[發(fā)明專利]燒結(jié)型石墨烯/納米銀復(fù)合導(dǎo)電膠的制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010252313.1
• 申請日: 2020-04-01
• 公開（公告）號: CN111423834B
• 公開（公告）日: 2021-08-17
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 徐文忠
• 申請（專利權(quán)）人: 徐文忠;上海貴通新材料科技有限公司
• 主分類號: C09J163/00
• 分類號: C09J163/00;C09J9/02
• 代理公司: 北京遠大卓悅知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11369
• 代理人: 史霞

本發(fā)明公開了一種燒結(jié)型石墨烯/納米銀復(fù)合導(dǎo)電膠的制備方法，包括：在惰性氣體的氛圍下，先用還原性較弱的還原劑對氧化石墨烯和銀鹽進行預(yù)還原，再用還原性較強的還原劑對整個體系進一步還原，制作石墨烯/納米銀復(fù)合材料，然后將石墨烯/納米銀復(fù)合材料與環(huán)氧樹脂、酸酐固化劑、固化促進劑混合，攪拌均勻，并在140?160℃下固化2h，得到燒結(jié)型石墨烯/納米銀復(fù)合導(dǎo)電膠。本發(fā)明具有制作的復(fù)合導(dǎo)電膠具有較低的體積電阻率和較高的導(dǎo)熱系數(shù)，且制備過程簡單，適合大規(guī)模生產(chǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及導(dǎo)電膠制備領(lǐng)域。更具體地說，本發(fā)明涉及一種燒結(jié)型石墨烯/納米銀復(fù)合導(dǎo)電膠的制備方法。

背景技術(shù)

導(dǎo)電膠是一種同時具備導(dǎo)電性能和粘結(jié)性能的膠黏劑，通常是將導(dǎo)電粒子與基體樹脂連接在一起，形成導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)，最終達到被粘材料的導(dǎo)電連接。根據(jù)導(dǎo)電粒子的不同，可分為金屬導(dǎo)電膠、碳系導(dǎo)電膠以及復(fù)合導(dǎo)電膠。納米銀由于表面能高，因而能在遠低于金屬熔點的溫度下燒結(jié)成較大顆粒，使導(dǎo)電膠中的納米銀顆粒在聚合物固化溫度下燒結(jié)形成較大的、連通的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，進而可以大大提高導(dǎo)電性能。石墨烯作為一種新型的納米導(dǎo)電材料，由于其二維結(jié)構(gòu)特征和高導(dǎo)電性受到越來越多研究者的青睞。將石墨烯與納米銀結(jié)合制作石墨烯/納米銀復(fù)合材料，是目前研究的熱點。目前，常采用一步還原法制備石墨烯/納米銀復(fù)合導(dǎo)電膠，但此過程中還原的納米銀顆粒粒徑不均一，且納米銀的高表面能和比表面積使其容易簇集，進而使其在石墨烯和基體樹脂中的分散變得困難。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的一個目的是解決至少上述問題，并提供至少后面將說明的優(yōu)點。

本發(fā)明還有一個目的是提供一種燒結(jié)型石墨烯/納米銀復(fù)合導(dǎo)電膠的制備方法，其先用還原性比較弱的還原劑對氧化石墨烯和銀鹽的混合體系預(yù)還原，再用還原性比較強的還原劑對預(yù)還原的體系進行徹底還原，所用還原劑均為無毒的還原劑，這樣的制備方法一方面環(huán)保，另一方面還原的納米銀顆粒粒徑均一，有利于在石墨烯和基體樹脂中分散，進而提高后續(xù)燒結(jié)性能。

為了實現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的這些目的和其它優(yōu)點，提供了一種活燒結(jié)型石墨烯/納米銀復(fù)合導(dǎo)電膠的制備方法，包括：

步驟一、將氧化石墨溶于去離子水中，超聲1-2h，得到氧化石墨烯懸浮液；在去離子水中分別加入硝酸銀、檸檬酸鈉，攪拌均勻，得到混合溶液一；

將所述混合溶液一加入到所述氧化石墨烯懸浮液中，并攪拌均勻，得到混合溶液二；將葡萄糖與分散劑混合溶于去離子水中，得到葡萄糖溶液，將所述葡萄糖溶液緩慢添加到所述混合溶液二中；在惰性氣體環(huán)境下，在65-70℃下攪拌30-40分鐘，得到預(yù)還原的混合溶液三；其中，所述分散劑為檸檬酸鈉、十二烷基硫酸鈉、聚乙烯吡咯烷酮中的一種或幾種；

步驟二、將抗壞血酸水溶液緩慢添加到所述混合溶液三中，65-70℃下反應(yīng)40-50分鐘，得到混合溶液四；將所述混合溶液四在4000r/min的轉(zhuǎn)速下離心，用去離子水洗滌10次，將沉淀物收集并冷凍干燥20h，得到石墨烯/納米銀復(fù)合材料；

步驟三、燒結(jié)型石墨烯/納米銀復(fù)合導(dǎo)電膠的制備：將所述石墨烯/納米銀復(fù)合材料、微米銀、環(huán)氧樹脂、酸酐固化劑、固化促進劑混合攪拌均勻，置于140-160℃下固化2h，得到燒結(jié)型石墨烯/納米銀導(dǎo)電膠；其中，所述酸酐固化劑為4-甲基六氫鄰苯二甲酸酐，所述固化促進劑為2-乙基-4-甲基咪唑；所述環(huán)氧樹脂：酸酐固化劑：固化促進劑：微米銀：石墨烯/納米銀復(fù)合材料的質(zhì)量分數(shù)比為100:80-85:1-2:500-550:1.2-2.0。

優(yōu)選的是，利用Hummers法制備所述氧化石墨。

優(yōu)選的是，所述環(huán)氧樹脂為雙酚A環(huán)氧樹脂、多酚型環(huán)氧樹脂、脂肪族環(huán)氧樹脂中的一種或多種。

優(yōu)選的是，所述微米銀的粒徑為3-5微米。

優(yōu)選的是，所述惰性氣體的通入流速為0.5-1.0L/min。