一种高介电导热复合材料及制备方法和应用.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115772328A(43)申请公布日2023.03.10(21)申请号202211586461.2(22)申请日2022.12.09(71)申请人陕西科技大学地址710021陕西省西安市未央区大学园(72)发明人刘超王露旋鲍艳张文博薛新杨宏(74)专利代理机构北京中巡通大知识产权代理有限公司11703专利代理师郭瑶(51)Int.Cl.C08L79/02(2006.01)C08K7/18(2006.01)C08K3/04(2006.01)C08K5/315(2006.01)权利要求书1页说明书7页(54)发明名称一种高介电导热复合材料及制备方法和应用(57)摘要本发明公开了一种高介电导热复合材料及制备方法和应用，属于材料科学技术领域。首先，通过改性剂将液态金属分散为纳米液滴，并采用聚多巴胺对液态金属纳米液滴进行表面包覆；然后，将聚多巴胺包覆的液态金属纳米液滴负载到石墨烯片层上；最后，负载液态金属纳米液滴的石墨烯片引入到氰酸酯基体内，制备得到聚多巴胺@液态金属/石墨烯/氰酸酯复合材料。本发明通过结构设计，采用高导热聚多巴胺@液态金属纳米球分隔石墨烯片层，改善了石墨烯片层的堆叠现象，增大石墨烯片层的比表面积，增强了填料与氰酸酯的相容性，在提升复合材料导热性能及介电常数的同时降低介电损耗，适用于微电子高性能介电材料领域。CN115772328ACN115772328A权利要求书1/1页1.一种高介电导热复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：1)聚多巴胺@液态金属/石墨烯复合粒子的制备将聚多巴胺@液态金属纳米球与氧化石墨烯混合，搅拌均匀后，加入水合肼，反应结束后，洗涤，冷冻干燥，得到聚多巴胺@液态金属/石墨烯复合粒子；2)聚多巴胺@液态金属/石墨烯/氰酸酯复合材料的制备将步骤1)制得的聚多巴胺@液态金属/石墨烯复合粒子加入到氰酸酯中，预聚后，倒入预热好的模具中，固化，得到聚多巴胺@液态金属/石墨烯/氰酸酯复合材料。2.根据权利要求1所述的高介电导热复合材料的制备方法，其特征在于，步骤2)中，所述聚多巴胺@液态金属/石墨烯复合粒子的质量为氰酸酯单体质量的0.5％～2％；所述氰酸酯单体为双酚A型氰酸酯或双酚E型氰酸酯。3.根据权利要求1所述的高介电导热复合材料的制备方法，其特征在于，步骤2)中，固化条件为：150～160℃加热1～2h、180～190℃加热1～2h、200～210℃加热1～2h和220～230℃加热2～3h进行固化。4.根据权利要求1所述的高介电导热复合材料的制备方法，其特征在于，步骤1)中，所述聚多巴胺@液态金属的尺寸为50～900nm，所述聚多巴胺@液态金属与石墨烯的质量比为(1：1)～(10：1)，冷冻干燥的温度为‑30～‑50℃，时间为6～12h。5.根据权利要求1所述的高介电导热复合材料的制备方法，其特征在于，步骤1)中，所述聚多巴胺@液态金属纳米球的制备方法，包括以下步骤：11)将表面活性剂加入到乙醇溶液中，再加入液态金属，搅拌均匀，超声分散，洗涤，得到改性液态金属纳米液滴；12)将改性液态金属和盐酸多巴胺添加到Tris缓冲液和乙醇组成的复合溶液中，搅拌均匀，洗涤后，得到聚多巴胺@液态金属纳米球。6.根据权利要求5所述的高介电导热复合材料的制备方法，其特征在于，步骤12)中，所述液态金属与盐酸多巴胺的质量比为(1：1)～(5：1)。7.根据权利要求5所述的高介电导热复合材料的制备方法，其特征在于，步骤12)中，所述搅拌速度为300～500rpm，室温下搅拌24～48h。8.根据权利要求5所述的高介电导热复合材料的制备方法，其特征在于，步骤11)中，所述表面活性剂为聚乙烯吡咯烷酮、十二烷基三甲基氯化铵或十二烷基硫酸钠的一种；所述液态金属的类型为镓基液态金属、铟基液态金属或铋基液态金属的一种；所述搅拌速度为300～400rpm，搅拌时间为2～12h。9.采用权利要求1～8中任意一项所述的制备方法制得的高介电导热复合材料，其特征在于，导热系数为2.068～2.983W/m·K，介电常数为22～79，介电损耗为0.007～0.018。10.权利要求9所述的高介电导热复合材料在制备电介质材料中的应用。2CN115772328A说明书1/7页一种高介电导热复合材料及制备方法和应用技术领域[0001]本发明属于材料科学技术领域，具体涉及一种高介电导热复合材料及制备方法和应用。背景技术[0002]近年来，微电子集成与组装技术的飞速发展，使得电子电路向小型化、轻量化以及高度集成化方向进化，高性能电介质材料应同时具有较高的介电常数以实现能量的快速存储和释放，较低的介电损耗以减小运行过程中的能量损失，较高的导热系数以满足较高的散热需求。传统的电介质材料为无机陶