[發明專利]制備碳系粒子/銅復合材料的方法

有效

• 申請號: 201080006596.6
• 申請日: 2010-02-05
• 公開（公告）號: CN102307826A
• 公開（公告）日: 2012-01-04
• 發明（設計）人: 李優欖;金相澔;樸鐘昱
• 申請（專利權）人: LG化學株式會社
• 主分類號: C04B35/52
• 分類號: C04B35/52;C04B35/532;C04B35/528;C04B35/571
• 代理公司: 北京鴻元知識產權代理有限公司 11327
• 代理人: 黃麗娟;陳英俊

技術領域

本發明涉及一種制備碳系粒子/銅復合材料的方法，在該碳系粒子/銅復合材料中例如石墨的碳系粒子與銅混合。

相關申請的互相引用

本申請要求于2009年2月5日在韓國提交的第10-2009-0009287號的韓國專利申請和于2010年2月5日在韓國提交的第10-2010-0010860號韓國專利申請的優先權，這兩項韓國專利申請的全部內容以引用的方式納入本說明書。

背景技術

銅由于其高導熱和導電性以及低價格而廣泛應用于多個工業領域中。在很多情況下，銅獨自被采用，然而，由于多種原因，特別是，像在散熱(吸熱)裝置(heat?sink)的情況下，采用混合有碳系粒子的銅來形成復合材料正日益增長，其中上述碳系粒子包含作為主要成分的碳，例如石墨、SiC和碳納米管等。

在碳系粒子/銅復合材料中，碳系粒子和銅的混合狀態很重要。當這兩種成分的混合狀態不相容且這些成分彼此分開存在時，不可能得到由這兩種成分復合帶來的材料性質，并且機械性能也降低。

因為碳系粒子和銅具有不同的材料性質，彼此間的相容性差。通常，液相燒結法和浸漬法等用于制備碳系粒子/銅復合材料，但是難以實現碳系粒子和銅優良的相容性。

發明內容

技術問題

本發明的目的在于提供一種制備碳系粒子和銅充分混合的復合材料的方法。

技術方案

為了實現本發明的目的，根據本發明一個方面的制備碳系粒子/銅復合材料的方法包括：使具有碳主鏈的聚合物有機化合物和銅前驅體在溶劑中的溶液與碳系粒子在第一分散介質中的分散液混合而制得一混合物；向該混合物中加入第一還原劑，從而形成氧化銅(I)粒子附著在碳系粒子表面上的復合粒子；和在非氧化氣氛下燒結該復合粒子。

此外，根據本發明另一方面的制備碳系粒子/銅復合材料的方法包括：使具有碳主鏈的聚合物有機化合物和銅前驅體在溶劑中的溶液與碳系粒子在第一分散介質中的分散液混合而制得一混合物；向該混合物中加入第一還原劑，從而形成氧化銅(I)粒子附著在碳系粒子表面上的復合粒子；和將上述復合粒子分散在第二分散介質中并向其中加入過量的第二還原劑，從而將氧化銅(I)粒子還原成銅。

此外，根據本發明還一方面的制備碳系粒子/銅復合材料的方法包括：使具有碳主鏈的聚合物有機化合物和銅前驅體在溶劑中的溶液與碳系粒子在第一分散介質中的分散液混合而制得一混合物；和向該混合物中加入過量的第一還原劑，從而形成銅包覆上述碳系粒子表面的復合粒子。

在根據本發明的制備復合材料的方法中，所述聚合物有機化合物可以優選以單一或組合的形式包括聚乙烯吡咯烷酮和聚乙烯醇。另外，所述銅前驅體可以是i)通式1的銅羧基化合物，或者ii)通式2的含有羧基的化合物和銅鹽。

<通式1>

(R₁-COO)₂Cu

其中R₁是含有1～18個碳原子的烷基。

<通式2>

R₁-COOH

其中R₁是含有1～18個碳原子的烷基。

此外，在根據本發明的制備復合材料的方法中，用于溶解聚合物有機化合物和銅前驅體的溶劑、第一分散介質和第二分散介質可以各自獨立地為單一或組合形式的水、C₁～C₆低級醇、二甲基甲酰胺、二甲基亞砜、四氫呋喃和乙腈。

所述分散在第一分散介質中的碳系粒子可以包括但不限于石墨、石墨烯(graphene)、無定形碳、碳納米管、金剛石和SiC，只要它們包含碳作為主要成分即可。

同時，在根據本發明的制備復合材料的方法中，所述第一還原劑和第二還原劑可以各自獨立地為單一或組合形式的NaBH₄、肼、抗壞血酸、葡萄糖和乙二醇。

有益效果

根據本發明的制備碳系粒子/銅復合材料的方法，聚合物有機化合物有助于改進氧化銅(I)粒子和碳系粒子的相容性，從而有助于制備氧化銅(I)粒子附著在碳系粒子表面上的復合材料中間體。將該復合材料中間體還原，得到碳系粒子和銅充分混合的復合材料，該復合材料可以適合用作散熱(吸熱)裝置。

附圖說明