[發明專利]鈦酸鹽復合材料的制備方法

在審

• 申請號: 201410666474.X
• 申請日: 2014-11-20
• 公開（公告）號: CN105669974A
• 公開（公告）日: 2016-06-15
• 發明（設計）人: 劉文眾
• 申請（專利權）人: 劉文眾
• 主分類號: C08G73/02
• 分類號: C08G73/02;C08K7/24;C08L79/02;C01G23/00
• 代理公司: 揚州蘇中專利事務所(普通合伙) 32222
• 代理人: 許必元

技術領域

本發明涉及一種鈦酸鹽復合材料的制備方法。

背景技術

目前聚苯胺與陶瓷復臺材料的制備方法一般是機械混合法，即將陶瓷的粉末直接加入粘稠態聚物臺物基體中混合均勻，再成形固化而成，但對于壓電復合材料，由于其導電率隨填料體積填充率的增加而增大，為獲得足夠的壓電性能，往往要求高的體積填充率（一般在60%以上），而用機械混合法很難制備出這樣高填充率的壓電復合材料，所得壓電復合材料的導電率為10^-10S/cm^-l左右。

發明內容

本發明的目的是為克服目前壓電陶瓷復合材料體積填充率難以做到60%以上，導致其導電性能差的缺點。

為實現上述發明目的，本發明的技術方案如下：

提供一種鈦酸鹽復合材料的制備方法，其特征在于，將平均孔隙直徑在l～50nm的鈦酸鹽氣凝膠分散于質子酸溶液中，得到鈦酸鹽-質子酸分散液，在所述鈦酸鹽-質子酸分散液中進行苯胺的化學氧化聚合得到鈦酸鹽／聚苯胺復合材料，所述鈦酸鹽為鈦酸鉛，質量為0.1～l份，苯胺的質量為60～80份。

所述質子酸為鹽酸或硝酸。

所述鈦酸鉛氣凝膠由如下方法得到：用有機溶劑提取溶膠-凝膠法制得的鈦酸鉛凝膠中的溶劑后，將鈦酸鉛凝膠進行超臨界干燥處理。

所述有機溶劑為丙酮，超臨界干燥處理是將鈦酸鉛凝膠放入高壓釜中，在200～240℃下進行。

制得鈦酸鉛凝膠的溶膠-凝膠法具體步驟為：在溶劑無水乙醇中按10：1～20：1和2：1～8：1的溶劑-溶質質量比分別加入乙酸鉛和酞酸丁酯，得到乙酸鉛和酞酸丁酯的無水乙醇溶液，將兩溶液混合均勻后用無水己二胺調節pH值7～10，將所得混合液倒入壓力釜，并將其擰緊，放入烘箱中設定溫度100～150℃，反應20～25小時，得到鈦酸鉛凝膠。

所述化學氧化聚合所用的氧化劑為過硫酸銨或二氧化錳，其質量為20～40份。

所述氧化劑為過硫酸銨。

本發明在苯胺聚合體系中加入鈦酸鹽氣凝膠，鈦酸鹽與聚苯胺能夠更均勻地復合，從而大幅度的提高材料的電性能，所得鈦酸鹽／聚苯胺復合材料具有良好的導電率，比未經摻雜的聚苯胺導電率可提高1-10個數量級。

具體實施方式

下面通過實施例對本本發明作進一步說明：

實施例1

1、稱取乙酸鉛0.375g，置于小燒杯中，按15：1的比例加入無水乙醇，攪拌，并逐滴滴加無水乙二胺促進其溶解。

2、稱取酞酸丁酯0.337g于小燒杯中，按4：1的比例加入無水乙醇，攪拌使其溶解。

3、將兩溶液混合，并用無水乙二胺調節pH值7～10。

4、將混合液倒入壓力釜內膽，并放入壓力釜擰緊，將其置于烘箱內反應24小時，溫度設定120℃，待反應結束后將壓力釜從烘箱中取出，自然冷卻后，打開壓力釜，倒掉其中的液體。

5、用丙酮浸泡所得凝膠，連續7天，每天更換丙酮。

6、將所得凝膠放入高壓釜，將高壓釜放入烘箱進行超臨界干燥，設定溫度為240℃，壓力控制在8～10MPa，使氣體緩慢放出，待壓力降到常壓后，自然冷卻，得到鈦酸鉛氣凝膠0.3g，置于燒杯中，加入200mL2mol/L韻鹽酸溶液，超聲2小時，得到鈦酸鉛-鹽酸分散液。鈦酸鉛氣凝膠整體呈疏松的海綿狀，其中分布大量微小的孔隙，這些孔隙的平均直徑小于50納米。

7、稱取40g過硫酸銨溶于50mL2mol/L的鹽酸。

8、將100g苯胺逐滴緩慢加入到鈦酸鉛-鹽酸分散液中，隨后向混合液中滴加過硫酸銨的鹽酸溶液，整個過程不斷攪拌，滴加完成后，將混合液靜置10小時。

9、反應結束后過濾沉淀，用鹽酸溶液和蒸餾水清洗數次，真空干燥，壓制成型，即得鈦酸鉛／聚苯胺復合材料63.25g。

10、測得鈦酸鉛／聚苯胺復合材料的導電率為3.04×10^-7S/cm^-1。

實施例2

1、稱取乙酸鉛1.25g，置于小燒杯中，按20：1的比例加入無水乙醇，攪拌，并逐滴滴加無水乙二胺促進其溶解。

2、稱取酞酸丁酯1.12g于小燒杯中，按5：1的比例加入無水乙醇，攪拌使其溶解。

3、將兩溶液混合，并無水乙二胺調節pH值7～10。

4、將混合液倒入壓力釜內膽，并放入壓力釜擰緊，將其置于烘箱內反應24小時，溫度設定120℃，待反應結束后將其取出，自然冷卻，除去剩余液體。