[发明专利]一种磁场诱导图案化组装与可擦除的磁控相变材料及其制备方法

权利要求书

1.一种磁控相变材料用于磁场诱导图案化组装与擦除的应用，其特征在于，所述磁控相变材料以极性或非极性低温相变高分子材料为基体材料，以表面极性或非极性改性的超顺磁性纳米材料为磁场响应单元，且磁场响应单元与基体材料的质量比为0.2~0.5:1；所述磁控相变材料中，基体材料与磁场响应单元的分子极性相同；所述极性低温相变高分子材料为亲水性低温相变高分子，该亲水性低温相变高分子为聚乙二醇、聚乙二醇单甲醚、聚乙二醇二甲醚、双端氨基聚乙二醇或双端羧基聚乙二醇；所述非极性低温相变高分子材料为疏水性低温相变高分子，该疏水性低温相变高分子选自各级长链脂肪烷烃及其改性体；所述表面极性或非极性改性的超顺磁性纳米材料为表面接枝极性或非极性长链高分子的超顺磁性纳米材料，其中，所述超顺磁性纳米材料为纳米铁粉、纳米四氧化三铁、纳米氧化铁、纳米镍粉、纳米钴粉中的一种或几种；擦除时，将带有磁控相变材料图案的非磁性加热板从永磁体阵列上移开，将温度升高到磁控相变材料熔点以上，磁控相变材料通过自流平实现图案的自动擦除。

2.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述磁控相变材料由如下方法制备：

（1）制备表面极性或非极性改性的超顺磁性纳米材料；

（2）将表面极性或非极性改性的超顺磁性纳米材料加入相应的极性或非极性低温相变高分子材料中，研磨，使磁场响应单元在基体材料中均匀分散，即得。

3.根据权利要求2所述的应用 ，其特征在于，步骤（1）中，所述表面极性改性的超顺磁性纳米材料的制备方法为：对超顺磁性纳米材料表面进行预处理，在其表面引入季铵盐离子基团；然后将极性长链高分子阴离子盐接枝到预处理所得粒子表面，得到表面极性改性的超顺磁性纳米材料。

4.根据权利要求3所述的应用，其特征在于，所述表面极性改性的超顺磁性纳米材料的制备步骤包括：

①将超顺磁性纳米材料加入水中，以二甲基十八烷基[3-三甲氧基硅丙基]氯化铵为改性剂，在室温下陈化反应12~24 小时，或者在60~80℃反应1~3小时，所得产物用水和甲醇多次洗涤、分离，得到表面引入季铵盐离子基团的超顺磁性纳米材料；

②将聚乙二醇基高分子磺酸盐与预处理后的超顺磁性纳米材料在65~80 ℃下持续反应12~24小时，反应后的产物用水和甲醇的混合溶液洗涤，除去产物中表面未改性的超顺磁性纳米材料，即得。

5.根据权利要求4所述的应用，其特征在于，步骤②中，所述聚乙二醇基高分子磺酸盐由聚乙二醇基高分子材料通过磺化处理得到，其中，聚乙二醇基高分子材料选自聚乙二醇单甲醚、聚乙二醇单油醚、脂肪醇聚氧乙烯醚，且聚乙二醇基高分子材料的分子量范围为500~4000。

6.根据权利要求2所述的应用，其特征在于，步骤（1）中，所述表面非极性改性的超顺磁性纳米材料的制备方法为：对超顺磁性纳米材料表面进行预处理，在其表面引入环氧基团；然后将端氨基修饰的非极性长链接枝到预处理所得粒子表面，得到表面非极性改性的超顺磁性纳米材料。

7.根据权利要求6所述的应用，其特征在于，所述表面非极性改性的超顺磁性纳米材料的制备步骤包括：

①将超顺磁性纳米材料加入乙醇溶液中，以γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷为改性剂，在65~80 ℃下反应2~3小时，反应结束后用乙醇洗涤、干燥，得到表面引入环氧基团的超顺磁性纳米材料；

②将干燥后的产物加入N, N-二甲基甲酰胺中，加入长链烷烃胺，在60~80 ℃下反应3~5小时，反应结束后磁分离，用四氯化碳溶液洗涤，除去产物中表面未改性的超顺磁性纳米材料，即得。

8.根据权利要求2所述的应用，其特征在于，步骤（2）中，将极性或非极性低温相变高分子加热到比其熔点高10℃以上的温度，然后加入表面极性或非极性改性的超顺磁性纳米材料，所述表面极性或非极性改性的超顺磁性纳米材料的加入量为极性或非极性低温相变高分子质量的20~50%。