一种纳米银线的制备方法和环氧树脂型导电膏技术

本申请属于功能纳米材料技术领域。本申请提供了一种纳米银线的制备方法和环氧树脂型导电膏。本申请的环氧树脂型导电膏包括纳米银线、环氧树脂、金属粉末、固化剂以及稀释剂。本申请的环氧树脂型导电膏高温不滴落、低温不脆断；对金属的作用力强，无需对导电填料进行改性或额外添加分散剂；使用温度范围宽，能够有效保护连接器表面不发生电化学腐蚀及降低连接电阻，在输变电连接器中具有较高的应用价值。通过醇还原法制备了高长径比的纳米银线，将其应用于环氧树脂型导电膏，不仅获得较好的金属基材保护效果，还显著降低连接电阻。

【技术实现步骤摘要】
一种纳米银线的制备方法和环氧树脂型导电膏
本申请属于功能纳米材料
，尤其涉及一种纳米银线的制备方法和环氧树脂型导电膏。
技术介绍
电能传输过程中，电缆连接处经常发生过热现象，这不仅加速连接器老化，电连接过热会导致连接处的接触电阻过大，严重影响连接过度区域的传输电能和信号的能力，甚至会导致起火等灾害事，造成财产的重大损失。随着电能需求的增加，输变电线路的电压等级和电流也逐渐增大，更加凸显电连接处的薄弱的地位。电连接一般采用面面接触，对于光滑的表面来说，无论采用何种加工方法，其表面都是存在许多的凸起和凹陷，这样就会导致电连接处存在很多空隙，接触电阻过大，并且这些空隙容易进入一些腐蚀性或者其他有害的物质，影响电连接质量。而且，电连接表面存在导电性能较差的氧化膜，其电阻率可达1×107～1×1010Ω·cm，且很难去除，极大影响了接触区域的接触电阻。为了有效解决连接处氧化、长时间通电发热的问题，一些以润滑脂或合成醚为基质，添加锂盐或金属粉作为导电填料的导电膏被广泛应用。但是润滑脂或合成醚在高温时容易滴落，且会降低连接器摩檫力，使得连接器与缆线脱离。另外，金属粉末及锂盐等在绝缘基质中的需要很大的添加量才能形成导电网络，会增加原料成本，且添加量太高会影响复合物力学性能。
技术实现思路
有鉴于此，本申请提供了一种纳米银线的制备方法和环氧树脂型导电膏，有效解决高温基质流失的问题，导电填料的添加量少，且具有良好的力学性能和抗电化学腐蚀效果。本申请的具体技术方案如下：本申请提供一种环氧树脂型导电膏，包括以下组分：纳米银线、环氧树脂、金属粉末、固化剂以及稀释剂。本申请中，使用纳米银线作为导电填料，能够在环氧树脂复合材料中均匀分布、相互搭接，形成了一层导电网络，可以有效降低环氧树脂型导电膏的体积电阻率和渗滤阈值；具有良好的低温焊接特性，进一步提高环氧树脂复合材料的导电性能。纳米银线作为导电填料的添加量较少，不但能保持环氧树脂复合材料的力学性能，还能够充分发挥环氧树脂的热固特性，利用电缆连接器发热或常温发生固化后，环氧树脂与固化剂成交联状，即使连接器温度升高，树脂也不会滴落，大大降低了原料成本。添加金属粉末有利于破坏纳米银线表面氧化层，降低连接电阻，且辅助降低体积电阻率。本申请的环氧树脂型导电膏高温不滴落、低温不脆断；对金属的作用力强，无需对导电填料进行改性或额外添加分散剂；使用温度范围宽，能够有效保护连接器表面不发生电化学腐蚀及降低连接电阻，在输变电连接器中具有较高的应用价值。优选的，所述纳米银线的长径比为100～800。本申请中，采用高长径比的纳米银线作为导电填料应用于环氧树脂型导电膏中，在添加量仅为5％时即可达到渗滤阈值，大大降低了导电填料的添加量，使得环氧树脂导电膏最大程度地保留树脂的韧性、稳定的化学性能以及对基材的附着力，不仅获得较好的金属基材保护效果，还显著降低连接电阻。优选的，以质量份计，包括以下组分：纳米银线0.1～1.0份、环氧树脂1～5份、金属粉末0.5～5份、固化剂1～5份以及稀释剂1～2份。优选的，所述环氧树脂选自环氧树脂E44或环氧树脂E51；所述金属选自Cu或Al；所述固化剂选自甲基四氢苯酐或聚酰胺；所述稀释剂选自乙二醇、正丁醇、环己醇、正辛醇和丙三醇中的一种或多种。需要说明的是，本申请中所使用的聚酰胺为低分子聚酰胺。本申请还提供所述纳米银线的制备方法，包括如下步骤：S1：将预热后的乙二醇除氧，加入CuCl2的乙二醇溶液保温，再加入AgNO3的乙二醇溶液保温，得到混合溶液；S2：在混合溶液中滴加PVP的乙二醇溶液保温、冷却，得到所述纳米银线。本申请中，将乙二醇进行预热，生成一定量的醛基(-CHO)可作为后续反应的还原剂。在醛基的作用下，先加入氯化铜使得Cu2+反应生成Cu+，同时Cu+对溶液中的氧(O2)进行还原，减少溶液中的溶解氧含量，溶解氧的去除有利于降低对银晶体沿长度方向横截面的刻蚀，有利于银线沿长度方向生长，提高银线的长径比。由于还原剂的存在，Cu2+继续与醛基反应又变回Cu+，直至溶解氧基本溶解。紧接着加入硝酸银并保温一段时间，使得银离子在溶液中充分扩散，有效避免立刻生成银线、反应速率过快引起的银线团聚、长短粗细不均匀的问题。最后在缓慢滴加PVP的过程中，PVP引导生成银线，较低的PVP初始浓度有利于降低银线的生长速度、减少银线数量，最终达到提高银线长度、促进银线均匀生长的作用。随着PVP不断补充，可以覆盖银线的生长面，防止银线变粗。优选的，所述CuCl2的乙二醇溶液中CuCl2的浓度为2×10-3～2×10-2mol/L，所述AgNO3的乙二醇溶液中AgNO3的浓度为0.1～2mol/L，所述PVP的乙二醇溶液中PVP的浓度为0.2～4mol/L。优选的，所述预热后的乙二醇、所述CuCl2的乙二醇溶液、所述AgNO3的乙二醇溶液以及所述PVP的乙二醇溶液的用量比为(25-100)mL：(50-600)μL：(15-30)mL：(15-30)mL。优选的，S1中加入CuCl2的乙二醇溶液保温的时间为0-60min，S1中加入AgNO3的乙二醇溶液保温的时间为10-90min。优选的，S2中所述滴加的速率为10-200mL/h，转速为1500-2000r/min；S2中滴加PVP的乙二醇溶液保温的时间为30-60min。优选的，S1中所述预热的温度为100～180℃，时间为10-90min；S1中所述除氧具体为：向所述乙二醇中缓慢股入氮气10min。优选的，S2中所述冷却之后还进行：用两倍体积的无水乙醇或丙酮稀释溶液，超声均匀后，在4000r/min转速下离心5～10min，去除上层液，再用乙醇洗涤，重复2～4次。优选的，所述环氧树脂型导电膏的制备方法包括：将所述纳米银线与稀释剂混合，加入环氧树脂、固化剂和金属粉末混合均匀，即得。综上所述，本申请提供了一种纳米银线的制备方法和环氧树脂型导电膏。本申请的环氧树脂型导电膏包括纳米银线、环氧树脂、金属粉末、固化剂以及稀释剂。本申请的环氧树脂型导电膏高温不滴落、低温不脆断；对金属的作用力强，无需对导电填料进行改性或额外添加分散剂；使用温度范围宽，能够有效保护连接器表面不发生电化学腐蚀及降低连接电阻，在输变电连接器中具有较高的应用价值。通过醇还原法制备了高长径比的纳米银线，将其应用于环氧树脂型导电膏，不仅获得较好的金属基材保护效果，还显著降低连接电阻。附图说明为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。图1为本申请实施例1制得纳米银线的SEM图；图2为本申请实施例2中环氧树本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种环氧树脂型导电膏，其特征在于，包括以下组分：/n纳米银线、环氧树脂、金属粉末、固化剂以及稀释剂。/n

【技术特征摘要】
1.一种环氧树脂型导电膏，其特征在于，包括以下组分：
纳米银线、环氧树脂、金属粉末、固化剂以及稀释剂。


2.根据权利要求1所述的环氧树脂型导电膏，其特征在于，所述纳米银线的长径比为100～800。


3.根据权利要求1所述的环氧树脂型导电膏，其特征在于，以质量份计，包括以下组分：
纳米银线0.1～1.0份、环氧树脂1～5份、金属粉末0.5～5份、固化剂1～5份以及稀释剂1～2份。


4.根据权利要求1所述的环氧树脂型导电膏，其特征在于，所述环氧树脂选自环氧树脂E44或环氧树脂E51；
所述金属选自Cu或Al；
所述固化剂选自甲基四氢苯酐或聚酰胺；
所述稀释剂选自乙二醇、正丁醇、环己醇、正辛醇和丙三醇中的一种或多种。


5.权利要求1所述纳米银线的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1：将预热后的乙二醇除氧，加入CuCl2的乙二醇溶液保温，再加入AgNO3的乙二醇溶液保温，得到混合溶液；
S2：在混合溶液中滴加PVP的乙二醇溶液保温、冷却，得到所述纳米银线。


6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述CuC...

【专利技术属性】
技术研发人员：余倩，杨俊松，郝志峰，
申请(专利权)人：广东工业大学，
类型：发明
国别省市：广东;44