[發明專利]一種自分散鈦納米金屬粉漿的制備方法

在審

• 申請號: 201410427414.2
• 申請日: 2014-08-28
• 公開（公告）號: CN105382264A
• 公開（公告）日: 2016-03-09
• 發明（設計）人: 薛俊峰;薛富津
• 申請（專利權）人: 薛俊峰;薛富津
• 主分類號: B22F9/04
• 分類號: B22F9/04;B22F1/00;B82Y40/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及金屬納米材料的制備技術，特別是一種自分散鈦納米金屬粉漿的制備方法。本發明還涉及該制備方法所用的自制高能高效粉碎機。

背景技術

至今，隨著納米材料制備技術的發展，各種金屬幾乎都可以制成納米粉，納米材料對于改進提高高分子性能已經顯示出具有極好前景，然而納米材料的應用面臨一個難題就是如何能很好的將其分散到有機高分子材料中，一直沒有很好解決?，F今納米材料的分散是制約納米材料廣泛應用的最大技術瓶頸。

采用性質上與聚合物相近的低分子物質，在固體表面上能聚合的單體，或者采用聚合物本身構成粗金屬粉-聚合物體系，在機械、輻射或其他方法作用下均能提高聚合物與金屬顆粒間的親合力。

在這些作用中，突出的是機械作用，它能使聚合物分子斷裂，產生游離大原子團，再和金屬表面作用，使金屬-聚合物間產生牢固地化學吸附鍵。

這些概念就是機械化學法制備金屬納米粉漿的依據。

這個方法的特點是：a)金屬在單體中破碎時產生的表面活化中心，引發單體在新生金屬顆粒表面上聚合；b)單體在高度真空(在惰性氣體或能防止金屬表面強烈氧化條件下)中能在直接破碎的金屬顆粒表面上聚合；c)金屬在低分子表面活性劑中直接破碎，隨后加入到含有活性官能團或雙鍵的聚合物中，有助于聚合物在金屬顆粒表面上產生化學吸附；d)在聚合物介質中有利于金屬機械破碎；e)在真空中金屬和單體(聚合物)同時蒸發，表面上能形成化學吸附著聚合物大分子的超細金屬粉。

已研究了金屬鹽和氧化物在乙烯單體中用振動球磨機處理發生聚合的過程。這個方法的本質是金屬破碎過程中形成的顆粒表面，是裸露的動態活性界面，具有非常大的反應活性，其物理吸附和化學吸附傾向都大大強化。如果在這種表面形成瞬間存在單體，那么離子型或原子型表面活化中心就與單體分子相互作用，生成大原子團。

已研究過聚乙烯、甲基丙烯酸甲酯、甲基苯乙烯、丙烯腈和醋酸乙烯酯中研磨Fe、Ni、Cr和Ti過程中的聚合過程，證明聚合物化學接枝到粉碎的金屬顆粒上。隨研磨時間延長單體的轉化率提高，但在開始瞬間聚合物轉化率不大，隨后劇烈增長。此外，已確定當研磨時間固定條件下，單體轉化率與組份比有關。當加入少量單體時聚合物轉化率達到最大，因為這是最好的研磨條件。本發明就是根據上述原理創造性地解決了具有自分散功能的鈦納米金屬粉漿的制備技術。

發明內容

本發明所解決的問題是：針對高分子材料中納米粉的分散問題，提出了一種自分散鈦納米金屬粉漿的制備方法，該方法制備的鈦納米金屬粉無需作任何表面修飾，具有自分散功能，可直接加入到高分子材料中，分散均勻，并賦予高分子材料具有許多新的功能，如防結垢、耐沸水、無毒、耐酸堿等。

本發明是這樣實現的，利用自制的高速高能粉碎機，采用如下物料配比(重量比)：

工業純鈦粉1000

粉碎促進劑50～100

粉碎保護劑50～100

分散劑400～1000

珠子∶鈦粉＝100∶5～20

鈦粉∶粉碎助劑＝1000∶1200～2000

設備的副軸轉速∶主軸轉速比＝2～8，無級變速。

自制高能高效粉碎機運行是：電機A通過錐型齒輪副軸B和主軸C，驅動轉臂D旋轉，以實現行星齒輪F定軸的公轉和繞自身軸線的自轉來實現的。

具體實施步驟如下：1.配制粉碎助劑先按配比要求加入分散劑粉碎促進劑粉碎保護劑，高速攪拌，溶解過濾得粉碎助劑，備用；2.在料筒中投入珠子、鈦粉和按1配制的粉碎助劑，封筒；3.粉碎將裝完物料的料筒裝到高速高能粉碎機上，啟動設備，初始低速運轉一定時間，升到高速運轉一定時間，停車，自然冷卻到40℃，開筒，粗濾，將珠子和物料分離，分離出的黑色漿狀物即為自分散鈦納米金屬粉漿。

說明書附圖說明：

圖1是自制高效高能粉碎機示意圖。

具體實施例

實施例1

(1)配制粉碎助劑稱取雙酚A環氧樹脂E4450g聚硫橡膠LP12150g丙酮600ml，充分溶解，備用；

(2)料筒中裝入2.5kg珠子和500g鈦粉，再加入(1)配好的粉碎助劑；

(3)封筒，設計副軸轉速∶主軸轉速＝2.5，初始主軸轉速為100rps，運行時間30min，停機，調主軸轉速到450rps，運行2.5h，停機，自然冷卻到低于40℃，打開料筒，過濾放料，得到細度50～75nm漿狀黑色自分散鈦納米金屬粉漿。

實施例2