[发明专利]一种导热陶瓷纳米线/环氧树脂复合材料及其制备方法

权利要求书

1.一种导热陶瓷纳米线/环氧树脂复合材料，其特征在于，所述导热陶瓷纳米线/环氧树脂复合材料包括导热陶瓷纳米线和环氧树脂基体，所述导热陶瓷米线在环氧树脂基体中平行排列。

2.根据权利要求1所述的导热陶瓷纳米线/环氧树脂复合材料，其特征在于，所述导热陶瓷纳米线为碳化硅纳米线；

优选地，所述导热陶瓷纳米线在导热陶瓷纳米线/环氧树脂复合材料中的质量百分含量为1.6-18.2％；

优选地，所述导热陶瓷纳米线的长度为80-100nm；

优选地，所述导热陶瓷纳米线的长径比为500-2000。

3.根据权利要求1或2所述的导热陶瓷纳米线/环氧树脂复合材料，其特征在于，所述导热陶瓷纳米线/环氧树脂复合材料按质量百分含量包括如下原料组分：

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4.根据权利要求1-3之一所述的导热陶瓷纳米线/环氧树脂复合材料，其特征在于，所述表面改性的导热陶瓷纳米线通过如下方法制备得到：

(a)将导热陶瓷纳米线加入到含有第一表面活性剂的水溶液中，球磨6-24h后静置12-36h，取上层液体固液分离，洗涤，干燥，即得分散均匀的导热陶瓷纳米线粉末；

(b)将分散均匀的导热陶瓷纳米线粉末加入无水乙醇和去离子水体系中，再加入第二表面改性剂，在60℃-100℃下回流10h-48h，即可得到所述表面改性的导热陶瓷纳米线；

优选地，步骤(a)所述导热陶瓷纳米线选自长度为80nm-100nm的碳化硅纳米线气凝胶；

优选地，步骤(a)所述第一表面活性剂选自单硬脂酸甘油酯、硬脂酸或十二烷基硫磺酸钠中的任意一种或至少两种的组合，优选为单硬脂酸甘油酯、硬脂酸或十二烷基硫磺酸钠；

优选地，步骤(a)所述上层液体中导热陶瓷纳米线的浓度为0.2-3.0mg/mL；

优选地，步骤(a)所述的固液分离为抽滤；

优选地，步骤(b)所述第二表面改性剂选自锆酸盐偶联剂、多巴胺或硅烷偶联剂中的任意一种或至少两种的组合，优选为锆酸盐偶联剂、多巴胺或硅烷偶联剂；

优选地，步骤(b)还包括将所述回流后的产物进行固液分离，洗涤所得固体以及干燥处理，所述固液分离优选为抽滤。

5.根据权利要求1-4之一所述的导热陶瓷纳米线/环氧树脂复合材料，其特征在于，所述环氧树脂选自液晶环氧树脂；

优选地，所述环氧树脂选自4,4’-二羟基联苯二缩水甘油醚、二羟基联苯二环氧甘油醚、N,N-二(对环氧丙基氧基苯亚甲基)-对苯二铵或双4-环氧丙基乙氧基苯甲酸对苯二酚酯中的任意一种或至少两种的组合。

6.根据权利要求1-5之一所述的导热陶瓷纳米线/环氧树脂复合材料，其特征在于，所述固化剂选自4,4’-二氨基二苯基砜、4,4’-二氨基二苯甲烷或4,4’-二氨基二苯醚中的任意一种或至少两种的组合。

7.根据权利要求1-6之一所述的导热陶瓷纳米线/环氧树脂复合材料，其特征在于，所述催化剂选自乙酰丙酮铬、咪唑或三苯基膦中的任意一种或至少两种的组合。

8.根据权利要求1-7之一所述的导热陶瓷纳米线/环氧树脂复合材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：

(1)将配方量的所述表面改性的导热陶瓷纳米线、环氧树脂、固化剂和催化剂混合，得到混合液；

(2)将得到的混合液沿同一方向涂布在基体上，固化成膜，去除基体，得到所述导热陶瓷纳米线/环氧树脂复合材料。

9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述混合的形式包括：超声和搅拌；

优选地，所述超声的时间为30-45min；

优选地，步骤(2)所述固化在120-210℃条件下进行；

优选地，步骤(2)所述固化为：依次在120℃、150℃和210℃的条件下固化2h；

优选地，步骤(2)所述基体为铜箔；

优选地，刻蚀去除所述铜箔。

10.根据权利要求8或9所述的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：

(1)将长度为80-100nm的碳化硅纳米线气凝胶加入到含有第一表面活性剂的水溶液中，球磨6-24h后静置12-36h，取上层液体抽滤，洗涤所得固体，干燥，即得分散均匀的碳化硅纳米线粉末；其中，所述第一表面活性剂选自单硬脂酸甘油酯、硬脂酸或十二烷基硫磺酸钠中的任意一种或至少两种的组合；所述上层液体中碳化硅纳米线的浓度为0.2-3.0mg/mL；

(2)将分散均匀的碳化硅纳米线粉末加入醇水体系中，再加入第二表面改性剂，在60℃-100℃下回流10h-48h，抽滤，洗涤所得固体，干燥，即可得到所述表面改性的碳化硅纳米线；其中，所述第二表面改性剂选自锆酸盐偶联剂、多巴胺或硅烷偶联剂中的任意一种或至少两种的组合；

(3)将配方量的所述表面改性的碳化硅纳米线、环氧树脂、固化剂和催化剂混合后超声分散30-45min，搅拌，得到混合液；

(4)将得到的混合液沿同一方向涂布在基体上，在120-210℃温度下固化成膜，去除基体，得到所述碳化硅/环氧树脂复合材料。