CN114539946A - 一种高导热液金施胶方法 - Google Patents

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时军伟
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李运海
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Abstract

本发明公开一种高导热液金施胶方法，属于高导热液金技术领域该高导热液金施胶方法包括，S1、在分散介质中加入制备原料，同时将其搅拌均匀直至制备原料完全溶解，得到透明的水凝胶前驱液；S2、向S1中得到的水凝胶前驱液中加入液态金属，然后搅拌让液态金属与水凝胶前驱液充分混合，本高导热液金施胶方法通过液态金属与水凝胶前驱液的充分混合改善了水凝胶导电率和导热性比较差的因素，同时在搅拌让液态金属与水凝胶前驱液充分混合时，提高充分混合的温度、加入5‑8克的硼、对搅拌让液态金属与水凝胶前驱液的混合液中施加电位都可以极大的降低导电材料表面较高的表面张力，使其兼容性好，有利于提高水凝胶的导热性和导电率。

Description

一种高导热液金施胶方法
技术领域
本发明涉及高导热液金技术领域，特别涉及一种高导热液金施胶方法。
背景技术
水凝胶是以水为分散介质的凝胶。具有网状交联结构的水溶性高分子中引入一部分疏水基团和亲水残基，亲水残基与水分子结合，将水分子连接在网状内部，而疏水残基遇水膨胀的交联聚合物。是一种高分子网络体系，性质柔软，能保持一定的形状，能吸收大量的水。
在制备水凝胶柔性电子器件时，往往需要向水凝胶中掺杂导电材料来改善其电学性能，而加入的导电性材料兼容性较差，从而导致导电率和导热性比较差，并且加入的导电材料具有较高的表面张力，难以实现液态金属充分的与水凝胶前驱液混合，增加了施胶难度。
基于上述种种问题，本发明提供了一种高导热液金施胶方法。
发明内容
本发明通过提出一种高导热液金施胶方法，以解决现有技术存在的问题。
具体地，本发明提出一种高导热液金施胶方法，具体包括如下步骤：
S1、在分散介质中加入制备原料，同时将其搅拌均匀直至制备原料完全溶解，得到透明的水凝胶前驱液；
S2、向S1中得到的水凝胶前驱液中加入液态金属，然后搅拌让液态金属与水凝胶前驱液充分混合，从而得到以液态金属填充的水凝胶纤维；
S3、将S2得到的水凝胶纤维中的气泡去除并储存备用；
S4、将S3除去气泡的以液态金属填充的水凝胶纤维涂于一块基体，使其固化成型形成导电胶，设置好温度，在此温度下对导电胶施加力，恢复至室温，此时导电胶沿力的方向具有良好的导电性，而垂直于力方向处于绝缘状态，得到基于液态金属的高导热导电胶；
S5、将S4中得到的基于液态金属的高导热导电胶装入喷涂装置中，通过喷涂装置中的喷射管进行施胶即可。。
优选地，S1中加入制备原料的过程中需要在避光的环境下进行。
优选地，S1中制备原料包括有高分子聚合物、乙基丙烯酸酯、环氧丙烯酸酯、N-异丙基丙烯酰胺和1-羟环己基苯酮。
优选地，S2中搅拌让液态金属与水凝胶前驱液充分混合时，提高充分混合的温度，并加入5-8克的硼，使硼完全融入混合液中，同时对搅拌让液态金属与水凝胶前驱液的混合液中施加电位。
优选地，S2中液态金属中的金属离子金属离子为银离子、铜离子、镁离子、金离子、铂离子、锌离子中的一种或多种，原液中金属离子的浓度为5-30g/L。
优选地，S4中对导电胶施加力包括压力弯折力或拉力。
优选地，S4中设置的温度为150-200℃。
本申请技术方案与现有技术相比，其有益效果在于：本高导热液金施胶方法通过液态金属与水凝胶前驱液的充分混合改善了水凝胶导电率和导热性比较差的因素，同时在搅拌让液态金属与水凝胶前驱液充分混合时，提高充分混合的温度、加入5-8克的硼、对搅拌让液态金属与水凝胶前驱液的混合液中施加电位都可以极大的降低导电材料表面较高的表面张力，使其兼容性好，有利于提高水凝胶的导热性和导电率。
附图说明
图1为本发明一种高导热液金施胶方法的流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的方案进行清楚完整的描述，显然，所描述的实施例仅是本发明中的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
本发明提出一种高导热液金施胶方法，具体包括如下步骤：
S1、在分散介质中加入高分子聚合物、乙基丙烯酸酯、环氧丙烯酸酯、N-异丙基丙烯酰胺和1-羟环己基苯酮，在避光的环境下同时将其搅拌均匀直至制备原料完全溶解，得到透明的水凝胶前驱液；
S2、向S1中得到的水凝胶前驱液中加入液态金属，提高充分混合的温度，并加入5克的硼，使硼完全融入混合液中，同时对搅拌让液态金属与水凝胶前驱液的混合液中施加电位，其中金属离子为银离子，原液中银离子的浓度为5g/L，然后搅拌让液态金属与水凝胶前驱液充分混合，从而得到以液态金属填充的水凝胶纤维；
S3、将S2得到的水凝胶纤维中的气泡去除并储存备用；
S4、将S3除去气泡的以液态金属填充的水凝胶纤维涂于一块基体，使其固化成型形成导电胶，设置好温度为150，在此温度下对导电胶施加弯折力，恢复至室温，此时导电胶沿力的方向具有良好的导电性，而垂直于力方向处于绝缘状态，得到基于液态金属的高导热导电胶；
S5、将S4中得到的基于液态金属的高导热导电胶装入喷涂装置中，通过喷涂装置中的喷射管进行施胶即可。
实施例2
本发明提出一种高导热液金施胶方法，具体包括如下步骤：
S1、在分散介质中加入高分子聚合物、乙基丙烯酸酯、环氧丙烯酸酯、N-异丙基丙烯酰胺和1-羟环己基苯酮，在避光的环境下同时将其搅拌均匀直至制备原料完全溶解，得到透明的水凝胶前驱液；
S2、向S1中得到的水凝胶前驱液中加入液态金属，提高充分混合的温度，并加入6克的硼，使硼完全融入混合液中，同时对搅拌让液态金属与水凝胶前驱液的混合液中施加电位，其中金属离子为银离子和铜离子，原液中银离子和铜离子的浓度为15g/L，然后搅拌让液态金属与水凝胶前驱液充分混合，从而得到以液态金属填充的水凝胶纤维；
S3、将S2得到的水凝胶纤维中的气泡去除并储存备用；
S4、将S3除去气泡的以液态金属填充的水凝胶纤维涂于一块基体，使其固化成型形成导电胶，设置好温度为160，在此温度下对导电胶施加拉力，恢复至室温，此时导电胶沿力的方向具有良好的导电性，而垂直于力方向处于绝缘状态，得到基于液态金属的高导热导电胶；
S5、将S4中得到的基于液态金属的高导热导电胶装入喷涂装置中，通过喷涂装置中的喷射管进行施胶即可。
实施例3
本发明提出一种高导热液金施胶方法，具体包括如下步骤：
S1、在分散介质中加入高分子聚合物、乙基丙烯酸酯、环氧丙烯酸酯、N-异丙基丙烯酰胺和1-羟环己基苯酮，在避光的环境下同时将其搅拌均匀直至制备原料完全溶解，得到透明的水凝胶前驱液；
S2、向S1中得到的水凝胶前驱液中加入液态金属，提高充分混合的温度，并加入8克的硼，使硼完全融入混合液中，同时对搅拌让液态金属与水凝胶前驱液的混合液中施加电位，其中金属离子为镁离子和金离子，原液中镁离子和金离子的浓度为30g/L，然后搅拌让液态金属与水凝胶前驱液充分混合，从而得到以液态金属填充的水凝胶纤维；
S3、将S2得到的水凝胶纤维中的气泡去除并储存备用；
S4、将S3除去气泡的以液态金属填充的水凝胶纤维涂于一块基体，使其固化成型形成导电胶，设置好温度为200，在此温度下对导电胶施加拉力，恢复至室温，此时导电胶沿力的方向具有良好的导电性，而垂直于力方向处于绝缘状态，得到基于液态金属的高导热导电胶；
S5、将S4中得到的基于液态金属的高导热导电胶装入喷涂装置中，通过喷涂装置中的喷射管进行施胶即可。
实施例4
本发明提出一种高导热液金施胶方法，具体包括如下步骤：
S1、在分散介质中加入高分子聚合物、乙基丙烯酸酯、环氧丙烯酸酯、N-异丙基丙烯酰胺和1-羟环己基苯酮，在避光的环境下同时将其搅拌均匀直至制备原料完全溶解，得到透明的水凝胶前驱液；
S2、向S1中得到的水凝胶前驱液中加入液态金属，提高充分混合的温度，并加入7克的硼，使硼完全融入混合液中，同时对搅拌让液态金属与水凝胶前驱液的混合液中施加电位，其中金属离子为铂离子和锌离子，原液中铂离子和锌离子的浓度为20g/L，然后搅拌让液态金属与水凝胶前驱液充分混合，从而得到以液态金属填充的水凝胶纤维；
S3、将S2得到的水凝胶纤维中的气泡去除并储存备用；
S4、将S3除去气泡的以液态金属填充的水凝胶纤维涂于一块基体，使其固化成型形成导电胶，设置好温度为180，在此温度下对导电胶施加弯折力，恢复至室温，此时导电胶沿力的方向具有良好的导电性，而垂直于力方向处于绝缘状态，得到基于液态金属的高导热导电胶；
S5、将S4中得到的基于液态金属的高导热导电胶装入喷涂装置中，通过喷涂装置中的喷射管进行施胶即可。
对比例1
其余特征与实施例1相同，区别在于：S2中没有提高充分混合的温度，也并未并加入硼，也不对搅拌让液态金属与水凝胶前驱液的混合液中施加电位，以下将这三个条件概括为改变张力。并通过实验测定实施例1与对比例1中得到的以液态金属填充的水凝胶纤维张力如下表1：
表1
组别 S2 张力(N·m-1)
实施例1 进行改变张力 10×10<sup>-3</sup>
对比例1 不进行改变张力 30×10<sup>-3</sup>
根据表1中的测试结果得知提高充分混合的温度，并加入硼，对搅拌让液态金属与水凝胶前驱液的混合液中施加电位可以降低导电胶的张力，从而能够促进金属离子之间的兼容性。
对比例2
其余其余特征与实施例1相同，区别在于S4中没有对导电胶施加拉力，并通过实验测定此时实施例2和对比例2中导电胶的导电效果，测试结果如下表2：
表2
组别 S4 导电率
实施例2 对导电胶施加拉力 20/ρ
对比例2 不对导电胶施加拉力 5/ρ
根据表2中的测试结果得知对导电胶施加拉力可以提高对导电胶的导电率和导热性。
所谓张力为液体表面相邻液面的相互作用力，因此液体的表面有许多不同液体内部的独特现象为表面张力现象。
对张力测试的方法为：将-表面洁净的矩形金属片竖直浸入水中，使其底边保持水平，然后轻轻拉起，金属片将带起部分液体，液面呈现弯曲状。由于液面收缩，而产生沿切线方向的力称为表面张力。金属片脱离液体前各力的平衡条件为：
Figure BDA0003493781020000051
当金属片脱离液面瞬间诸力的平衡条件为:F＝mg+f。由于表面张力与所接触面的周界长2(l+d)成正比，故有:f＝2a(l+d),a＝F-mg用π形框代2(1+d)替金属片,0＝F-mg2(1+d)。
在本发明中液态金属中的金属离子金属离子为银离子、铜离子、镁离子、金离子、铂离子、锌离子中的一种或多种，原液中金属离子的浓度为5-30g/L。对导电胶施加力包括压力弯折力或拉力。S4中设置的温度为150-200℃。
以上所述的仅为本发明的部分或优选实施例，无论是文字还是附图都不能因此限制本发明保护的范围，凡是在与本发明一个整体的构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明保护的范围内。

Claims (7)

1.一种高导热液金施胶方法，其特征在于，具体包括如下步骤：
S1、在分散介质中加入制备原料，同时将其搅拌均匀直至制备原料完全溶解，得到透明的水凝胶前驱液；
S2、向S1中得到的水凝胶前驱液中加入液态金属，然后搅拌让液态金属与水凝胶前驱液充分混合，从而得到以液态金属填充的水凝胶纤维；
S3、将S2得到的水凝胶纤维中的气泡去除并储存备用；
S4、将S3除去气泡的以液态金属填充的水凝胶纤维涂于一块基体，使其固化成型形成导电胶，设置好温度，在此温度下对导电胶施加力，恢复至室温，此时导电胶沿力的方向具有良好的导电性，而垂直于力方向处于绝缘状态，得到基于液态金属的高导热导电胶；
S5、将S4中得到的基于液态金属的高导热导电胶装入喷涂装置中，通过喷涂装置中的喷射管进行施胶即可。
2.根据权利要求1所述的一种高导热液金施胶方法，其特征在于，S1中加入制备原料的过程中需要在避光的环境下进行。
3.根据权利要求1所述的一种高导热液金施胶方法，其特征在于，S1中制备原料包括有高分子聚合物、乙基丙烯酸酯、环氧丙烯酸酯、N-异丙基丙烯酰胺和1-羟环己基苯酮。
4.根据权利要求1所述的一种高导热液金施胶方法，其特征在于，S2中搅拌让液态金属与水凝胶前驱液充分混合时，提高充分混合的温度，并加入5-8克的硼，使硼完全融入混合液中，同时对搅拌让液态金属与水凝胶前驱液的混合液中施加电位。
5.根据权利要求1所述的一种高导热液金施胶方法，其特征在于，S2中液态金属中的金属离子金属离子为银离子、铜离子、镁离子、金离子、铂离子、锌离子中的一种或多种，原液中金属离子的浓度为5-30g/L。
6.根据权利要求1所述的一种高导热液金施胶方法，其特征在于，S4中对导电胶施加力包括压力弯折力或拉力。
7.根据权利要求1所述的一种高导热液金施胶方法，其特征在于，S4中设置的温度为150-200℃。
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