[发明专利]一种可用于SLS的三层结构的导热粉体及制备和使用方法

说明书

本发明属于导热材料领域，具体涉及一种可用于SLS的三层结构的导热粉体及制备和使用方法。本发明通过在球形导热粉体材料上先行制备接枝层的方式，制备出足够的氨基位点，之后通过聚合的方式，在接枝层外围制备出PA12层，得到三层结构的粉体，如图1所示。该粉体可使用SLS打印制备导热结构件粗坯，再通过烧结的方式制备得到导热结构件。本发明解决了常规混合粉体无法完全混合均匀的问题，也解决了常规导热粉体SLS制备导热片容易因受热不均匀、冷却过快等原因造成的翘曲变形问题，同时还具有铺粉顺利、接触充分、SLS打印方便等优点，制得的导热件兼具突出的导热性能和优异的机械性能。

技术领域

本发明属于导热材料领域，具体涉及一种可用于SLS的三层结构的导热粉体及制备和使用方法。

背景技术

随着工业生产和科学技术的发展，人们对材料不断提出新的要求。在电子电器领域，由于集成技术和组装技术的迅速发展，电子元件、逻辑电路向轻、薄、小的方向发展，发热量也随之增加，从而需要高导热的材料能够有效的去除电子设备产生的热量，这关系到产品的使用寿命和质量的可靠性。

选择性激光烧结(Selected Laser Sintering，SLS)成型是一种先进制造技术，基于离散/堆积原理，通过CAD/Pro-E等设计软件或者三维实体扫描得到目标成型模型，将三维模型经程序切片后在成型机粉床中逐层选择性烧结堆积成型三维实体。综合利用了计算机科学与工程，机械制造自动化及控制工程，激光工程和材料科学工程等多门学科，是一种不同于传统减材制造的增材制造技术。因其具有高度自动化，数字化，高精度等特点，但粉体，尤其是混合粉体吸收激光的能量升温融化后再固化成型，其精度不高，且易发生弯曲变形。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明提供一种可用于SLS的三层结构的导热粉体及制备和使用方法。

本发明通过在球形导热粉体材料上先行制备接枝层的方式，制备出足够的氨基位点，之后通过聚合的方式，在接枝层外围制备出PA12层，得到三层结构的粉体，如图1所示。该粉体可使用SLS打印制备导热结构件粗坯，再通过烧结的方式制备得到导热结构件。

具体地，所述的导热粉体，通过以下步骤制备得到：将球形导热粉体均匀分散在水和乙醇的混合溶液中；再向其中加入正硅酸四乙酯和γ-氨丙基三乙氧基硅烷搅拌均匀，后加入催化剂充分搅拌，制备出带有氨基接枝层的双层结构球形粉体；将得到的带有氨基接枝层的双层结构球形粉体过滤干燥后加入反应釜中，投入1,12-十二烷二胺、对苯二甲酸、封端剂苯甲酸、催化剂次亚磷酸钠和去离子水，抽真空加热，制备得到可用于SLS的三层结构的导热粉体。

优选地，球形导热芯材粉体为Al₂O₃、BN、SiC、Ag、Cu中的一种或多种混合；直径为10μm～80μm。

优选地，正硅酸四乙酯和γ-氨丙基三乙氧基硅烷的质量比为1:1～10:1。

优选地，催化剂为氨水、醋酸、盐酸中的一种。

优选地，1,12-十二烷二胺：对苯二甲酸：封端剂苯甲酸：次亚磷酸钠：去离子水为1:10:10:0.5:0.1:100。

进一步地，抽真空加热操作为：先抽真空15mins～60mins，后升温到80℃，恒温2h，后升温到265℃，反应30mins。

进一步地，抽真空加热后，使用乙醇和去离子水分别滤过干燥三次，后60℃烘干，得所述的导热粉体。

在上述导热粉体的基础上，通过SLS打印制成粗胚，再烧结可制备得到导热结构件。烧结条件为：先在600℃下烧结2h，后以每分钟5℃升温至1600℃，恒温8h，自然冷却得到导热结构件。