[发明专利]一种可降低氧化镁吸油值的矿化剂制备方法及其用法

说明书

本发明涉及一种可降低氧化镁吸油值的矿化剂制备方法及用法，其特征在于利用溶胶凝胶‑水热法合成了一种氟原子掺杂的二氧化锆和二氧化钛复合物作为矿化剂，在高温煅烧工艺中使用可以有效降低氧化镁粉体表面的粗糙度，使得表面光滑且致密，吸油值大大降低。本发明制备的矿化剂实现了在原子层面上的复合，发挥出更高效率的协同作用，加速了降低氧化镁熔点这一过程，从而在不破坏氧化镁原本形貌基础上，降低其吸油值。吸油值降低后的氧化镁可应用于高分子导热填料领域，通过增加填充份数，从而提高高分子材料的导热率。

技术领域

本发明属于粉体表面改性与导热材料领域，具体涉及一种可降低氧化镁吸油值的矿化剂制备方法及用法。

背景技术

吸油值也叫树脂吸附量，表示填充料对树脂的吸收量，通常以100g填料所需亚麻油或者邻苯二甲酸二丁酯检验的用量表示(mL/100g)，是检验无机材料性能的一种物理指标。吸油值对填料的选择具有重要的指导意义，其能表征填料在不同粒度和比表面积下的吸附性能；当吸油值越小，树脂吸附量越小，意味着可填充比例越高。在导热高分子材料领域，越高的导热填料填充量，往往代表着更高的导热系数。

目前研究较多且导热绝缘性能良好的填料有氧化铝、氮化硅等。氧化镁的导热性能略优于氧化铝，其理论热传导率达30W/mk-60W/mk，可制备具有更高导热系数的高分子材料，同时具有良好的化学惰性、耐热性、绝缘性，是一种优异的高分子导热填料，但其相关报道较少。这是因为本领域常选用类球氧化镁和球形氧化镁作为导热填料，其主要通过低温煅烧类球及球形的碱式碳酸镁或氢氧化镁前驱物制备获得，这种低温煅烧得到的类球或者球形的氧化镁表面较粗糙、比表面积较大，宏观表现为吸油值大，在有机树脂基体中存在难以填充或填充量低的问题，从而限制了其在高分子导热填充领域的应用。因此，目前亟需一种降低类球或球型氧化镁的表面粗糙度和比表面积，使其吸油值降低的方法，以增加氧化镁在树脂中的填充比例，从而提高高分子材料的导热率。

发明内容

基于背景技术所述的问题，本发明目的在于提供一种降低氧化镁吸油值的方法，通过合成一种含氟的二氧化锆和二氧化钛复合物作为矿化剂，在高温煅烧和球磨下使用可降低氧化镁的吸油值，使其在树脂中的填充份数增加，从而提升了氧化镁在高分子导热填充领域的可操作性。

本发明提供的一种可降低氧化镁吸油值的矿化剂制备方法及其用法，其具体步骤如下：

(1)矿化剂的制备：在氮气氛围下，将一定量的无水乙醇和锆酸四丁酯混合搅拌均匀得混合溶液A；将一定量的无水乙醇、钛酸四乙酯、氟化铵、浓盐酸和水搅拌均匀得混合溶液B；将混合溶液B逐滴加入到混合溶液A中，滴加时间为15-30min，搅拌0.5-2h至混合均匀后转移到水热釜中，于120-160℃中反应6-18h，待降至室温后对产物进行过滤和洗涤，收集滤饼于真空烘箱中60℃干燥8-12h，即得到含氟的二氧化锆和二氧化钛复合矿化剂；

(2)用法：取(1)所述矿化剂与氧化镁于球磨机中球磨混合15-30min，将球磨得到的混合料置于坩埚中并转移到马弗炉于1300-1500℃煅烧2-6h，待降至室温后将产物于球磨机中进行球磨粉碎5-15min，即得吸油值降低的氧化镁。

所述的含氟的二氧化锆和二氧化钛复合矿化剂的形成过程如下：氟化铵作为氟源，钛和锆的醇盐在醇溶剂中经过脱水缩合形成溶胶，在一定温度和压力下溶胶通过非均相化学反应合成含氟的二氧化锆和二氧化钛复合物，以此复合物作为矿化剂。

所述吸油值降低的氧化镁的形成过程如下：在高温下，矿化剂中的氟、锆和钛原子近距离接触氧化镁表面，并且开始扩散和渗透到氧化镁的界面上，由于氟、锆、钛元素分别为-1、+4、+4价，此时氧化镁表面没有足够对应价态的元素与之键合，从而产生缺陷，加速氧化镁晶格的畸变，降低氧化镁熔点；熔点降低后的氧化镁在上述高温煅烧过程中易变成熔融的状态，晶界开始重新移动，其表面逐渐变得光滑和致密，宏观数据上表现为比表面积降低、吸油值降低。

所述混合溶液A中锆酸四丁酯与混合溶液B中的钛酸四乙酯的摩尔比为0.5～0.75：1。