[发明专利]纳米金刚石分散溶液以及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种纳米金刚石分散溶液及其制备方法，尤其涉及均匀分布的具有数纳米至数十纳米粒径的纳米金刚石粒子的纳米金刚石分散溶液。

<相关申请案的交叉引用>

本申请案主张韩国知识产权局于2010年2月12日申请的韩国专利申请案第10-2010-0013485号以及于2011年2月10日申请的韩国专利申请案第10-2011-0011931号的权益，所述韩国专利申请案的揭示内容是以全文引用的方式并入本文中。

背景技术

由于例如高硬度、宽带光透射率(transmittance of broadband light)、化学稳定性、高热导率(thermal conductivity)、低热膨胀、电绝缘性、生物相容性以及生态环保性(eco-friendliness)的优势，纳米金刚石适用于例如电子、化学以及医药行业的多种行业领域中。具有微米尺寸的人造金刚石粉末已广泛用于许多行业中。

随着纳米技术的最新突破，已对具有极小粒子直径的纳米金刚石进行研究。具有约5纳米至约10纳米的平均粒子直径的纳米金刚石粒子可在极高压力下于极短爆炸(explosion)时间内获得。

所制备的具有约5纳米至约10纳米的平均粒子直径的纳米金刚石粒子为表面覆盖有无序石墨层的纳米金刚石聚集物。取决于化学处理方法，这些纳米金刚石粒子聚集物可具有多种化学特征和结构特征。

纳米金刚石具有独特的电学特征、化学特征以及光学特征，例如小粒径、大表面积、高机械强度以及可调节的表面活性。然而，纳米金刚石粒子因粒子之间由较大表面积引起的吸引力增加而倾向于形成聚集物，且因此对于制备具有数十纳米或小于数十纳米的粒子直径的纳米金刚石来说存在限制。

发明内容

技术问题

本发明提供一种制备均匀分散的具有数纳米至数十纳米尺寸的纳米金刚石粒子的纳米金刚石分散液的方法。

本发明提供一种使用所述方法制备的纳米金刚石分散液。

本发明提供用于阳极化的密封剂(sealing agent for anodization)、电镀添加剂(plating additive)、抛光剂(polishing agent)、油添加剂(oil additive)、聚合物树脂添加剂以及散热添加剂，其各自包含使用上述方法制备的纳米金刚石分散液。

技术解决方案

根据本发明的一方面，提供一种制备纳米金刚石分散液的方法，所述方法包含：提供纳米金刚石聚集物；为崩解(disintegrate)纳米金刚石聚集物，在搅拌的同时使纳米金刚石聚集物与金属氢氧化物水溶液混合，从而制备混合物溶液；稳定(stabilize)混合物溶液，使其分成上清液和沉淀；以及分别从混合物溶液萃取上清液和沉淀。

在从混合物溶液萃取上清液和沉淀后，所述方法可还包含干燥上清液从而获得纳米金刚石粉末；以及使纳米金刚石粉末与分散溶剂混合。

在从混合物溶液萃取上清液和沉淀后，所述方法可还包含在搅拌的同时将沉淀添加回混合物溶液中。

制备混合物溶液可还包含使用离心机、球磨机、珠磨机或超声发生器崩解纳米金刚石聚集物。

金属氢氧化物水溶液可包含钾(K)、钙(Ca)、钠(Na)、镁(Mg)、铝(Al)、锌(Zn)、铁(Fe)、镍(Ni)、锡(Sn)以及铅(Pb)中的至少一个。

金属氢氧化物水溶液可为NaOH、KOH或其混合物。

制备混合物溶液可包含使金属氢氧化物水溶液中的金属离子与纳米金刚石聚集物中的反应性基团化学结合。

反应性基团可包含羧基(-COOH)、羟基(-OH)、醇基(CH₂OH)、胺基(-NH₂)、酰胺基(-NHCOCH₃)、酰胺基(-CONH)、砜基(COSO₃H)、磺酰氯基(COSO₂Cl)、甲基(-CH₃)、醛基(-CHO)以及醚基(-O-)中的至少一个。

根据本发明的一方面，提供一种纳米金刚石分散液，其是使用任一上述方法制备，且包含分散于分散溶剂中的具有约1纳米至约100纳米粒径的纳米金刚石粒子。

纳米金刚石粒子可具有约9纳米至约90纳米的平均粒子直径。

纳米金刚石粒子可包含化学结合于其表面的金属离子以及反应性基团。

纳米金刚石粒子可还包含吸附于其表面上的金属氢氧化物。