[发明专利]一种纳米高活性反应材料及其低温制备方法

权利要求书

1.一种纳米高活性反应材料，其特征在于：该纳米高活性反应材料包括纳米金属填料和高氟聚合物，以该纳米高活性反应材料的总质量为100份计算，纳米金属填料的质量含量为50-70份，高氟聚合物的质量含量为30-50份；

所述的纳米金属填料为Mg、Al、Fe、Cu、Zn、Ta、Ti、Zr或Mo中的一种；

所述的高氟聚合物为THV 220、THV X 310、THV 415、THV 500中的一种或两种以上的混合物。

2.根据权利要求1所述的一种纳米高活性反应材料，其特征在于：所述的纳米高活性反应材料还包括纳米氧化物，以该纳米高活性反应材料的总质量为100份计算，纳米金属填料的质量含量为45-51份，高氟聚合物的质量含量为20-27份，纳米氧化物的质量含量为23-34份；

所述的纳米氧化物为氧化铋、氧化硅或氧化钛中的一种。

3.一种权利要求1所述的纳米高活性反应材料的制备方法，其特征在于该方法的步骤包括：

(1)制备纳米金属填料；

(2)在真空手套箱中，将步骤(1)制备得到的纳米金属填料分散在有机载液无水乙醇中，然后采用有机表面修饰剂对纳米金属填料进行原位包覆，得到混合物A；

(3)将高氟聚合物在分散剂中进行分散，分散剂为丙酮，得到混合物B；

(4)将步骤(2)得到的混合物A和步骤(3)得到的混合物B进行混合，静置固化成型，静置过程中有机载液和分散剂挥发，当有机载液和分散剂挥发完毕后，得到预制体；静置温度为40-50℃；

(5)将步骤(4)得到的预制体进行低温注塑，得到纳米高活性反应材料。

4.根据权利要求3所述的一种纳米高活性反应材料的制备方法，其特征在于：所述的步骤(1)中，制备纳米金属填料的方法为：采用常压化学气相沉积法或真空电弧熔炼法制备纳米金属填料；

其中，采用常压化学气相沉积法时，H₂浓度在所需化学计量比10倍以上，沉积温度1000℃以上，载气流量为H₂流量的2-5倍，得到10-100nm的粒子；

采用真空电弧熔炼法时，通电电流100-120A，电压15-30V的条件下放电，放电过程持续15-40min，通入惰性气流使得反应室的压力达到30-45MPa，得到10-100nm尺度的粒子；

所述的步骤(2)中，有机表面修饰剂为高分子型表面活性剂，包括但不限于聚乙烯吡咯烷酮或聚丙烯酸钠中的一种；

所述的步骤(5)中，低温注塑过程中，将预制体放置到模头中，加热模头对预制体进行升温，模头温度为180-200℃，然后对预制体进行加压，将预制体注塑到模具中，模具温度为80-160℃；

当高氟聚合物的质量含量为30份时，模头温度为200，模具温度为160℃，当高氟聚合物的质量含量为40份时，模头温度为190℃，模具温度为120℃，当高氟聚合物的质量含量为50份时，模头温度为180℃，模具温度为80℃。

5.一种权利要求2所述的纳米高活性反应材料的制备方法，其特征在于该方法的步骤包括：

(1)制备纳米金属填料；

(2)在真空手套箱中，将步骤(1)制备得到的纳米金属填料和纳米氧化物分散在有机载液无水乙醇中，然后采用有机表面修饰剂对纳米金属填料和纳米氧化物进行原位包覆，得到混合物C；

(3)将高氟聚合物与步骤(2)得到的混合物C进行混合，并采用双螺杆挤出机进行挤出成型得到预制体；

(4)将步骤(3)得到的预制体进行低温注塑，得到纳米高活性反应材料。

6.根据权利要求5所述的一种纳米高活性反应材料的制备方法，其特征在于：所述的步骤(1)中，制备纳米金属填料的方法为：采用常压化学气相沉积法或真空电弧熔炼法制备纳米金属填料；

其中，采用常压化学气相沉积法时，H₂浓度在所需化学计量比10倍以上，沉积温度1000℃以上，载气流量为H₂流量的2-5倍，得到10-100nm的粒子；

采用真空电弧熔炼法时，通电电流100-120A，电压15-30V的条件下放电，放电过程持续15-40min，通入惰性气流使得反应室的压力达到30-45MPa，得到10-100nm尺度的粒子；

所述的步骤(2)中，有机表面修饰剂为高分子型表面活性剂，包括但不限于聚乙烯吡咯烷酮或聚丙烯酸钠中的一种；

所述的步骤(4)中，低温注塑过程中，将预制体放置到模头中，加热模头对预制体进行升温，模头温度为200-230℃，然后对预制体进行加压，将预制体注塑到模具中，模具温度为160-220℃；

当高氟聚合物的质量含量为20份时，模头温度230℃，模具温度220℃，当高氟聚合物的质量含量为24份时，模头温度215℃，模具温度优选190℃，当高氟聚合物的质量含量为27份时，模头温度160℃，模具温度160℃。