[发明专利]一种金属基导热绝缘粉末、制备方法及应用

说明书

本发明公开了一种金属基导热绝缘粉末、制备方法及应用。导热绝缘粉末包括：金属导热粉末和其表面包覆的具有黑色素结构导热绝缘层；所述金属导热粉末为金属单质；所述具有黑色素结构导热绝缘层是金属导热粉末被多巴、多巴胺、盐酸多巴胺、酪氨酸中至少一种物质表面改性所得。制备方法包括：a.制备金属导热粉末分散液；b.将多巴、多巴胺、盐酸多巴胺、酪氨酸中的至少一种物质加入至金属导热粉末分散液中，聚合制得所述金属基导热绝缘粉末。本发明的金属基导热绝缘粉末可应用于高导热绝缘材料技术领域，可以很好地解决高功率器件工作是所遇到的热导率和绝缘性能匹配问题。

技术领域

本发明涉及导热材料领域，进一步地说，是涉及一种金属基导热绝缘粉末、制备方法及应用。

背景技术

当今世界，随着科技的发展和产业的升级，电气及电子设备的集成化程度愈来愈高，为了不影响器件的使用性能，寿命和稳定性，对设备的散热提出更严格的需求，从而对导热材料提出了更高的要求。在电子电气领域，随着芯片的功率不断增大和结构越来越微型化，芯片在运行过程中产生大量的热量，高温会影响电子元件的各种性能。在大中型高压发电机和电动机结构中，及时移除电机在工作中产生的热能，可以降低电机机械性能的损耗。在航空航天领域中要求飞行器具有膨胀系数低、导热系数高及高比刚强度的特点，而传统导热材料如钛合金则热膨胀系数大和密度大，因此，已经不能满足现代发展的要求，开发性能优异的导热绝缘复合材料是当今世界的努力方向之一。

近年来，导热材料的应用范围越来越广，用聚合物基导热材料代替传统导热材料已成为当今热门课题之一，这是因为相对于传统导热材料(金属、陶瓷)而言，聚合物基导热材料具有质量轻、易于加工设计、良好的绝缘性和抗腐蚀性等优点。但是，纯聚合物导热系数较低，一般在0.1-0.5W·m^-1·K^-1范围内，不能达到导热材料的要求。目前，提高高分子材料的导热性主要有两种途径：一是制备具有良好导热性的结构型导热高分子材料，通过声子导热机理实现导热目的。然而，这种方法对设备、工艺条件的要求都很高，较难实现工业化生产。二是通过向基体中添加具有高导热性的填料的方法制备填充型高分子复合材料。这种方法工艺简单，相对于前者来说更加容易控制和实现，成本也较低，所以被人们广泛采纳，是目前提高高分子材料导热性的主要研究手段。

导热高分子复合材料的导热性能最终是由高分子基体和高导热填充物综合作用决定的。金属以及其氧化物导热填料由于其较高的导热性能，广泛应用在填充型导热高分子复合材料中，但由于其良好的导电性能，同时也使复合材料具有了良好的导电能力，大大限制了其在电机领域、电子封装领域、LED封装领域、航空航天军事领域等方面的应用。

发明内容

为解决现有技术中出现的问题，本发明提供了一种金属基导热绝缘粉末、制备方法及应用。可应用于高导热绝缘材料技术领域，可以很好地解决高功率器件工作是所遇到的热导率和绝缘性能匹配问题。

本发明的目的之一是提供一种金属基导热绝缘粉末。

包括：

金属导热粉末和其表面包覆的具有黑色素结构导热绝缘层；

所述导热粉末为金属单质；

所述具有黑色素结构导热绝缘层是金属导热粉末由多巴、多巴胺、盐酸多巴胺、酪氨酸中至少一种物质经过表面改性所得。聚多巴胺以化学交联和物理吸附的方式粘附在所述金属导热粉末的表面。

其中，优选：

所述金属导热粉末的形状包括粒状、片状、球形或线状。

线状金属导热粉末的直径为20～400nm，长度为10～100μm，长径比在100～1000之间；

球形或粒状金属导热粉末粒径在10nm～50μm；

片状金属导热粉末长度在200nm～100μm，厚度为纳米级。