CN110105813A - 一种碳基导电油墨其制备方法及用途 - Google Patents

Abstract

本发明属于导电油墨和传感器技术领域，具体涉及一种碳基导电油墨及其制备方法，按照质量百分比，包括碳材料组分5％～30％，所述碳材料组分包括炭黑，或者炭黑与石墨烯或碳纳米管中的一种或两种的混合物，水性聚氨酯树脂与水性丙烯酸树脂混合液60％～90％，其余为溶剂，水性丙烯酸树脂与水性聚氨酯树脂固含量的质量比为1:3至1:15；本发明还涉及该导电油墨在平行梁称重传感器上的应用。本发明的有益效果是：制作导电油墨的工艺简单，烘干后韧性好、附着力强且可获得高阻抗的电阻；该导电油墨制作的平行梁式称重传感器有灵敏系数高，阻抗大，制作工艺简便的优势，在相同灵敏度输出的要求下，提高小容量称重传感器的安全系数。

Description

一种碳基导电油墨其制备方法及用途

技术领域

本发明属于导电油墨和传感器技术领域，具体涉及一种碳基导电油墨、其制备方法，以及该碳基导电油墨在平行梁称重传感器上的应用。

背景技术

导电油墨是目前国内外研究印刷电子技术中的一种关键材料和研究热点。导电油墨主要是由导电填料、粘结剂和溶剂等通过特定的配方，借助相关分散技术所形成的溶液，根据不同的需求，该溶液具有相应的粘度、表面张力和固含量等物化性能指标，以此适应印刷或涂布等工艺要求。导电油墨在固化过程中，内部溶剂挥发，导电填料颗粒与粘结剂紧密的连结在一起，导电填料颗粒相互之间的间距决定了该导电油墨的导电性能。

目前导电油墨的以导电填料的性质为标准，主要有无机导电油墨和有机导电油墨两大类。其中无机导电油墨主要包括以金属和金属氧化物为导电填料的金属系导电油墨、以无机半导体为导电填料的半导体导系电油墨、以及以碳材料为导电填料的碳系导电油墨，有机导电油墨主要是以有机导电高分子材料为导电填料的导电油墨。目前研究热门的导电油墨是碳系导电油墨，其制作方便，价格便宜，被广泛应用于薄膜开关和印制电路板等。目前对导电油墨研究主要集中在如何提高导电油墨的导电性能，如中国专利CN105001716B公开了一种石墨烯基低电阻导电油墨及其制备方法，其主要利用石墨烯基材料为导电填料，并通过丝网印刷在PE膜上制备导电薄膜，其电阻率可达到10^-7Ω·cm数量级，同样中国专利CN109096827A也公开了一种低电阻导电油墨组合物及其制备方法，其主要利用石墨烯包覆纳米银粉末为导电填料制备导电油墨，并通过丝网印刷薄膜电阻可使得体积电阻达到10^-5Ω·cm数量级，其制备的电阻器件都具有较小的电阻值。

平行梁式称重传感器是目前较为常用的一种称重传感器，其广泛应用于小量程家用电子秤、商用电子秤和厨房秤等许多领域。现有平行梁式称重传感器的制造方法一般是在平行梁结构弹性元件的敏感区通过胶粘剂粘贴应变片，并利用工装夹具固定粘贴的应变片，再将连有工装夹具的弹性元件一起放进温箱进行固化。其主要存在以下的问题：平行梁称重传感器一般使用的是康铜应变片，该应变片主要存在灵敏系数低(为2左右)，阻抗小(一般在5000Ω以下)；粘贴应变片的工艺要求较高，实现自动化工艺较为复杂，影响了生产效率；传统的应变片包含感应应变的敏感栅和承载敏感栅的基底，而且应变片粘贴到弹性元件上的胶粘剂厚度及基底厚度降低了应变片感应应变的能力等问题。

发明内容

本发明的目的是克服现有导电油墨电阻率小和利用普通应变片粘贴平行梁式称重传感器灵敏系数低，阻抗小，工艺复杂的问题，提供一种高阻抗的碳基导电油墨，及其制备方法，并利用该碳基导电油墨，通过丝网印刷的工艺在平行梁结构弹性元件印制灵敏系数高，阻抗大，感应应变能力强的平行梁称重传感器。

为解决导电油墨电阻率小，灵敏系数低的问题，因此，在第一方面，本发明所采用的技术方案是一种碳基导电油墨，按照质量百分比，包括如下原料：碳材料组分5％～30％；水性聚氨酯树脂与水性丙烯酸树脂混合液60％～90％；溶剂5-20％。其中，所述碳材料组分包括炭黑，或者炭黑与石墨烯和碳纳米管中的一种或两种的混合物；其中，水性聚氨酯树脂与水性丙烯酸树脂混合液的固含量为10％～50％，水性丙烯酸树脂与水性聚氨酯树脂固含量的质量比为1:3至1:15。

在一个实施技术方案中，优选地，所述溶剂为N，N-二甲基甲酰胺与丙酮或者乙醇的混合物。利用N，N-二甲基甲酰胺在高温时才能挥发，而丙酮或乙醇在较低温度就能挥发，所以在一定温度下搅拌，容易使得丙酮或者乙醇挥发，而使得所获得的导电油墨达到所需要的粘度。

在第二方面，本发明还提供了在第一方面的技术方案一种碳基导电油墨的制备方法，包括以下步骤：(S1)将水性聚氨酯树脂溶液与水性丙烯酸树脂溶液配制成混合液，搅拌均匀，得到第一混合溶液；(S2)将所述碳材料组分加入到所述第一混合溶液中，添加溶剂，并放置在搅拌装置上搅拌均匀，即得到碳基导电油墨。

所述碳基导电油墨中，各组分质量百分比含量为：碳材料组分5％～30％；水性聚氨酯树脂与水性丙烯酸树脂混合液为60％～90％；溶剂5-20％；其中，所述碳材料组分包括炭黑，或者炭黑与石墨烯或碳纳米管中的一种或两种的混合物；所述水性聚氨酯树脂与水性丙烯酸树脂混合液中的固含量为10％～50％，其中水性丙烯酸树脂与水性聚氨酯树脂固含量的质量比为1:3至1:15。

在一个实施技术方案中，优选地，步骤(S2)中的所述搅拌装置为温控搅拌装置，搅拌温度为50℃～100℃，转速为500rpm～2000rpm。该步骤采用温控搅拌装置使得碳基导电油墨在一定温度下进行搅拌，更利于分散均匀，而且能够将易发辉的溶剂加热到相应的温度使之挥发出来，从而获得相应粘度的碳基导电油墨。

为解决现有利用普通应变片粘贴平行梁式称重传感器灵敏系数低，阻抗小，工艺复杂的问题，在第三方面，本发明利用第一方面和第二方面所述碳基导电油墨，提供的技术方案是一种平行梁式称重传感器，其包括平行梁结构的弹性元件、附着在所述弹性元件上敏感区具有目标图案的敏感元件以及连接所述敏感元件的输出电路；其特征在于，所述敏感元件，包括与印制在所述弹性元件上敏感区的第一绝缘层、印制在所述第一绝缘层上的两根连接线、利用所述碳基导电油墨丝印在所述连接线之间的敏感层，以及覆盖在所述连接线和所述敏感层上的第二绝缘层。

在一个实施技术方案中，优选地，所述第一绝缘层为水性聚氨酯与水性丙烯酸酯混合液，或者UV胶；所述第二绝缘层为水性聚氨酯与水性丙烯酸酯混合液，或者UV胶。采用和所述碳基导电油墨相同的胶粘剂混合液，有利于简化工艺，节省成本；采用UV胶的固化工艺较为简单，所以采用UV胶有利于简化操作工艺。

在一个实施技术方案中，优选地，所述连接线为低电阻的金属系导电油墨。低电阻的金属系导电油墨作为连接线，便于使用丝网印刷工艺完成传感器的制作，另外低电阻的金属系导电油墨相较于本发明的碳基导电油墨所形成电阻阻抗小(几个数量级)，所以用低电阻制成的连接线的阻抗变化相对于本发明的碳基导电油墨的阻值可以忽略不计，便于提高传感器的精度。

在一个实施技术方案中，优选地，所述敏感元件数量为4组，所述输出电路为惠斯通电桥。

在第四方面，本发明还提供了在第三方面所采用的技术方案是一种利用上述所述碳基导电油墨制造平行梁式称重传感器的制作方法，包括以下步骤：(a)印制所述第一绝缘层，将第一绝缘层网版放置于所述弹性元件其中一个表面的上方，所述第一绝缘层网版与所述弹性元件的丝印位置距离2～5mm，所述第一绝缘层的油墨通过所述第一绝缘层网版丝印在所述弹性元件表面，并烘干所述第一绝缘层；(b)印制所述连接线，在步骤(a)所获得的所述弹性元件的所述第一绝缘层上印制所述连接线；(c)印制所述敏感层，将碳基导电油墨网版放置在步骤(b)所获得的所述第一绝缘层上方，所述碳基导电油墨网版与所述第一绝缘层的丝印位置距离2～5mm，所述碳基导电油墨通过所述碳基导电油墨网版丝印在所述连接线之间，并烘干所述碳基导电油墨；(d)印制所述第二绝缘层，将第二绝缘层网版放置在步骤(c)所获得的所述敏感层上方，所述第二绝缘层网版与所述敏感层的丝印位置距离2～5mm，第二绝缘层油墨通过所述第二绝缘层网版丝印在所述碳基导电油墨制备的敏感层上，并覆盖所述连接线，烘干所述第二绝缘层；(e)将所述连接线与所述输出电路电性相连。

在一个实施技术方案中，优选地，步骤(b)还包括粘贴在所述弹性元件上的连接端子，所述连接端子的一端通过导电浆料连接所述连接线，另一端通过焊接导线连接所述输出电路。连接端子提供了一个便于焊接操作的架桥连接，即另一端可以焊接导线直接连接到所述输出电路上，操作方便，工艺简单，便于重复焊接。

本发明的一种碳基导电油墨、其制备方法及平行梁称重传感器的有益效果是：

1.碳基导电油墨所采用的碳材料组分制作工艺简单，其所占碳基导电油墨质量百分比较小，容易形成较大的电阻阻抗，水性聚氨酯树脂固化后韧性好，水性丙烯酸树脂固化后附着力牢靠，二者采用一定比例混合，分散性好，而且可获得韧性好附着力高的胶粘剂，所以该碳基导电油墨可形成高阻抗的电阻，韧性好附着力强；

2.N，N-二甲基甲酰胺材料在高温时才能挥发，而丙酮或乙醇在较低温度就能挥发，所以在一定温度下搅拌，或者将碳基导电油墨加热一定的温度，容易使得丙酮或者乙醇挥发，而使得所获得的碳基导电油墨达到所需要的粘度，所以在制作该导电油墨时采用温控搅拌装置使得碳基导电油墨在一定温度下进行搅拌，更利于碳基导电油墨分散均匀性，同时能够将易挥发的溶剂加热到相应的温度使之挥发出来，从而获得相应粘度的碳基导电油墨，搅拌同时挥发出多余的溶剂，节省了工序，操作简便。

3.利用本发明所制备的碳基导电油墨制备平行梁式称重传感器，能够通过丝网印刷工艺或者涂布工艺将相应的目标图案印制到弹性元件的敏感区，形成敏感单元，相比目前普通的康铜应变片制作的平行梁式称重传感器，该导电油墨制备的平行梁式称重传感器具有灵敏系数高，阻抗大，制作工艺简便的优势，在相同输出的要求下，尤其可以提高小容量平行梁式称重传感器的安全系数，敏感层与弹性元件之间省去胶粘剂，感知弹性元件的应变更灵敏；

4.采用和所述碳基导电油墨相同的胶粘剂混合液，有利于简化工艺，节省成本；采用UV胶的固化工艺较为简单，所以采用UV胶有利于简化操作工艺；低电阻的金属系导电油墨作为连接线，便于使用丝网印刷工艺完成传感器的制作，另外低电阻的金属系导电油墨相较于本发明的碳基导电油墨所形成电阻阻抗小(几个数量级)，所以用低电阻制成的连接线的阻抗变化相对于本发明的碳基导电油墨的高阻抗可以忽略不计，便于提高传感器的精度；连接端子提供了一个便于焊接操作的架桥连接，即另一端可以焊接导线直接连接到所述输出电路上，操作方便，工艺简单，便于重复焊接。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1是本发明的一种平行梁式称重传感器的示意图；

图2是图1中的敏感元件的示意图；

图3是图1中的敏感元件和连接端子连接示意图；

图4是本发明的一种平行梁式称重传感器的多敏感栅示意图；

图5是图3中的敏感元件的示意图；

图6是碳基导电油墨的热重分析图。

其中:1.弹性元件；2.敏感元件；21.第一绝缘层；22.连接线；23.敏感层；24.第二绝缘层；25.连接端子。

具体实施方式

现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。

本发明提供了一种碳基导电油墨，按照质量百分比，包括如下原料：碳材料组分所占质量百分比为5％～30％，优选10％～20％，碳材料组分在这个优选范围具有更好的稳定性，制成的电阻阻抗高的优点，碳材料组分包括炭黑，或者炭黑与石墨烯混合物，或者炭黑与碳纳米管混合物，或者炭黑、石墨烯和碳纳米管三种混合物，优选炭黑占碳材料组分至少为50％，进一步优选，炭黑与石墨烯，或者炭黑与碳纳米管，或者炭黑与石墨烯和碳纳米管之和的质量比为3:1，较多的颗粒状炭黑有利于碳基导电油墨的稳定性，为了获得烘干后更高的灵敏系数，石墨烯优选卷曲的石墨烯，卷曲石墨烯形成的空间导电连接使得烘干后的碳基导电油墨更加灵敏。水性聚氨酯树脂与水性丙烯酸树脂混合液60％～90％，其中，水性丙烯酸树脂与水性聚氨酯树脂固含量为10％～50％，水性丙烯酸树脂与水性聚氨酯树脂固含量的质量比为1:3至1:15，水性丙烯酸树脂所占比重越少越容易将水性丙烯酸树脂和水性聚氨酯分散开，而且韧性越好，而水性丙烯酸有利于提高碳基导电油墨的附着力，优选配比为1:3至1:5；其余成分为溶剂，本发明中溶剂可以为N，N-二甲基甲酰胺、去离子水、乙醇、丙酮、丙二醇、丙三醇、二乙二醇丁醚中的至少一种，优选溶剂为N，N-二甲基甲酰胺与丙酮，或者N，N-二甲基甲酰胺与乙醇的混合物，这里利用N，N-二甲基甲酰胺在一定温度下较难挥发的优点，其沸点为153℃，加热到相应的温度它才能挥发，而丙酮或乙醇在较低温度就能挥发，所以50～100℃的温度下搅拌，容易使得丙酮或者乙醇先挥发掉一部分，这样可以根据需要控制导电油墨的粘度，使之更加有利于后期的应用。

一种碳基导电油墨的制备方法，按照上述碳基导电油墨的原料百分比称取相应质量的原料，包括以下步骤：S1.用天平称取一定量的水性丙烯酸树脂溶液和一定量的水性聚氨酯树脂溶液将它们放入烧杯中，其中，水性丙烯酸树脂与水性聚氨酯树脂固含量的质量比为1:3至1:15，先用玻璃棒手工搅拌，然后放在磁力搅拌器上进行搅拌，搅拌2小时，得到第一混合溶液；S2.称取相应的碳材料组分加入到第一混合溶液中，添加溶剂，并放置在磁力搅拌器搅拌均匀，即得到碳基导电油墨。

进一步地，步骤S2中的搅拌装置为温控磁力搅拌器，搅拌温度为50℃～100℃，转速为500rpm～2000rpm，该步骤采用温控搅拌装置使得碳基导电油墨在一定温度下进行搅拌，更利于分散均匀，而且能够将易挥发的溶剂加热到相应的温度使之挥发出来，从而获得相应粘度的碳基导电油墨。

所述的溶剂可以为N，N-二甲基甲酰胺、去离子水、乙醇、丙酮、丙二醇、丙三醇、二乙二醇丁醚中的至少一种，优选溶剂为N，N-二甲基甲酰胺与丙酮，或者N，N-二甲基甲酰胺与乙醇的混合物。

本发明中提供的碳基导电油墨可以根据目标图案，通过丝网印刷或者涂布工艺制作柔性可拉伸传感器，发热膜或其它器件，特别适用于柔性机器人的需求。下面为利用该碳基导电油墨制作平行梁式称重传感器的结构和制作方法。

为解决现有利用普通应变片粘贴平行梁式称重传感器灵敏系数低，阻抗小，工艺复杂的问题，本发明利用上述的碳基导电油墨制作一种平行梁式称重传感器，如图1和图2所示，其包括平行梁结构的弹性元件1、附着在弹性元件1上敏感区具有目标图案的敏感元件2以及连接敏感元件2的输出电路，输出电路与接受设备相连接；敏感元件2，包括与印制在弹性元件1上敏感区的第一绝缘层21、印制在第一绝缘层21上的两根连接线22、利用碳基导电油墨丝印在连接线22之间的敏感层23，以及覆盖在连接线22和敏感层23上的第二绝缘层24。其中第一绝缘层21包括环氧树脂、聚酰亚胺树脂，优选为水性聚氨酯与水性丙烯酸酯的混合液或者UV胶，同样，第二绝缘层24包括环氧树脂、聚酰亚胺树脂，优选为水性聚氨酯与水性丙烯酸酯的混合液或者UV胶，采用和碳基导电油墨相同的胶粘剂混合液，有利于简化工艺，节省成本；为了获得更简单的固化工艺，可采用UV胶作为第一绝缘层或者第二绝缘层；连接线22也称为电极，优选为低电阻的金属系导电油墨，进一步优选为导电银浆，导电银浆具有更低的方块电阻14mΩ/□/mil。低电阻的金属系导电油墨作为连接线22，便于使用丝网印刷工艺完成传感器的制作，另外低电阻的金属系导电油墨相较于本发明的碳基导电油墨所形成电阻阻抗小几个数量级，所以用低电阻制成的连接线22的阻抗变化相对于本发明的碳基导电油墨可以忽略不计，便于提高传感器的精度。敏感元件2数量优选为4组，粘贴在平行梁式的弹性元件1的四个敏感区，形成正负各四个应变片，输出电路组成惠斯通电桥，惠斯通电桥在电路上增加了传感器的灵敏度输出。

一种利用本发明碳基导电油墨通过丝网印刷工艺制造平行梁式称重传感器的制作方法，包括以下步骤：

a.印制第一绝缘层21，用无水乙醇清理弹性元件1表面，然后将带有目标图案的第一绝缘层网版放置于弹性元件1其中一个表面敏感区的上方，第一绝缘层网版与弹性元件1的丝印位置距离2～5mm，倒入第一绝缘层21的绝缘油墨于网纱上，用刮刀在网纱上刮绝缘油墨，这样绝缘油墨通过第一绝缘层网版丝印在弹性元件1的敏感区，放入烘箱中烘干第一绝缘层21。

b.印制连接线22，以同样的方式印制连接导线，将带有目标图案的连接线网版放置在步骤a所获得的弹性元件1的第一绝缘层21上，连接线网版与第一绝缘层21相距2～5mm，在连接线网版上导入连接线油墨，印制连接线22并烘干，这里连接线也可以采用预设一些金属导线的形式替代，即先将薄的金属导线(小于20um)，粘贴在相应的位置，留出中间印制敏感层23的空间结构；为了后续制作简便，重复焊接，该步骤优选提供了一个便于焊接操作的架桥连接方式，采用接线端子25，接线端子25包括基底和基底上的铜箔，连接端子25通过胶粘剂粘贴到紧靠连接线22，连接端子25的一端通过导电银浆连通连接线22，另一端通过锡焊焊接导线连接输出电路，如图5所示，采用连接端子25可以像现有工艺一样，直接通过铜线或者色线的形式焊接连接输出电路，便于后续的重复焊接、维修服务等。

c.印制敏感层23，将带有目标图案的碳基导电油墨网版放置在步骤b所获得的第一绝缘层21上方，为了便于对位可在连接线网版上设置靶标，按照设计在碳基导电油墨网版设置相应的靶标，可以对应靶标将碳基导电油墨网版的靶标相对应，为此碳基导电油墨网版与第一绝缘层21的丝印位置距离2～5mm，碳基导电油墨通过导电油墨网版丝印在连接线22之间，放入烘箱中并烘干碳基导电油墨。

d.印制第二绝缘层24，与印制第一绝缘层21一样，将第二绝缘层网版放置在步骤c所获得的敏感层23上方，第二绝缘层网版与敏感层23的丝印位置距离2～5mm，第二绝缘油墨通过第二绝缘层网版丝印在碳基导电油墨上，并覆盖连接线22，放入烘箱烘干第二绝缘层24，在选用连接端子25时，第二绝缘层24可以覆盖到接线端子25的一部分，有利于保护敏感元件2，并提高敏感元件2的防潮能力。

e.将连接线22与输出电路电性相连，导电银浆可通过导电银胶连接导线的形式连接到输出电路上，最后输出电路与外部设备形成连接显示。

如图4和图5所示，在上述实施例的基础上，增加敏感层23的数量，敏感层23的数量增加有利形成更大的电阻阻抗，能够更好地满足低功耗的要求。

平行梁式称重传感器为钢制或者铝制称重传感器，优选铝制称重传感器。铝制称重传感器的第一绝缘层21直接选用铝表面处理的氧化铝作为第一绝缘层21，连接线22和敏感层23直接丝印在氧化铝上，这样敏感层23更靠近敏感区，更容易且更快地感知应变，这样制作的称重传感器更加适合于动态称重。

下面将结合具体实施例对本发明作进一步说明，但不意图限制本发明。

粘度测试参照GB T 10247-2008粘度测量方法中的旋转粘度法；附着力测试参照GB/T9286-1998《色漆和清漆漆膜的划痕实验》百格法；电阻率、方块电阻测试采用数字式四探针测试仪。

实验所用原料型号规格及生产厂家如下表所示。

先用烧杯在天平上称取35g水性丙烯酸树脂，按照水性丙烯酸与水性聚氨酯树脂的固含量配比1:3，计算出PU-2848水性聚氨酯树脂的重量为150g，则将先前称有水性丙烯酸树脂的放在天平上清零，然后烧杯中添加150g水性聚氨酯树脂，先用玻璃棒手工搅拌5分钟，然后在烧杯加入转子，放在温控型磁力搅拌器上进行搅拌(磁力搅拌器参数设定：50℃，600rpm)，搅拌约2小时，得到水性丙烯酸树脂和水性聚氨酯树脂的第一混合液。

按照炭黑所占水性丙烯酸树脂和水性聚氨酯树脂的混合液固含量的33％，计算并称取炭黑重量为23.3g，将炭黑加入第一混合液中，和上步一样，先用玻璃棒手工搅拌5分钟，为了更便于搅拌，在烧杯中加入10g的N，N-二甲基甲酰胺和30g的无水乙醇，然后再将烧杯放在温控型磁力搅拌器上进行搅拌(磁力搅拌器参数设定：50℃，600rpm)，搅拌1小时，然后将磁力搅拌器的温度调到80℃，转速调到1500rpm，继续搅拌，为此易挥发的溶剂会随着温度的升高，转速的增大而挥发出来，根据对导电油墨的粘度要求，控制搅拌的时间，可以每隔一段时间将温控型磁力搅拌器停下来，通过旋转粘度计测试粘度，用于丝网印刷的导电油墨，粘度一般在8000mPa·S～30000mPa·S，本实施例制备的碳基导电油墨粘度约为18000mPa·S。

制作丝网印刷的网版，网纱为聚酯材料，目数为250目，厚度为10um，碳基导电油墨通过网版上的目标图案经过丝网印刷技术丝印到PI膜上，PI膜的厚度为0.25mm，碳基导电油墨的的热重分析图如图6所示，然后将PI膜放在烘箱中，烘干条件为160℃，120分钟，将碳基导电油墨烘干，在该烘干条件下，溶剂挥发较为充分，如图6所示。用四探针测试仪测试其体积电阻率为5～100KΩ·cm，用3M的思高600透明胶带进行百格法测试，无任何方格剥落，附着力为0级，对PI膜进行的拉伸测试，同时采集电阻变化，根据电阻变化率/应变为灵敏系数，得到灵敏系数的数值，其该碳基导电油墨的灵敏系数大于8，优于普通应变片的灵敏系数。

应当理解，以上所描述的具体实施例仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。由本发明的精神所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种碳基导电油墨，其特征在于，按照质量百分比，包括如下原料：

碳材料组分5％～30％；

水性聚氨酯树脂与水性丙烯酸树脂混合液60％～90％；

溶剂5-20％；

其中，所述碳材料组分包括炭黑，或者炭黑与石墨烯和碳纳米管中的一种或两种的混合物；所述水性聚氨酯树脂与水性丙烯酸树脂混合液中的固含量为10％～50％，其中水性丙烯酸树脂与水性聚氨酯树脂固含量的质量比为1:3至1:15。

2.根据权利要求1所述的一种碳基导电油墨，其特征在于：所述溶剂为N，N-二甲基甲酰胺与丙酮或者乙醇的混合物；N，N-二甲基甲酰胺与丙酮或者乙醇的质量比为1：3。

3.根据权利要求1所述的一种碳基导电油墨的制备方法，包括以下步骤：

(S1)将水性聚氨酯树脂溶液与水性丙烯酸树脂溶液混合，搅拌均匀，得到第一混合溶液；

(S2)将所述碳材料组分加入到所述第一混合溶液中，添加溶剂，并放置在搅拌装置上搅拌均匀，即得到碳基导电油墨。

4.根据权利要求3所述的一种碳基导电油墨的制备方法，其特征在于，步骤(S2)中的所述搅拌装置为温控搅拌装置，搅拌温度为50℃～100℃，转速为500rpm～2000rpm。

5.一种利用如权利要求1所述的碳基导电油墨制备的平行梁式称重传感器，包括平行梁结构的弹性元件(1)、附着在所述弹性元件(1)上敏感区具有目标图案的敏感元件(2)以及连接所述敏感元件(2)的输出电路，其特征在于：

所述敏感元件(2)，包括与印制在所述弹性元件(1)上敏感区的第一绝缘层(21)、印制在所述第一绝缘层(21)上的两根连接线(22)、利用所述碳基导电油墨丝网印刷在所述连接线(22)之间的敏感层(23)，以及覆盖在所述连接线(22)和所述敏感层(23)上的第二绝缘层(24)。

6.根据权利要求5所述的平行梁式称重传感器，其特征在于：所述第一绝缘层(21)为所述水性聚氨酯与水性丙烯酸酯混合液，或者UV胶；所述第二绝缘层(24)为所述水性聚氨酯与水性丙烯酸酯混合液，或者UV胶。

7.根据权利要求5所述的平行梁式称重传感器，其特征在于：所述连接线(22)为低电阻的金属系导电油墨。

8.根据权利要求5所述的平行梁式称重传感器，其特征在于：所述敏感元件(2)数量为4组，所述输出电路为惠斯通电桥。

9.如权利要求5所述的碳基导电油墨制备的平行梁式称重传感器的制作方法，包括以下步骤：

(a)印制所述第一绝缘层(21)，将第一绝缘层网版放置于所述弹性元件(1)其中一个表面的上方，所述第一绝缘层网版与所述弹性元件(1)的丝印位置距离2～5mm，所述第一绝缘(21)的油墨通过所述第一绝缘层网版丝印在所述弹性元件(1)表面，烘干所述第一绝缘层(21)；

(b)印制所述连接线(22)，在步骤(a)所获得的所述弹性元件(1)的所述第一绝缘层(21)上印制所述连接线(22)；

(c)印制所述敏感层(23)，将碳基导电油墨网版放置在步骤(b)所获得的所述第一绝缘层(21)上方，所述碳基导电油墨网版与所述第一绝缘层(21)的丝印位置距离2～5mm，所述碳基导电油墨通过所述碳基导电油墨网版丝印在所述连接线(22)之间，烘干所述碳基导电油墨；

(d)印制所述第二绝缘层(24)，将第二绝缘层网版放置在步骤(c)所获得的所述敏感层(23)上方，所述第二绝缘层网版与所述敏感层(23)的丝印位置距离2～5mm，第二绝缘油墨通过所述第二绝缘层网版丝印在所述碳基导电油墨上，并覆盖所述连接线(22)，烘干所述第二绝缘层(24)；

(e)将所述连接线(22)与所述输出电路电性相连。

10.如权利要求9所述的平行梁式称重传感器的制作方法，其特征在于：步骤(b)还包括粘贴在所述弹性元件(1)上的连接端子(25)，所述连接端子(25)的一端通过导电浆料连接所述连接线(22)，另一端通过焊接导线连接所述输出电路。