[发明专利]一种高导热导电性的水凝胶复合材料及其制法

权利要求书

1.一种高导热导电性的水凝胶复合材料，包括以下按重量份数计的配方原料，其特征在于：5-16份Al-Si₃N₄复合材料、1.5-2份硅烷偶联剂、20-24份聚乙二醇二甲基丙烯酸酯、42-46份溴代正癸烷、20-22份三乙胺、0.5-1份引发剂。

2.根据权利要求1所述的一种高导热导电性的水凝胶复合材料，其特征在于：所述硅烷偶联剂为N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷。

3.根据权利要求1所述的一种高导热导电性的水凝胶复合材料，其特征在于：所述引发剂为偶氮二异丁酸二甲酯。

4.根据权利要求1所述的一种高导热导电性的水凝胶复合材料，其特征在于：所述Al-Si₃N₄复合材料制备方法包括以下步骤：

（1）向行星球磨机中加入乙醇溶剂、Si₃N₄和AlF₃，球磨机公转转速为80-110 rpm，自转转速为600-640 rpm，进行球磨，直至物料全部通过600-800目过滤网，将物料充分干燥，置于气氛电阻炉中，升温速率为10-15 ℃/min，升至1620-1650 ℃，在N₂氛围下煅烧2-3 h，在1620-1650 ℃下退火1-2 h，煅烧产物为F掺杂Si₃N₄；

（2）向乙醇溶剂中加入羟基化碳纳米管、F掺杂Si₃N₄和分散剂聚乙烯吡咯烷酮，将溶液在40-50 ℃下，进行超声处理2-3 h，超声频率为20-28 KHz下，将溶液除去溶剂、洗涤固体产物、干燥，制备得到Si₃N₄-碳纳米管复合材料；

（3）向行星球磨机中加入乙醇溶剂、Si₃N₄-碳纳米管复合材料和Al单质，球磨机公转转速为60-100 rpm，自转转速为620-650 rpm，进行球磨，直至物料全部通过800-1000目过滤网，将物料充分干燥，置于气氛电阻炉中，升温速率为10-15 ℃/min，升至600-620 ℃，在N₂氛围下煅烧2-3 h，在600-620 ℃下退火0.5-1 h，煅烧产物为Al-Si₃N₄复合材料。

5.根据权利要求4所述的Al-Si₃N₄复合材料制备方法，其特征在于：所述步骤（1）中的Si₃N₄和AlF₃物质的量摩尔比为18-22:1。

6.根据权利要求4所述的Al-Si₃N₄复合材料制备方法，其特征在于：所述步骤（2）中的羟基化碳纳米管、F掺杂Si₃N₄和分散剂聚乙烯吡咯烷酮，三者质量比为60-75:40-50:1。

7.根据权利要求4所述的Al-Si₃N₄复合材料制备方法，其特征在于：所述步骤（3）中的Si₃N₄-碳纳米管复合材料和Al单质质量比为1:12-15。

8.根据权利要求1所述的一种高导热导电性的水凝胶复合材料，其特征在于：所述高导热导电性的水凝胶复合材料制备方法包括以下步骤：

（1）向乙醇溶剂中加入5-16份Al-Si₃N₄复合材料、1.5-2份硅烷偶联剂N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷，将溶液加热至50-60 ℃，反应10-15 h，将溶液除去溶剂、洗涤固体产物、干燥，制备得到改性Al-Si₃N₄复合材料；

（2）向1,4-二氧六环溶剂中加入42-46份溴代正癸烷和20-22份三乙胺，将溶液加热至110-120 ℃，回流反应60-70 h，将溶液除去溶剂、洗涤固体产物、干燥，制备得到癸基三乙基溴化铵；

（3）向N,N-二甲基甲酰胺溶剂中加入20-24份聚乙二醇二甲基丙烯酸酯、0.5-1份引发剂偶氮二异丁酸二甲酯、改性Al-Si₃N₄复合材料和癸基三乙基溴化铵，将溶液70-80 ℃下，进行超声处理2-3 h，超声频率为22-28 KHz，将溶液加热至100-110，℃，反应1-2 h，将溶液除去溶剂、洗涤和透析固体产物、干燥，制备得到高导热导电性的水凝胶复合材料。