一种用于热管理的拜耳石纳米片的制备方法技术

本发明专利技术公开一种用于热管理的拜耳石纳米片的制备方法，包括以下步骤：将少量锂盐粉末和水硬氧化铝粉末混合均匀后水合，水合后得到原位种有锂离子的拜耳石，将锂离子脱附后得到的含有锂离子空位的拜耳石粉末至于锂盐水溶液中在超声协同作用下原位吸附解离层状拜耳石得到拜耳石纳米片，洗脱锂离子得到用于热管理的拜耳石纳米片。本发明专利技术使用低成本的常规原料水硬氧化铝来制备纳米片，大大降低成本，使产业化成为可能，制备得到的拜耳石纳米片属性亲水，可以很好地分散在水性有机聚合物中，另外层状的拜耳石被很好地解离成高度分散的纳米片，用于有机聚合物热管理填料可以形成三维网络导热通道，提高导热效率。提高导热效率。提高导热效率。

【技术实现步骤摘要】
一种用于热管理的拜耳石纳米片的制备方法


[0001]本专利技术涉及一种用于热管理的拜耳石纳米片的制备方法，属于新材料制备


技术介绍

[0002]伴随着电子器件的小型化，电子产品热量累积严重，难以散发，电子材料的散热问题越来越突出。而用于电子产品的包装材料主要是高分子聚合物材料，但是聚合物材料本身热导率是比较低的，难以解决这个问题。为了提高有机聚合物包装材料的导热性能，可以向有机聚合物中添加高导热的无机填料。石墨烯、氧化石墨烯、Mxene、六方氮化硼等二维层状材料往往具有高的热导率，有不少研究是采用这种热导率高的无机填料来提高有机聚合物的热导率。
[0003]申请号为CN 201810881867.0的中国专利，采用六方氮化硼颗粒作为导热填料制备导热膜材料。申请号为CN202111087972.5的中国专利使用石墨烯为导热填料制备热管理材料。申请号为US202117540584A的美国专利，使用六方氮化硼作为导热填料制备热管理材料。现有技术添加无机导热材料和有机聚合物复合制备热管理材料主要存在三个问题：第一个问题是使用的原料为高新材料，如石墨烯、Mxene、氮化硼等，制备过程复杂，成本高昂，往往需要强酸强碱等，或是需要高达一千摄氏度以上的高温既不环保，也不低碳，很难产业化，大多停滞于实验室研究阶段；第二个问题是石墨烯，氮化硼等为疏水材料，在更为环保的如聚乙烯醇，聚丙烯酸等水性聚合物中难以分散；第三个问题是现有技术添加导热填料以颗粒的形式添加，如申请号为CN 201810881867.0的中国专利添加六方氮化硼颗粒。越来越多的研究表明，连续的导热填料比随机分布的填料有更好的导热效果，高热导率的导热填料不仅和本征热导率相关，也和单位质量的热传导效率相关。界面热阻是影响材料热传导性能的最重要因素。单位质量的热传导效率，三维材料高于二维材料，二维材料又高于一维材料。因此三维联通网络结构材料是单位质量热传导效率最高的材料。因此要最大程度地发挥导热填料的热导率需要将导热填料自身连接成三维联通的网络状，而不是导热填料颗粒在有机聚合物中成孤立岛状分布。

技术实现思路

[0004]针对上述现有技术存在的问题，本专利技术提供一种用于热管理的拜耳石纳米片的制备方法，从而解决上述技术问题。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：一种用于热管理的拜耳石纳米片的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
[0006]将少量锂盐粉末和水硬氧化铝粉末混合均匀后水合，水合后得到原位种有锂离子的拜耳石，将锂离子脱附后得到的含有锂离子空位的拜耳石粉末至于锂盐水溶液中在超声协同作用下原位吸附解离层状拜耳石得到拜耳石纳米片，洗脱锂离子得到用于热管理的拜耳石纳米片。
[0007]进一步的，所述锂盐粉末的质量分数为0.1％～1％。
[0008]进一步的，所述水合温度为25℃～99℃。
[0009]进一步的，用于吸附解离的锂盐水溶液中锂盐的质量分数为1％以上。
[0010]本专利技术的有益效果是：使用低成本的常规原料水硬氧化铝来制备纳米片，大大降低成本，使产业化成为可能，制备得到的拜耳石纳米片属性亲水，可以很好地分散在水性有机聚合物中，另外层状的拜耳石被很好地解离成高度分散的纳米片，用于有机聚合物热管理填料可以形成三维网络导热通道，提高导热效率。
附图说明
[0011]图1为本专利技术实施例3的拜耳石纳米片的透射射电镜图；
[0012]图2为本专利技术实施例3的拜耳石纳米片的EDS能谱图。
具体实施方式
[0013]为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面通过附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。但是应该理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限制本专利技术的范围。
[0014]除非另有定义，本文所使用的所有的技术术语和科学术语与属于本专利技术的
的技术人员通常理解的含义相同，本文中在本专利技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本专利技术。
[0015]实施例1
[0016]将锂盐粉末和水硬氧化铝粉末混合均匀，其中锂盐质量分数为0.1％，将上述粉末边搅拌边加入25℃的去离子水中水合，粉水质量比控制在1％，继续搅拌4h,使充分水合，然后过滤得到粉末，再将粉末投入浓度1％以上的锂盐水溶液中超声6h，洗脱锂离子得到用于热管理的拜耳石纳米片。
[0017]实施例2
[0018]将锂盐粉末和水硬氧化铝粉末混合均匀，其中锂盐质量分数为0.3％，将上述粉末边搅拌边加入35℃的去离子水中水合，粉水质量比控制在3％，继续搅拌3h,使充分水合，然后过滤得到粉末，再将粉末投入浓度1％以上的锂盐水溶液中超声10h，洗脱锂离子得到用于热管理的拜耳石纳米片。
[0019]实施例3
[0020]将锂盐粉末和水硬氧化铝粉末混合均匀，其中锂盐质量分数为0.5％，将上述粉末边搅拌边加入50℃的去离子水中水合，粉水质量比控制在5％，继续搅拌2h,使充分水合，然后过滤得到粉末，再将粉末投入浓度1％以上的锂盐水溶液中超声15h，洗脱锂离子得到用于热管理的拜耳石纳米片。拜耳石纳米片的透射射电镜图如图1所示；拜耳石纳米片的EDS能谱图如图2所示。
[0021]实施例4
[0022]将锂盐粉末和水硬氧化铝粉末混合均匀，其中锂盐质量分数为0.8％，将上述粉末边搅拌边加入60℃的去离子水中水合，粉水质量比控制在8％，继续搅拌1h,使充分水合，然后过滤得到粉末，再将粉末投入浓度1％以上的锂盐水溶液中超声24h，洗脱锂离子得到用
于热管理的拜耳石纳米片。
[0023]实施例5
[0024]将锂盐粉末和水硬氧化铝粉末混合均匀，其中锂盐质量分数为1％，将上述粉末边搅拌边加入99℃的去离子水中水合，粉水质量比控制在10％，继续搅拌0.5h,使充分水合，然后过滤得到粉末，再将粉末投入浓度1％以上的锂盐水溶液中超声36h，洗脱锂离子得到用于热管理的拜耳石纳米片。
[0025]以上所述仅为本专利技术的较佳实施例而已，并不用以限制本专利技术，凡在本专利技术的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换或改进等，均应包含在本专利技术的保护范围之内。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于热管理的拜耳石纳米片的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将少量锂盐粉末和水硬氧化铝粉末混合均匀后水合，水合后得到原位种有锂离子的拜耳石，将锂离子脱附后得到的含有锂离子空位的拜耳石粉末至于锂盐水溶液中在超声协同作用下原位吸附解离层状拜耳石得到拜耳石纳米片，洗脱锂离子得到用于热管理的拜耳石纳米片。2.根据权利要求1所述的一种...

【专利技术属性】
技术研发人员：董雷，钱靖琦，杨廷瑞，
申请(专利权)人：苏州北美国际高级中学，
类型：发明
国别省市：