颗粒分散方法及其设备技术

本发明专利技术提供一种颗粒分散方法，其包括以下步骤：将待分散颗粒与表面活性剂混合并搅拌，形成一悬浮液；超声波震荡该悬浮液预定时间；将震荡后的溶液与基材在搅拌下混合；加热该基材，使混合在其中的表面活性剂挥发。另外，本发明专利技术还提供上述颗粒分散方法的专用设备。本发明专利技术所提供的颗粒分散方法先利用表面活性剂对颗粒进行预分散，再控制超声波震荡悬浮液的时间，可达到最佳分散效果。该方法可应用在热界面材料基材中添加纳米颗粒。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术关于一种颗粒分散方法，特别涉及一种采用超声波震荡的颗粒分散方法及其设备。
技术介绍
由于范德华力作用，颗粒越小，其团聚现象越明显，如纳米颗粒极其容易发生团聚现象，这将导致其纳米性能下降，影响纳米技术的应用与发展。因而，必须将纳米颗粒充分分散，且分散度越大，效果越好，越能充分利用纳米相关特性。通常在热界面材料中添加纳米颗粒(如纳米金属或碳纳米管等)，可提高热界面材料的热传导性能及提高导热效率。其中，纳米颗粒需均匀分散在热界面材料中，才能发挥其优异性能。2003年1月19日公开的美国第2003/0111333号专利申请揭露一种含碳纳米管阵列的热界面材料制造方法及其设备。该方法能使预先随机排列的碳纳米管按同一方向均匀分散排列在热界面材料基体中。该方法先将碳纳米管分散在聚合物溶液中，形成一悬浮液；再将一电容两极板置于该悬浮液内，调整两极板距离，使两极板间附着有该悬浮液；然后给电容施加一定电压，在两极板间形成电场，可使分散在悬浮液中的碳纳米管按电场方向排列，固化后，碳纳米管即按此同一方向均匀分散排列在热界面材料基体中。该方法仅针对于碳纳米管进行预定方向分散排列，但不适用于其它颗粒状纳米粒子。另外，该方法不易操作且难以控制。目前，许多分散方法采用超声波技术，如2001年8月8日公开的中国第01123872.0号专利申请揭露一种单层有机光导器件的制作方法，通过将载流子(空穴)产生材料、载流子传输材料与特别选定的高分子成膜剂按一定比例混合在适当溶剂中，经超声波或球磨等方法进行分散处理后，所得涂布液用旋转涂布法或刮涂法将涂布液涂布在有预涂绝缘层的铝板基材上，形成具有电荷转移特性的单层光导性复合物。1992年12月21日公告的中国台湾第81104009号专利申请揭露一种在金属基复合材料制程中添加超微细陶瓷颗粒的方法及其装置。该方法也采用超声波技术，请参阅图1，参照图示的设备，该分散方法包括以下步骤将超微细陶瓷颗粒以适量的蒸馏水及分散剂配制成悬浮液4，并将其放入一附有刻度的滴定瓶5中，以一调整流量阀6控制悬浮液的添加量及添加速度，滴定瓶5加装一小型搅拌器7以维持陶瓷颗粒处在悬浮状态；将该悬浮液4以超声波处理；将铝合金基材置在加热炉2中在660℃～700℃预熔，使成铝合金熔汤1，并将该悬浮液4滴入该铝合金熔汤1表面，且在滴入期间及前后都持续用搅拌机8搅拌该铝合金熔汤1；将悬浮液滴完后，搅拌该铝合金熔汤1；然后将该混有陶瓷颗粒的铝合金熔汤1浇铸，重熔等方法处理后成为所要的铝基复合材料铸锭。该分散方法操作简单，但其设备复杂，制作成本高，并且分散效果低。由于采用超声波分散超细粉体时，超声波分散时间是影响分散效果的主要因数。而且，随着时间增长，粉体中最大颗粒的直径越来越小，粉体分散性越来越好，但溶液中粉体的直径并非无限变小，具有一最小值，达到最小值时，即使分散时间再长，溶液中最大颗粒的直径也不会再变小。请参阅于庆杰等人在《聚酯工业》，Vol.17，No.3，30～31(2004.6)，“超声波在超细粉体分散中的应用”一文的相关介绍。而上述采用超声波技术的分散方法中，对超声波处理时间并没有加以控制，从而使该方法未能达到预期分散效果。有鉴于此，提供一种设备简单、成本低，并能灵活控制分散效果的颗粒分散方法及其设备实为必要。
技术实现思路
为克服现有技术中颗粒分散方法中所用设备复杂，制作成本高，并且分散效果难以控制等不足。本专利技术目的在于提供一种所需设备简单、成本低，能灵活控制分散效果的颗粒分散方法。本专利技术的另一目的在于提供上述颗粒分散方法的专用设备。为实现上述第一目的，本专利技术提供一种颗粒分散方法，其包括以下步骤将待分散颗粒与表面活性剂混合并搅拌，形成一悬浮液；超声波震荡该悬浮液预定时间；将震荡后的溶液与基材在搅拌下混合；加热该基材，使混合其中的表面活性剂挥发。其中，该颗粒为纳米或微米颗粒，包括纳米碳球、碳纳米管、纳米金属粉末或纳米氮化硼；该表面活性剂包括阳离子或阴离子表面活性剂，以十二烷基硫酸钠为佳，该基材为银胶、热油脂或硅胶等材料；该预定时间为3分钟～10分钟，优选为5分钟。为实现上述第二目的，本专利技术提供上述颗粒分散方法的专用设备，其包括一容器，其附有一搅拌装置；一连接该容器并用于导出其中溶液的上导管；一设置在该上导管中的第一开关元件，用于控制溶液从容器中导出；一与该上导管相连通的超声波震荡器，从而该第一开关元件可控制溶液进入超声波震荡器内；一用于该超声波震荡器中溶液导出的下导管；一设置在该下导管中的第二开关元件，用于控制溶液从超声波震荡器中导出，并结合第一开关元件的控制，来控制溶液在超声波震荡器内受震荡的时间；以及一加热装置，其上设有一受热槽，用于承接由下导管导出的溶液。其中，该容器为矩形、圆筒形或漏斗形状的容器，该第一及第二开关元件选自截止阀、球阀、闸阀。与现有技术的颗粒分散方法相比，本专利技术提供的颗粒分散方法利用表面活性剂对颗粒进行预分散，然后控制在一定时间内对预分散的，以实现颗粒分散效果的灵活控制。与现有技术中所采用的颗粒分散设备相比，本专利技术提供的分散设备利用两开关元件即可实现超声波震荡时间的控制，实现颗粒分散达到预定效果，其所用设备简单，可降低制作成本。附图说明图1是现有技术的分散设备示意图；图2是本专利技术所提供的颗粒分散设备示意图；图3是本专利技术所提供的颗粒分散方法流程图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术作进一步详细说明。请参阅图2，本专利技术提供的颗粒分散设备10包括一容器11，可为矩形、圆筒形或漏斗形状的容器，并附有一搅拌装置12；一连接在该容器11底部的上导管13，其上设置有一第一开关元件14，用于控制容器11中的溶液导出；一超声波震荡器15，其通过上导管13与容器11相连通，同时第一开关元件14可控制进入超声波震荡器15的流量；一用于该超声波震荡器15中溶液导出的下导管16，其上相应设置有一第二开关元件17；以及一加热装置18，其上设有一受热槽19，用于承接均匀分散后的颗粒溶液，而当上述设备操作时，该受热槽19预先盛有一基材20，如热界面材料基材。通过在超声波震荡器15前后设置开关元件14、17，即可控制流入流出超声波震荡器15的流量，尤其可灵活控制溶液在超声波震荡器15中滞留的时间，以控制溶液在超声波震荡器15中接受震荡的时间，实现颗粒在溶液中分散效果的灵活控制。请一起参阅图2及图3，本专利技术提供的颗粒分散方法包括以下步骤(1)将待分散颗粒21置入一容器11中，并在容器11中注入适量表面活性剂22，以使颗粒21混合在表面活性剂22中，形成混合溶液。颗粒21为纳米颗粒或微米颗粒，可选自纳米碳球、碳纳米管、纳米金属粉末或纳米氮化硼等材料，而表面活性剂22包括阳离子或阴离子表面活性剂，如十二烷基硫酸钠。(2)开启搅拌装置12，搅拌包含颗粒21及表面活性剂22的混合溶液五分钟左右后，形成悬浮液，以使颗粒21分散在表面活性剂22中，再开启第一开关元件14，使悬浮液经由上导管13流到超声波震荡器15中。(3)使分散后的溶液在超声波震荡器15中进行超声波震荡，震荡时间为3分钟～10分钟，以5分钟为佳。(4)将震荡后的溶液与基材在搅拌下混合；先在受热槽19中盛装基材20，并使其处于不断搅拌状态，可采用一搅拌装置或乳化机(图未示本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种颗粒分散方法，其包括以下步骤：将待分散颗粒与表面活性剂混合并搅拌，形成一悬浮液；超声波震荡所述悬浮液预定时间；将震荡后的溶液与基材在搅拌下混合；加热所述基材，使混合其中的表面活性剂挥发。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：颜士杰，
申请(专利权)人：鸿富锦精密工业深圳有限公司，鸿海精密工业股份有限公司，
类型：发明
国别省市：94[中国|深圳]