CN108284218A - 一种金属基导热绝缘粉末、制备方法及应用 - Google Patents
一种金属基导热绝缘粉末、制备方法及应用 Download PDFInfo
- Publication number
- CN108284218A CN108284218A CN201710013475.8A CN201710013475A CN108284218A CN 108284218 A CN108284218 A CN 108284218A CN 201710013475 A CN201710013475 A CN 201710013475A CN 108284218 A CN108284218 A CN 108284218A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- metal
- powder
- thermally conductive
- heat
- conducting
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000000843 powder Substances 0.000 title claims abstract description 79
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 68
- 239000002184 metal Substances 0.000 title claims abstract description 68
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 10
- 239000000758 substrate Substances 0.000 title abstract 4
- VYFYYTLLBUKUHU-UHFFFAOYSA-N dopamine Chemical compound NCCC1=CC=C(O)C(O)=C1 VYFYYTLLBUKUHU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 22
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 claims abstract description 19
- XUMBMVFBXHLACL-UHFFFAOYSA-N Melanin Chemical group O=C1C(=O)C(C2=CNC3=C(C(C(=O)C4=C32)=O)C)=C2C4=CNC2=C1C XUMBMVFBXHLACL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 16
- CTENFNNZBMHDDG-UHFFFAOYSA-N Dopamine hydrochloride Chemical compound Cl.NCCC1=CC=C(O)C(O)=C1 CTENFNNZBMHDDG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 12
- 229960001149 dopamine hydrochloride Drugs 0.000 claims abstract description 12
- 229960003638 dopamine Drugs 0.000 claims abstract description 11
- OUYCCCASQSFEME-QMMMGPOBSA-N L-tyrosine Chemical compound OC(=O)[C@@H](N)CC1=CC=C(O)C=C1 OUYCCCASQSFEME-QMMMGPOBSA-N 0.000 claims abstract description 10
- OUYCCCASQSFEME-UHFFFAOYSA-N tyrosine Natural products OC(=O)C(N)CC1=CC=C(O)C=C1 OUYCCCASQSFEME-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 10
- 229960004441 tyrosine Drugs 0.000 claims abstract description 10
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims description 16
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 12
- WTDRDQBEARUVNC-LURJTMIESA-N L-DOPA Chemical compound OC(=O)[C@@H](N)CC1=CC=C(O)C(O)=C1 WTDRDQBEARUVNC-LURJTMIESA-N 0.000 claims description 9
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 claims description 6
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 5
- 230000000379 polymerizing effect Effects 0.000 claims description 2
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 abstract description 7
- 238000009413 insulation Methods 0.000 abstract description 6
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 2
- WTDRDQBEARUVNC-UHFFFAOYSA-N L-Dopa Natural products OC(=O)C(N)CC1=CC=C(O)C(O)=C1 WTDRDQBEARUVNC-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 2
- MHUWZNTUIIFHAS-CLFAGFIQSA-N dioleoyl phosphatidic acid Chemical compound CCCCCCCC\C=C/CCCCCCCC(=O)OCC(COP(O)(O)=O)OC(=O)CCCCCCC\C=C/CCCCCCCC MHUWZNTUIIFHAS-CLFAGFIQSA-N 0.000 abstract 2
- 229960004502 levodopa Drugs 0.000 abstract 2
- 239000012774 insulation material Substances 0.000 abstract 1
- LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N Ethylene glycol Chemical compound OCCO LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 9
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 8
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 8
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 7
- LENZDBCJOHFCAS-UHFFFAOYSA-N tris Chemical compound OCC(N)(CO)CO LENZDBCJOHFCAS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 5
- HEDRZPFGACZZDS-UHFFFAOYSA-N Chloroform Chemical compound ClC(Cl)Cl HEDRZPFGACZZDS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000012212 insulator Substances 0.000 description 4
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 4
- 239000012265 solid product Substances 0.000 description 4
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 4
- 239000002042 Silver nanowire Substances 0.000 description 3
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 229920001940 conductive polymer Polymers 0.000 description 3
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000011161 development Methods 0.000 description 3
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 3
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 3
- 239000002135 nanosheet Substances 0.000 description 3
- 239000002070 nanowire Substances 0.000 description 3
- 229920000747 poly(lactic acid) Polymers 0.000 description 3
- 239000004626 polylactic acid Substances 0.000 description 3
- 239000002861 polymer material Substances 0.000 description 3
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 3
- 101710134784 Agnoprotein Proteins 0.000 description 2
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 2
- 239000011231 conductive filler Substances 0.000 description 2
- 238000010292 electrical insulation Methods 0.000 description 2
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 2
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 2
- 229920001690 polydopamine Polymers 0.000 description 2
- SQGYOTSLMSWVJD-UHFFFAOYSA-N silver(1+) nitrate Chemical compound [Ag+].[O-]N(=O)=O SQGYOTSLMSWVJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- NWZSZGALRFJKBT-KNIFDHDWSA-N (2s)-2,6-diaminohexanoic acid;(2s)-2-hydroxybutanedioic acid Chemical compound OC(=O)[C@@H](O)CC(O)=O.NCCCC[C@H](N)C(O)=O NWZSZGALRFJKBT-KNIFDHDWSA-N 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001069 Ti alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007983 Tris buffer Substances 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 229910052790 beryllium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012620 biological material Substances 0.000 description 1
- 239000002041 carbon nanotube Substances 0.000 description 1
- 229910021393 carbon nanotube Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010382 chemical cross-linking Methods 0.000 description 1
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 230000002301 combined effect Effects 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 150000004985 diamines Chemical class 0.000 description 1
- 238000004100 electronic packaging Methods 0.000 description 1
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 1
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 description 1
- IKDUDTNKRLTJSI-UHFFFAOYSA-N hydrazine monohydrate Substances O.NN IKDUDTNKRLTJSI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009776 industrial production Methods 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001961 silver nitrate Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F1/00—Metallic powder; Treatment of metallic powder, e.g. to facilitate working or to improve properties
- B22F1/10—Metallic powder containing lubricating or binding agents; Metallic powder containing organic material
- B22F1/102—Metallic powder coated with organic material
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F1/00—Metallic powder; Treatment of metallic powder, e.g. to facilitate working or to improve properties
- B22F1/05—Metallic powder characterised by the size or surface area of the particles
- B22F1/054—Nanosized particles
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F1/00—Metallic powder; Treatment of metallic powder, e.g. to facilitate working or to improve properties
- B22F1/05—Metallic powder characterised by the size or surface area of the particles
- B22F1/054—Nanosized particles
- B22F1/0547—Nanofibres or nanotubes
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F1/00—Metallic powder; Treatment of metallic powder, e.g. to facilitate working or to improve properties
- B22F1/05—Metallic powder characterised by the size or surface area of the particles
- B22F1/054—Nanosized particles
- B22F1/0551—Flake form nanoparticles
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F1/00—Metallic powder; Treatment of metallic powder, e.g. to facilitate working or to improve properties
- B22F1/07—Metallic powder characterised by particles having a nanoscale microstructure
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F9/00—Making metallic powder or suspensions thereof
- B22F9/16—Making metallic powder or suspensions thereof using chemical processes
- B22F9/18—Making metallic powder or suspensions thereof using chemical processes with reduction of metal compounds
- B22F9/24—Making metallic powder or suspensions thereof using chemical processes with reduction of metal compounds starting from liquid metal compounds, e.g. solutions
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
- B82Y30/00—Nanotechnology for materials or surface science, e.g. nanocomposites
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
- B82Y40/00—Manufacture or treatment of nanostructures
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
- C08K3/02—Elements
- C08K3/08—Metals
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K9/00—Use of pretreated ingredients
- C08K9/10—Encapsulated ingredients
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K5/00—Heat-transfer, heat-exchange or heat-storage materials, e.g. refrigerants; Materials for the production of heat or cold by chemical reactions other than by combustion
- C09K5/08—Materials not undergoing a change of physical state when used
- C09K5/14—Solid materials, e.g. powdery or granular
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
- C08K3/02—Elements
- C08K3/08—Metals
- C08K2003/085—Copper
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Nanotechnology (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Composite Materials (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
Abstract
本发明公开了一种金属基导热绝缘粉末、制备方法及应用。导热绝缘粉末包括：金属导热粉末和其表面包覆的具有黑色素结构导热绝缘层；所述金属导热粉末为金属单质；所述具有黑色素结构导热绝缘层是金属导热粉末被多巴、多巴胺、盐酸多巴胺、酪氨酸中至少一种物质表面改性所得。制备方法包括：a.制备金属导热粉末分散液；b.将多巴、多巴胺、盐酸多巴胺、酪氨酸中的至少一种物质加入至金属导热粉末分散液中，聚合制得所述金属基导热绝缘粉末。本发明的金属基导热绝缘粉末可应用于高导热绝缘材料技术领域，可以很好地解决高功率器件工作是所遇到的热导率和绝缘性能匹配问题。
Description
技术领域
本发明涉及导热材料领域，进一步地说，是涉及一种金属基导热绝缘粉末、制备方法及应用。
背景技术
当今世界，随着科技的发展和产业的升级，电气及电子设备的集成化程度愈来愈高，为了不影响器件的使用性能，寿命和稳定性，对设备的散热提出更严格的需求，从而对导热材料提出了更高的要求。在电子电气领域，随着芯片的功率不断增大和结构越来越微型化，芯片在运行过程中产生大量的热量，高温会影响电子元件的各种性能。在大中型高压发电机和电动机结构中，及时移除电机在工作中产生的热能，可以降低电机机械性能的损耗。在航空航天领域中要求飞行器具有膨胀系数低、导热系数高及高比刚强度的特点，而传统导热材料如钛合金则热膨胀系数大和密度大，因此，已经不能满足现代发展的要求，开发性能优异的导热绝缘复合材料是当今世界的努力方向之一。
近年来，导热材料的应用范围越来越广，用聚合物基导热材料代替传统导热材料已成为当今热门课题之一，这是因为相对于传统导热材料(金属、陶瓷)而言，聚合物基导热材料具有质量轻、易于加工设计、良好的绝缘性和抗腐蚀性等优点。但是，纯聚合物导热系数较低，一般在0.1-0.5W·m-1·K-1范围内，不能达到导热材料的要求。目前，提高高分子材料的导热性主要有两种途径：一是制备具有良好导热性的结构型导热高分子材料，通过声子导热机理实现导热目的。然而，这种方法对设备、工艺条件的要求都很高，较难实现工业化生产。二是通过向基体中添加具有高导热性的填料的方法制备填充型高分子复合材料。这种方法工艺简单，相对于前者来说更加容易控制和实现，成本也较低，所以被人们广泛采纳，是目前提高高分子材料导热性的主要研究手段。
导热高分子复合材料的导热性能最终是由高分子基体和高导热填充物综合作用决定的。金属以及其氧化物导热填料由于其较高的导热性能，广泛应用在填充型导热高分子复合材料中，但由于其良好的导电性能，同时也使复合材料具有了良好的导电能力，大大限制了其在电机领域、电子封装领域、LED封装领域、航空航天军事领域等方面的应用。
发明内容
为解决现有技术中出现的问题，本发明提供了一种金属基导热绝缘粉末、制备方法及应用。可应用于高导热绝缘材料技术领域，可以很好地解决高功率器件工作是所遇到的热导率和绝缘性能匹配问题。
本发明的目的之一是提供一种金属基导热绝缘粉末。
包括：
金属导热粉末和其表面包覆的具有黑色素结构导热绝缘层；
所述导热粉末为金属单质；
所述具有黑色素结构导热绝缘层是金属导热粉末由多巴、多巴胺、盐酸多巴胺、酪氨酸中至少一种物质经过表面改性所得。聚多巴胺以化学交联和物理吸附的方式粘附在所述金属导热粉末的表面。
其中，优选：
所述金属导热粉末的形状包括粒状、片状、球形或线状。
线状金属导热粉末的直径为20～400nm，长度为10～100μm，长径比在100～1000之间；
球形或粒状金属导热粉末粒径在10nm～50μm；
片状金属导热粉末长度在200nm～100μm，厚度为纳米级。
本发明技术方案如下：
所述的金属基导热绝缘粉末，包括金属导热粉末和其表面包覆的具有黑色素结构导热绝缘层。
所述的金属导热粉末为金属单质，如Au、Ag、Cu、Mg、Al、Fe、Ni、Be、Ca、Pt、Zn等。
金属导热粉末的形状包括粒状、片状、球形、线状等形状。其中线状导热粉末包括Cu纳米线、Ag纳米线、碳纳米管等；片状导热粉末包括Cu纳米片、Ag纳米片、Au纳米片等。
所述线型金属导热粉末的直径为20～500nm，长度为10～120μm，长径比在100～1000之间；所述片状金属导热粉末的长度在200nm～100μm，厚度为纳米级；球形或粒状金属粉末粒径在10nm～50μm。
本发明的目的之二是提供一种金属基导热绝缘粉末的制备方法。
包括：
a.制备金属导热粉末分散液；
b.将多巴、多巴胺、盐酸多巴胺、酪氨酸中的至少一种物质加入至金属导热粉末分散液中，聚合制得所述金属基导热绝缘粉末。
优选：
步骤a中，金属导热粉末分散液的浓度为1～50mg/mL；
步骤b中，金属导热粉末与多巴、多巴胺、盐酸多巴胺、酪氨酸中的至少一种物质的用量比为1：(0.05～2)。
具体包括以下步骤：
a将金属导热粉末加入去离子水中超声分散至均匀得到金属导热粉末分散液；
b在上述溶液中加入多巴、多巴胺、盐酸多巴胺、酪氨酸中至少一种物质，用三(羟甲基)氨基甲烷(Tris)调节溶液pH值在8～10，在45℃～70℃下反应5～24h，反应结束后经离心，洗涤后干燥，制得所述金属基导热绝缘粉末。
本发明的目的之三是提供一种金属基导热绝缘粉末在导热复合材料中的应用。
所述金属基导热绝缘粉末应用于高导热绝缘材料技术领域。
本发明的金属基导热绝缘粉末中具有黑色素结构的物质是聚多巴胺，其充当了导热绝缘层的作用。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
(1)本发明制备的金属基导热绝缘粉末具有高导热性和绝缘性。
(2)本发明提供的高导热绝缘金属基粉末复合材料的制备方法所制得的复合材料，可以很好地解决高功率器件工作是所遇到的热导率和绝缘性能匹配问题。
(3)该方法简单可行、易于操作。
具体实施方式
下面结合实施例，进一步说明本发明。
实施例1：
a、称取0.1g Cu粉(南宫市平原合金材料有限公司，粒径为300nm～25μm，牌号平原，铜含量≥99％，球形)加入100mL去离子水中，超声搅拌至均匀分散，得分散均匀的分散液；
b、称取0.005g盐酸多巴胺(阿拉丁)加入至上述分散液中，用三(羟甲基)氨基甲烷(国药集团化学试剂有限公司，AR)调节pH值至8，混合体系升温至45℃，再反应5h。固液分离，将得到的固体产物洗涤、干燥，得到导热绝缘体粉末。
导热系数按ASTM E146-2007标准测试，体积电阻率按GB/T 1410-2006标准测试得到后换算。所得材料的导热系数为343W·m-1K-1，体积电阻率为2.3×1010Ω·cm。
实施例2：
a、铜纳米线的制备：2.65g Cu(NO3)2(国药集团化学试剂有限公司，AR)溶解在800mL 15mol/L NaOH(国药集团化学试剂有限公司，AR)溶液中，随后加入12mL乙二胺(国药集团化学试剂有限公司，AR)作为封端剂，1mL 35wt％的水合肼(国药集团化学试剂有限公司，AR)做为还原剂，此混合过程在冰浴中进行。随后将混合溶液在75℃下无搅拌反应1h。反应结束后离心水洗即得铜纳米线。所得铜纳米线的长度为10～60μm，直径为50～400nm。
b、称取1g Cu纳米线加入100mL去离子水中，超声搅拌至均匀分散，得分散均匀的分散液；
c、称取1g多巴(阿拉丁)加入至上述分散液中，用三(羟甲基)氨基甲烷(国药集团化学试剂有限公司，AR)调节pH值至8.5，混合体系升温至70℃，再反应24h。固液分离，将得到的固体产物洗涤、干燥，得到导热绝缘体粉末。
导热系数按ASTM E146-2007标准测试，体积电阻率按GB/T 1410-2006标准测试得到后换算。所得复合粉末的导热系数为347W·m-1K-1，体积电阻率为5.7×1012Ω·cm。
实施例3：
a、银纳米线的制备：
(1)先加入4mL乙二醇(国药集团化学试剂有限公司，AR)，加热10min，然后用注射器加入2mL硝酸银(AgNO3)(国药集团化学试剂有限公司，AR)的乙二醇溶液(2×10-4M)，反应15min。
(2)用注射器向三颈瓶中快速加入10mL AgNO3的乙二醇溶液(0.1M)，然后缓慢加入(控制在10min左右)20mLPVP(国药集团化学试剂有限公司，GR)的乙二醇溶液(0.3M，由PVP的重复单元摩尔量计得)，然后继续反应2h。反应结束后离心醇洗，即得银纳米线。所得银纳米线的长度在20～40μm，直径在60～200nm。
b、称取0.1g Ag纳米线加入100mL去离子水中，超声搅拌至均匀分散，得分散均匀的分散液；
c、称取0.2g多巴胺(阿拉丁)加入至上述分散液中，用三(羟甲基)氨基甲烷(国药集团化学试剂有限公司，AR)调节pH值至9，混合体系升温至60℃，再反应12h。固液分离，将得到的固体产物洗涤、干燥，得到导热绝缘体粉末。
导热系数按ASTM E146-2007标准测试，体积电阻率按GB/T 1410-2006标准测试得到后换算。所得复合粉末的导热系数为396W·m-1K-1，体积电阻率为1.6×1011Ω·cm。
实施例4：
a、称取5g Zn粉(长沙新威凌锌业发展有限公司，粒径分别为15、25、37μm，牌号新威凌，锌含量≥96％，球形)加入100mL去离子水中，超声搅拌至均匀分散，得分散均匀的分散液；
b、称取10g盐酸多巴胺(阿拉丁)加入至上述分散液中，用三(羟甲基)氨基甲烷(国药集团化学试剂有限公司，AR)调节pH值至10，混合体系升温至50℃，再反应10h。固液分离，将得到的固体产物洗涤、干燥，得到导热绝缘体粉末。
导热系数按ASTM E146-2007标准测试，体积电阻率按GB/T 1410-2006标准测试得到后换算。所得复合粉末的导热系数为164W·m-1K-1，体积电阻率为2.5×1011Ω·cm。
实施例5：
称取1g的聚乳酸(海正生物材料，牌号REVODE101)溶于氯仿(国药集团化学试剂有限公司，AR)中，称取实施例1得到的干燥后的高导热绝缘加入上述溶于中，搅拌均匀，浇注到容器中，烘干的复合板材。
所得复合材料的导热系数为2.8W·m-1K-1，体积电阻率为6.7×1014Ω·cm。
对比例：
称取1g的聚乳酸溶于氯仿中，搅拌均匀，浇注到容器中，烘干的复合板材。
所得聚乳酸的导热系数为0.22W·m-1·K-1，体积电阻率为1.9×1015Ω·cm。
由实施例1～4可以发现，制得的金属基粉末具有较高的导热性和电绝缘性。
观察实施例5与对比例发现添加导热绝缘粉末的聚合物的导热系数均高于未添加导热绝缘粉末的纯样，同时复合材料保持良好的电绝缘性。
前述的实施例仅是说明性的，用于解释本发明的特征的一些特征。所附的权利要求旨在要求可以设想的尽可能广的范围，且本文所呈现的实施例仅是根据所有可能的实施例的组合的选择的实施方式的说明，并非对本发明做的任何形式上的限制，故凡未脱落本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例做的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
Claims (7)
1.一种金属基导热绝缘粉末，其特征在于所述导热绝缘粉末包括：
金属导热粉末和其表面包覆的具有黑色素结构导热绝缘层；
所述金属导热粉末为金属单质；
所述具有黑色素结构导热绝缘层是金属导热粉末被多巴、多巴胺、盐酸多巴胺、酪氨酸中至少一种物质表面改性所得。
2.如权利要求1所述的金属基导热绝缘粉末，其特征在于：
所述金属导热粉末的形状包括粒状、片状、球形或线状。
3.如权利要求2所述的金属基导热绝缘粉末，其特征在于：
线状金属导热粉末的直径为20～400nm，长度为10～100μm，长径比在100～1000之间；
球形或粒状金属导热粉末粒径在10nm～50μm；
片状金属导热粉末长度在200nm～100μm，厚度为纳米级。
4.一种如权利要求1～3之一所述的金属基导热绝缘粉末的制备方法，其特征在于所述方法包括：
a.制备金属导热粉末分散液；
b.将多巴、多巴胺、盐酸多巴胺、酪氨酸中的至少一种物质加入至金属导热粉末分散液中，聚合制得所述金属基导热绝缘粉末。
5.如权利要求4所述的金属基导热绝缘粉末的制备方法，其特征在于：
步骤a中，金属导热粉末分散液的浓度为1～50mg/mL；
步骤b中，金属导热粉末与多巴、多巴胺、盐酸多巴胺、酪氨酸中的至少一种物质的用量比为1：(0.05～2)。
6.如权利要求5所述的金属基导热绝缘粉末的制备方法，其特征在于所述方法包括：
a将金属导热粉末加入去离子水中超声分散至均匀得到金属导热粉末分散液；
b在上述溶液中加入多巴、多巴胺、盐酸多巴胺、酪氨酸中至少一种物质，调节溶液pH值为8～10，在45℃～70℃下反应5～24h，反应结束后经离心，洗涤后干燥，制得所述金属基导热绝缘粉末。
7.一种如权利要求1～3之一所述的金属基导热绝缘粉末在导热复合材料中的应用。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201710013475.8A CN108284218A (zh) | 2017-01-09 | 2017-01-09 | 一种金属基导热绝缘粉末、制备方法及应用 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201710013475.8A CN108284218A (zh) | 2017-01-09 | 2017-01-09 | 一种金属基导热绝缘粉末、制备方法及应用 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN108284218A true CN108284218A (zh) | 2018-07-17 |
Family
ID=62819327
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201710013475.8A Pending CN108284218A (zh) | 2017-01-09 | 2017-01-09 | 一种金属基导热绝缘粉末、制备方法及应用 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN108284218A (zh) |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102914580A (zh) * | 2012-10-27 | 2013-02-06 | 信阳师范学院 | 一种银-聚多巴胺-石墨烯修饰的电化学传感器及其制备方法 |
| CN103665770A (zh) * | 2013-12-11 | 2014-03-26 | 复旦大学 | 金属聚合物复合材料的制备方法 |
| CN104892937A (zh) * | 2015-06-25 | 2015-09-09 | 中国科学技术大学 | 聚多巴胺氮掺杂碳纳米管与功能化聚多巴胺氮掺杂碳纳米管的制备方法 |
| CN105680021A (zh) * | 2016-03-26 | 2016-06-15 | 上海大学 | 聚多巴胺包覆的纳微粉体及其制备方法 |
| US20160272865A1 (en) * | 2014-03-26 | 2016-09-22 | NANO CAST TECH Co., Ltd. | Method of preparing graphene-graphene fused material and method of preparing graphene-substrate composite using the same |
| CN106221226A (zh) * | 2016-08-18 | 2016-12-14 | 安徽省和翰光电科技有限公司 | 一种led用高电绝缘性导热硅橡胶热界面材料以及制备方法 |
-
2017
- 2017-01-09 CN CN201710013475.8A patent/CN108284218A/zh active Pending
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102914580A (zh) * | 2012-10-27 | 2013-02-06 | 信阳师范学院 | 一种银-聚多巴胺-石墨烯修饰的电化学传感器及其制备方法 |
| CN103665770A (zh) * | 2013-12-11 | 2014-03-26 | 复旦大学 | 金属聚合物复合材料的制备方法 |
| US20160272865A1 (en) * | 2014-03-26 | 2016-09-22 | NANO CAST TECH Co., Ltd. | Method of preparing graphene-graphene fused material and method of preparing graphene-substrate composite using the same |
| CN104892937A (zh) * | 2015-06-25 | 2015-09-09 | 中国科学技术大学 | 聚多巴胺氮掺杂碳纳米管与功能化聚多巴胺氮掺杂碳纳米管的制备方法 |
| CN105680021A (zh) * | 2016-03-26 | 2016-06-15 | 上海大学 | 聚多巴胺包覆的纳微粉体及其制备方法 |
| CN106221226A (zh) * | 2016-08-18 | 2016-12-14 | 安徽省和翰光电科技有限公司 | 一种led用高电绝缘性导热硅橡胶热界面材料以及制备方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Nilagiri Balasubramanian et al. | Role, effect, and influences of micro and nano‐fillers on various properties of polymer matrix composites for microelectronics: a review | |
| Shen et al. | Highly thermally conductive composite films based on nanofibrillated cellulose in situ coated with a small amount of silver nanoparticles | |
| CN103849008B (zh) | 杂化颗粒、聚合物基复合材料及其制备方法与应用 | |
| Chen et al. | Cellulose nanofiber supported 3D interconnected BN nanosheets for epoxy nanocomposites with ultrahigh thermal management capability | |
| Meng et al. | Recent progress on fabrication and performance of polymer composites with highly thermal conductivity | |
| CN104861910B (zh) | 一种石墨烯包覆无机填料环氧树脂复合胶及其制备方法 | |
| CN103525005B (zh) | 低填料含量高导热三元纳微结构环氧复合材料的制备方法 | |
| Jayathilaka et al. | A review of properties influencing the conductivity of CNT/Cu composites and their applications in wearable/flexible electronics | |
| CN103183889B (zh) | 一种高导热绝缘聚合物复合材料及制备方法 | |
| Wang et al. | Highly thermally conductive polymer nanocomposites based on boron nitride nanosheets decorated with silver nanoparticles | |
| CN108285612A (zh) | 一种高导热绝缘热固性聚合物及制备方法 | |
| CN106674603A (zh) | 导热六方氮化硼杂化材料及其制备方法与应用 | |
| CN109205594B (zh) | 一种石墨烯导电微球的制备方法及其应用 | |
| CN104830031B (zh) | 一种兼具导热和抗静电特性的环氧树脂复合材料及其制备方法 | |
| CN101677033A (zh) | 一种聚合物基复合电介质材料及平板型电容器 | |
| CN106977771B (zh) | 氮化硼-银/纤维素复合材料及其制备方法 | |
| TW201013704A (en) | Conductive inks and pastes | |
| Yuan et al. | Development and challenges of thermal interface materials: a review | |
| CN101914264B (zh) | 一种电绝缘导热环氧树脂复合材料及其制备方法 | |
| CN107722612B (zh) | 石墨烯复合尼龙粉末材料及其制备方法和在3d打印中的应用 | |
| CN103756256A (zh) | 一种环氧树脂/银纳米线复合材料及制备方法和应用 | |
| Daniel Lu et al. | Recent advances in nano-conductive adhesives | |
| Zulkarnain et al. | Effects of silver microparticles and nanoparticles on thermal and electrical characteristics of electrically conductive adhesives | |
| CN106987123A (zh) | 石墨烯/氮化硼负载纳米银导热特种高分子材料及制备方法 | |
| CN103319820A (zh) | 一种石墨烯与聚合物导电复合材料的制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20180717 |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |