[发明专利]一种无机粒子改性磁性复合材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明主要涉及复合材料领域，尤其涉及一种无机粒子改性磁性复合材料及其制备方法。

背景技术

导电高聚物的合成方法主要有两种；一是化学聚合，通过采用氧化剂对单体进行氧化或通过金属有机化合物偶联的方式得到共轭高聚物；另一类是电化学聚合，在电场作用下电解含有单体的溶液而在电极表面得到共轭高分子；

导电高分子复合改性的原始出发点是为了克服其加工性能差的缺点，但通过此途径还可获得多种功能性复合材料，从而拓展其应用领域。这些功能材料可广泛应用于导电、电池、电显示、静电屏蔽、微波吸收等领域。根据添加组分的类型不同可分为导电高聚物－通用高分子复合材料和导电高聚物－无机物复合材料。由于聚乙炔的环境稳定性较差，因此用来复合的导电高聚物多指芳香环类，如聚苯胺，聚吡咯等；

将无机粒子加到导电高聚物中，制备成复合材料也是为了解决导电高聚物的加工性问题。无机材料中目前研究较多的是无机纳米粒子。将导电高分子与无机纳米粒子复合，可以集高分子自身的导电性与纳米颗粒的功能性于一体，这种复合材料具有极强的应用背景,从而迅速地成为纳米复合材料领域的一个重要研究方向；导电高聚物与无机粒子的复合有两种情况，一是用无机粒子包覆导电高聚物，另一种相反，是无机粒子被包覆在导电高聚物内部。这两者的共同点都是有通过胶封或包埋。不过，前者的报道较少，大部分关于导电高聚物与无机粒子的复合都是无机粒子被包覆在导电高聚物内部。在这些无机纳米粒子中，研究最多的是具有稳定胶体形式的导电高分子/SiO2复合材料，其次是具有特殊性能的复合材料，如兼具电、磁特性的导电高分子纳米复合材料；

一般来讲，将磁性粒子与导电高聚物共混也能得到导电导磁功能性材料，然后将磁性粒子与聚合物共混也存在一定的缺陷：有的磁性绝缘粒子未完全包覆在高聚物基体内部，一方面降低了复合材料的电导率，另一方面，因为铁系氧化物为活性碱性氧化物，在空气中的稳定性不高，从而在一定程度上影响了复合材料的环境稳定性。因为如何对无机粒子进行处理，改善其在体系中的分散状况，是能否形成稳定的复合材料的关键。

发明内容

本发明目的就是为了改善传统无机粒子在聚合物体系中分散性差的问题，并提供一种全新的，将无机粒子与磁性粒子预混处理，然后再分散到聚合物体系的复合材料及其制备方法。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种无机粒子改性磁性复合材料，其特征在于，它是由下述重量份的原料组成的：

异丙醇铝3-4、六水三氯化铁100-130、四水氯化亚铁60-69、硅烷偶联剂kh5600.1-0.2、茶皂素0.3-0.5、过硫酸铵40-54、吡咯40-57、乙基纤维素0.4-0.6、正硅酸乙酯3-6、聚马来酸酐1-2、棕榈蜡0.04-0.1、聚山梨酯800.06-0.1、聚丙烯酰胺0.4-1、聚乙二醇2-3、甘草酸二钾0.1-0.16、乙酰丙酮钙0.7-1、70-75%的乙醇溶液50-60、无水乙醇60-70。

一种无机粒子改性磁性复合材料的制备方法，包括以下步骤：

（1）将上述异丙醇铝加入到其重量70-100倍的去离子水中，升高温度为80-86℃，加入乙酰丙酮钙，保温搅拌30-40分钟，降低温度为常温，通入氮气保护，加入上述四水氯化亚铁、六水三氯化铁，搅拌均匀，滴加浓度为20-25%的氨水溶液，调节pH为8-9，搅拌反应100-130分钟，离心分离，将下层沉淀水洗，常温干燥，得铝溶胶共混磁性材料；

（2）将上述聚乙二醇加入到其重量100-130倍的去离子水中，升高温度为60-70℃，保温搅拌4-10分钟，加入上述铝溶胶共混磁性材料，超声分散17-20分钟，得预处理共混磁性分散液；

（3）将上述聚马来酸酐加入到其重量80-100倍的去离子水中，搅拌均匀，加入聚丙烯酰胺，升高温度为70-80℃，加入正硅酸乙酯，保温搅拌4-7分钟，滴加浓度为20-24%的氨水溶液，调节pH为10-12，与上述预处理共混磁性分散液混合，降低温度为40-50℃，搅拌反应6-8小时，抽滤，将滤饼水洗3-4次，先在80-90℃下真空干燥20-30分钟，然后在300-400℃下加热1.7-2小时，冷却，球磨均匀，得无机复合粒子；

（4）取上述茶皂素加入到上述70-75%的乙醇溶液中，搅拌均匀，加入乙基纤维素，磁力搅拌2-3分钟，得醇乳液a；

（5）将上述棕榈蜡加入到无水乙醇中，送入80-90℃的水浴中，保温搅拌10-16分钟，出料，趁热加入聚山梨酯80，搅拌至常温，得醇乳液b；