[发明专利]一种新型磁性密封材料及其制备方法

权利要求书

1.一种新型磁性密封材料的制备方法，其特征在于，所述磁性密封材料由核-壳微粒和枝接基团构成；所述核为超顺磁性纳米颗粒，所述磁性纳米颗粒的粒径为5~100nm；所述壳为包覆在核表面的惰性氧化物层或者树脂层；且所述壳上的羟基、羧基、氨基或者巯基能够化学枝接基团；所述壳的厚度为1~100nm；所述枝接基团为枝接在惰性金属氧化物层或者树脂层上的碳氟链，所述碳氟链在壳表面上的覆盖度为5~95%，链长为4-15个碳原子；

其制备方法，包括如下步骤：

1）制备铁磁性纳米颗粒：通过共沉淀法、溶剂热法、乳液合成法以及溶胶凝胶法合成得到磁性金属氧化物纳米微粒；或者通过沉淀法、溶剂热法、乳液合成法以及溶胶凝胶法合成得到铁、钴、镍的金属氧化物纳米微粒或钴-钕，铂-铁，钯-铁的合金氧化物纳米微粒后，再将得到的铁、钴、镍的金属氧化物纳米微粒或钴-钕，铂-铁，钯-铁的合金氧化物纳米微粒还原为铁、钴、镍的金属纳米微粒或者为钴-钕，铂-铁，钯-铁磁性合金纳米微粒；

2）超顺磁性纳米颗粒的改性与包覆：将步骤1）中得到的铁磁性纳米颗粒分散在水或者有机溶剂中，然后再向分散在水中或者有机溶剂中的超顺磁性纳米颗粒中加入正硅酸四乙酯、正硅酸四甲酯、钛酸四异丙酯、钛酸四丁酯或异丙醇铝的一种，并进行搅拌在磁性纳米颗粒表面上包覆惰性氧化物层；在铁磁性纳米颗粒上包覆惰性氧化物层的过程中加入乙烯基三甲氧基硅烷、氨丙基三甲氧化硅烷、3-巯丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、氨丙基三乙氧化硅烷或3-巯丙基三乙氧基硅烷中的一种或几种，实现在超顺磁性纳米颗粒的惰性金属氧化层上嫁接羟基、氨基或者巯基枝接基团；或者在向分散在水中或者有机溶剂中的铁磁性纳米颗粒中加入可聚合的间苯二酚、双酚A、三聚氰胺中的一种和甲醛、糠醛中的一种在酸或碱的作用下在磁性纳米颗粒的表面上聚合形成稳定的树脂层；或者在向分散在水中或者有机溶剂中的磁性纳米颗粒中加入丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸加热搅拌反应，实现在铁磁性纳米颗粒的表面上形成树脂层；再通过对包覆有树脂层的磁性纳米颗粒进行水解使其表面带有羧基；或者选用环氧树脂和固化剂对铁磁性纳米颗粒进行包覆，使磁性微粒表面含有固化剂残余的胺基；

3）将步骤2）中得到的包覆有惰性金属氧化层或树脂层的铁磁性纳米颗粒中加入十七氟癸基三甲氧基硅烷、十七氟癸基三乙氧基硅烷、十二氟庚基丙基三甲氧基硅烷、十二氟庚基丙基三乙氧基硅烷可将含氟碳链直接链接到磁性微粒表面；或者根据磁性纳米颗粒表面的官能团选择碳氟化合物实现在磁性纳米颗粒表面枝接碳氟链。

2.根据权利要求1所述新型磁性密封材料的制备方法，其特征在于，所述超顺磁性纳米颗粒的微观形貌为球形、棒状、立方体形、长方体形、六棱柱形或纳米花形结构。

3.根据权利要求1所述新型磁性密封材料的制备方法，其特征在于，所述惰性氧化物层由二氧化硅、二氧化钛中的一种包覆在铁磁性纳米颗粒的表面形成。

4.根据权利要求1所述新型磁性密封材料的制备方法，其特征在于，所述树脂层由酚醛树脂、密胺树脂、聚丙烯酸树脂和环氧化树脂中的一种包覆在超顺磁性纳米颗粒的表面形成。

5.根据权利要求1所述新型磁性密封材料的制备方法，其特征在于，所述碳氟链为全氟辛酰基、全氟辛磺酰基、全氟己酰基、全氟己磺酰基、氟醚酸、全氟辛醇、全氟辛胺、全氟辛烷基、全氟己烷基碳氟链中的一种或两种。

6.根据权利要求1所述新型磁性密封材料的制备方法，其特征在于，所述步骤3）中当超顺磁性纳米颗粒的表面带有氨基和羟基时，在包覆有惰性氧化层或树脂层的超顺磁性纳米颗粒中加入全氟辛酰、全氟己酰氯、全氟辛基磺酰氟和全氟己基磺酰氟中的一种，或者加入全氟辛酸或全氟己酸和五氯化磷、三氯氧磷、氯化亚砜中任意一种的混合物。

7.根据权利要求1所述新型磁性密封材料的制备方法，其特征在于，所述步骤3）中当铁磁性纳米颗粒的表面带有巯基时，在包覆有惰性金属氧化层或树脂层的铁磁性纳米颗粒中加入全氟己基乙烯、全氟辛基乙烯或14氟辛烯中的一种或任意几种，同时在紫外光照射下实现将碳氟链接枝在铁磁性纳米颗粒的表面上。

8.根据权利要求1所述新型磁性密封材料的制备方法，其特征在于，所述步骤3）中当超顺磁性纳米颗粒的表面带有羧基时，在包覆有惰性金属氧化层或树脂层的磁性纳米颗粒中加入全氟辛胺、全氟己胺、全氟辛醇、全氟己醇中的一种或任意几种与羧基发生反应，实现在铁磁性纳米颗粒的表面上枝接碳氟链。