一种高导热氮化硼气凝胶制备方法与流程

本发明涉及气凝胶制备，具体涉及一种高导热氮化硼气凝胶制备方法。

背景技术：

1、氮化硼气凝胶作为一种新型的轻质多孔材料，因其优异的热导率、化学稳定性和电绝缘性能，在热管理、隔热材料、吸附材料以及电绝缘材料等领域具有广泛的应用前景。然而，传统制备氮化硼气凝胶的方法往往存在以下问题：1.孔隙结构不均匀，传统方法难以控制孔隙的大小和分布，导致气凝胶的孔隙结构不均匀，影响其性能。2.由于孔隙结构的不均匀和其他添加材料本身的缺陷，传统方法制备的氮化硼气凝胶导热性能较差。3.需要添加黏结剂：传统方法中，通常需要添加聚合物黏结剂来维持气凝胶的结构稳定性，但黏结剂的存在会影响氮化硼的纯度和导热性能，无法制备纯氮化硼气凝胶，限制了其在高性能热管理材料中的应用。

技术实现思路

1、为了解决上述问题，本发明提供了一种高导热氮化硼气凝胶制备方法，通过张力梯度溶剂法制备具有多级孔隙结构的氮化硼气凝胶，具体制备步骤如下:首先，将氮化硼粉体进行球磨，球磨介质为丙酮、甲基乙基酮中的一种，然后将球磨液离心，得到氮化硼沉淀。然后，将氮化硼沉淀置于夹套烧杯中，维持烧杯温度为10～15℃，然后加入溶剂一，溶剂一为丙酮、甲基乙基酮中的一种，超声2～6h；然后加入溶剂二，溶剂二为去离子水，超声2～6h；然后加入溶剂三，溶剂三为乙醇、异丙醇中的一种，超声2～6h。最后，将烧杯温度升高至20～30℃，然后静置8～18h，将液面上方的泡沫冷冻干燥，得到高导热氮化硼气凝胶。

2、优选的，氮化硼粉体与球磨介质的质量比为1:(5～10)，球磨转速为500rpm，离心速率为2000～5000rcf。

3、优选的，氮化硼沉淀与溶剂一、溶剂二、溶剂三的质量比均为1:(0.5～2)，超声功率为2～5kw。

4、优选的，冷冻干燥的温度为-70～-60℃，冷冻干燥的时间为12～30h。

5、与现有技术相比，本发明公开的一种高导热氮化硼气凝胶制备方法的优点是：

6、1.本发明通过采用张力梯度溶剂法，制备出的氮化硼气凝胶具有多级孔隙结构，显著提升了其导热性能，适用于高性能热管理材料的应用。

7、2.本发明的制备方法无需添加黏结剂，从而避免了黏结剂对材料纯度和导热性能的影响，实现了纯氮化硼气凝胶的制备。

8、3.本发明通过多步溶剂处理和精确控制的温度和超声条件，制备出的氮化硼气凝胶具有均匀的多级孔隙结构，提升了材料的整体性能。

9、4.本发明的制备方法相对简单，仅需常见化学溶剂和常规实验设备，易于实现大规模生产。

技术特征：

1.一种高导热氮化硼气凝胶制备方法，其特征在于，采用张力梯度溶剂制备具有多级孔隙的气凝胶，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种高导热氮化硼气凝胶制备方法，其特征在于，步骤一中，氮化硼粉体与球磨介质的质量比为1:(5～10)，球磨转速为500rpm，离心速率为2000～5000rcf。

3.根据权利要求1所述的一种高导热氮化硼气凝胶制备方法，其特征在于，步骤二中，氮化硼沉淀与溶剂一、溶剂二、溶剂三的质量比均为1:(0.5～2)，超声功率为2～5kw。

4.根据权利要求1所述的一种高导热氮化硼气凝胶制备方法，其特征在于，步骤三中，冷冻干燥的温度为-70～-60℃，冷冻干燥的时间为12～30h。

技术总结本发明公开的一种高导热氮化硼气凝胶制备方法，涉及气凝胶制备技术领域。该方法首先将氮化硼粉体进行球磨，球磨介质为丙酮、甲基乙基酮中的一种，然后将球磨液离心，得到氮化硼沉淀；然后将氮化硼沉淀置于夹套烧杯中，维持烧杯温度为10～15℃，然后加入溶剂一，溶剂一为丙酮、甲基乙基酮中的一种，超声2～6h；然后加入溶剂二，溶剂二为去离子水，超声2～6h；然后加入溶剂三，溶剂三为乙醇、异丙醇中的一种，超声2～6h；最后将烧杯温度升高至20～30℃，然后静置8～18h，将液面上方的泡沫冷冻干燥，得到高导热氮化硼气凝胶。本发明通过采用张力梯度溶剂法，制备出的氮化硼气凝胶具有多级孔隙结构，显著提升了其导热性能，适用于高性能热管理材料的应用。技术研发人员：唐锌原,魏正洋受保护的技术使用者：苏州智博信息科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/9/29