傳感器如應(yīng)變型傳感器的敏感材料，既可以發(fā)揮所述第一橡膠基體烯烴類橡膠在機(jī)械力學(xué) 性能方面的優(yōu)點(diǎn)，又可以發(fā)揮所述第二橡膠基體硅橡膠在耐熱性、耐寒性、耐候性方面的優(yōu) 點(diǎn)，取長補(bǔ)短，從而使得由本發(fā)明實(shí)施例得到的所述導(dǎo)電橡膠材料在用于柔性傳感器具有 良好的力學(xué)性能、熱穩(wěn)定性和耐老化性能，從而拓寬傳感器的應(yīng)用環(huán)境溫度范圍。此外，由 于所述第二橡膠基體的分子主鏈Si-Ο鍵是各類聚合物分子鏈中最具旋轉(zhuǎn)能力的鍵，因而能 夠賦予所述導(dǎo)電橡膠材料優(yōu)良的柔順性能，進(jìn)而使得使用其作為敏感材料的傳感器具有較 好的柔韌性。相較通過在配方中添加軟化劑、塑化劑的方法提升導(dǎo)電橡膠的柔韌性，本發(fā)明 實(shí)施例復(fù)合橡膠基體的使用，可以在提高柔性的同時(shí)避免拉伸強(qiáng)度的下降，即保證良好的 力學(xué)性能，同時(shí)滿足傳感器拉敏材料柔韌和力學(xué)性能的需求。
[0039] 作為一個(gè)具體優(yōu)選實(shí)施例，所述第一橡膠基體為天然橡膠、丁腈橡膠、乙丙橡膠、 丁苯橡膠、聚異戊二烯橡膠、順丁橡膠、氯丁橡膠、氯化聚乙烯橡膠、氯磺化聚乙烯橡膠、氟 橡膠、丙烯酸酯橡膠中的至少一種。作為另一個(gè)具體優(yōu)選實(shí)施例，所述第二橡膠基體為高溫 硫化型硅橡膠，優(yōu)選二甲基硅橡膠、甲基乙烯基硅橡膠、甲基乙烯基苯基硅橡膠、亞苯基硅 橡膠、氟硅橡膠中的至少一種。當(dāng)然，應(yīng)當(dāng)理解，此處，所述第一橡膠基體和所述第二橡膠基 體可以任意配合使用，選擇的所述第一橡膠基體和所述第二橡膠基體的數(shù)量也沒有嚴(yán)格限 制，可以同時(shí)選用一種或一種以上的所述第一橡膠基體和所述第二橡膠基體。
[0040] 本發(fā)明具體實(shí)施例，所述用于柔性傳感器的導(dǎo)電橡膠材料以100份所述橡膠基體 為基準(zhǔn)進(jìn)行調(diào)節(jié)，但并非意味著本發(fā)明實(shí)施例所述橡膠基體只能為100份。
[0041] 本發(fā)明實(shí)施例中，所述導(dǎo)電填料作為所述導(dǎo)電橡膠材料的導(dǎo)電組分，發(fā)揮重要作 用。作為優(yōu)選實(shí)施例，所述導(dǎo)電填料為導(dǎo)電炭黑、碳納米管、鍍銀粉中的至少一種。作為一個(gè) 具體實(shí)施例，所述導(dǎo)電炭黑優(yōu)選平均粒徑為l〇-l〇〇nm、吸油值為40cm 3/100g-400cm3/100g、 比表面積為20-1500m2/g的導(dǎo)電炭黑。該優(yōu)選的導(dǎo)電炭黑具有粒子小、比表面積大、結(jié)構(gòu)度 高的特點(diǎn)，因而所述導(dǎo)電炭黑容易在所述橡膠基體中均勻分散，顆粒間易于互相接觸形成 導(dǎo)電通路，以較小的填充量即可獲得合適的電阻值，從而使得導(dǎo)電橡膠材料很好的保持了 橡膠的柔性和彈性。作為另一個(gè)具體實(shí)施例，所述碳納米管包括單壁碳納米管和多壁碳納 米管。作為再一個(gè)具體實(shí)施例，所述鍍銀粉為在屬顆?；蚍墙饘兕w粒的表面包覆銀的粉體， 優(yōu)選鍍銀鎳粉、鍍銀玻璃微珠粉，進(jìn)一步的，所述鍍銀粉的粒徑為1_50μπι。優(yōu)選粒徑的鍍銀 粉，粒度小、導(dǎo)電性好，易于以較小的填充量獲得合適的電阻值，并且保持橡膠的柔性和彈 性。
[0042] 本發(fā)明實(shí)施例所述導(dǎo)電填料可以采用一種導(dǎo)電填料單獨(dú)使用，也可以兩種或者以 上導(dǎo)電填料復(fù)配使用。
[0043]作為本發(fā)明具體實(shí)施例，所述導(dǎo)電填料的重量份數(shù)為5-90份，可包括5份、10份、20 份、30份、40份、50份、60份、70份、80份、90份等具體份數(shù)。
[0044] 本發(fā)明實(shí)施例中，由于所述第一橡膠基體是分子鏈為碳-碳鍵(C-C)的碳鏈型烯烴 聚合物，而所述第二橡膠基體是分子鏈為硅氧鍵(Si-Ο)的硅橡膠，兩類橡膠的分子結(jié)構(gòu)之 間具有較大的差異。將這兩類橡膠基體混合并用時(shí)，結(jié)構(gòu)差異會(huì)導(dǎo)致較大的界面張力、從而 出現(xiàn)相結(jié)構(gòu)分離，影響所述導(dǎo)電橡膠填料的性能。為了取得良好的并用效果，必須要對(duì)所述 第一橡膠基體和所述第二橡膠基體的界面進(jìn)行改性。本發(fā)明實(shí)施例中，添加了用于改性所 述第一橡膠基體和所述第二橡膠基體界面性能的增容劑。作為優(yōu)選實(shí)施例，所述增容劑為 一種含有極性官能團(tuán)的烯烴共聚物，具體包括嵌段型共聚物、接枝型共聚物。進(jìn)一步的，優(yōu) 選乙烯-丙烯酸甲酯共聚物(EMA)、乙烯-乙酸乙烯共聚物(EVA)、乙烯-丙烯酸共聚物(EAA)、 聚乙烯接枝硅烷(VMX)、乙丙膠接枝硅烷(EPMX)、硅橡膠接枝馬來酸酐中的至少一種。該優(yōu) 選的增容劑，可以有效降低所述第一橡膠基體與所述第二橡膠基體之間的界面張力，提高 界面相容性，促進(jìn)兩類極性和分子結(jié)構(gòu)相異的橡膠基體之間的快速混合與分散，形成穩(wěn)定 的相態(tài)結(jié)構(gòu)。
[0045] 此外，本發(fā)明實(shí)施例所述增容劑還可以促進(jìn)所述橡膠基體與所述導(dǎo)電填料之間的 偶聯(lián)，促進(jìn)所述導(dǎo)電填料在所述橡膠基體中的充分分散，改善所述導(dǎo)電填料和所述橡膠基 體之間的界面結(jié)合力，防止導(dǎo)電相和基體相之間的相分離，使體系更穩(wěn)定，有利于提高本發(fā) 明實(shí)施例所提供的用于柔性傳感器如應(yīng)變傳感器的導(dǎo)電橡膠材料的可重復(fù)性和穩(wěn)定性。
[0046] 作為本發(fā)明具體實(shí)施例，所述增容劑的重量份數(shù)為0.1-15份，可包括0.1份、0.5 份、1.0份、2.0份、3.0份、4.0份、5.0份、6.0份、7.0份、8.0份、9.0份、10.0份、11.0份、12.0 份、13.0份、14.0份、15.0份等具體份數(shù)。
[0047] 本發(fā)明實(shí)施例中，為了使輻射交聯(lián)的導(dǎo)電橡膠具有良好的機(jī)械力學(xué)性能，需要提 供較高的輻射劑量，然而橡膠受到輻射而發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)的同時(shí)也會(huì)發(fā)生降解反應(yīng)，較高的 輻射劑量會(huì)導(dǎo)致降解反應(yīng)增加、致使所述導(dǎo)電橡膠材料力學(xué)性能和柔韌性、彈性下降。為了 改善輻射交聯(lián)橡膠的綜合性能，克服高輻射量導(dǎo)致的降解問題，本發(fā)明實(shí)施例所述導(dǎo)電橡 膠材料還包括交聯(lián)敏化劑。所述交聯(lián)敏化劑的使用，可以在降低輻射劑量的情況下，同時(shí)獲 得較高的交聯(lián)度和機(jī)械性能，從而使導(dǎo)電橡膠同時(shí)具有較好的柔韌性和彈性。作為優(yōu)選實(shí) 施例，所述交聯(lián)敏化劑為含有兩個(gè)或兩個(gè)以上C = C雙鍵的分子結(jié)構(gòu)，且所述交聯(lián)敏化劑含 有如下官能團(tuán)中的至少一種:烯丙基、甲基丙烯酸酯、丙烯酸酯、異氰酸酯。具體的，所述交 聯(lián)敏化劑分子內(nèi)可含有兩個(gè)或兩個(gè)以上C = C雙鍵，含有一個(gè)以上其他官能團(tuán)，優(yōu)選二官能 團(tuán)單體，更優(yōu)選三官能團(tuán)單體。所述交聯(lián)敏化劑，其官能團(tuán)的類型包括烯丙基、甲基丙烯酸 酯、丙烯酸酯、異氰酸酯。具體地，所述交聯(lián)敏化劑包括但不限于三烯丙基異腈尿酸酯 (TAIC)、三烯丙基氰脲酸酯(TAC)、三甲基丙烯酸三羥甲基丙烷酯(TMPT)、四羥甲基甲烷四 丙烯酸酯(A-TMMT)、三羥甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA)、六亞甲基二異氰酸酯(UA101H)、甲 代亞苯基二異氰酸酯(UA306T)、二甲基丙烯酸三乙二酯(TEGDMA)。本發(fā)明實(shí)施例可以根據(jù) 不同的橡膠品種選擇合適的多官能團(tuán)單體作為交聯(lián)敏化劑。
[0048] 作為本發(fā)明具體實(shí)施例，所述敏化交聯(lián)劑的重量份數(shù)為0.1-15份，可包括0.1份、 0.5份、1.0份、2.0份、3.0份、4.0份、5.0份、6.0份、7.0份、8.0份、9.0份、10.0份、11.0份、 12.0份、13.0份、14.0份、15.0份等具體份數(shù)。
[0049] 本發(fā)明實(shí)施例所述導(dǎo)電橡膠基體采用輻射法實(shí)現(xiàn)硫化交聯(lián)。具體的，本發(fā)明實(shí)施 例輻射交聯(lián)為采用高能電子束輻射或γ射線輻射的方法將橡膠大分子鏈交聯(lián)成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。 本發(fā)明實(shí)施例所述輻射交聯(lián)屬于自由基機(jī)理的交聯(lián)反應(yīng)，形成的碳-碳(C-C)鍵相比使用硫 磺交聯(lián)形成的過硫鍵，具有更好的耐熱氧老化性能和化學(xué)穩(wěn)定性能。一般的，采用硫磺或有 機(jī)過氧化物作為交聯(lián)劑對(duì)橡膠進(jìn)行化學(xué)交聯(lián)，由于受到交聯(lián)劑的精確計(jì)量及分散水平、模 具或烤箱溫度的精確控制、反應(yīng)時(shí)間及反應(yīng)程度、制品厚度及傳熱效果等各種因素的影響， 交聯(lián)度很難準(zhǔn)確控制。與化學(xué)交聯(lián)法相比，采用輻照技術(shù)對(duì)橡膠進(jìn)行交聯(lián)，可以通過控制吸 收劑量隨意的調(diào)控橡膠的交聯(lián)度，且電子束或γ射線可以穿透橡膠膠層，使得橡膠整體交 聯(lián)度一致均勻，不會(huì)出現(xiàn)化學(xué)法交聯(lián)時(shí)橡膠內(nèi)外膠層由于傳熱效果的差別導(dǎo)致的內(nèi)外層交 聯(lián)度差異的問題。本發(fā)明實(shí)施例所述導(dǎo)電橡膠材料交聯(lián)度的可控與交聯(lián)度均勻性，用作敏 感單元材料時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)應(yīng)變型傳感器的電阻值的分布的一致性，特別是電阻電容等電信 號(hào)在外力作用下的變化的靈敏性、穩(wěn)定性、回復(fù)性等性能。另外，輻射交聯(lián)法比化學(xué)交聯(lián)法 具有更為方便和有效的控制導(dǎo)電橡膠的電阻分布、交聯(lián)度和交聯(lián)均勻度的能力。此外，由于 橡膠輻射交聯(lián)法的配方體系不含有會(huì)產(chǎn)生亞硝胺(一種致癌物質(zhì)）的硫化促進(jìn)劑，因而更環(huán) 保，可以更好的應(yīng)用于醫(yī)療領(lǐng)域，跟人體直接接觸進(jìn)行生物力學(xué)方面的信號(hào)測(cè)量與傳感。
[0050] 本發(fā)明實(shí)施例中，輻照劑量對(duì)本發(fā)明實(shí)施例電子束或γ射線輻射交聯(lián)影響較大， 具體的，當(dāng)輻照劑量低于5Mrad時(shí)，橡膠交聯(lián)度不足，不僅機(jī)械力學(xué)性能差而且橡膠回彈性 差，從而導(dǎo)致應(yīng)變傳感器的電阻回復(fù)能力差；當(dāng)劑量高于30Mrad時(shí)，橡膠材料的機(jī)械力學(xué)性 能變差、柔性和彈性下降，因?yàn)橄鹉z受到輻射而發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)的同時(shí)也會(huì)發(fā)生降解反應(yīng)，只 是反應(yīng)速率不同，在劑量低于30Mrad時(shí)，以交聯(lián)反應(yīng)為主，而當(dāng)劑量高于30Mrad時(shí)，降解反 應(yīng)進(jìn)一步增加甚至變成主反應(yīng)，降低橡膠的柔性和彈性。作為優(yōu)選實(shí)施例，所述高能電子束 或γ射線的輻照劑量5-30兆拉德(Mrad