本發明提供了一種基于導電油墨的互動式圖形教具，屬于兒童早教用品
技術領域：
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背景技術：
：目前，微電子技術正向各個領域滲透，導電繪制技術作為一種高新技術應運而生。例如薄膜開關電路版可以將導電油墨繪制在pet薄膜上，然后將印好的薄膜與裝潢藝術面板等組合而成；具有結構簡單、外形美觀、耐環境性優良、使用壽命長等優點，被廣泛用于電子玩具、教具，測量裝置和醫療儀器等。油墨繪制電路板工藝簡單，效率高，而且還節約金屬銅，是降低微電子產品成本的一條有效途徑，其他還有用在接觸式傳感面板，繪制扁平精細電纜，低成本太陽能電池，液晶顯示器用電流以及紅外線探測敏感元件等，在微電子領域的應用是多種多樣的。上述產品的傳統制作方法是用導電炭漿或銀漿，僅有黑色或白色兩種單調通導，采用網版繪制的方式；由于網版繪制方式產量低、成本高，也不能大批量生產。隨著現代科技的發展，市場需要多彩的導電油墨，且水性導電油墨可以采用各種繪制的方式，能大大提高生產效率，將會受到人們的普遍重視，由于其高導電性與低導電率可被靈活應用，提高了設計的靈活性，適用于多種新型電子設備。從rfid標簽到“智能衣”，獨特的化學系統維持了外界應力下的低導電率，寬泛的固化條件以及高靈活性支援了許多低成本基座的應用。目前在兒童早教領域中，隨著人們生活品質的提高，人們越來越注重對孩子的教育，然而忙于工作的父母通常沒有更多的時間來為孩子講故事、教孩子唱歌玩耍。這時候一種交互式的會講故事的圖形無疑會引起孩子的興趣。倘若能夠將水性導電油墨與兒童早教用具相結合，則能夠解決以上技術難題。技術實現要素：本發明提供了一種基于導電油墨的互動式圖形教具，解決了現有技術中的問題，該教具結構簡單、新穎，能夠將圖形與音頻文件相互結合起來，調動兒童的學習、動手樂趣，并節省了家長的時間。實現本發明上述目的所采用的技術方案為：一種基于導電油墨的互動式圖形教具，至少包括繪制于墻壁上或底板上的圖形，所述互動式圖形教具包括圖形、控制器、揚聲器、存儲卡以及usb線，其中所述的圖形為采用導電油墨印制/繪制的連續的圖形，圖形的兩端通過延伸的導電油墨線條與控制器的兩個金屬電極相連接；所述的控制器上設置有存儲卡插槽，存儲卡安裝于存儲卡插槽中，存儲卡中存放有音頻文件；所述的揚聲器與控制器相連接，控制器能夠讀取存儲卡中的音頻文件并通過揚聲器進行播放；所述的控制器上設置有usb接口，usb線連接在usb接口上并給控制器提供電源；控制器上設置有開關，當開關開啟時，用人體觸摸圖形，圖形中的導電油墨產生電容變化，控制器感應到電容變化后，讀取存儲卡中的音頻文件并通過揚聲器進行播放。所述的圖形四周設置有裝飾性的彩色卡片、紙張，所述彩色卡片、紙張并通過膠帶固定。所述的圖形為采用透明鏤空塑料模板和油墨刷印制的圖形。所述的導電油墨為水性導電油墨，該水性導電油墨的原料由以下組分組成，各組分以及各組分所占的質量百分比為：去離子水30～38％、水性丙烯酸樹脂15～20％、丙二醇甲醚6～10％、碳納米管10～16％、導電碳黑5～9％、乙醇20～30％、十八烷基甲苯磺酸鈉1～3％、三乙醇胺2～5％、分散劑0.5～1.5％、蠟粉0.5～1％。所述的水性導電油墨采用以下方法制備：(1)、按上述百分比稱取各原料，先將去離子水、十八烷基甲苯磺酸鈉、碳納米管投入攪拌器中，攪拌30～60分鐘；(2)、然后再將水性丙烯酸樹脂、丙二醇甲醚、導電碳黑、乙醇、三乙醇胺、分散劑和蠟粉投入攪拌器中，攪拌30～60分鐘，然后將所得產物用砂磨機研磨5～10遍，即制得所述水性導電油墨。所述的導電油墨還可以為彩色電阻墨水，該彩色電阻墨水的原料由以下組分組成，各組分以及各組分所占的質量百分比為：丙二醇甲醚30～38％、聚乙烯醇縮丁醛15～20％、聚苯胺6～10％、氯化亞銅10～16％、金屬絡合染料5～9％、乙醇20～30％、表面活性劑1～3％、芥酸酰胺2～5％、抗靜電劑0.5～1.5％、蠟粉0.5～1％。所述的彩色電阻墨水采用以下方法制備：(1)、按上述百分比稱取各原料，先將丙二醇甲醚、聚乙烯醇縮丁醛投入攪拌器中混合，然后再加入聚苯胺，混合后制得導電連結料；(2)、然后再將氯化亞銅、金屬絡合染料、乙醇、表面活性劑、芥酸酰胺、抗靜電劑以及蠟粉投入攪拌器中混合，最后將所得產物用砂磨機研磨后，即制得所述彩色電阻墨水。本發明提供的基于導電油墨的互動式圖形教具有以下優點：1、該教具結構簡單，相比現有的能夠發聲的圖形教具，其制備成本低廉，并且能夠根據需要更換對應的音頻文件。2、該教具在使用時兒童能夠參與其中，當兒童用手觸碰到圖形時，圖形中的導電油墨產生電容變化，控制器感應到電容變化后，讀取存儲卡中的音頻文件并通過揚聲器進行播放，從而節省了家長的時間。圖形的四周可以采用彩色卡片、紙張進行裝飾，以調動兒童的動手樂趣。具體實施方式下面結合具體實施例對本發明做詳細具體的說明，但是本發明的保護范圍并不局限于以下實施例。實施例1本實施例中所提供的互動式圖形教具包括圖形、控制器、揚聲器、存儲卡以及usb線，其中所述的圖形為采用導電油墨印制/繪制的連續的圖形，在本實施例中，所述的圖形為采用透明鏤空塑料模板和油墨刷印制的圖形。具體的制備方法為：首先，用膠帶將模切好圖形的透明塑料模板固定到墻上。利用刷子在模板上鏤空處進行點刷，將新型導電油墨刷到墻上以獲得模板上的鏤空圖形，反復點刷得到一層厚厚的油墨層，等待其完全干燥。確保油墨干燥后卸下模板，在墻上留下由導電油墨印成的圖形。在本實施例中，所述的圖形為愚公移山的連續線條圖。所述的圖形四周設置有裝飾性的彩色卡片、紙張，所述彩色卡片、紙張并通過膠帶固定。例如可以設置高山和人物的衣著等卡片、紙張進行裝飾。圖形的兩端通過延伸的導電油墨線條與控制器的兩個金屬電極相連接；所述的控制器上設置有存儲卡插槽，存儲卡安裝于存儲卡插槽中，存儲卡中存放有愚公移山的故事音頻文件；所述的揚聲器與控制器相連接，控制器能夠讀取存儲卡中的音頻文件并通過揚聲器進行播放；所述的控制器上設置有usb接口，usb線連接在usb接口上并給控制器提供電源；控制器上設置有開關，當開關開啟時，用人體觸摸圖形，圖形中的導電油墨產生電容變化，控制器感應到電容變化后，讀取存儲卡中的音頻文件并通過揚聲器進行播放。本實施例中所述的導電油墨為水性導電油墨，水性導電油墨采用以下方法制得：(1)、按去離子水31％、水性丙烯酸樹脂16％、丙二醇甲醚8％、碳納米管12％、導電碳黑7％、乙醇20％、十八烷基甲苯磺酸鈉2％、三乙醇胺3％、分散劑0.5％、蠟粉0.5％的質量百分比稱取各原料，先將去離子水、十八烷基甲苯磺酸鈉、碳納米管投入攪拌器中，攪拌45分鐘；(2)、然后再將水性丙烯酸樹脂、丙二醇甲醚、導電碳黑、乙醇、三乙醇胺、分散劑和蠟粉投入攪拌器中，攪拌50分鐘，然后將所得產物用砂磨機研8遍，即制得所述水性導電油墨。本實施例所制得的水性導電油墨各項性能檢測結果如下：項目技術指標檢測標準粘度(涂-4杯)＞50秒gb/t1723-1993細度8～15μmgb/t1724-1989硬度≥2hgb/t6739-1996附著牢度≥95％gb/t13217.7-1991干燥時間≤5min體積導電(ω.cm)≤1×10-2(墨膜厚6μm)實施例2本實施例中所提供的互動式圖形教具包括圖形、控制器、揚聲器、存儲卡以及usb線，其中所述的圖形為采用導電油墨印制/繪制的連續的圖形，在本實施例中，所述的圖形為采用透明鏤空塑料模板和油墨刷印制的圖形。具體的制備方法為：首先，用膠帶將模切好圖形的透明塑料模板固定到墻上。利用刷子在模板上鏤空處進行點刷，將新型導電油墨刷到墻上以獲得模板上的鏤空圖形，反復點刷得到一層厚厚的油墨層，等待其完全干燥。確保油墨干燥后卸下模板，在墻上留下由導電油墨印成的圖形。在本實施例中，所述的圖形為“雷鋒”的連續線條圖。所述的“雷鋒”圖形四周設置有裝飾性的彩色卡片、紙張，所述彩色卡片、紙張并通過膠帶固定。例如可以采用紅星帽和沖鋒槍等外形的卡片、紙張進行裝飾。圖形的兩端通過延伸的導電油墨線條與控制器的兩個金屬電極相連接；所述的控制器上設置有存儲卡插槽，存儲卡安裝于存儲卡插槽中，存儲卡中存放有《學習雷鋒好榜樣》的音樂文件；所述的揚聲器與控制器相連接，控制器能夠讀取存儲卡中的音頻文件并通過揚聲器進行播放；所述的控制器上設置有usb接口，usb線連接在usb接口上并給控制器提供電源；控制器上設置有開關，當開關開啟時，用人體觸摸圖形，圖形中的導電油墨產生電容變化，控制器感應到電容變化后，讀取存儲卡中的音頻文件并通過揚聲器進行播放歌曲。本實施例中所述的導電油墨為彩色電阻墨水，所述彩色電阻墨水采用以下方法制得：(1)、按配方量取32％的丙二醇甲醚、15％的聚乙烯醇縮丁醛、8％的聚苯胺、12％的氯化亞銅、6％的紅色染料、22％的乙醇、1％的表面活性劑、3％的芥酸酰胺、0.5％的抗靜電劑和0.5％的蠟粉，先將丙二醇甲醚、聚乙烯醇縮丁醛投入攪拌器中混合，然后再加入聚苯胺，混合后制得導電連結料；(2)、然后再將氯化亞銅、紅色染料、乙醇、表面活性劑、芥酸酰胺、抗靜電劑以及蠟粉投入攪拌器中混合，最后將所得產物用砂磨機研磨后，即制得所述彩色電阻墨水。本實施例所制得的彩色電阻墨水各項性能檢測結果如下：當前第1頁12