專利名稱：一種功能穩(wěn)定金屬有機復(fù)合材料的加工方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬功能性復(fù)合材料領(lǐng)域，特別是涉及功能穩(wěn)定的金屬有機復(fù)合材料 的加工方法。(二) 背景技術(shù)有機類化合物一般具有較差的導(dǎo)熱、導(dǎo)電等性能，但許多有機化合物具有低熔點、膨脹系數(shù)大、流動性好等特性；與有機物相比，金屬具有優(yōu)越的導(dǎo)熱、 導(dǎo)電等性能，但一般金屬具有熔點高、熱膨脹系數(shù)小、配位能力強等特性。單 質(zhì)金屬與有機化合物復(fù)合形成的復(fù)合材料，如塑料與金屬混合制備的金屬塑料復(fù)合材料，具有可調(diào)控的優(yōu)良的電或熱的傳導(dǎo)性能，已經(jīng)廣泛用于生產(chǎn)、生活 中。但由于單質(zhì)金屬與有機化合物形成的復(fù)合材料，金屬增強材料與有機基體 材料并不相互溶解，而是金屬原子團分散在有機基體材料中，這樣很容易引起 該類材料性能的不穩(wěn)定，尤其對于那些經(jīng)常在液體狀態(tài)下工作的金屬有機復(fù)合 材料(如銅蠟復(fù)合感溫蠟)，由于金屬的密度大于有機物的密度，容易引起金屬 增強材料從有機基體材料中沉淀分離或部分分離出來，從而造成了該類復(fù)合材 料性能的很不穩(wěn)定。將這種性能很不穩(wěn)定的復(fù)合材料用于各種元器件中，會直 接影響元器件的性能穩(wěn)定和使用壽命，給生產(chǎn)、生活帶來損失。如直接用銅粉、 蠟制成復(fù)合感溫蠟，用于制造發(fā)動機感溫器件，由于這種復(fù)合感溫蠟中的銅粉 容易與蠟分離，極易造成感溫器件性能的不穩(wěn)定，進而影響發(fā)動機的性能，甚 至導(dǎo)致發(fā)動機報廢。(三) 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供一種性能穩(wěn)定的金屬有機復(fù)合材料的加工方法。釆用 橋聯(lián)劑包覆微納米金屬粉增強體材料，并利用橋聯(lián)劑能與基體材料相互溶解的 特性，將金屬增強材料與有機基體材料巧妙融合為一體，制成性能穩(wěn)定的功能 性復(fù)合材料。本發(fā)明釆取的技術(shù)方案如下A、 增強材料處理(1) 選取橋聯(lián)劑(如吡啶類、煙酸類、醇胺類、胺類、芳環(huán)酸類、脂肪酸 類、氮雜環(huán)類、氨基酸類等化合物)，用適當(dāng)溶劑(如乙醇、甲醇、乙腈、丙酮、 乙醚、去氧水、氯仿、環(huán)己烷、苯等)徹底溶解，用NaOH/HCl調(diào)節(jié)pH8 10值， 并去氧處理，制備橋聯(lián)劑溶液備用。(2) 將微納米級金屬粉(如銅粉、鋁粉等)用酸(如鹽酸/硝酸/醋酸)酸 洗后，過濾，在惰性氣體(如氣氣/氬氣)保護下干燥數(shù)小時后，將適量金屬粉 浸泡于步驟(1)制備的橋聯(lián)劑溶液中；或者在用微納米粉碎機制備金屬粉體的 過程中直接將橋聯(lián)劑蒸汽通入微納米粉碎機中；干燥后即制備了橋聯(lián)劑包覆的 金屬粉增強材料。B、 將基體材料，如蠟、凡士林、硅油、聚烯烴等有機化合物，控制在液體 狀態(tài)；在攪拌狀態(tài)下，加入適量到步驟A制備的橋聯(lián)劑包覆的金屬粉材料中， 充分混合至均勻，從而制備了液體狀金屬粉有機復(fù)合材料。C、 室溫成形。對于室溫下為固體的基體材料，利用模具制造不同形狀的固 體復(fù)合材料。注明 一定要在專業(yè)人員指導(dǎo)下操作，否則可能會引起危險性的后果。(四)


制備功能穩(wěn)定金屬有機復(fù)合材料的工藝流程圖。圖l中l(wèi)是制備橋聯(lián)劑，2是酸洗干燥金屬粉并浸泡于橋聯(lián)劑溶液中，3是 將基體材料有機化合物加入到橋聯(lián)劑包覆的金屬材料中(2+1), 4是充分混合均 勻，5是模具中室溫成形。
具體實施方式
因為金屬與有機物混合后形成的復(fù)合材料，由于金屬并不溶解于有機物， 這樣金屬容易從有機物中沉淀分離出來，尤其是液體狀態(tài)下工作的該類復(fù)合材 料，在實際應(yīng)用中，很容易造成其制品的性能不穩(wěn)定。橋聯(lián)劑既可以對金屬粉 增強材料實現(xiàn)有效包覆，又可以與有機物基體相互溶解。在金屬有機復(fù)合材料中加入橋聯(lián)劑后，通過橋聯(lián)劑實現(xiàn)了金屬增強體與有機基體的連接作用，從而 解決了金屬粉在有機基體材料中的沉淀分離問題，進而制備出性能穩(wěn)定的金屬 有機復(fù)合材料。實施例1稱取16g鄰菲咯啉，完全溶于100ml無水乙醇中，制備鄰菲咯啉溶液；稱 取30g微納米級銅粉，用3raol/L鹽酸浸泡24h，鹽酸用量以浸過銅粉為準(zhǔn)過濾。 在氮氣保護下，徹底干燥酸洗后的銅粉6h;在攪拌狀態(tài)下，將酸洗干燥后的銅 粉浸泡于鄰菲咯啉溶液中，并用NaOH/HCl調(diào)節(jié)pH值在8-10之間，12h后，160 X:干燥15h,制備出橋聯(lián)包覆金屬銅粉體材料；稱取20g (:32烷，加熱至9(TC, 保持2h后，攪拌狀態(tài)下，迅速加入包覆后的銅粉，繼續(xù)攪拌13h;冷卻，成形， 即可制得銅蠟復(fù)合材料。實施例2稱取30g微納米級銅粉，用3mol/L鹽酸浸泡24h;過濾；在氮氣保護下， 徹底干燥酸洗后的銅粉6h;在攪拌狀態(tài)下，將酸洗干燥后的銅粉浸泡于1，3-丙 二胺溶液中，l, 3—丙二胺溶液以浸過銅粉為準(zhǔn)。并用NaOH/HCl調(diào)節(jié)pH值在8-10 之間，12h后，125。C干燥16h,制備出橋聯(lián)包覆金屬銅粉體材料；稱取20g C32 烷，加熱至9(TC，保持2h后，攪拌狀態(tài)下，迅速加入包覆后的銅粉，繼續(xù)攪拌 13h;冷卻，成形，即可制得銅蠟復(fù)合材料。實施例3在氮氣保護下，用2mol/L硝酸處理銅材，以硝酸用量浸過銅材為準(zhǔn)，用去 氧水清洗，干燥后備用；在微納米粉碎機中通入氨-乙二胺(物質(zhì)的量比=1: l)混合蒸汽，lmin后，在粉碎機中加入酸洗干燥后的銅材，銅材粉碎完畢，繼 續(xù)通入橋聯(lián)包覆劑蒸汽O. 5min后停止，制備出橋聯(lián)包覆銅粉材料；在攪拌狀態(tài) 下，將適量包覆銅粉材料直接加入到液態(tài)保持2h的微晶蠟(Microwax)的溶液 中，攪拌混合13h;冷卻，成形，即可制得銅蠟復(fù)合材料。實施例4稱取8-羥基喹啉，完全溶于無水乙醇中，以溶解為準(zhǔn)，并用NaOH/HCl調(diào)節(jié) pH = 7-9，無氧控制下制備8-羥基喹啉橋聯(lián)包覆劑溶液；在氬氣保護下，用醋 酸浸泡鍋材12h，醋酸量浸泡浸過紫材為準(zhǔn)，用去氧水清洗，干燥后備用；在微 納米粉碎機中通入橋聯(lián)包覆劑蒸汽，lmin后，在粉碎機中加入酸洗干燥后的鋁 材，鋁材粉碎完畢，繼續(xù)通入包覆劑蒸汽lmin后停止，制備出橋聯(lián)包覆鋁粉材 料；在攪拌狀態(tài)下，將適量橋聯(lián)包覆鋁材料直接加入到硅油中，繼續(xù)攪拌混合 6h后，即可制得鋁硅油復(fù)合材料。
權(quán)利要求
1. 一種功能穩(wěn)定金屬有機復(fù)合材料的加工方法，主要材料由金屬增強材料、橋聯(lián)劑和基本材料組成，其特征在于橋聯(lián)劑包覆金屬粉體，如銅、鋁，通過橋聯(lián)劑，再與有機基體材料相互溶解，使金屬增強材料與有機基體材料發(fā)生有效的橋聯(lián)作用，形成功能穩(wěn)定的金屬有機復(fù)合材料。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種功能穩(wěn)定金屬有機復(fù)合材料的加工方法，其 特征在于稱取16g鄰菲咯啉，完全溶于100ml無水乙醇中，制成鄰菲咯啉溶液； 稱取30g微納米級銅粉，用3mol/L鹽酸浸泡24h，鹽酸用量以浸過銅粉為準(zhǔn)， 過濾，在氮氣保護下，徹底干燥酸洗后的銅粉6h;在攪拌狀態(tài)下，將酸洗干燥 后的銅粉浸泡于鄰菲咯啉溶液中，并用NaOH/HCl調(diào)節(jié)pH值在8 — 10之間，12h 后，16(TC干燥15h，制備出橋聯(lián)包覆金屬銅粉體材料；稱取20gC32烷，加熱至 9(TC,保持2h后，攪拌狀態(tài)下，迅速加入包覆后的銅粉，繼續(xù)攪拌13h;冷卻， 成形，即可制得銅蠟復(fù)合材料。
3、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種功能穩(wěn)定金屬有機復(fù)合材料的加工方法，其 特征在于稱取30g微納米級銅粉，用3mol/L鹽酸浸泡24h;過濾；在氮氣保護 下，徹底干燥酸洗后的銅粉6h;在攪拌狀態(tài)下，將酸洗干燥后的銅粉浸泡于1，3 一丙二胺溶液中，1， 3—丙二胺溶液以浸泡過銅粉為準(zhǔn)，并用NaOH/HCl調(diào)節(jié)pH 值在8 — 10之間，12h后，125'C干燥16h，制備出橋聯(lián)包覆金屬銅粉體材料； 稱取20g C32烷，加熱至9(TC,保持2h后，攪拌狀態(tài)下，迅速加入包覆后的銅 粉，繼續(xù)攪拌13h;冷卻，成形，即可制得銅蠟復(fù)合材料。
4、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種功能穩(wěn)定金屬有機復(fù)合材料的加工方法，其 特征在于在氮氣保護下，用2mol/L硝酸處理銅材，以硝酸浸過銅材為準(zhǔn)，用去 氧水清洗，干燥后備用；在微納米粉碎機中通入氨一乙二胺(物質(zhì)的量比=1: 1) 混合蒸汽，lmin后，在粉碎機中加入酸洗干燥后的銅材，銅材粉碎完畢，繼續(xù) 通入橋聯(lián)包覆劑蒸汽0. 5rain后停止，制備出橋聯(lián)包覆銅粉材料；在攪拌狀態(tài)下， 將適量包覆銅粉材料直接加入到液態(tài)保持2h的微晶蠟的溶液中，攪拌混合13h; 冷卻，成形，即可制得銅蠟復(fù)合材料。
5、根據(jù)權(quán)利要求l 一種功能穩(wěn)定金屬有機復(fù)合材料的加工方法，其特征在 于稱取8—羥基喹啉，完全溶于無水乙醇中，以溶解為準(zhǔn)，并用NaOH/HCl調(diào)節(jié) pH=7 —9,無氧控制下制備8 —羥基喹啉橋聯(lián)包覆劑溶液；在氬氣保護下，用醋 酸浸泡鋁材12h，醋酸量浸泡漫過鋁材為準(zhǔn)，用去氧水清洗，干燥后備用；在微 納米粉碎機中通入橋聯(lián)包覆劑蒸汽，lmin后，在粉碎機中加入酸洗干燥后的鋁 材，鋁材粉碎完畢，繼續(xù)通過包覆劑蒸汽lmin后停止，制備出橋聯(lián)包覆銷粉材 料；在攪拌狀態(tài)下，將適量橋聯(lián)包覆鋁材料直接加入到硅油中，繼續(xù)攪拌混合 6h后，即可制得鋁硅油復(fù)合材料。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種功能穩(wěn)定金屬有機復(fù)合材料的加工方法。采用橋聯(lián)劑包覆微納米金屬粉技術(shù)，有效解決了金屬有機材料中由于金屬不溶解于有機物致使容易從有機基體材料中沉淀分離出來的問題，有效制備了性能穩(wěn)定的金屬有機復(fù)合材料。制備方法A.用橋聯(lián)劑包覆微納米金屬粉；B.將有機基體材料與橋聯(lián)包覆金屬粉增強材料充分混合；C.成形。本發(fā)明旨在制備性能穩(wěn)定的金屬有機復(fù)合材料。
文檔編號C08K9/00GK101265362SQ20081001578
公開日2008年9月17日 申請日期2008年5月7日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月7日
發(fā)明者孫玉希 申請人:曲阜師范大學(xué)