[发明专利]一种氟化碳材料/磷酸锆二元复合材料、制备方法及其应用

说明书

本发明公开了一种氟化碳材料/磷酸锆二元复合材料、制备方法及其应用，属于复合材料制备技术领域。本发明的方法包括：将氟化碳材料与磷酸锆加入到枝接物作为的溶剂中，混合，制备得到二元复合材料。本发明通过将氟化石墨或氟化碳黑等氟化碳材料，与片层状纳米磷酸锆通过双功能或多功能分子复合，制备得到的二元复合材料可以很好的分散在高分子材料基体中，可提高高分子材料基体的拉伸强度等机械性能，并提高高分子涂层材料的耐摩擦及防腐蚀等性能。本发明的方法简单，易操作，成本低，适合工业化生产。

技术领域

本发明属于复合材料制备技术领域，涉及一种二元复合材料、制备方法及其应用，尤其涉及一种氟化碳材料/磷酸锆二元复合材料、制备方法及其应用。

背景技术

无机粉体颗粒作为填充材料被广泛的应用于包括橡胶、塑料、涂料、油漆、油墨、润滑油脂等各类产品中，这些无机粉体颗粒包括，但并不局限于滑石粉、高岭土、黏土、碳酸钙、炭黑、白炭黑、钛白粉等等。随着纳米科学与技术的发展，由于纳米材料所带来的高比表面积等优异的物理化学性质，使得无机粉体填充材料向着精细化、纳米化的方向不断的发展。在无机纳米粉体颗粒材料的发展中，一方面由于合成制备方法的改进使得传统的无机颗粒材料不断变小并纳米化；另一方面众多的新型高性能纳米材料也不断的被发现，并应用于颗粒填充材料中来，如碳纳米管、石墨烯、量子点、纳米黏土等等。

无论是传统无机粉体颗粒还是纳米颗粒，作为填充材料的主要作用是提高基体的使用性能，如添加到橡胶和塑料中提高其机械强度及阻隔性能；添加到油漆涂料等中提高基体的覆盖力和耐久性等；添加到润滑油脂中提高油相的润滑抗磨性能。

磷酸锆(也称磷酸氢锆，Zirconium Phosphate，Zirconium Hydrogen Phosphate)是一种二维无机片层状颗粒材料，通常通过水热法或回流法合成，其片大小尺寸在纳米级到微米级，而其厚度一般是纳米级，磷酸锆也被称为磷酸锆纳米片(Zirconium PhosphateNanoplatelets)。磷酸锆是一种高性能无机填充材料，可以作为塑料及润滑油脂等的添加剂，提高其使用性能。

氟化碳材料一般是由碳材料经氟化而得，包括氟化炭黑、氟化石墨、氟化碳纳米管、氟化碳球等等。它们一般疏水疏油，耐腐蚀，并具有优异的润滑、介电等性能，是一类高性能多功能填充材料，但其价格昂贵及分散性差严重制约了它们的应用。

发明内容

针对现有技术中存在的上述问题，本发明的目的在于提供一种二元复合材料、制备方法及其应用，尤其是一种氟化碳材料/磷酸锆二元复合材料、制备方法及其在制备二元复合材料增强环氧树脂和二元复合材料涂层中的应用。本发明的二元复合材料可以很好的分散在高分子材料基体中，可提高高分子材料基体的拉伸强度等机械性能，并提高高分子涂层材料的耐摩擦及防腐蚀等性能。

本发明所述“氟化碳材料/磷酸锆二元复合材料”指：氟化碳材料与磷酸锆复合形成的二元复合材料。

为达上述目的，本发明采用以下技术方案：

第一方面，本发明提供一种二元复合材料，所述二元复合材料是氟化碳材料与磷酸锆复合形成的二元复合材料。

优选地，所述氟化碳材料和磷酸锆的复合是通过枝接物连接实现的，所述连接优选为共价连接。

优选地，所述枝接物为端部含有至少2个氨基的有机物，端部含有至少2个羟基的有机物，或者端部含有至少1个氨基和1个羟基的有机物中的任意一种或至少两种的组合。

本发明所述“端部”既包括主链的端部，又包括支链的端部。

优选地，所述氟化碳材料通过氟原子与枝接物的氨基和/或羟基连接，所述磷酸锆通过羟基与枝接物的氨基和/或羟基连接。