标尺为400nm；图12至图15所涉及的压阻材料层中，碳纳米管与热塑性聚氨酯弹性体的质量比分别为14：100、12：100、7：100、以及6：100。
具体实施方式
为使本申请的技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请实施方式作进一步地详细描述。
首先对本申请的若干个名词进行简介：
(1)压阻材料层的灵敏度S＝(△I/I0)/P，
其中，I0为未对压阻材料层施加压力之前，流经压阻材料层的初始电流值；
△I为对压阻材料层施加一定大小的压力后，流经压阻材料层的电流值I1与初始电流值I0的差值，即，为I1-I0；
P为对压阻材料层所施加的压力。
(2)导电材料所具有的微结构，指的是导电材料自身表现出的微观尺度下的非均一结构，一般需要借助光学显微镜、电子显微镜或者氦离子束显微镜才能观察到。
(3)压阻材料层的底部，指的是压阻材料层与衬底接触的部位，反之，压阻材料层的顶部，指的是压阻材料层远离衬底且与其底部相对的部位。
图1示出了利用本申请一个示例性实施例提供的压阻材料层的制备方法流程图，本申请实施例提供了一种压阻材料层的制备方法，该制备方法包括：
在步骤101中，将疏松多孔且具有微结构的导电材料分散于第一溶剂中，形成导电材料分散液。
在步骤102中，将聚合物弹性体溶解于第二溶剂中，形成聚合物溶液。
在步骤103中，将导电材料分散液和聚合物溶液混合均匀，形成预固化液。
在步骤104中，使预固化液在衬底上固化成膜，得到压阻材料层。
本申请实施例提供的压阻材料的制备方法，使导电材料预先分散于第一溶剂中，形成导电材料分散液再与聚合物溶液混合，如此可有效改善导电材料在体系中的分散度，防止其发生团簇，利于提高压阻材料层的灵敏度。同时，预固化液固化成膜时，第一溶剂和第二溶剂的逐渐挥发以及聚合物弹性体的重力沉降配合，使得聚合物弹性体在导电材料外部的含量自压阻材料层的顶部到底部逐渐增大，进而使压阻材料层的顶部表现为更明显的微结构，利于提高压阻材料层的灵敏度，而其底部表现为硬性支撑，利于提高承压能力以及其于衬底上的附着力。另外，通过溶剂溶解方式获得预固化液，无高温限制，使其适于直接在电子器件表面固化成膜，利于提高压阻材料层与电子器件之间的附着力。
本申请实施例中，聚合物弹性体与导电材料的质量比可以为1:100-30:100，例如，可以是2:100、3:100、4:100、5:100、8:100、10:100、15:100、20:100、25:100、30:100等，在该配比范围内，所制备得到的压阻材料层均能表现为较好的压阻效应。而采用热熔法溶解聚合物弹性体，其中所能包含的导电材料含量上限较低，不超过8％，相比热熔法，本申请实施例能显著增加导电材料的掺入量，对于提高压阻材料层的压阻效果及灵敏度具有重要的意义。
需要说明的是，步骤101所涉及的导电材料分散液的形成过程和步骤102所涉及的聚合物溶液的形成过程并无先后顺序之分，两者可以一前一后地进行，也可以同时进行。
对于步骤101，其中的导电材料疏松多孔且具有微结构，对于压阻材料层的灵敏度提高具有重要意义。
在一个示例中，导电材料可以选自碳纳米管、碳纳米纤维、碳纳米球和石墨烯中的至少一种，上述材料均疏松多孔且具有微结构。
本申请实施例中，所使用的导电材料的尺寸可以为纳米级，也可以为微米级。示例地，可以采用纳米级的导电材料，以获得良好的压阻效果。
举例来说，碳纳米管可以为单壁碳纳米管，也可以为多壁碳纳米管，其直径可以为1nm-30nm，例如5nm-10nm、10nm-15nm、10nm-20nm、20nm-25nm等。
碳纳米纤维的直径可以为1nm-50nm，例如1nm-10nm、10nm-20nm、15nm-25nm、20nm-30nm、25nm-45nm等。
碳纳米球的直径可以为1nm-100nm，例如1nm-10nm、10nm-20nm、15nm-25nm、20nm-30nm、25nm-45nm、40nm-50nm、45nm-65nm、60nm-80nm等。
石墨烯的直径可以为50nm～1um，例如50nm-70nm、65nm-85nm、100nm-200nm、150nm-300nm、250nm-450nm等。
本申请实施例中，导电材料可以为单一成分，例如，可以为碳纳米管、碳纳米纤维、碳纳米球或者石墨烯。基于该示例，可以将单一成分的导电材料，例如碳纳米管分散于第一溶剂中，形成导电材料分散液备用。
导电材料还可以为多种成分混合，例如，可以为碳纳米管、碳纳米纤维、碳纳米球和石墨烯中的两种或多种。基于该示例，参见图2，将疏松多孔且具有微结构的导电材料分散于第一溶剂中，形成导电材料分散液，可包括：
步骤101a、将不同的导电材料分别分散于各自对应的第一溶剂中，对应形成不同的导电材料子分散液。
步骤101b、将不同的导电材料子分散液混合均匀，形成导电材料分散液。
其中，不同导电材料所各自对应的第一溶剂可以相同，也可以不同。
将导电材料分散于第一溶剂中时，可以进行搅拌使其初步混合均匀，搅拌方式包括但不限于机械搅拌或者磁力搅拌。待形成导电材料分散液之后，为了进一步提高导电材料在其中的分散度，本申请实施例提供的方法还包括：对导电材料分散液进行超声波分散处理，实现深度分散。
其中，实现超声波分散的方式包括但不限于：利用超声仪进行分散或者利用超声波细胞粉碎机进行分散。
本申请实施例中，导电材料和第一溶剂的质量比可以为1:3-1:90，例如，1:3、1:5、1:10、1:20、1:30、1:40、1:50、1:60、1:70、1:80等，以确保导电材料能够被充分分散，不发生团簇，同时保证第一溶剂的挥发时间在可控范围内。
在一个示例中，本申请实施例所使用的第一溶剂可选自N-甲基吡咯烷酮、四氢呋喃、乙酸乙酯和甲苯中的至少一种。
举例来说，按照配料比例，可以将一定量的碳纳米管分散在N-甲基吡咯烷酮溶液中，并借助超声波细胞粉碎机对碳纳米材料进行深度分散，形成本申请实施例期望的导电材料分散液。其中，碳纳米管和N-甲基吡咯烷酮的质量比可以为1:5。
对于步骤102，本申请实施例所使用的聚合物弹性体可以选自热塑性聚氨酯弹性体、热塑性苯乙烯类聚合物、热塑性烯烃类聚合物、热塑性双烯类聚合物、热塑性氯乙烯类聚合物、热塑性酯类聚合物、热塑性酰胺类聚合物和热塑性有机氟类聚合物中的至少一种。
使用上述聚合物弹性体，特别是热塑性聚氨酯弹性体作为聚合物膜层基体，利用第二溶剂溶解成膜液，后续在成膜过程中不会发生开裂或剥落，利于获得品质优异的压阻材料层，同时还利于使压阻材料层直接形成于衬底，例如各类活性电路表面，达到良好的黏附性。
其中，热塑性聚氨酯弹性体(Thermoplastic polyurethanes，TPU)包括弹性模量不同(10MPa-1000MPa)的多种类型，例如，聚酯类聚氨酯弹性体和聚醚类聚氨酯弹性体，当使用大弹性模量大的热塑性聚氨酯弹性体时，制备得到的压阻材料层同时还具有良好拉伸性能。
苯乙烯类聚合物可以包括：苯乙烯系热塑性弹性体(Styreneic BlockCopolymers，SBS)、氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物(Styrene-ethylene-butadiene-styrene，SEBS)、SEBS热塑性弹性体等。
烯烃类聚合物可以包括：热塑性聚烯烃(Thermoplastic Olefin，TPO)、热塑性硫化橡胶(Thermoplastic Vulcanizate，TPV)等。
双烯类聚合物可以包括：热塑性聚-1-丁烯(Thermoplastic Poly(1-butene)，TPB)、热塑性聚异戊二烯(Thermoplastic Polyisoprene trans)等。
氯乙烯类聚合物可以包括热塑性聚氯乙烯(Thermoplastic Polyvinylchloride，TPVC)、热塑性热塑性氯化聚乙烯(Thermoplastic Chlorinated polyethylene，TCPE)等。
酯类聚合物可以包括聚酯热塑性弹性体(Thermoplastic Polyester elastomer，TPEE)等。
酰胺类聚合物可以包括热塑性聚酰胺-环氧氯丙烷树脂(ThermoplasticPolyamide-epichlorohydrin resin、TPAE)等。
目前通常采用高温的热熔法对热塑性聚氨酯弹性体进行溶解，例如在200℃以上高温下熔融，基于该种方法，当其在电子器件表面成膜时，还极易损伤电子器件。而采用本申请实施例所述的溶剂溶解方式，在确保成膜良好的前提下，有效避免了上述问题，可以使其在电子器件表面直接成膜，提高两者之间的附着力。
如若在成膜过程中，因失误导致膜层质量低，可以用上述第一溶剂或者第二溶剂来清洗缺陷膜，使其从衬底上除去。
当采用热塑性聚氨酯弹性体时，对应使用的第二溶剂可以选自N,N-二甲基甲酰胺、四氢呋喃、乙酸乙酯和甲苯中的至少一种，其作为良溶剂，能够使热塑性聚氨酯弹性体充分溶解，以获得成分均一的聚合物溶液。
本申请实施例中，聚合物弹性体和第二溶剂的质量比可以为1:2-1:50，例如1:3、1:5、1:10、1:20、1:30、1:40、1:50等，以确保聚合物弹性体能够被充分溶解，且保证第二溶剂的挥发时间在可控范围内。
在一种示例中，按照质量比为1:2-1:50，将热塑性聚氨酯弹性体TPU溶解于N,N-二甲基甲酰胺中。
可以使用磁力搅拌器或机械搅拌器来使聚合物弹性体充分溶解于第二溶剂中，同时加速溶解速度和均匀性。
对于步骤103，将导电材料分散液和聚合物溶液混合均匀，形成预固化液，也可以采用磁力搅拌器或机械搅拌器来使导电材料分散液和聚合物溶液混合均匀，使导电材料均匀分散于其中，形成高均匀度的预固化液。
可以理解的是，基于第一溶剂和第二溶剂的存在，该预固化液具有较好的流动性，可适用于多种类型的涂布工艺，例如，丝网印刷、刮涂、旋涂等。
对于步骤104，本申请实施例中，可以在小于或等于150℃的温度下，使预固化液在衬底上固化成膜。
相比热熔法所致的高温成膜，本申请实施例提供的方法可以在小于或等于150℃的温度下，例如60℃-120℃的温度下使第一溶剂和第二溶剂挥发，实现固化成膜。由于成膜时所需的温度较低，使得压阻材料层可以直接形成在衬底上且不会对其造成损坏，并且，直接形成在衬底上，还利于提高压阻材料层与衬底之间的附着力。
在进行上述固化时，可以将涂布有预固化液的衬底平置在加热板或烘箱中，在设定温度下固化设定时间，例如2-24小时，即可在衬底上形成压阻材料层。或者，也可以使涂布有预固化液的衬底在室温下放置，直至其中的溶剂全部挥发完全，形成压阻材料层。
其中，可以通过丝网印刷、刮涂或旋涂等工艺使预固化液涂布于衬底上。
本申请实施例所涉及的衬底可以是常规的衬底产品，例如玻璃衬底、塑料衬底、金属衬底等，也可以是各类活性电路的表面或者电子器件的表面。
利用本申请实施例制备的高灵敏度压阻材料层可以为薄膜状，其厚度可以为10微米-600微米，例如20微米-200微米，举例来说，可以是25微米、30微米、40微米、50微米、60微米、70微米、80微米、90微米、100微米等，相对于传统的泡沫型压阻材料，本申请实施例提供的薄膜型压阻材料层更适用于制备柔性或非柔性的薄膜压阻式压力传感器件，并且所制备的压阻式压力传感器适用于各类薄膜型电子器件，例如，包括具有各类单元结构的小阵列电子器件，还可以应用于具有微纳级阵列的电子器件，例如具有微机电系统(Micro-Electro-Mechanical System，MEMS)结构的柔性电子器件。基于压阻材料层的高灵敏度，可有效提高电子器件的响应度以及降低电子器件的操作功耗。
相比将压阻材料层单独形成，并后续贴敷于电子器件表面，利用本申请实施例提供的制备方法，可以将压阻材料层直接形成于电子器件表面(此时，电子器件的表面可认为是衬底)，以达到紧密贴合的作用，避免了电子器件，尤其是柔性电子器件经反复使用或反复弯曲挤压造成的压阻材料层剥离脱落等不利影响。同时，由于固化温度在100℃以下，将压阻材料层直接形成于电子器件表面，能够避免电子器件，特别是具有柔性有机衬底的电子器件因高温所致的损坏。
图3示出了利用本申请一个示例性实施例提供的压阻材料层的制备方法流程图，如图3所示，本申请实施例提供的制备方法包括：
在步骤201中，将疏松多孔且具有微结构的导电材料分散于第一溶剂中，形成导电材料分散液。
在步骤202中，将聚合物弹性体溶解于第二溶剂中，形成聚合物溶液。
在步骤203中，将导电材料分散液和聚合物溶液混合均匀，形成预固化液。
在步骤204中，使预固化液在衬底上固化成膜，得到压阻材料层。
在步骤205中，对形成于衬底上的压阻材料层进行后处理，其中，该后处理包括：剥离处理或者图案化处理。
在一种示例中，根据需求，可以将形成于衬底上的压阻材料层进行剥离出来，来获得独立完整的薄膜压阻材料，以便于将其应用于多种类型的产品，例如电子器件或者活性电路上。
在另一种示例中，除了利用丝网印刷形成图案化的压阻材料层外，还可以对形成于衬底上的完整的压阻材料层进行图案化处理，例如通过化学蚀刻或者刀具切割的方式进行，以使压阻材料层形成不同的图案，获得图案化的压阻材料层。
另一个方面，基于本申请实施例提供的压阻材料层的制备方法，本申请实施例还提供了利用该制备方法获得的压阻材料层，其包括：聚合物弹性体和疏松多孔且具有微结构的导电材料，其中，聚合物弹性体包覆于导电材料外部，且自压阻材料层的顶部至底部，聚合物弹性体的含量逐渐增加。
本申请实施例中，聚合物弹性体仅包覆在导电材料外部，不仅能够避免导电材料发生团簇，提高其分散度，而且在受压时，压阻材料层表现为更大的形变量，两者均利于提高压阻材料层的灵敏度。此外，自压阻材料层的顶部至底部，聚合物弹性体的含量逐渐增加，不仅利于压阻材料层的灵敏度提高，且利于提高其承压能力。
需要说明的是，上述涉及的聚合物弹性体的含量包括：聚合物弹性体在导电材料外部的包覆量和聚合物弹性体在导电材料间隙中的填充量两部分。
图4示出了利用本申请一个示例性实施例提供的压阻材料层的剖面图，如图4所示，在压阻材料层的顶部，聚合物弹性体的含量较少，极大部分为聚合物弹性体在导电材料外部的包覆量，使得压阻材料层表现为更明显的导电材料的微结构，使其在受压时，特别是微压力时能表现为更好的灵敏度。而在压阻材料层的底部，聚合物弹性体的含量较顶部显著增多，表现为更优异的承压能力以及在衬底上的附着力。
图5示出了利用本申请一个示例性实施例提供的压阻材料层的压阻原理对应的阶段示意图。如图5所示，在第一阶段，当不施加压力时，压阻材料层的顶部表现为突出的微结构。在第二阶段，自压阻材料层的顶部开始施加压力，并且压力较小时(即施加压力为微压力)，压阻材料层的上部的微结构发生形变，能够使电极同导电材料的接触面积增大，导致阻抗变化降低。在第三阶段，当所施加的压力增加至使压阻材料层的下部复合区域发生形变时，该压阻材料层可以基于量子隧穿效应进行阻抗变化。在第四阶段，当压力增加至使该压阻材料层的形变达到最大，微形变或无形变将导致阻抗变化趋势降低。
作为一种示例，本申请实施例制备了这样一种压阻材料层，其包括：直径在10nm-18nm之间的碳纳米管、以及包覆于碳纳米管外部的热塑性聚氨酯弹性体，碳纳米管与热塑性聚氨酯弹性体的质量比为8:100。
对上述示例中使用到的未作任何处理的碳纳米管，以及所制备得到的压阻材料层分别进行电镜扫描，由图6所示的电镜图可知，碳纳米管的部分直径为11.52nm和16.6nm。由图7所示的电镜图可知，压阻材料层中的弹纳米管，其部分直径已经达到了21nm以上，这表明其外壁上成功包覆了热塑性聚氨酯弹性体。并且，由于热塑性聚氨酯弹性体不导电，由图7可以明显看出，包覆有热塑性聚氨酯弹性体的碳纳米管的具有内外两种衬度(即色差不一致)，这表明热塑性聚氨酯弹性体仅仅包覆于碳纳米管的外壁上，并未渗入其内部各孔中。
本申请实施例还针对上述示例中的压阻材料层的顶部和底部分别进行了电镜扫描，由图8所示的电镜图可知，压阻材料层顶部的碳纳米管包覆的热塑性聚氨酯弹性体量少，疏松多孔，表现出明显的微结构。由图9所示的电镜图可知，多余的热塑性聚氨酯弹性体沉积在压阻材料层底部，即，其底部的碳纳米管包覆的热塑性聚氨酯弹性体量大，较为致密，表现出优异的硬性支撑，利于提高承压能力以及于衬底上的附着强度。
进一步地，对该压阻材料层进行了共聚焦显微镜测试，由图10可知，压阻材料层的顶部表现为高粗糙度(高达8.41微米)，即，具有明显的微结构，对于灵敏度的提高具有重要的意义。由图11可知，压阻材料层的底部表现为低粗糙度(低至0.1微米)，进一步证明了其作为硬性支撑和高附着力的优势。
再一方面，基于本申请实施例提供的压阻材料层，本申请实施例还可以提供一种压阻式压力传感器，该压阻式压力传感器包括上述压阻材料层，具有更强的电子器件的响应度以及更低的操作功耗。
进一步地，本申请实施例还可以提供一种电子器件，其包括上述的压阻式压力传感器，具有高灵敏度。
以下通过具体实施例进一步地描述本申请：
在一个实施例中，提供了一种压阻材料层，通过下述的制备方法制备得到：
步骤a、将碳纳米管按照质量比为1:5分散于N-甲基吡咯烷酮中，形成导电材料分散液。
步骤b、将热塑性聚氨酯弹性体按照质量比为1:20溶解于N,N-二甲基甲酰胺中，形成聚合物溶液。
步骤c、将导电材料分散液和聚合物溶液混合均匀，形成预固化液。其中，碳纳米管与热塑性聚氨酯弹性体的质量比为14：100。
步骤d、使预固化液涂布于玻璃衬底上，然后平置在烘箱中，在85℃下固化20小时，得到压阻材料层。
采用与上述实施例相同的制备方法，仅改变碳纳米管与热塑性聚氨酯弹性体的质量比，分别制备得到另外三种压阻材料层。其中，碳纳米管与热塑性聚氨酯弹性体的质量比分别为12：100、7：100、以及6：100。
对以上四类压阻材料层的灵敏度进行测试，测试结果如图12-图15所示，由以上各图中右下角所示的0到10KPa之间的灵敏度测试曲线可知，在施加压力为0到10KPa之间时(即微压力时)，本申请实施例制备的各类压阻材料层的阻值变化具有良好的线性关系，具有高灵敏度。当施加的压力逐渐增加到10KPa以上时，仍然具有高灵敏度，并且灵敏度高达492KPa-1。
灵敏度测试完毕后，将以上四类压阻材料层在玻璃衬底上进行剥离，均可以实现完整剥离，获得完整无损的压阻材料层薄膜。
在另一个实施例中，提供了另一种压阻材料层，通过下述的制备方法制备得到：步骤1、将碳纳米管按照质量比为1:10分散于N-甲基吡咯烷酮中，形成导电材料分散液。
步骤2、将热塑性聚氨酯弹性体按照质量比为1:40溶解于N,N-二甲基甲酰胺中，形成聚合物溶液。
步骤3、将导电材料分散液和聚合物溶液混合均匀，形成预固化液，其中，热塑性聚氨酯弹性体与碳纳米管的质量比为10:100。
步骤4、使预固化液涂布于塑料衬底上，然后平置在烘箱中，在80℃下固化24小时，在塑料衬底得到压阻材料层。
对该形成有压阻材料层的塑料衬底进行多达100次的弯曲测试(弯折度数高达360°)，测试结果表明，经100次弯曲后，压阻材料层仍然稳定地附着于塑料衬底上，没有任何脱落迹象，可见利用本申请实施例提供的方法所制备的压阻材料层与衬底之间具有更强的附着力。
以上所述仅为本申请的示例性实施例，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种压阻材料层的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：
将疏松多孔且具有微结构的导电材料分散于第一溶剂中，形成导电材料分散液；
将聚合物弹性体溶解于第二溶剂中，形成聚合物溶液；
将所述导电材料分散液和所述聚合物溶液混合均匀，形成预固化液；
使所述预固化液在衬底上固化成膜，得到所述压阻材料层。
2.根据权利要求1所述的压阻材料层的制备方法，其特征在于，所述将疏松多孔且具有微结构的导电材料分散于第一溶剂中，形成导电材料分散液，包括：
将不同的导电材料分别分散于各自对应的第一溶剂中，对应形成不同的导电材料子分散液；
将所述不同的导电材料子分散液混合均匀，形成所述导电材料分散液。
3.根据权利要求1所述的压阻材料层的制备方法，其特征在于，所述制备方法还包括：对所述导电材料分散液进行超声波分散处理。
4.根据权利要求1所述的压阻材料层的制备方法，其特征在于，在小于或等于150℃的温度下，使所述预固化液在衬底上固化成膜。
5.根据权利要求1所述的压阻材料层的制备方法，其特征在于，所述导电材料选自碳纳米管、碳纳米纤维、碳纳米球和石墨烯中的至少一种；
所述第一溶剂选自N-甲基吡咯烷酮、四氢呋喃、乙酸乙酯和甲苯中的至少一种。
6.根据权利要求1所述的压阻材料层的制备方法，其特征在于，所述聚合物弹性体选自热塑性聚氨酯弹性体、热塑性苯乙烯类聚合物、热塑性烯烃类聚合物、热塑性双烯类聚合物、热塑性氯乙烯类聚合物、热塑性酯类聚合物、热塑性酰胺类聚合物和热塑性有机氟类聚合物中的至少一种；
所述第二溶剂选自N,N-二甲基甲酰胺、四氢呋喃、乙酸乙酯和甲苯中的至少一种。
7.根据权利要求1所述的压阻材料层的制备方法，其特征在于，所述导电材料与所述聚合物弹性体的质量比为1:100-30:100。
8.根据权利要求1-7任一项所述的压阻材料层的制备方法，其特征在于，所述制备方法还包括：对形成于所述衬底上的压阻材料层进行后处理；
所述后处理包括：剥离处理或者图案化处理。
9.一种压阻材料层，包括：聚合物弹性体和疏松多孔且具有微结构的导电材料，其特征在于，所述聚合物弹性体包覆于所述导电材料外部，且自所述压阻材料层的顶部至底部，所述聚合物弹性体的含量逐渐增加。
10.一种压力传感器，其特征在于，所述压力传感器包括权利要求9所述的压阻材料层。
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