CN114822914A - 一种可用于构造无线通信功能电路的导电材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种可用于构造无线通信功能电路的导电材料的制备方法，包括以下步骤：制备MOF衍生多孔碳/碳纳米管复合材料；将导电金属填料置于硅烷偶联剂的乙醇溶液中，搅拌处理，之后加入上述制得的MOF衍生多孔碳/碳纳米管复合材料，继续搅拌处理，制得导电复合材料；将基体树脂和溶剂混合搅拌，制得树脂溶液，然后加入上述制得的导电复合材料、导电填料、交联剂、偶联剂，继续搅拌混合，制得导电材料。本发明提供的导电材料导电性能，与基体的结合力强，形成的涂膜力学性能好。
Description
技术领域：
本发明涉及导电材料技术领域，具体涉及一种可用于构造无线通信功能电路的导电材料及其制备方法。
背景技术：
随着可穿戴电子、物联网等技术革新得到越来越多的关注，人们对于人机交互、传感相关的器件提出了新要求：器件需要在一定程度上适应不同的工作环境，可以与不同形状的物体表面有效贴合，机械灵活性大，可承受反复弯曲、摩擦等形变并保持电学性能的稳定，与皮肤贴合的可穿戴器件具有生物兼容性、了拉伸。但是，传统的硬质电路板制造技术无法满足以上柔性、轻质、可形变等要求。因此，人们提出了印刷电子的放大，就是利用印刷的方法将液态的导电墨水成形在基材上，制备具有一定功能的电子器件与系统的方法。印刷电子的工艺步骤主要包括印刷和烧结，制备能耗低、效率高、绿色环保，且不受基底材料的限制，可大面积批量化制造、可数字化个性化制造，得到了迅速发展。
印刷电子的关于导电油墨的研制，导电油墨一般由导电填料、功能助剂和溶剂组成，根据导电填料的不同，可将导电油墨分为无机和有机两大类，其中无机导电油墨由于天然的高导电性和环境稳定性得到了广泛的关注和应用，主要包括碳系导电油墨、金属纳米导电油墨和混合导电油墨。其中混合导电油墨中采用的导电填料为混合导电填料，由于不同的导电材料在导电性、抗氧化性以及机械稳定性方面各有缺点，相互配合可达到取长补短的效果。目前对于混合导电油墨的研究的关键在于如何构建基体树脂中的导电网络进而改善油墨的导电性。
发明内容：
本发明要解决的技术问题是，针对现有技术的不足，提供一种可用于构造无线通信功能电路的导电材料及其制备方法，本发明通过自制的MOF衍生多孔碳材料与碳纳米管原位构成稳定的导电网络，然后将改性的导电金属填料粘附在该导电网络中，并与基体树脂混合后形成导电材料，该导电材料固化烧结后可形成完整、稳定的导电网络，导电性能优异，而且本发明提供的导电材料与基体的结合性能优异。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：
一种可用于构造无线通信功能电路的导电材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将碳纳米管加入到聚乙烯吡咯烷酮的甲醇溶液中，制得碳纳米管分散液；向碳纳米管分散液中加入六水合硝酸钴的甲醇溶液，进行第一次搅拌处理，然后加入2-甲基咪唑的甲醇溶液，进行第二次搅拌处理，之后进行离心处理，并将离心得到的沉淀进行洗涤、干燥，将干燥后的固体置于马弗炉内氮气气氛下进行碳化处理，制得MOF衍生多孔碳/碳纳米管复合材料；
(2)将导电金属填料置于硅烷偶联剂的乙醇溶液中，搅拌处理，之后加入上述制得的MOF衍生多孔碳/碳纳米管复合材料，继续搅拌处理，制得导电复合材料；
(3)将基体树脂和溶剂混合搅拌，制得树脂溶液，然后加入上述制得的导电复合材料、导电填料，交联剂、偶联剂，继续搅拌混合，制得导电材料。
作为上述技术方案的优选，步骤(1)中，所述聚乙烯吡咯烷酮的甲醇溶液的浓度为4-5mg/ml，所述六水合硝酸钴的甲醇溶液的浓度为10mg/ml，所述2- 甲基咪唑的甲醇溶液的浓度为12-13mg/ml；所述碳纳米管、聚乙烯吡咯烷酮的甲醇溶液、六水合硝酸钴的甲醇溶液的用量比为0.1-0.15g：20ml：20ml： 35-45ml。
作为上述技术方案的优选，步骤(1)中，所述第一次搅拌处理的时间为1-2h，第二次搅拌处理的时间为1-2h。
作为上述技术方案的优选，所述碳化处理的温度为800℃，所述碳化处理的升温速率为3-5℃/min，碳化处理的时间为3-4h。
作为上述技术方案的优选，步骤(2)中，所述导电金属填料为银粉、铜粉、银包铜粉、银包镍粉、银包合金粉中的至少一种。
作为上述技术方案的优选，所述银包合金粉中的合金粉为铁、铬、镍、铜、铌中的任意两种及两种以上金属组成。
作为上述技术方案的优选，步骤(3)中，所述导电填料为银粉，所述银粉为片状银粉和球形银粉以任意比例混合而成，所述片状银粉、所述球形银粉的振实密度均为2-7g/cm3。
作为上述技术方案的优选，步骤(2)中，所述导电金属填料、硅烷偶联剂、 MOF衍生多孔碳/碳纳米管复合材料的质量比为1：(0.005-0.03)：(0..005-0.5)。
作为上述技术方案的优选，步骤(3)中，所述基体树脂为环氧树脂、苯氧树脂、聚氨酯树脂中的一种；所述交联剂为乙酰丙酮铝、乙酰丙酮钛、乙酰丙酮钴、乙酰丙酮锆、乙酰丙酮锌、乙酰丙酮铁、乙酰丙酮铜中的一种或多种混合；所述偶联剂为3-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、双氨基硅烷偶联剂、 3-氨基丙基三乙氧基硅烷、钛系偶联剂、铝系偶联剂中的一种或多种混合；所述溶剂包括二乙二醇丁醚醋酸酯、乙醇、乙二醇的混合物。
作为上述技术方案的优选，步骤(3)中，各组分的用量以重量份计，分别为：基体树脂5-20份，溶剂5-25份，导电填料40-90份，导电复合材料0-0.5 份，交联剂0.001-2份，偶联剂0.1-2份。
由于采用了上述技术方案，本发明具有以下有益效果：
本发明导电材料中的导电复合材料是导电金属填料与MOF衍生多孔碳/碳纳米管复合材料复合制得，MOF衍生多孔碳/碳纳米管构建多路径导电网络骨架，然后在该骨架上均匀粘附导电金属填料，形成有效的导电桥网络，制得的导电材料导电性能优异，与基体的结合性好。
本发明以碳纳米管为基础骨架，然后原位合成ZIF-67金属有机骨架材料，由于功能化的碳纳米管与ZIF-67中金属中心之间的化学相互作用，ZIF-67颗粒通过碳纳米管均匀互连，形成均匀的三维互连结构，煅烧后形成的材料以MOF 衍生多孔碳作为连接节点，将碳纳米管连接起来形成多路径网络骨架，之后将其与改性的导电金属填料混合后，导电金属填料均匀吸附在该多路径网络骨架内，形成分散性好的导电复合材料，其与树脂基体具有很好的相容性，制得的导电材料稳定性好，导电性能优异，且喷涂、烧结形成的导电线路与基体结合性好，相邻碳纳米管之前增强的界面相互作用确保了重复机械变形下的导电线路的结构完整性和变形适应性。
具体实施方式：
为了更好的理解本发明，下面通过实施例对本发明进一步说明，实施例只用于解释本发明，不会对本发明构成任何的限定。
下述实施例以及对比例中的材料性能如下：
碳纳米管：平均长度为1μm，平均直径为0.83nm，比表面积≥700m2/g， Sigma-Aldrich；
纳米铜粉：平均粒径大小为50nm，购于北京德科岛金科技有限公司；
银包铜粉：球形，平均粒径大小为1-3μm，银含量为20wt％，购于北京德科岛金科技有限公司；
银包镍粉：平均粒径大小为0.3μm，银含量为20wt％，江苏博迁新材料股份有限公司；
环氧树脂：环氧树脂E-20。
实施例1
(1)将0.1g碳纳米管加入到20ml浓度为4mg/ml的聚乙烯吡咯烷酮的甲醇溶液中，制得碳纳米管分散液；向碳纳米管分散液中加入20ml浓度为10mg/ml 的六水合硝酸钴的甲醇溶液，第一次搅拌处理1h，然后加入浓度为35ml 12mg/ml 的2-甲基咪唑的甲醇溶液，第二次搅拌处理1h，之后进行离心处理，并将离心得到的沉淀进行洗涤、干燥，将干燥后的固体置于马弗炉内氮气气氛下以3℃ /min的升温速率升温至800℃，进行碳化处理3h，制得MOF衍生多孔碳/碳纳米管复合材料；
(2)将6g银粉、2g纳米铜粉、1g银包铜粉、1g银包镍粉置于含有0.1g 的硅烷偶联剂的乙醇溶液中，搅拌处理，之后加入2g上述制得的MOF衍生多孔碳/碳纳米管复合材料，继续搅拌处理，制得导电复合材料；
(3)以重量份计，将10份环氧树脂和5份二乙二醇丁醚醋酸酯、1份乙醇、 1份乙二醇混合搅拌，制得树脂溶液，然后加入50份银粉、0.5份上述制得的导电复合材料、1份乙酰丙酮铝，0.5份3-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷，继续搅拌混合，制得导电材料。
实施例2
(1)将0.15g碳纳米管加入到20ml浓度为5mg/ml的聚乙烯吡咯烷酮的甲醇溶液中，制得碳纳米管分散液；向碳纳米管分散液中加入20ml浓度为10mg/ml 的六水合硝酸钴的甲醇溶液，第一次搅拌处理2h，然后加入浓度为45ml 13mg/ml 的2-甲基咪唑的甲醇溶液，第二次搅拌处理2h，之后进行离心处理，并将离心得到的沉淀进行洗涤、干燥，将干燥后的固体置于马弗炉内氮气气氛下以5℃ /min的升温速率升温至800℃，进行碳化处理4h，制得MOF衍生多孔碳/碳纳米管复合材料；
(2)将6g银粉、2g纳米铜粉、1g银包铜粉、1g银包镍粉置于含有0.3g 的硅烷偶联剂的乙醇溶液中，搅拌处理，之后加入5g上述制得的MOF衍生多孔碳/碳纳米管复合材料，继续搅拌处理，制得导电复合材料；
(3)以重量份计，将11份环氧树脂和5份二乙二醇丁醚醋酸酯、1份乙醇、 1份乙二醇混合搅拌，制得树脂溶液，然后加入60份银粉、0.5份上述制得的导电复合材料、1份乙酰丙酮钴，0.5份双氨基硅烷偶联剂，继续搅拌混合，制得导电材料。
实施例3
(1)将0.11g碳纳米管加入到20ml浓度为4.5mg/ml的聚乙烯吡咯烷酮的甲醇溶液中，制得碳纳米管分散液；向碳纳米管分散液中加入20ml浓度为 10mg/ml的六水合硝酸钴的甲醇溶液，第一次搅拌处理1h，然后加入浓度为40ml 12mg/ml的2-甲基咪唑的甲醇溶液，第二次搅拌处理2h，之后进行离心处理，并将离心得到的沉淀进行洗涤、干燥，将干燥后的固体置于马弗炉内氮气气氛下以4℃/min的升温速率升温至800℃，进行碳化处理3h，制得MOF衍生多孔碳/碳纳米管复合材料；
(2)将6g银粉、2g纳米铜粉、1g银包铜粉、1g银包镍粉置于含有0.2g 的硅烷偶联剂的乙醇溶液中，搅拌处理，之后加入3g上述制得的MOF衍生多孔碳/碳纳米管复合材料，继续搅拌处理，制得导电复合材料；
(3)以重量份计，将12份环氧树脂和5份二乙二醇丁醚醋酸酯、1份乙醇、 1份乙二醇混合搅拌，制得树脂溶液，然后加入70份银粉、0.5份上述制得的导电复合材料、1份乙酰丙酮锆，0.5份3-氨基丙基三乙氧基硅烷，继续搅拌混合，制得导电材料。
实施例4
(1)将0.12g碳纳米管加入到20ml浓度为4.5mg/ml的聚乙烯吡咯烷酮的甲醇溶液中，制得碳纳米管分散液；向碳纳米管分散液中加入20ml浓度为 10mg/ml的六水合硝酸钴的甲醇溶液，第一次搅拌处理1h，然后加入浓度为40ml 12mg/ml的2-甲基咪唑的甲醇溶液，第二次搅拌处理1h，之后进行离心处理，并将离心得到的沉淀进行洗涤、干燥，将干燥后的固体置于马弗炉内氮气气氛下以4℃/min的升温速率升温至800℃，进行碳化处理3h，制得MOF衍生多孔碳/碳纳米管复合材料；
(2)将6g银粉、2g纳米铜粉、1g银包铜粉、1g银包镍粉置于含有0.15g 的硅烷偶联剂的乙醇溶液中，搅拌处理，之后加入3g上述制得的MOF衍生多孔碳/碳纳米管复合材料，继续搅拌处理，制得导电复合材料；
(3)以重量份计，将10份环氧树脂和5份二乙二醇丁醚醋酸酯、1份乙醇、 1份乙二醇混合搅拌，制得树脂溶液，然后加入60份银粉、0.5份上述制得的导电复合材料、1份乙酰丙酮锆，0.5份钛系偶联剂，继续搅拌混合，制得导电材料。
实施例5
(1)将0.1g碳纳米管加入到20ml浓度为4mg/ml的聚乙烯吡咯烷酮的甲醇溶液中，制得碳纳米管分散液；向碳纳米管分散液中加入20ml浓度为10mg/ml 的六水合硝酸钴的甲醇溶液，第一次搅拌处理1h，然后加入浓度为40ml 12mg/ml 的2-甲基咪唑的甲醇溶液，第二次搅拌处理1h，之后进行离心处理，并将离心得到的沉淀进行洗涤、干燥，将干燥后的固体置于马弗炉内氮气气氛下以3℃ /min的升温速率升温至800℃，进行碳化处理4h，制得MOF衍生多孔碳/碳纳米管复合材料；
(2)将6g银粉、2g纳米铜粉、1g银包铜粉、1g银包镍粉置于含有0.1g 的硅烷偶联剂的乙醇溶液中，搅拌处理，之后加入2g上述制得的MOF衍生多孔碳/碳纳米管复合材料，继续搅拌处理，制得导电复合材料；
(3)以重量份计，将10份环氧树脂和5份二乙二醇丁醚醋酸酯、1份乙醇、 1份乙二醇混合搅拌，制得树脂溶液，然后加入70份银粉、0.5份上述制得的导电复合材料、1份乙酰丙酮钛，0.5份铝系偶联剂，继续搅拌混合，制得导电材料。
对比例1
(1)将6g银粉、2g纳米铜粉、1g银包铜粉、1g银包镍粉置于含有0.1g 的硅烷偶联剂的乙醇溶液中，搅拌处理，之后加入2g碳纳米管，继续搅拌处理，制得导电复合材料；
(2)以重量份计，将10份环氧树脂和5份二乙二醇丁醚醋酸酯、1份乙醇、 1份乙二醇混合搅拌，制得树脂溶液，然后加入70份银粉、0.5份上述制得的导电复合材料、1份乙酰丙酮钛，0.5份铝系偶联剂，继续搅拌混合，制得导电材料。
对比例2
(1)将20ml浓度为10mg/ml的六水合硝酸钴的甲醇溶液和浓度为40ml 12mg/ml的2-甲基咪唑的甲醇溶液搅拌处理1h，之后进行离心处理，并将离心得到的沉淀进行洗涤、干燥，将干燥后的固体置于马弗炉内氮气气氛下以3℃ /min的升温速率升温至800℃，进行碳化处理4h，制得MOF衍生多孔碳材料，将其与0.1g碳纳米管直接研磨混合，制得复合材料；
(2)将6g银粉、2g纳米铜粉、1g银包铜粉、1g银包镍粉置于含有0.1g 的硅烷偶联剂的乙醇溶液中，搅拌处理，之后加入2g上述制得的复合材料，继续搅拌处理，制得导电复合材料；
(3)以重量份计，将10份环氧树脂和5份二乙二醇丁醚醋酸酯、1份乙醇、 1份乙二醇混合搅拌，制得树脂溶液，然后加入70份银粉、0.5份上述制得的导电复合材料、1份乙酰丙酮钛，0.5份铝系偶联剂，继续搅拌混合，制得导电材料。
下面对上述制得导电材料进行性能测试。
1、电阻
将上述实施例和对比例制得的导电材料分别均匀涂在PET基材上，印刷厚度为15μm，干燥后采用四探针法测定涂膜的电阻率，并计算涂膜的体积电阻率。
2、硬度和附着力
将上述实施例和对比例制得的导电材料采用丝网印刷的方法印刷在载玻片上固化后，采用ASTMD3359漆膜划格实验法测试固化膜的附着力。采用QHQ-A 铅笔划痕硬度仪测试固化膜的硬度，按照GB/T 6739-1996标准，保持铅笔与膜表面呈45°，以1mm/s速度向前滑动，保证笔尖划破膜层，从硬度最大级别的铅笔开始，每个级别的铅笔进行5次，找出至少出现4次无法将膜层划破的铅笔，该铅笔硬度即为膜层硬度。
3、耐弯折实验
用中国台湾地区台湾拓斯达试验设备有限公司TOS-817型摇摆实验机测试上述制得的导电材料印刷线路的耐弯折性。测定导电线条长2.4cm、宽0.9mm、厚3μm，测5个平行值，取平均值。实验参数如下：摇摆角度：180°；摇摆速度：60次·min-1；摇摆次数：10000 次；温度：28℃，相对湿度：80％。通过弯折前后导电线条的电阻变化来进行表征。
测试结果如表1所示。
表1
从上述测试结果可以看出，本发明制得的导电材料导电性能优异，与基体的结合力好，且成膜后的膜层硬度大，柔韧性好。
此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
Claims (10)
1.一种可用于构造无线通信功能电路的导电材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将碳纳米管加入到聚乙烯吡咯烷酮的甲醇溶液中，制得碳纳米管分散液；向碳纳米管分散液中加入六水合硝酸钴的甲醇溶液，进行第一次搅拌处理，然后加入2-甲基咪唑的甲醇溶液，进行第二次搅拌处理，之后进行离心处理，并将离心得到的沉淀进行洗涤、干燥，将干燥后的固体置于马弗炉内氮气气氛下进行碳化处理，制得MOF衍生多孔碳/碳纳米管复合材料；
(2)将导电金属填料置于硅烷偶联剂的乙醇溶液中，搅拌处理，之后加入上述制得的MOF衍生多孔碳/碳纳米管复合材料，继续搅拌处理，制得导电复合材料；
(3)将基体树脂和溶剂混合搅拌，制得树脂溶液，然后加入上述制得的导电复合材料、导电填料，交联剂、偶联剂，继续搅拌混合，搅拌均匀，制得导电材料。
2.根据权利要求1所述的一种可用于构造无线通信功能电路的导电材料的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述聚乙烯吡咯烷酮的甲醇溶液的浓度为4-5mg/ml，所述六水合硝酸钴的甲醇溶液的浓度为10mg/ml，所述2-甲基咪唑的甲醇溶液的浓度为12-13mg/ml；所述碳纳米管、聚乙烯吡咯烷酮的甲醇溶液、六水合硝酸钴的甲醇溶液的甲醇溶液的用量比为0.1-0.15g：20ml：20ml：35-45ml。
3.根据权利要求1所述的一种可用于构造无线通信功能电路的导电材料的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述第一次搅拌处理的时间为1-2h，第二次搅拌处理的时间为1-2h。
4.根据权利要求1所述的一种可用于构造无线通信功能电路的导电材料的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述碳化处理的温度为800℃，所述碳化处理的升温速率为3-5℃/min，碳化处理的时间为3-4h。
5.根据权利要求1所述的一种可用于构造无线通信功能电路的导电材料的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述导电金属填料为银粉，铜粉、银包铜粉、银包镍粉、银包合金粉中的至少一种；所述银包合金粉中的合金粉为铁、铬、镍、铜、铌中的任意两种及两种以上金属组成。
6.根据权利要求1所述的一种可用于构造无线通信功能电路的导电材料的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，所述导电填料为银粉，所述银粉为片状银粉和球形银粉以任意比例混合而成，所述片状银粉、所述球形银粉的振实密度均为2-7g/cm3。
7.根据权利要求1所述的一种可用于构造无线通信功能电路的导电材料的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述导电金属填料、硅烷偶联剂、MOF衍生多孔碳/碳纳米管复合材料的质量比为1：(0.005-0.03)：(0.005-0.5)。
8.根据权利要求1所述的一种可用于构造无线通信功能电路的导电材料的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，所述基体树脂为环氧树脂、苯氧树脂、聚酯，聚氨酯树脂中的一种；所述交联剂为乙酰丙酮铝、乙酰丙酮钛、乙酰丙酮钴、乙酰丙酮锆、乙酰丙酮锌、乙酰丙酮铁、乙酰丙酮铜中的一种或多种混合；所述偶联剂为3-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、双氨基硅烷偶联剂、3-氨基丙基三乙氧基硅烷、钛系偶联剂、铝系偶联剂中的一种或多种混合，所述溶剂包括二乙二醇丁醚醋酸酯、乙醇、乙二醇的混合物。
9.根据权利要求1所述的一种可用于构造无线通信功能电路的导电材料的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，各组分的用量以重量份计，分别为：基体树脂2-20份，溶剂10-25份，导电填料40-90份，导电复合材料0-0.5份，交联剂0.001-1份，偶联剂0.1-2份。
10.一种可用于构造无线通信功能电路的导电材料，其特征在于，由权利要求1至9任一所述的方法制备而成。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115602357A (zh) * | 2022-10-24 | 2023-01-13 | 浙江振有电子股份有限公司（Cn） | 一种强稳定性、高导电性的贯孔铜浆及其制备方法 |
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1797614A (zh) * | 2004-12-23 | 2006-07-05 | 比亚迪股份有限公司 | 用于制做碳阻元件的碳油及其制备方法以及由其制做的碳阻元件 |
| US20130157837A1 (en) * | 2011-12-15 | 2013-06-20 | Council Of Scientific And Industrial Research | Confinement of nanosized metal organic framework in nano carbon morphologies |
| CN103468159A (zh) * | 2013-03-11 | 2013-12-25 | 苏州牛剑新材料有限公司 | 一种银包镍粉导电胶及其制备方法 |
| US20160268017A1 (en) * | 2013-11-01 | 2016-09-15 | Osaka Prefecture University | Conductive sheet, method for manufacturing the same, carbon composite paste, carbon composite filler, conductive resin material and conductive rubber material |
| CN107098333A (zh) * | 2017-06-05 | 2017-08-29 | 北京化工大学 | 一种交联网状碳纳米材料的制备方法 |
| CN109205743A (zh) * | 2018-11-02 | 2019-01-15 | 南京工业大学 | 一种碳纳米管复合氧化钛多孔碳材料的制备方法及其应用 |
| CN109354137A (zh) * | 2018-11-27 | 2019-02-19 | 浙江工业大学 | 碳纳米管/mof衍生多孔碳复合电极材料的制备及应用 |
| CN110078053A (zh) * | 2019-05-16 | 2019-08-02 | 华南师范大学 | 一种应用于电池隔膜涂层的多孔碳材料及其制备方法和应用 |
-
2022
- 2022-05-06 CN CN202210486527.4A patent/CN114822914A/zh active Pending
Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1797614A (zh) * | 2004-12-23 | 2006-07-05 | 比亚迪股份有限公司 | 用于制做碳阻元件的碳油及其制备方法以及由其制做的碳阻元件 |
| US20130157837A1 (en) * | 2011-12-15 | 2013-06-20 | Council Of Scientific And Industrial Research | Confinement of nanosized metal organic framework in nano carbon morphologies |
| CN103468159A (zh) * | 2013-03-11 | 2013-12-25 | 苏州牛剑新材料有限公司 | 一种银包镍粉导电胶及其制备方法 |
| US20160268017A1 (en) * | 2013-11-01 | 2016-09-15 | Osaka Prefecture University | Conductive sheet, method for manufacturing the same, carbon composite paste, carbon composite filler, conductive resin material and conductive rubber material |
| CN107098333A (zh) * | 2017-06-05 | 2017-08-29 | 北京化工大学 | 一种交联网状碳纳米材料的制备方法 |
| CN109205743A (zh) * | 2018-11-02 | 2019-01-15 | 南京工业大学 | 一种碳纳米管复合氧化钛多孔碳材料的制备方法及其应用 |
| CN109354137A (zh) * | 2018-11-27 | 2019-02-19 | 浙江工业大学 | 碳纳米管/mof衍生多孔碳复合电极材料的制备及应用 |
| CN110078053A (zh) * | 2019-05-16 | 2019-08-02 | 华南师范大学 | 一种应用于电池隔膜涂层的多孔碳材料及其制备方法和应用 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115602357A (zh) * | 2022-10-24 | 2023-01-13 | 浙江振有电子股份有限公司（Cn） | 一种强稳定性、高导电性的贯孔铜浆及其制备方法 |
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