[发明专利]聚苯乙烯包覆金属氧化物纳米粒子及其制备方法与应用

权利要求书

1.一种聚苯乙烯包覆金属氧化物纳米粒子在三元乙丙橡胶绝缘材料中的应用，其特征在于，所述聚苯乙烯包覆金属氧化物纳米粒子的制备方法包括以下步骤：

将含有金属氧化物纳米粒子、苯乙烯单体、引发剂、表面活性剂及溶剂的分散液进行悬浮聚合，得到产物浆料；所述金属氧化物纳米粒子为氧化锌纳米粒子、二氧化硅纳米粒子或氧化镁纳米粒子；在配制所述分散液之前，所述制备方法还包括以下步骤：采用浓度为0.1~0.2mol/L的碱溶液对所述苯乙烯单体进行洗涤；在洗涤结束后，进行减压蒸馏操作，收集60℃/53.3kPa的馏分，即为精制的所述苯乙烯单体；

去除所述产物浆料中的所述溶剂，得到所述聚苯乙烯包覆氧化锌纳米粒子；

其中，所述表面活性剂选自阴离子表面活性剂、阳离子表面活性剂和两性离子表面活性剂的一种或者多种的组合；

所述分散液中所述金属氧化物纳米粒子的重量浓度为1~5wt%，所述表面活性剂的重量浓度为1~5wt%；

所述分散液中所述苯乙烯单体的重量浓度为20~30wt%，所述引发剂的加入量为所述苯乙烯单体重量的1~4wt%。

2.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述表面活性剂选自聚乙烯醇、失水山梨醇酯月桂酸酯和壬基酚烷基酚聚氧乙烯醚中的一种或多种的组合。

3.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述引发剂选自偶氮类引发剂、过氧化物引发剂、氧化还原引发剂中的一种或多种的组合。

4.根据权利要求3所述的应用，其特征在于，所述引发剂选自偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈和偶氮二异丁酸二甲酯中的一种或多种的组合。

5.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述分散液采用的所述溶剂为水。

6.根据权利要求1至4中任一项所述的应用，其特征在于，所述金属氧化物纳米粒子的粒径为10~100nm。

7.根据权利要求1至4中任一项所述的应用，其特征在于，所述悬浮聚合过程包括：将所述分散液在搅拌的状态下升温至60~70℃，反应6~10h后，再降温至40℃以下，得到所述产物浆料。

8.根据权利要求1至4中任一项所述的应用，其特征在于，所述分散液由以下方法配制而成：

将所述金属氧化物纳米粒子、所述苯乙烯单体及一部分所述溶剂混合，并超声分散，得到第一原料液；

将所述表面活性剂与剩余所述溶剂混合，得到第二原料液；

将所述第一原料液、所述第二原料液及所述引发剂混合，并磁力搅拌，得到所述分散液。

9.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，将所述三元乙丙橡胶绝缘材料应用于受电弓支撑绝缘子中。

10.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，将所述三元乙丙橡胶绝缘材料应用于高压电缆终端伞裙中。

11.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，将所述三元乙丙橡胶绝缘材料应用于高压隔离开关绝缘子中。

12.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，将所述三元乙丙橡胶绝缘材料应用于真空断路器绝缘子中。

13.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，将所述三元乙丙橡胶绝缘材料应用于轨道车辆的受电弓支撑绝缘子，和/或将所述三元乙丙橡胶绝缘材料应用于轨道车辆的高压电缆终端伞裙，和/或将所述三元乙丙橡胶绝缘材料应用于轨道车辆的高压隔离开关绝缘子，和/或将所述三元乙丙橡胶绝缘材料应用于轨道车辆的真空断路器绝缘子。