專利名稱：一種功能穩定金屬有機復合材料的加工方法
技術領域：
本發明屬功能性復合材料領域，特別是涉及功能穩定的金屬有機復合材料 的加工方法。(二) 背景技術有機類化合物一般具有較差的導熱、導電等性能，但許多有機化合物具有低熔點、膨脹系數大、流動性好等特性；與有機物相比，金屬具有優越的導熱、 導電等性能，但一般金屬具有熔點高、熱膨脹系數小、配位能力強等特性。單 質金屬與有機化合物復合形成的復合材料，如塑料與金屬混合制備的金屬塑料復合材料，具有可調控的優良的電或熱的傳導性能，已經廣泛用于生產、生活 中。但由于單質金屬與有機化合物形成的復合材料，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定，尤其對于那些經常在液體狀態下工作的金屬有機復合 材料(如銅蠟復合感溫蠟)，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，從而造成了該類復合材 料性能的很不穩定。將這種性能很不穩定的復合材料用于各種元器件中，會直 接影響元器件的性能穩定和使用壽命，給生產、生活帶來損失。如直接用銅粉、 蠟制成復合感溫蠟，用于制造發動機感溫器件，由于這種復合感溫蠟中的銅粉 容易與蠟分離，極易造成感溫器件性能的不穩定，進而影響發動機的性能，甚 至導致發動機報廢。(三) 發明內容本發明的目的是提供一種性能穩定的金屬有機復合材料的加工方法。釆用 橋聯劑包覆微納米金屬粉增強體材料，并利用橋聯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，制成性能穩定的功能 性復合材料。本發明釆取的技術方案如下A、 增強材料處理(1) 選取橋聯劑(如吡啶類、煙酸類、醇胺類、胺類、芳環酸類、脂肪酸 類、氮雜環類、氨基酸類等化合物)，用適當溶劑(如乙醇、甲醇、乙腈、丙酮、 乙醚、去氧水、氯仿、環己烷、苯等)徹底溶解，用NaOH/HCl調節pH8 10值， 并去氧處理，制備橋聯劑溶液備用。(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)保護下干燥數小時后，將適量金屬粉 浸泡于步驟(1)制備的橋聯劑溶液中；或者在用微納米粉碎機制備金屬粉體的 過程中直接將橋聯劑蒸汽通入微納米粉碎機中；干燥后即制備了橋聯劑包覆的 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；在攪拌狀態下，加入適量到步驟A制備的橋聯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 體復合材料。注明 一定要在專業人員指導下操作，否則可能會引起危險性的后果。(四)


制備功能穩定金屬有機復合材料的工藝流程圖。圖l中l是制備橋聯劑，2是酸洗干燥金屬粉并浸泡于橋聯劑溶液中，3是 將基體材料有機化合物加入到橋聯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，尤其是液體狀態下工作的該類復合材 料，在實際應用中，很容易造成其制品的性能不穩定。橋聯劑既可以對金屬粉 增強材料實現有效包覆，又可以與有機物基體相互溶解。在金屬有機復合材料中加入橋聯劑后，通過橋聯劑實現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，進而制備出性能穩定的金屬 有機復合材料。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過濾。 在氮氣保護下，徹底干燥酸洗后的銅粉6h;在攪拌狀態下，將酸洗干燥后的銅 粉浸泡于鄰菲咯啉溶液中，并用NaOH/HCl調節pH值在8-10之間，12h后，160 X:干燥15h,制備出橋聯包覆金屬銅粉體材料；稱取20g (:32烷，加熱至9(TC, 保持2h后，攪拌狀態下，迅速加入包覆后的銅粉，繼續攪拌13h;冷卻，成形， 即可制得銅蠟復合材料。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。并用NaOH/HCl調節pH值在8-10 之間，12h后，125。C干燥16h,制備出橋聯包覆金屬銅粉體材料；稱取20g C32 烷，加熱至9(TC，保持2h后，攪拌狀態下，迅速加入包覆后的銅粉，繼續攪拌 13h;冷卻，成形，即可制得銅蠟復合材料。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，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 續通入橋聯包覆劑蒸汽O. 5min后停止，制備出橋聯包覆銅粉材料；在攪拌狀態 下，將適量包覆銅粉材料直接加入到液態保持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，并用NaOH/HCl調節 pH = 7-9，無氧控制下制備8-羥基喹啉橋聯包覆劑溶液；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，用去氧水清洗，干燥后備用；在微 納米粉碎機中通入橋聯包覆劑蒸汽，lmin后，在粉碎機中加入酸洗干燥后的鋁 材，鋁材粉碎完畢，繼續通入包覆劑蒸汽lmin后停止，制備出橋聯包覆鋁粉材 料；在攪拌狀態下，將適量橋聯包覆鋁材料直接加入到硅油中，繼續攪拌混合 6h后，即可制得鋁硅油復合材料。
權利要求
1. 一種功能穩定金屬有機復合材料的加工方法，主要材料由金屬增強材料、橋聯劑和基本材料組成，其特征在于橋聯劑包覆金屬粉體，如銅、鋁，通過橋聯劑，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生有效的橋聯作用，形成功能穩定的金屬有機復合材料。
2、 根據權利要求l所述的一種功能穩定金屬有機復合材料的加工方法，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， 過濾，在氮氣保護下，徹底干燥酸洗后的銅粉6h;在攪拌狀態下，將酸洗干燥 后的銅粉浸泡于鄰菲咯啉溶液中，并用NaOH/HCl調節pH值在8 — 10之間，12h 后，16(TC干燥15h，制備出橋聯包覆金屬銅粉體材料；稱取20gC32烷，加熱至 9(TC,保持2h后，攪拌狀態下，迅速加入包覆后的銅粉，繼續攪拌13h;冷卻， 成形，即可制得銅蠟復合材料。
3、 根據權利要求l所述的一種功能穩定金屬有機復合材料的加工方法，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，并用NaOH/HCl調節pH 值在8 — 10之間，12h后，125'C干燥16h，制備出橋聯包覆金屬銅粉體材料； 稱取20g C32烷，加熱至9(TC,保持2h后，攪拌狀態下，迅速加入包覆后的銅 粉，繼續攪拌13h;冷卻，成形，即可制得銅蠟復合材料。
4、 根據權利要求l所述的一種功能穩定金屬有機復合材料的加工方法，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，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 通入橋聯包覆劑蒸汽0. 5rain后停止，制備出橋聯包覆銅粉材料；在攪拌狀態下， 將適量包覆銅粉材料直接加入到液態保持2h的微晶蠟的溶液中，攪拌混合13h; 冷卻，成形，即可制得銅蠟復合材料。
5、根據權利要求l 一種功能穩定金屬有機復合材料的加工方法，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，并用NaOH/HCl調節 pH=7 —9,無氧控制下制備8 —羥基喹啉橋聯包覆劑溶液；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，用去氧水清洗，干燥后備用；在微 納米粉碎機中通入橋聯包覆劑蒸汽，lmin后，在粉碎機中加入酸洗干燥后的鋁 材，鋁材粉碎完畢，繼續通過包覆劑蒸汽lmin后停止，制備出橋聯包覆銷粉材 料；在攪拌狀態下，將適量橋聯包覆鋁材料直接加入到硅油中，繼續攪拌混合 6h后，即可制得鋁硅油復合材料。
全文摘要
本發明公開了一種功能穩定金屬有機復合材料的加工方法。采用橋聯劑包覆微納米金屬粉技術，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，有效制備了性能穩定的金屬有機復合材料。制備方法A.用橋聯劑包覆微納米金屬粉；B.將有機基體材料與橋聯包覆金屬粉增強材料充分混合；C.成形。本發明旨在制備性能穩定的金屬有機復合材料。
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 優先權日2008年5月7日
發明者孫玉希 申請人:曲阜師范大學