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一种高导热高导电有机胶粘剂及其制备方法与流程

2021-09-10 21:53:00 来源:中国专利 TAG:胶粘剂 有机 导热 导电 制备方法


1.本发明属于有机胶粘剂材料技术领域,具体涉及一种高导热高导电有机胶粘剂及其制备方法。


背景技术:

2.胶粘剂和粘接技术与传统的连接技术相比,具有零部件变形小,应力分布均匀,粘接强度高,可粘接性能、厚度差异较大的材料,胶缝有密封作用,工艺简单,可减轻结构件质量等优点,这些优点使其在航空航天及其他高技术领域获得了广泛应用。目前在5g、高速芯片、激光成像等领域,导电和导热都是硬需求,而且要求越来越高。
3.环氧树脂为现今最常用的高分子树脂体系,其粘接性能强,力学性能优异,剩度低,固化条件简单,尤其适用于导电胶导热胶的配置。炭系导电填料的电阻率高于金属导电填料,因此,炭系导电胶的导电性不如金属导电胶,但是炭系导电填料的电阻率范围较广,其导电胶适用范围广,且炭系导电胶的渗逾阈值远低于金属导电胶。炭系导电粒子的化学稳定性高,因此其应用性能受酸、碱等环境因素影响较小。导电填料的形态尺寸对导电胶的应用性能影响很大。一般用于导电胶的导电填料自身具有良好的导电性,但其粒径需要约束在一定的范围内,才能够均匀的分散在高分子聚合物基体之中,并在固化之后形成稳定的导电通道。并且填料与大多数有机树脂基体相容性都很差,粒子在集体中团聚,难以分散,增大体系黏度,同时填料粒子表面存在张力使其难以被树脂润湿,导致界面处存在空隙及缺陷,增大界面热阻。加剧声子散射。为了降低体系黏度,减小界面缺陷,提高体系热导率。并且单一的填料其对胶粘剂的性能改善效果不够显著,进而应用也就会存在较大的局限性。
4.如申请号为:cn201810269066.9公开了一种高分散氧化石墨烯增强环氧树脂胶粘剂的制备方法。它涉及一种氧化石墨烯增强环氧树脂胶粘剂的制备方法,本发明是要解决现有的氧化石墨烯增强环氧树脂胶粘剂的制备过程中遇到的难分散以及分散过程中使用有机溶剂污染环境的技术问题。本发明:一、化学氧化法制备氧化石墨烯;二、氧化石墨烯在环氧树脂中分散;三、氧化石墨烯增强环氧树脂胶粘剂的制备。本发明利用高速乳化机和三辊研磨机等常规设备制备出了充分剥离并高度分散的氧化石墨烯增强环氧树脂胶粘剂;本发明在分散过程中未使用有机溶剂和其他任何助剂,有利于环境保护,同时避免了助剂的使用对环氧树脂体系其他性能的不利影响。该发明仅仅使用单一的一种填料,虽然改善了石墨烯的分散性,但是单一填料的添加,对胶粘剂的性能改善效果存在一定的局限性,特别是将其用在5g、高速芯片、激光成像等领域,其导热导电性的改善还远远无法满足市场需要。


技术实现要素:

5.本发明的目的是针对现有的问题,提供了一种高导热高导电有机胶粘剂及其制备方法。
6.本发明是通过以下技术方案实现的:
7.一种高导热高导电有机胶粘剂的制备方法,包括如下步骤:
8.(1)石墨烯预处理:
9.a.将石墨烯置于电晕放电仪内进行电晕处理,完成后取出备用;
10.b.将操作a中电晕处理后的石墨烯浸入处理液a中,浸泡处理30~40min后滤出备用;
11.c.将操作b中浸泡处理后的石墨烯置于马弗炉中进行灼烧处理1~2min后取出,然后置于坩埚内冷却至室温;
12.(2)纳米铜粉预处理:
13.a.将纳米铜粉浸入处理液b中,浸泡处理10~14min后滤出备用;
14.b.将操作a中浸泡处理后的纳米铜粉用铝箔纸包裹后置于nd:yag激光器内进行激光冲击处理,完成后取出备用;
15.(3)喷覆包裹嵌入处理:
16.应用流化床将步骤(1)预处理后的石墨烯悬浮在空气中,然后将步骤(2)预处理后的纳米铜粉以喷雾形式加到流化床上,在悬浮滚动的状态下,对石墨烯进行包裹嵌入,再进行冷空气干燥处理得纳米铜粉/石墨烯复合物备用;
17.(4)变速搅拌处理:
18.a.称取相应重量份的环氧树脂78~80份、步骤(3)所得的纳米铜粉/石墨烯复合物12~14份、芳香多胺5~9份、三乙烯四胺2~5份、低黏度双酚a环氧树脂9~13份、富里酸5~7份备用;
19.b.先将搅拌罐升温至90~100℃,空转6~8min,再将操作a中称取的环氧树脂、纳米铜粉/石墨烯复合物、低黏度双酚a环氧树脂、富里酸依次投入搅拌罐内,以7000~9000rpm的转速搅拌处理35~55min后,将操作a中称取的芳香多胺、三乙烯四胺投入搅拌罐内,以1000~2000rpm的转速搅拌处理20~26min即可。
20.进一步地,步骤(1)操作a中所述的电晕处理的电压为5~10kv,电晕处理的时间为30~40s。
21.进一步地,步骤(1)操作b中所述的处理液a中各成分及对应重量百分比为:硝酸铵3~5%、十二烷基泵磺酸钠12~14%、富里酸12~16%,余量为水。
22.进一步地,步骤(1)操作c中所述的灼烧处理的温度为1000~1200℃。
23.通过采用上述技术方案,首先将石墨烯置于电晕放电仪内进行电晕处理,申请人在大量实验的基础上,将电晕处理的工作电压控制在5~10kv,处理的时间控制在30~40s,通过放电能够在石墨烯的表面形成低温等离子区,从而提高石墨烯的表面张力,同时通过放电还能在石墨烯的表面形成微凹的密集孔穴,从而增大石墨烯的比表面积,然后将电晕处理后的石墨烯浸入处理液中,通过浸泡,处理液中活性成分浸润到石墨烯的层间以及密集孔穴中,还能进一步活化表面,当石墨烯在高温迅速受热时,插入石墨烯层间的物质会汽化产生一定的膨胀力,克服了石墨烯层间结合的分子间力,从而提高石墨烯的层间距,改善其加工特性。
24.进一步地,步骤(2)操作a中处理液b中各成分及对应重量百分比为:乙二胺2~4%、大豆卵磷脂8~14%、无水乙醇40~60%,余量为水。
25.进一步地,步骤(2)操作b中所述的激光冲击处理时激光器的波长为2~3μm,脉冲宽度为40~50ns,激光冲击功率密度为3~4gw/cm2,能量为6~10j。
26.通过采用上述技术方案,将纳米铜粉浸入处理中,处理液附着在纳米铜粉的表面,形成一层吸收层,然后将浸泡处理后的纳米铜粉用铝箔纸包裹好置于激光器内进行激光冲击处理,严格控制激光冲击处理的技术参数,激光冲击波穿过约束层(铝箔纸)辐射到吸收层上,吸收层在极短的时间内充分吸收激光冲击波强化脉冲能量并汽化电离,形成高温等离子体并迅速向外喷射,但是由于约束层的存在,等离子体膨胀受到约束,从而在极短的时间内向纳米铜粉的内部传播,从而在纳米铜粉的内部产生一定的残余应力。
27.进一步地,步骤(4)操作b所述的空转的转速为800~1000rpm。
28.通过采用上述技术方案,利用流化床,将预处理后的纳米铜粉均匀的喷覆包裹到预处理后的石墨烯的表面,纳米铜粉会部分嵌入石墨烯的层间以及表面微凹密集孔穴中,形成一种粒径分布窄,结构稳定的复合材料,将此复合材料与胶粘剂基体成分,芳香多胺,三乙烯四胺等进行分次变速搅拌处理,纳米铜粉中产生的内应力会冲破束缚,削弱甚至完全消除各原料之间的界面效应,避免了填料分散不均,甚至团聚而产生的应力缺陷,进而改善填充效果,另外变速搅拌处理,来破坏原料表面的水膜,使各原料之间的界面过渡区得到优化,从而来促进各原料之间的相互融合,提升胶粘剂的导电导热以及力学性能。
29.本发明相比现有技术具有以下优点:
30.本技术提供了一种高导热高导电有机胶粘剂及其制备方法,分别对石墨烯、纳米铜粉进行预处理后,借助流化床,将预处理后的纳米铜粉均匀地包裹嵌入到预处理后的石墨烯的表面,从而形成一种粒径小,粒径分布均匀,结构性能稳定的纳米铜粉/石墨烯复合物,再通过变速搅拌处理,来破坏原料表面的水膜,使各原料之间的界面过渡区得到优化,从而来促进各原料之间的相互融合,提高胶粘剂的力学性能以及导电导热性能。
具体实施方式
31.一种高导热高导电有机胶粘剂的制备方法,包括如下步骤:
32.(1)石墨烯预处理:
33.a.将石墨烯置于电晕放电仪内进行电晕处理,5~10kv电压处理30~40s,完成后取出备用;
34.b.将操作a中电晕处理后的石墨烯浸入处理液a中,浸泡处理30~40min后滤出备用,处理液a中各成分及对应重量百分比为:硝酸铵3~5%、十二烷基泵磺酸钠12~14%、富里酸12~16%,余量为水;
35.c.将操作b中浸泡处理后的石墨烯置于马弗炉中进行灼烧处理,1000~1200℃处理1~2min后取出,然后置于坩埚内冷却至室温;
36.(2)纳米铜粉预处理:
37.a.将纳米铜粉浸入处理液b中,浸泡处理10~14min后滤出备用,处理液b中各成分及对应重量百分比为:乙二胺2~4%、大豆卵磷脂8~14%、无水乙醇40~60%,余量为水;
38.b.将操作a中浸泡处理后的纳米铜粉用铝箔纸包裹后置于nd:yag激光器内进行激光冲击处理,激光冲击处理时激光器的波长为2~3μm,脉冲宽度为40~50ns,激光冲击功率密度为3~4gw/cm2,能量为6~10j,完成后取出备用;
39.(3)喷覆包裹嵌入处理:
40.应用流化床将步骤(1)预处理后的石墨烯悬浮在空气中,然后将步骤(2)预处理后的纳米铜粉以喷雾形式加到流化床上,在悬浮滚动的状态下,对石墨烯进行包裹嵌入,再进行冷空气干燥处理得纳米铜粉/石墨烯复合物备用;
41.(4)变速搅拌处理:
42.a.称取相应重量份的环氧树脂78~80份、步骤(3)所得的纳米铜粉/石墨烯复合物12~14份、芳香多胺5~9份、三乙烯四胺2~5份、低黏度双酚a环氧树脂9~13份、富里酸5~7份备用;
43.b.先将搅拌罐升温至90~100℃,800~1000rpm空转6~8min,再将操作a中称取的环氧树脂、纳米铜粉/石墨烯复合物、低黏度双酚a环氧树脂、富里酸依次投入搅拌罐内,以7000~9000rpm的转速搅拌处理35~55min后,将操作a中称取的芳香多胺、三乙烯四胺投入搅拌罐内,以1000~2000rpm的转速搅拌处理20~26min即可。
44.为了对本发明做更进一步的解释,下面结合下述具体实施例进行阐述。
45.实施例1
46.一种高导热高导电有机胶粘剂的制备方法,包括如下步骤:
47.(1)石墨烯预处理:
48.a.将石墨烯置于电晕放电仪内进行电晕处理,5kv电压处理30s,完成后取出备用;
49.b.将操作a中电晕处理后的石墨烯浸入处理液a中,浸泡处理30min后滤出备用,处理液a中各成分及对应重量百分比为:硝酸铵3%、十二烷基泵磺酸钠12%、富里酸12%,余量为水;
50.c.将操作b中浸泡处理后的石墨烯置于马弗炉中进行灼烧处理,1000℃处理1min后取出,然后置于坩埚内冷却至室温;
51.(2)纳米铜粉预处理:
52.a.将纳米铜粉浸入处理液b中,浸泡处理10min后滤出备用,处理液b中各成分及对应重量百分比为:乙二胺2%、大豆卵磷脂8%、无水乙醇40%,余量为水;
53.b.将操作a中浸泡处理后的纳米铜粉用铝箔纸包裹后置于nd:yag激光器内进行激光冲击处理,激光冲击处理时激光器的波长为2μm,脉冲宽度为40ns,激光冲击功率密度为3gw/cm2,能量为6j,完成后取出备用;
54.(3)喷覆包裹嵌入处理:
55.应用流化床将步骤(1)预处理后的石墨烯悬浮在空气中,然后将步骤(2)预处理后的纳米铜粉以喷雾形式加到流化床上,在悬浮滚动的状态下,对石墨烯进行包裹嵌入,再进行冷空气干燥处理得纳米铜粉/石墨烯复合物备用;
56.(4)变速搅拌处理:
57.a.称取相应重量份的环氧树脂78份、步骤(3)所得的纳米铜粉/石墨烯复合物12份、芳香多胺5份、三乙烯四胺2份、低黏度双酚a环氧树脂9份、富里酸5份备用;
58.b.先将搅拌罐升温至90℃,800rpm空转6min,再将操作a中称取的环氧树脂、纳米铜粉/石墨烯复合物、低黏度双酚a环氧树脂、富里酸依次投入搅拌罐内,以7000rpm的转速搅拌处理35min后,将操作a中称取的芳香多胺、三乙烯四胺投入搅拌罐内,以1000rpm的转速搅拌处理20min即可。
59.实施例2
60.一种高导热高导电有机胶粘剂的制备方法,包括如下步骤:
61.(1)石墨烯预处理:
62.a.将石墨烯置于电晕放电仪内进行电晕处理,7.5kv电压处理35s,完成后取出备用;
63.b.将操作a中电晕处理后的石墨烯浸入处理液a中,浸泡处理35min后滤出备用,处理液a中各成分及对应重量百分比为:硝酸铵4%、十二烷基泵磺酸钠13%、富里酸14%,余量为水;
64.c.将操作b中浸泡处理后的石墨烯置于马弗炉中进行灼烧处理,1100℃处理1.5min后取出,然后置于坩埚内冷却至室温;
65.(2)纳米铜粉预处理:
66.a.将纳米铜粉浸入处理液b中,浸泡处理12min后滤出备用,处理液b中各成分及对应重量百分比为:乙二胺3%、大豆卵磷脂11%、无水乙醇50%,余量为水;
67.b.将操作a中浸泡处理后的纳米铜粉用铝箔纸包裹后置于nd:yag激光器内进行激光冲击处理,激光冲击处理时激光器的波长为2.5μm,脉冲宽度为45ns,激光冲击功率密度为3.5gw/cm2,能量为8j,完成后取出备用;
68.(3)喷覆包裹嵌入处理:
69.应用流化床将步骤(1)预处理后的石墨烯悬浮在空气中,然后将步骤(2)预处理后的纳米铜粉以喷雾形式加到流化床上,在悬浮滚动的状态下,对石墨烯进行包裹嵌入,再进行冷空气干燥处理得纳米铜粉/石墨烯复合物备用;
70.(4)变速搅拌处理:
71.a.称取相应重量份的环氧树脂79份、步骤(3)所得的纳米铜粉/石墨烯复合物13份、芳香多胺7份、三乙烯四胺3.5份、低黏度双酚a环氧树脂11份、富里酸6份备用;
72.b.先将搅拌罐升温至95℃,900rpm空转7min,再将操作a中称取的环氧树脂、纳米铜粉/石墨烯复合物、低黏度双酚a环氧树脂、富里酸依次投入搅拌罐内,以8000rpm的转速搅拌处理45min后,将操作a中称取的芳香多胺、三乙烯四胺投入搅拌罐内,以1500rpm的转速搅拌处理23min即可。
73.实施例3
74.一种高导热高导电有机胶粘剂的制备方法,包括如下步骤:
75.(1)石墨烯预处理:
76.a.将石墨烯置于电晕放电仪内进行电晕处理,10kv电压处理40s,完成后取出备用;
77.b.将操作a中电晕处理后的石墨烯浸入处理液a中,浸泡处理40min后滤出备用,处理液a中各成分及对应重量百分比为:硝酸铵5%、十二烷基泵磺酸钠14%、富里酸16%,余量为水;
78.c.将操作b中浸泡处理后的石墨烯置于马弗炉中进行灼烧处理,1200℃处理2min后取出,然后置于坩埚内冷却至室温;
79.(2)纳米铜粉预处理:
80.a.将纳米铜粉浸入处理液b中,浸泡处理14min后滤出备用,处理液b中各成分及对
应重量百分比为:乙二胺4%、大豆卵磷脂14%、无水乙醇60%,余量为水;
81.b.将操作a中浸泡处理后的纳米铜粉用铝箔纸包裹后置于nd:yag激光器内进行激光冲击处理,激光冲击处理时激光器的波长为3μm,脉冲宽度为50ns,激光冲击功率密度为4gw/cm2,能量为10j,完成后取出备用;
82.(3)喷覆包裹嵌入处理:
83.应用流化床将步骤(1)预处理后的石墨烯悬浮在空气中,然后将步骤(2)预处理后的纳米铜粉以喷雾形式加到流化床上,在悬浮滚动的状态下,对石墨烯进行包裹嵌入,再进行冷空气干燥处理得纳米铜粉/石墨烯复合物备用;
84.(4)变速搅拌处理:
85.a.称取相应重量份的环氧树脂80份、步骤(3)所得的纳米铜粉/石墨烯复合物14份、芳香多胺9份、三乙烯四胺5份、低黏度双酚a环氧树脂13份、富里酸7份备用;
86.b.先将搅拌罐升温至100℃,1000rpm空转8min,再将操作a中称取的环氧树脂、纳米铜粉/石墨烯复合物、低黏度双酚a环氧树脂、富里酸依次投入搅拌罐内,以9000rpm的转速搅拌处理55min后,将操作a中称取的芳香多胺、三乙烯四胺投入搅拌罐内,以2000rpm的转速搅拌处理26min即可。
87.实施例4
88.一种高导热高导电有机胶粘剂的制备方法,包括如下步骤:
89.(1)石墨烯预处理:
90.a.将石墨烯浸入处理液a中,浸泡处理35min后滤出备用,处理液a中各成分及对应重量百分比为:硝酸铵4%、十二烷基泵磺酸钠13%、富里酸14%,余量为水;
91.b.将操作a中浸泡处理后的石墨烯置于马弗炉中进行灼烧处理,1100℃处理1.5min后取出,然后置于坩埚内冷却至室温;
92.(2)纳米铜粉预处理:
93.a.将纳米铜粉浸入处理液b中,浸泡处理12min后滤出备用,处理液b中各成分及对应重量百分比为:乙二胺3%、大豆卵磷脂11%、无水乙醇50%,余量为水;
94.b.将操作a中浸泡处理后的纳米铜粉用铝箔纸包裹后置于nd:yag激光器内进行激光冲击处理,激光冲击处理时激光器的波长为2.5μm,脉冲宽度为45ns,激光冲击功率密度为3.5gw/cm2,能量为8j,完成后取出备用;
95.(3)喷覆包裹嵌入处理:
96.应用流化床将步骤(1)预处理后的石墨烯悬浮在空气中,然后将步骤(2)预处理后的纳米铜粉以喷雾形式加到流化床上,在悬浮滚动的状态下,对石墨烯进行包裹嵌入,再进行冷空气干燥处理得纳米铜粉/石墨烯复合物备用;
97.(4)变速搅拌处理:
98.a.称取相应重量份的环氧树脂79份、步骤(3)所得的纳米铜粉/石墨烯复合物13份、芳香多胺7份、三乙烯四胺3.5份、低黏度双酚a环氧树脂11份、富里酸6份备用;
99.b.先将搅拌罐升温至95℃,900rpm空转7min,再将操作a中称取的环氧树脂、纳米铜粉/石墨烯复合物、低黏度双酚a环氧树脂、富里酸依次投入搅拌罐内,以8000rpm的转速搅拌处理45min后,将操作a中称取的芳香多胺、三乙烯四胺投入搅拌罐内,以1500rpm的转速搅拌处理23min即可。
100.实施例5
101.一种高导热高导电有机胶粘剂的制备方法,包括如下步骤:
102.(1)石墨烯预处理:
103.a.将石墨烯置于电晕放电仪内进行电晕处理,7.5kv电压处理35s,完成后取出备用;
104.b.将操作a中电晕处理后的石墨烯浸入处理液a中,浸泡处理35min后滤出,处理液a中各成分及对应重量百分比为:硝酸铵4%、十二烷基泵磺酸钠13%、富里酸14%,余量为水;
105.(2)纳米铜粉预处理:
106.a.将纳米铜粉浸入处理液b中,浸泡处理12min后滤出备用,处理液b中各成分及对应重量百分比为:乙二胺3%、大豆卵磷脂11%、无水乙醇50%,余量为水;
107.b.将操作a中浸泡处理后的纳米铜粉用铝箔纸包裹后置于nd:yag激光器内进行激光冲击处理,激光冲击处理时激光器的波长为2.5μm,脉冲宽度为45ns,激光冲击功率密度为3.5gw/cm2,能量为8j,完成后取出备用;
108.(3)喷覆包裹嵌入处理:
109.应用流化床将步骤(1)预处理后的石墨烯悬浮在空气中,然后将步骤(2)预处理后的纳米铜粉以喷雾形式加到流化床上,在悬浮滚动的状态下,对石墨烯进行包裹嵌入,再进行冷空气干燥处理得纳米铜粉/石墨烯复合物备用;
110.(4)变速搅拌处理:
111.a.称取相应重量份的环氧树脂79份、步骤(3)所得的纳米铜粉/石墨烯复合物13份、芳香多胺7份、三乙烯四胺3.5份、低黏度双酚a环氧树脂11份、富里酸6份备用;
112.b.先将搅拌罐升温至95℃,900rpm空转7min,再将操作a中称取的环氧树脂、纳米铜粉/石墨烯复合物、低黏度双酚a环氧树脂、富里酸依次投入搅拌罐内,以8000rpm的转速搅拌处理45min后,将操作a中称取的芳香多胺、三乙烯四胺投入搅拌罐内,以1500rpm的转速搅拌处理23min即可。
113.实施例6
114.一种高导热高导电有机胶粘剂的制备方法,包括如下步骤:
115.(1)纳米铜粉预处理:
116.a.将纳米铜粉浸入处理液b中,浸泡处理12min后滤出备用,处理液b中各成分及对应重量百分比为:乙二胺3%、大豆卵磷脂11%、无水乙醇50%,余量为水;
117.b.将操作a中浸泡处理后的纳米铜粉用铝箔纸包裹后置于nd:yag激光器内进行激光冲击处理,激光冲击处理时激光器的波长为2.5μm,脉冲宽度为45ns,激光冲击功率密度为3.5gw/cm2,能量为8j,完成后取出备用;
118.(2)喷覆包裹嵌入处理:
119.应用流化床将石墨烯悬浮在空气中,然后将步骤(1)预处理后的纳米铜粉以喷雾形式加到流化床上,在悬浮滚动的状态下,对石墨烯进行包裹嵌入,再进行冷空气干燥处理得纳米铜粉/石墨烯复合物备用;
120.(3)变速搅拌处理:
121.a.称取相应重量份的环氧树脂79份、步骤(2)所得的纳米铜粉/石墨烯复合物13
份、芳香多胺7份、三乙烯四胺3.5份、低黏度双酚a环氧树脂11份、富里酸6份备用;
122.b.先将搅拌罐升温至95℃,900rpm空转7min,再将操作a中称取的环氧树脂、纳米铜粉/石墨烯复合物、低黏度双酚a环氧树脂、富里酸依次投入搅拌罐内,以8000rpm的转速搅拌处理45min后,将操作a中称取的芳香多胺、三乙烯四胺投入搅拌罐内,以1500rpm的转速搅拌处理23min即可。
123.实施例7
124.一种高导热高导电有机胶粘剂的制备方法,包括如下步骤:
125.(1)石墨烯预处理:
126.a.将石墨烯置于电晕放电仪内进行电晕处理,7.5kv电压处理35s,完成后取出备用;
127.b.将操作a中电晕处理后的石墨烯浸入处理液a中,浸泡处理35min后滤出备用,处理液a中各成分及对应重量百分比为:硝酸铵4%、十二烷基泵磺酸钠13%、富里酸14%,余量为水;
128.c.将操作b中浸泡处理后的石墨烯置于马弗炉中进行灼烧处理,1100℃处理1.5min后取出,然后置于坩埚内冷却至室温;
129.(2)喷覆包裹嵌入处理:
130.应用流化床将步骤(1)预处理后的石墨烯悬浮在空气中,然后将纳米铜粉以喷雾形式加到流化床上,在悬浮滚动的状态下,对石墨烯进行包裹嵌入,再进行冷空气干燥处理得纳米铜粉/石墨烯复合物备用;
131.(3)变速搅拌处理:
132.a.称取相应重量份的环氧树脂79份、步骤(2)所得的纳米铜粉/石墨烯复合物13份、芳香多胺7份、三乙烯四胺3.5份、低黏度双酚a环氧树脂11份、富里酸6份备用;
133.b.先将搅拌罐升温至95℃,900rpm空转7min,再将操作a中称取的环氧树脂、纳米铜粉/石墨烯复合物、低黏度双酚a环氧树脂、富里酸依次投入搅拌罐内,以8000rpm的转速搅拌处理45min后,将操作a中称取的芳香多胺、三乙烯四胺投入搅拌罐内,以1500rpm的转速搅拌处理23min即可。
134.实施例8
135.一种高导热高导电有机胶粘剂的制备方法,包括如下步骤:
136.(1)喷覆包裹嵌入处理:
137.应用流化床将石墨烯悬浮在空气中,然后将纳米铜粉以喷雾形式加到流化床上,在悬浮滚动的状态下,对石墨烯进行包裹嵌入,再进行冷空气干燥处理得纳米铜粉/石墨烯复合物备用;
138.(2)变速搅拌处理:
139.a.称取相应重量份的环氧树脂79份、步骤(1)所得的纳米铜粉/石墨烯复合物13份、芳香多胺7份、三乙烯四胺3.5份、低黏度双酚a环氧树脂11份、富里酸6份备用;
140.b.先将搅拌罐升温至95℃,900rpm空转7min,再将操作a中称取的环氧树脂、纳米铜粉/石墨烯复合物、低黏度双酚a环氧树脂、富里酸依次投入搅拌罐内,以8000rpm的转速搅拌处理45min后,将操作a中称取的芳香多胺、三乙烯四胺投入搅拌罐内,以1500rpm的转速搅拌处理23min即可。
141.实施例9
142.一种高导热高导电有机胶粘剂的制备方法,包括如下步骤:
143.(1)石墨烯预处理:
144.a.将石墨烯置于电晕放电仪内进行电晕处理,7.5kv电压处理35s,完成后取出备用;
145.b.将操作a中电晕处理后的石墨烯浸入处理液a中,浸泡处理35min后滤出备用,处理液a中各成分及对应重量百分比为:硝酸铵4%、十二烷基泵磺酸钠13%、富里酸14%,余量为水;
146.c.将操作b中浸泡处理后的石墨烯置于马弗炉中进行灼烧处理,1100℃处理1.5min后取出,然后置于坩埚内冷却至室温;
147.(2)纳米铜粉预处理:
148.a.将纳米铜粉浸入处理液b中,浸泡处理12min后滤出备用,处理液b中各成分及对应重量百分比为:乙二胺3%、大豆卵磷脂11%、无水乙醇50%,余量为水;
149.b.将操作a中浸泡处理后的纳米铜粉用铝箔纸包裹后置于nd:yag激光器内进行激光冲击处理,激光冲击处理时激光器的波长为2.5μm,脉冲宽度为45ns,激光冲击功率密度为3.5gw/cm2,能量为8j,完成后取出备用;
150.(3)喷覆包裹嵌入处理:
151.应用流化床将步骤(1)预处理后的石墨烯悬浮在空气中,然后将步骤(2)预处理后的纳米铜粉以喷雾形式加到流化床上,在悬浮滚动的状态下,对石墨烯进行包裹嵌入,再进行冷空气干燥处理得纳米铜粉/石墨烯复合物备用;
152.(4)变速搅拌处理:
153.a.称取相应重量份的环氧树脂79份、步骤(3)所得的纳米铜粉/石墨烯复合物13份、芳香多胺7份、三乙烯四胺3.5份、低黏度双酚a环氧树脂11份、富里酸6份备用;
154.b.先将搅拌罐升温至95℃,然后将操作a中称取的环氧树脂、纳米铜粉/石墨烯复合物、低黏度双酚a环氧树脂、富里酸依次投入搅拌罐内,以8000rpm的转速搅拌处理45min后,将操作a中称取的芳香多胺、三乙烯四胺投入搅拌罐内,以8000rpm的转速搅拌处理23min即可。
155.实施例10
156.一种高导热高导电有机胶粘剂的制备方法,包括如下步骤:
157.(1)石墨烯预处理:
158.a.将石墨烯置于电晕放电仪内进行电晕处理,7.5kv电压处理35s,完成后取出备用;
159.b.将操作a中电晕处理后的石墨烯浸入处理液a中,浸泡处理35min后滤出备用,处理液a中各成分及对应重量百分比为:硝酸铵4%、十二烷基泵磺酸钠13%、富里酸14%,余量为水;
160.c.将操作b中浸泡处理后的石墨烯置于马弗炉中进行灼烧处理,1100℃处理1.5min后取出,然后置于坩埚内冷却至室温;
161.(2)纳米铜粉预处理:
162.a.将纳米铜粉浸入处理液b中,浸泡处理12min后滤出备用,处理液b中各成分及对
应重量百分比为:乙二胺3%、大豆卵磷脂11%、无水乙醇50%,余量为水;
163.b.将操作a中浸泡处理后的纳米铜粉用铝箔纸包裹后置于nd:yag激光器内进行激光冲击处理,激光冲击处理时激光器的波长为2.5μm,脉冲宽度为45ns,激光冲击功率密度为3.5gw/cm2,能量为8j,完成后取出备用;
164.(3)喷覆包裹嵌入处理:
165.应用流化床将步骤(1)预处理后的石墨烯悬浮在空气中,然后将步骤(2)预处理后的纳米铜粉以喷雾形式加到流化床上,在悬浮滚动的状态下,对石墨烯进行包裹嵌入,再进行冷空气干燥处理得纳米铜粉/石墨烯复合物备用;
166.(4)变速搅拌处理:
167.a.称取相应重量份的环氧树脂79份、步骤(3)所得的纳米铜粉/石墨烯复合物13份、芳香多胺7份、三乙烯四胺3.5份、低黏度双酚a环氧树脂11份、富里酸6份备用;
168.b.先将搅拌罐升温至95℃,然后将操作a中称取的环氧树脂、纳米铜粉/石墨烯复合物、低黏度双酚a环氧树脂、富里酸依次投入搅拌罐内,以1500rpm的转速搅拌处理45min后,将操作a中称取的芳香多胺、三乙烯四胺投入搅拌罐内,以1500rpm的转速搅拌处理23min即可。
169.对照组
170.申请号为:cn201810269066.9公开的一种高分散氧化石墨烯增强环氧树脂胶粘剂的制备方法。具体参照该发明具体实施方式部分实施例1的技术方案。
171.为了对比本技术技术效果,分别用上述实施例2、实施例4~10以及对照组的方法对应制备胶粘剂,然后对各组方法对应制备的胶粘剂进行性能测试。具体为:
172.(1)导电性能测试:
173.实用直流低电势电位差计,通过对消法电路测算各组方法对应制备的胶粘剂的导电性能,再通过以下公式换算得胶粘剂的体积电阻率ρ
v

174.ρ
v
=r
×
s/l
175.其中,ρ
v
为体积电阻率,单位ω
·
cm;r为电阻,单位ω;s为胶层面积,单位cm2;l为胶层厚度,单位cm。
176.(2)力学性能测试:
177.使用电子万能测试仪测试各组方法嘴硬制备的胶粘剂的强度。
178.(3)导热性能测试:
179.用drl
‑ⅲ
导热系数测试仪来测试导热率,测试标准为astmd5470

2006,测试方法为稳态热流法。
180.具体试验对比数据如下表1所示:
181.表1
182.[0183][0184]
由上表1可以看出,将实施例4、5、6与实施例2相比,得出前后对石墨烯进行电晕、灼烧处理能够促进填料分散均匀,克服了石墨烯层间结合的分子间力,从而提高石墨烯的层间距,改善其加工特性,从而提高了石墨烯对胶粘剂性能的改善效果,将实施例7与实施例2相比,得出经过处理后的纳米铜粉性能和加工特性都更加优越,对石墨烯进行喷覆包裹嵌入,有助于加强石墨烯的填充效果,并对胶粘剂的性能有显著的改善效果;将实施例8与实施例2相比,得出,本技术的预处理能显著增强胶粘剂的力学性能、导电导热性能,将实施例9、实施例10与实施例2相比,得出变速搅拌能够破坏原料表面的水膜,使各原料之间的界面过渡区得到优化,从而来促进各原料之间的相互融合,提升胶粘剂的导电导热以及力学性能
[0185]
以上所述仅为本发明的较佳实施例,但本发明不以所示限定实施范围,凡是依照本发明的构想所作的改变,或修改为等同变化的等效实施例,仍未超出说明书所涵盖的精神时,均应在本发明的保护范围内。
再多了解一些

本文用于企业家、创业者技术爱好者查询,结果仅供参考。

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