導(dǎo)熱六方氮化硼雜化材料及其制備方法與應(yīng)用技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)公開了一種導(dǎo)熱六方氮化硼雜化材料及其制備方法與應(yīng)用。本發(fā)明專利技術(shù)導(dǎo)熱六方氮化硼雜化材料，包括六方氮化硼，其特征在于：在所述六方氮化硼包面包覆有聚合物層，且在所述聚合物層內(nèi)或/和表面負(fù)載有銀納米顆粒。其制備方法包括的步驟有：配制六方氮化硼分散液、配制少層六方氮化硼懸濁液、配制含有聚合物和六方氮化硼及銀鹽的混合物溶液、將銀鹽還原在聚合物層上原位生成銀納米顆粒。導(dǎo)熱六方氮化硼雜化材料導(dǎo)熱性和耐熱性高，性能穩(wěn)定。

Heat conducting six party boron nitride hybrid material, preparation method and application thereof

The invention discloses a heat conducting six square boron nitride hybrid material, a preparation method and an application thereof. The present invention conductive boron nitride six hybrid materials, including six boron nitride, characterized in that the six boron nitride package is coated with a polymer layer and the polymer layer or / and surface loaded with silver nanoparticles. The preparation method comprises the steps of: preparing six boron nitride dispersion, with less layer six boron nitride suspension, preparation containing polymer and six boron nitride and silver salt mixture solution, will silver reduced on the polymer layer in situ formation of silver nanoparticles. Conductive six - party boron nitride hybrid material with high thermal conductivity and heat resistance, stable performance.

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
導(dǎo)熱六方氮化硼雜化材料及其制備方法與應(yīng)用
本專利技術(shù)屬于導(dǎo)熱復(fù)合材料
，具體的是涉及一種導(dǎo)熱六方氮化硼雜化材料及其制備方法與應(yīng)用。
技術(shù)介紹
隨著現(xiàn)代電子工業(yè)的高速發(fā)展以及各種商用和家用電子產(chǎn)品數(shù)量的急劇增加，尤其是電子線路和元件的微型化、集成化、輕量化和數(shù)字化，對電子元器件的散熱要求也越來越高，因此為實(shí)現(xiàn)有效的熱控制，對材料的導(dǎo)熱性能提出了越來越高的要求。作為傳統(tǒng)的導(dǎo)熱材料，金屬材料由于其導(dǎo)電性在某些領(lǐng)域中的應(yīng)用受到一定的限制。由于聚合物基復(fù)合材料因具有電絕緣、質(zhì)輕、耐腐蝕、易加工等優(yōu)點(diǎn)而被認(rèn)為是可取代金屬材料用于熱控制領(lǐng)域的理想材料之一，使得導(dǎo)熱聚合物復(fù)合材料的研究開發(fā)成為功能性復(fù)合材料的研究開發(fā)熱點(diǎn)。聚合物材料的綜合性能較好，如具有較高的韌性、抗環(huán)境應(yīng)力開裂能力、較高的抗沖擊強(qiáng)度、拉伸強(qiáng)度、優(yōu)良的成膜性及好的熱封性能等，且聚合物材料的價(jià)格低廉，也有一定的導(dǎo)熱性能。但與新興的微小電設(shè)備、集成電路和電器外殼等對其固定及包裝材料的散熱性要求相比，聚合物的導(dǎo)熱性遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足。因此需要對聚合物材料進(jìn)行復(fù)合改性，以增進(jìn)其導(dǎo)熱性，同時(shí)需要充分保持和利用聚合物材料自身的優(yōu)點(diǎn)。當(dāng)前導(dǎo)熱聚合物復(fù)合材料按制備工藝可以大致分為本征型導(dǎo)熱高分子和填充型導(dǎo)熱聚合物復(fù)合材料。其中，填充型導(dǎo)熱聚合物復(fù)合材料加工工藝簡單，操作容易，成本低廉，因此填充型導(dǎo)熱聚合物復(fù)合材料仍然是目前研究和工業(yè)應(yīng)用的主流。如在當(dāng)前公開的一種導(dǎo)熱聚合物中，其由聚合物為基體，六方氮化硼和碳纖維為填充材料組成的三維連續(xù)結(jié)構(gòu)。在導(dǎo)熱聚合物中，氮化硼均勻分散在聚合物基體中以作為良導(dǎo)熱材料的基礎(chǔ)上，利用碳纖維在材料體系中的架橋作用，進(jìn)一步改善和強(qiáng)化在復(fù)合材料內(nèi)形成的導(dǎo)熱通道，提高材料的導(dǎo)熱性。但是在實(shí)際生產(chǎn)和應(yīng)用過程中，由于是以聚合物為基體，導(dǎo)熱填料僅僅是作為導(dǎo)熱改性劑，因此，導(dǎo)熱填料是分散式的分散在聚合物基體中，而且由于導(dǎo)熱填料的特性，其在制備過程中易發(fā)生團(tuán)聚而導(dǎo)致其在聚合物中分散不均，從而導(dǎo)致導(dǎo)熱聚合物導(dǎo)熱性能不穩(wěn)定，而且導(dǎo)熱性和耐熱性也不理想。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的上述不足，提供一種導(dǎo)熱六方氮化硼雜化材料及其制備方法，以解決現(xiàn)有導(dǎo)熱聚合物復(fù)合材料存在的導(dǎo)熱性不穩(wěn)定，導(dǎo)熱性和耐熱性不理想的技術(shù)問題。為了實(shí)現(xiàn)上述專利技術(shù)目的，本專利技術(shù)的一方面，提供了一種導(dǎo)熱六方氮化硼雜化材料。所述導(dǎo)熱六方氮化硼雜化材料包括六方氮化硼，在所述六方氮化硼包面包覆有高分子聚合物層，且在所述聚合物層上負(fù)載有銀納米顆粒。本專利技術(shù)的另一方面，提供了一種導(dǎo)熱六方氮化硼雜化材料的制備方法。所述制備方法包括如下步驟：將六方氮化硼分散在溶劑中，配制六方氮化硼分散液；將所述六方氮化硼分散液進(jìn)行第一離心處理，收集上層分散液；再對所述上層分散液再次進(jìn)行第二離心分離處理，收集沉淀并進(jìn)行干燥處理，然后將干燥處理的沉淀配制成六方氮化硼懸濁液；向所述六方氮化硼懸濁液中加入聚合物進(jìn)行混料處理，再加入銀鹽溶液進(jìn)行混料處理，形成混合物溶液；向所述混合物溶液加入還原劑，將銀鹽還原成銀納米單質(zhì)顆粒。又一方面，提供了本專利技術(shù)導(dǎo)熱六方氮化硼雜化材料在復(fù)合膜或復(fù)合材料中的應(yīng)用。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本專利技術(shù)導(dǎo)熱六方氮化硼雜化材料以六方氮化硼為核以聚合物為殼形成包覆結(jié)構(gòu)，不但達(dá)到提高六方氮化硼分散的目的，并以此為銀納米顆粒的負(fù)載平臺(tái)，使得銀納米顆粒牢固的且均勻的負(fù)載在聚合物包覆層上，從而有效保證了導(dǎo)熱六方氮化硼雜化材料的導(dǎo)熱性穩(wěn)定，且導(dǎo)熱性和耐熱性高。本專利技術(shù)導(dǎo)熱六方氮化硼雜化材料制備方法先在六方氮化硼懸濁液中用聚合物包覆六方氮化硼，然后吸附銀鹽，通過還原處理，實(shí)現(xiàn)在聚合物包覆層上原位生成銀納米顆粒，不僅保證了六方氮化硼的分散度，而且使得銀納米顆粒牢固的且均勻的負(fù)載在聚合物包覆層上，從而有效保證了導(dǎo)熱六方氮化硼雜化材料的導(dǎo)熱性穩(wěn)定，且導(dǎo)熱性和耐熱性高。另外，該方法條件易控，使得制備的導(dǎo)熱六方氮化硼雜化材料性能穩(wěn)定。由于本專利技術(shù)導(dǎo)熱六方氮化硼雜化材料及其制備方法具有上述的優(yōu)點(diǎn)，因此，其可以被用于復(fù)合膜或復(fù)合材料中，提高相應(yīng)產(chǎn)品的散熱性能，從而提高其工作穩(wěn)定性。附圖說明圖1是本專利技術(shù)實(shí)施例1中制備的導(dǎo)熱六方氮化硼雜化材料制備方法流程圖；圖2是本專利技術(shù)實(shí)施例1中制備的導(dǎo)熱六方氮化硼雜化材料中聚合物包覆六方氮化硼的掃描電子顯微鏡圖片；圖3是本專利技術(shù)實(shí)施例1中制備的導(dǎo)熱六方氮化硼雜化材料的掃描電子顯微鏡圖片；圖4是本專利技術(shù)實(shí)施例2中制備的導(dǎo)熱六方氮化硼雜化材料的掃描電子顯微鏡圖片；圖5是本專利技術(shù)實(shí)施例3中制備的導(dǎo)熱六方氮化硼雜化材料的掃描電子顯微鏡圖片。具體實(shí)施方式為了使本專利技術(shù)要解決的技術(shù)問題、技術(shù)方案及有益效果更加清楚明白，以下結(jié)合實(shí)施例與附圖，對本專利技術(shù)進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本專利技術(shù)，并不用于限定本專利技術(shù)。一方面，本專利技術(shù)實(shí)施例提供一種了導(dǎo)熱六方氮化硼雜化材料。所述導(dǎo)熱六方氮化硼雜化材料為核殼結(jié)構(gòu)，具體的是以六方氮化硼為核體，聚合物層為殼體，也即是聚合物層包覆所述六方氮化硼。其中，上述導(dǎo)熱六方氮化硼雜化材料中所含的六方氮化硼呈化學(xué)惰性，反應(yīng)活性低，不易吸附銀離子。因此聚合物層將六方氮化硼進(jìn)行包覆修飾，一方面提高了六方氮化硼的分散性，避免其發(fā)生團(tuán)聚現(xiàn)象，而且聚合物層包覆所述六方氮化硼的核殼結(jié)構(gòu)作為載體平臺(tái)，使得銀納米顆粒牢固負(fù)載在聚合物層上，形成高導(dǎo)熱六方氮化硼/銀納米顆粒雜化材料，從而使得上述導(dǎo)熱六方氮化硼雜化材料具有高的導(dǎo)熱性和耐熱性，且導(dǎo)熱性穩(wěn)定。其中，該銀納米顆粒是牢固的負(fù)載在聚合物層的結(jié)構(gòu)內(nèi)，也負(fù)載在聚合物層表面上。在一實(shí)施例中，控制上述導(dǎo)熱六方氮化硼雜化材料中六方氮化硼與所述聚合物的質(zhì)量比為5:(1-2)。通過對聚合物包覆層量的控制，提高聚合物對六方氮化硼的修飾效果，從而對銀納米顆粒的吸附力，提高六方氮化硼/銀納米顆粒雜化材料導(dǎo)熱性和耐熱性。在另一實(shí)施例中，控制上述導(dǎo)熱六方氮化硼雜化材料中六方氮化硼與所述銀納米顆粒的質(zhì)量比為1:(0.1-2)。通過控制銀納米顆粒的量，提高兩者的協(xié)效作用，從而提高導(dǎo)熱六方氮化硼雜化材料導(dǎo)熱性和耐熱性。在上述各實(shí)施例中，作為本專利技術(shù)的一實(shí)施例，所述六方氮化硼的尺寸為0.2-2μm。在另一實(shí)施例中，所述六方氮化硼的層數(shù)為1-10。在又一實(shí)施例中，所述銀納米顆粒的粒徑為2-20nm。通過對六方氮化硼和銀納米顆粒的尺寸控制，提高銀納米顆粒在聚合物上的負(fù)載力，同時(shí)提供六方氮化硼與銀納米顆粒之間的協(xié)效作用，從而提高導(dǎo)熱六方氮化硼雜化材料導(dǎo)熱性和耐熱性。因此，上述導(dǎo)熱六方氮化硼雜化材料導(dǎo)熱性和耐熱性高，而且性能穩(wěn)定。相應(yīng)地，本專利技術(shù)實(shí)施例還提供了一種關(guān)于上文所述導(dǎo)熱六方氮化硼雜化材料的制備方法。該制備方法流程如圖1所示，包括如下步驟：S01.配制六方氮化硼分散液：將六方氮化硼分散在溶劑中，配制六方氮化硼分散液；S02.配制少層六方氮化硼懸濁液：將所述六方氮化硼分散液進(jìn)行第一離心處理，收集上層分散液；再對所述上層分散液再次進(jìn)行第二離心分離處理，收集沉淀并進(jìn)行干燥處理，然后將干燥處理的沉淀配制成六方氮化硼懸濁液；S03.配制含有聚合物、六方氮化硼和銀鹽的混合物溶液：向所述六方氮化硼懸濁液中加入聚合物進(jìn)行混料處理，再加入銀鹽溶液進(jìn)行混料處理，形成混合物溶液；S04.將銀鹽還原在本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種導(dǎo)熱六方氮化硼雜化材料，包括六方氮化硼，其特征在于：在所述六方氮化硼包面包覆有聚合物層，且在所述聚合物層上負(fù)載有銀納米顆粒。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種導(dǎo)熱六方氮化硼雜化材料，包括六方氮化硼，其特征在于：在所述六方氮化硼包面包覆有聚合物層，且在所述聚合物層上負(fù)載有銀納米顆粒。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的導(dǎo)熱六方氮化硼雜化材料，其特征在于：所述六方氮化硼與所述聚合物的質(zhì)量比為5(1-2)；和/或所述六方氮化硼與所述銀納米顆粒的質(zhì)量比為1:(0.1-2)。3.根據(jù)權(quán)利要求1-2任一所述的導(dǎo)熱六方氮化硼雜化材料，其特征在于：所述六方氮化硼的尺寸為0.2-2μm；和/或所述六方氮化硼的層數(shù)為1-10。4.根據(jù)權(quán)利要求1-2任一所述的導(dǎo)熱六方氮化硼雜化材料，其特征在于：所述銀納米顆粒的粒徑為2-20nm；和/或所述聚合物為聚多巴胺、聚乙烯亞胺、聚酰亞胺、聚乙烯醇、聚苯胺、聚苯乙烯磺酸鹽中的任一種或兩種以上的混合物。5.一種導(dǎo)熱六方氮化硼雜化材料的制備方法，包括如下步驟：將六方氮化硼分散在溶劑中，配制六方氮化硼分散液；將所述六方氮化硼分散液進(jìn)行第一離心處理，收集上層分散液；再對所述上層分散液再次進(jìn)行第二離心分離處理，收集沉淀，然后將所述沉淀配制成六方氮化硼懸濁液；向所述六方氮化硼懸濁液中加入聚合物進(jìn)行混料處理，再加入銀鹽溶液進(jìn)行混料處理，形成混合物溶液；向所述混合物溶液加入還原劑，將銀鹽還原成銀納米單質(zhì)顆粒。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的制備方法，...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：朱朋莉，高原，李剛，趙濤，孫蓉，
申請(專利權(quán))人：中國科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院，
類型：發(fā)明
國別省市：廣東,44